hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト腎癌細胞に対するHMG-CoA還元酵素阻害剤の増殖抑制効果

ヒト腎癌細胞株Caki-1,KU-2,VMRCを用いて、シンバスタチンの増殖抑制効果およびコレステロール合成能に与える影響を検討するとともに、H-ras遺伝子の変異の有無について検討した。2.コレステロール合成能の測定は各腎癌細胞株に各濃度のシンバスタチン投与72時間後に、C^<14>acetatreを添加し、C14cholesterol-digitonin complexとして抽出し、トルエンシンチレーターで活性を測定した。結果は、Caki-1,VMRCでは2.5μg/mlの濃度のシンバスタチンでコレステロール合成は完全に抑制されたが、KU-2では100μg/mlの濃度で初めて完全にコレステロール合成が抑制された。3.H-ras遺伝子の変異はサザンブロッテイング法にて検討した。KU-2において再構成が認められたのみで、Caki-1,VMRCにおいては、遺伝子増幅、再構成とも認められなかった。以上より、腎癌細胞に対してシンバスタチンが増殖抑制効果を示すことが確認された。その作用機序はH-rasに異常を認めたKU-2と、異常を認めなかったCaki-1,VMRCともにシンバスタチンにより増殖が抑制されていることより、膵癌で言われているようなrasシグナルの阻害剤としての働き以外に、腎癌細胞のdenovoコレステロール合成の抑制も作用機序の一つとして考えられた。さらに、引き続きinvivoでの検討を行っているところである。以上の概要は、第10回腎癌研究会にて発表した。
ユニバーサル・ヘルス・カバレッジのための地域特性に基づくアセスメント手法の開発

本研究は、フィリピン共和国ケソン市を調査地域とし、イースト大学、イースト大学付属病院と連携し、ユニバーサル・ヘルス・カバレッジの達成のためのアセスメント手法の開発を試みる。地域特性の分析には、ジオデモグラフィック手法を用い、国勢調査を含む人口社会データを活用し、行政区画内の肺炎の罹患率等の健康指標、医療施設のアクセスとサービス等の保健医療属性を反映した地域特性の類型化を試みる。肺炎、糖尿病の罹患と地域特性との関連を解析し、リスクグループを特定するアセスメント手法を構築する。これまでに、研究基盤データとして調査対象地域の行政区画をGISソフト(ArcGIS9.3 ESRI社)を使用し、デジタル化基盤地図の作成と健康指標と肺炎死亡率と罹患率の保健統計の属性入力を行った。国勢調査、社会経済統計データを用いて因子分析とクラスター分析による類型化を行い、ジオデモグラフィックスを作成した。さらにジオデモグラフィックスを用い、リスクグループの分析を試みた。一方、ヘルスサービスへのアクセシビリティの分析のためのフィールド調査を、イースト大学との協力のもと実施し、2017年度と2018年度にドナイメルダ地区とロドリゲズ地区の2ヶ所において実施した。本研究は、フィリピン共和国ミンダナオ島カガヤンデオロ市を調査地域とし、キャピトル大学、キャピトル大学附属病院、カガヤンデオロ市保健局と連携し、ユニバーサル・ヘルス・カバレッジの達成のためのアセスメント手法の開発を試みる。地域特性の分析には、ジオデモグラフィック手法を用い、国勢調査を含む人口社会経済データを活用し、行政区画内の肺炎の罹患率等の健康指標、医療施設のアクセスとサービス等の保健医療属性を反映した地域特性の類型化を試みる。肺炎の罹患と地域特性との関連を解析し、リスクグループを特定するアセスメント手法を構築する2016年度は、研究基礎データとして調査対象地域の行政区画をGISソフト(ArcGIS9.3, ESRI社)を使用しデジタル化した基盤地図の作成を行なった。代表的な健康指標として肺炎死亡率と罹患率の保健統計を取得しデジタル地図に属性として入力した。また、国勢調査、社会経済統計データ等を用い、因子分析とクラスター分析による類型化を行い、ジオデモグラフィックスを作成した。当初の計画に従い、2015年度に予定されていた活動は概ね順調に実施された本研究は、フィリピン共和国ミンダナオ島カガヤンデオロ市を調査地域とし、キャピトル大学、キャピトル大学付属病院、カガヤンデオロ市保健局と連携し、ユニバーサル・ヘルス・カバレッジの達成のためのアセスメント手法の開発を試みる。地域特性の分析には、塩で得もグラフィック手法を用い、国勢調査を含む人口社会データを活用し、行政区画内の肺炎の罹患率等の健康指標、医療施設のアクセスとサービス等の保健医療属性を反映した地域特性の類型化を試みる。肺炎の罹患と地域特性との関連を解析し、リスクグループを特定するアセスメント手法を構築する。当初の計画に従い、予定された活動は概ね順調に実施された。本研究は、フィリピン共和国ミンダナオ島カガヤンデオロ市を調査地域とし、キャピトル大学、キャピトル大学付属病院、カガヤンデオロ市保健局と連携し、ユニバーサル・ヘルス・カバレッジの達成のためのアセスメント手法の開発を試みる。一方、ヘルスサービスへのアクセシビリティの分析のためのフィールド調査を、キャピトル大学との協力のもと、2017年度8月にカガヤンデオロ市で予定をしていたが、ミンダナオ島マラウイ市におけるISテロにより、フィールド調査の実施が困難となったため、データ収集と分析に支障が生じ、当初の研究期間より1年間の延長を行った。2017年度8月に予定をしていたフィールド調査が、ミンダナオ島のISテロにより実施が出来なくなったため、調査の進捗に支障が生じ、研究期間の延長を行った。

これまでに、研究基盤データとして調査対象地域の行政区画をGISソフト(ArcGIS9.3 ESRI社)を使用し、デジタル化基盤地図の作成と健康指標と肺炎死亡率と罹患率の保健統計の属性入力を行った。国勢調査、社会経済統計データを用いて因子分析とクラスター分析による類型化を行い、ジオデモグラフィックスを作成した。さらにジオデモグラフィックスを用い、リスクグループの分析を試みた。一方、ヘルスサービスへのアクセシビリティの分析のためのフィールド調査を、イースト大学との協力のもと実施し、2017年度と2018年度にドナイメルダ地区とロドリゲズ地区の2ヶ所において実施した。2016年度は、前年度のフィールド調査を継続し、ヘルスジオデモグラフィックスを用いた地域プロファイリングを完成させる。区画ごとの肺炎死亡率と罹患率を算出し、ユニバーサル・ヘルス・カバレッジの要素となる医療施設へのアクセス、経済的負担、医療・看護ケアのクオリティの地域的特異性との関連を明らかにする。銃砲収集のためフィリピンにおける現地調査を行なう予定である。2017年度は、8月にフィールド調査の実施を予定し、ユニバーサルヘルスカバレッジの要素となる。医療施設へのアクセス、経済的負担、医療・看護ケアのクオリティの地域的特性との関連を明らかにし、リスクグループの分析とアセスメント手法の構築を行う予定である。2018年度には、フィールド調査の実施を予定し、ユニバーサルヘルスカバレッジの要素となる。2015年度に予定をしていた科研費によるフィリピンでのフィールド調査を2016年度に変更したため。2016年度に実施を予定していたフィリピンでのフィールド調査を2017年8月に変更したため。2017年度8月に予定をしていたフィリピン共和国ミンダナオ島でのフィールド調査が、ミンダナオ島のISテロにより実施が出来なくなったため、調査の進捗に支障が生じ、研究期間の延長を行った。2016年度にフィリピンでのフィールド調査を実施予定2017年8月15日より22日までフィールド調査を予定
活性型コンフォメーションに構造規制されたHIVプロテアーゼ阻害剤の分子設計と合成

我々は,エイズの原因ウイルスであるHIVプロテアーゼの阻害剤の基質遷移状態コンセプトを基盤として分子設計を行ない,酵素は阻害剤の結合に必要な最小阻害活性部位の探索や高い酵素阻害活性を持つ化合物(KNI-272)の合成に成功した.この成功は,酵素反応のメカニズムに着目して,酵素・基質複合体および酵素・阻害剤複合体のコンフォメーションを解析し,酵素分子活性中心の基質遷移状態のコンフォメーションを固定したミミックをデザインするという新しく論理的な方法を用いたことによるところが大きい.この方法をさらに発展させて,活性型コンフォメーションに構造規制された阻害剤の分子設計と合成を行った.1.変異HIVプロテアーゼの合成変異HIV-プロテアーゼにおいて84位IleがValに置換されており,3次元構造からこれはP1ならびP1'と相互作用していることがわかっているので,84位をValに変換した誘導体を合成し酵素活性を検討した.2.HIVプロテアーゼ活性部位誘導体の合成.基質との相互作用に関与している25位アスパラギン酸をイソステリックなアミノ酸に変換した誘導体を合成した.HIVプロテアーゼは二量体として働くので,もとの酵素とイソステリック誘導体との組み合わせ,イソステリック誘導体のみの組み合わせについても検討した.3.阻害剤の合成.遷移状態誘導体の概念に基づいてレトロウイルスに特徴的な基質の切断部位Phe-ProおよびTyr-Pro(P1-P1')のアミド結合をイソステリックな還元型,ヒドロキシエチレン型,ジヒドロキシエチレン型等に変換し,各基質遷移状態誘導体を合成した.さらに,リジドな構造を持つジペプチド誘導体をデザインし,合成した.4.NMRと分子モデリングにより,コンフォメーション解析および酵素と基質複合体の構造解析を行った.5.複合体形成と解析,X線解析,NMRによりこの酵素蛋白とインヒビターの複合体の構造解析を行い,相互作用に水分子が重要な役割をはたすこと,高活性阻害剤のコンフォメーションが制約されていることを見いだした.我々は,エイズの原因ウイルスであるHIVプロテアーゼの阻害剤の基質遷移状態コンセプトを基盤として分子設計を行ない,酵素は阻害剤の結合に必要な最小阻害活性部位の探索や高い酵素阻害活性を持つ化合物(KNI-272)の合成に成功した.この成功は,酵素反応のメカニズムに着目して,酵素・基質複合体および酵素・阻害剤複合体のコンフォメーションを解析し,酵素分子活性中心の基質遷移状態のコンフォメーションを固定したミミックをデザインするという新しく論理的な方法を用いたことによるところが大きい.この方法をさらに発展させて,活性型コンフォメーションに構造規制された阻害剤の分子設計と合成を行った.1.変異HIVプロテアーゼの合成変異HIV-プロテアーゼにおいて84位IleがValに置換されており,3次元構造からこれはP1ならびP1'と相互作用していることがわかっているので,84位をValに変換した誘導体を合成し酵素活性を検討した.2.HIVプロテアーゼ活性部位誘導体の合成.基質との相互作用に関与している25位アスパラギン酸をイソステリックなアミノ酸に変換した誘導体を合成した.HIVプロテアーゼは二量体として働くので,もとの酵素とイソステリック誘導体との組み合わせ,イソステリック誘導体のみの組み合わせについても検討した.3.阻害剤の合成.遷移状態誘導体の概念に基づいてレトロウイルスに特徴的な基質の切断部位Phe-ProおよびTyr-Pro(P1-P1')のアミド結合をイソステリックな還元型,ヒドロキシエチレン型,ジヒドロキシエチレン型等に変換し,各基質遷移状態誘導体を合成した.さらに,リジドな構造を持つジペプチド誘導体をデザインし,合成した.4.NMRと分子モデリングにより,コンフォメーション解析および酵素と基質複合体の構造解析を行った.5.複合体形成と解析,X線解析,NMRによりこの酵素蛋白とインヒビターの複合体の構造解析を行い,相互作用に水分子が重要な役割をはたすこと,高活性阻害剤のコンフォメーションが制約されていることを見いだした.我々は,エイズの原因ウイルスであるHIVプロテアーゼの阻害剤の基質遷移状態コンセプトを基盤として分子設計を行ない,酵素と阻害剤の結合に必要な最小阻害活性部位の探索や高い酵素阻害活性を持つ化合物(KNI-272)の合成に成功した.この成功は,酵素反応のメカニズムに着目して,酵素・基質複合体および酵素・阻害剤複合体のコンフォメーションを解析し,酵素分子活性中心の基質遷移状態のコンフォメーションを固定したミミックをデザインするという新しく論理的な方法を用いたことによるところが大きい.この方法をさらに発展させて,活性型コンフォメーションに構造規制された阻害剤の分子設計と合成を行った.1.変異HIVプロテアーゼの合成変異HIV-1プロテアーゼにおいて84位IleがValに置換されており,3次元構造からこれはP1ならびにP1'と相互作用していることがわかっているので,84位をValに変換した誘導体を合成し酵素活性を検討した.2.HIVプロテアーゼ活性部位誘導体の合成.基質との相互作用に関与している25位アスパラギン酸をイソステリックなアミノ酸に変換した誘導体を合成した.HIVプロテアーゼは二量体として働くので,もとの酵素とイソステリック誘導体との組み合わせ,イソステリック誘導体のみの組み合わせについても検討した.3.阻害剤の合成遷移状態誘導体の概念に基づいてレトロウイルスに特徴的な基質の切断部位Phe-ProおよびTyr-Pro(P1-P1')のアミド結合をイソステリックな還元型,ヒドロキシエチレン型,ジヒドロンキシエチレン型等に変換し,各基質遷移状態誘導体を合成した.さらに,リジドな構造を持つペプチド誘導体をデザインし,合成した.4.NMRと分子モデリングにより,コンフォメーション解析および酵素と基質複合体の構造解析を行った.

5.複合体形成と解析.X線解析,NMRによりこの酵素蛋白とインヒビターの複合体の構造解析を行い,相互作用に水分子が重要な役割をはたすこと,高活性阻害剤のコンフォメーションが制約されていることを見いだした.
全てのカンナビノイド系指定薬物に適用可能な高感度分析法の確立

近年、危険ドラッグの濫用に伴う事件、事故発生が社会問題となっている。事件や事故の原因究明や流通している危険ドラッグ製品の分析には、高感度な分析法、信頼性の高い分析法や異性体を識別できる分析法の確立が必要である。研究期間全体を通じて得た主な成果は以下のとおりである。1:1-アダマンチルアミンを原料とするカルボキサミド型合成カンナビノイドが知られている。これらの薬物には2-アダマンチルアミンを原料として合成される位置異性体が存在する。GC/MSおよびGC/MS/MSを用い6種類の1-アダマンチルアミンを原料とするアダマンチル基含有カルボキサミド型合成カンナビノイド及びそれぞれの位置異性体(2-アダマンチルアミンを原料として合成される)を分析した結果、マススペクトル情報を用いることにより、検討したすべての薬物について、それぞれの位置異性体の識別が可能であることを明らかにした。2:4種類の合成カチノン(エチルメトカチノン、フルオロメトカチノン、エチルエトカチノン、フルオロエトカチノン)の位置異性体を対象に、LC/MSによる位置異性体(オルト-、メタ-、パラ-)の分離分析法を検討した結果、ナフチルエチルカラムを用いることにより、それぞれの異性体を完全に分離することが可能な分析法を確立した。3:HPLCを用いた迅速な分析法について検討した。マルチモードカラムを用いることにより、従来、約2時間の分析時間を要していたスクリーニング法を、35分間に短縮することができた。平成30年度においては、13種類の危険ドラッグ成分(主にカンナビノイド系化合物)について、化学合成および分析法の検討を行った。その結果、主にLC-QーTOF/MSを用いることにより、異性体分離・高感度分析が可能であった。また、当該化合物について質量スペクトル情報を得ることができた。その原因究明や流通している危険ドラッグ製品の分析には、高感度な分析法の確立が必要である。本研究では、ガスクロマトグラフィー/質量分析計(GC/MS)を用いたカンナビノイド系薬物を対象とした高感度な分析法について検討した。平成27年度は、まず、高感度分析法の常道である誘導体化法の適応を試みた。カンナビノイド系薬物を誘導体化したうえでGC/MSを用いて分析する方法について検討したところ、カンナビノイド系薬物の誘導体化が進まず、高感度で分析することができなかった。次に、GC/MSより高感度かつ選択性の高い分析機器であるガスクロマトグラフィー/タンデム型質量分析計(GC/MS/MS)を用い、カンナビノイド系薬物を誘導体化しない分析法について検討し、カンナビノイド系薬物を対象とした基礎的な分析データを収集した。今後、GC/MS/MSを用いた高感度な分析法について検討する。別に、事件、事故発生時の迅速な原因究明などを目的として、液体クロマトグラフィーを用いた迅速な分析法についても検討した。開発したスクリーニング法は現在当所で保有しているカンナビノイド系薬物101種類を検出することが可能であることを確認した。また、危険ドラッグ製品6製品にこのスクリーニング法を適用したところ製品に含まれる薬物を検出することが可能であった。今後、確立した分析条件を基に、分析機器として超高速液体クロマトグラフィーを用いるなどして更なる迅速化を目指す。当初予定していた「カンナビノイド系薬物を誘導体化したうえでGC/MSを用いて分析する方法」については確立することができなかったものの、代替案としていたGC/MS/MSを用いたデータ収集は順調に進んでいるため。その原因究明や流通している危険ドラッグ製品の分析には、高感度な分析法、信頼性の高い分析法や異性体を識別できる分析法の確立が必要である。本研究では、ガスクロマトグラフィー/質量分析計(GC/MS)、ガスクロマトグラフィー/タンデム型質量分析計(GC/MS/MS)及び液体クロマトグラフィー/質量分析計(LC/MS)を用いた危険ドラッグの分析法について検討した。1-アダマンチルアミンを原料とするカルボキサミド型合成カンナビノイドが知られている。危険ドラッグ分析に繁用されているGC/MSおよびGC/MSより高感度かつ選択性の高い分析機器であるGC/MS/MSを用い6種類の1-アダマンチルアミンを原料とするアダマンチル基含有カルボキサミド型合成カンナビノイド及びそれぞれの位置異性体(2-アダマンチルアミンを原料として合成される)を分析した結果、マススペクトル情報を用いることにより、検討したすべての薬物について、それぞれの位置異性体の識別が可能であることを明らかにした。また、4種類の合成カチノン(エチルメトカチノン、フルオロメトカチノン、エチルエトカチノン、フルオロエトカチノン)の位置異性体を対象に、LC/MSによる位置異性体(オルト-、メタ-、パラ-)の分離分析法を検討した結果、ナフチルエチルカラムを用いることにより、それぞれの異性体を完全に分離することが可能な分析法を確立した。高感度化は達成できなかったものの、GC/MSおよびGC/MS/MSを用いたアダマンチルアミンを原料とするカルボキサミド型合成カンナビノイドを対象として、マススペクトル情報に基づく識別能に優れた分析法を確立することができた。

また、4種類の合成カチノン(エチルメトカチノン、フルオロメトカチノン、エチルエトカチノン、フルオロエトカチノン)を対象に、ナフチルエチルカラムを用いたLC/MSによる位置異性体の分離分析法を確立した。これらの分析法は危険ドラッグ分析において有用であると考えられることに加え、ナフチルエチルカラムを用いた分析法は、合成カンナビノイドの位置異性体分析法の確立につながると考えられる。近年、危険ドラッグの濫用に伴う事件、事故発生が社会問題となっている。事件や事故の原因究明や流通している危険ドラッグ製品の分析には、高感度な分析法、信頼性の高い分析法や異性体を識別できる分析法の確立が必要である。本研究では、ガスクロマトグラフィー/質量分析計(GC/MS)、ガスクロマトグラフィー/タンデム型質量分析計(GC/MS/MS)及び液体クロマトグラフィー/飛行時間型質量分析計(LC-Q-TOF/MS)を用い、主に危険ドラッグ成分の高感度分析法について検討した。さまざまな情報を元に国内流通の危険性があると考えられた15種類の危険ドラッグ成分(主にカンナビノイド系化合物)について、化学合成および分析法の検討を行った。その結果、主にLC-QーTOF/MSを用いることにより、異性体分離・高感度分析が可能であった。また、当該化合物について質量スペクトル情報を得ることができた。また、過去に危険ドラッグ製品から検出した微量のピロバレロン(向精神薬)について、分析結果や様々な情報から、危険ドラッグ製品中に共存した「4-メチル-α-エチルアミノペンチオフェノン」もしくは「MPHP」合成における「合成原料中の不純物」、「アミノ化における汚染」に由来する不純物であることを推定した。これにより危険ドラッグ中の不純物情報を充実させることができた。今回得られた知見は危険ドラッグ製品の分析における異同識別に寄与するものと考えられる。今後、GC/MS、GC/MS/MS、LC-Q-TOF/MSを用い、多くの化合物を対象とした高感度かつ識別能に優れた分析法の確立を目指す。平成29年度までの検討において、GC/MS、GC/MS/MS、LC-Q-TOF/MSを用いた高感度な分析法や異性体識別を可能とする分析法について検討してきたが、それらの対象化合物は少数にとどまっている。今後、多くの化合物を対象とした分析法の検討が必要である。研究期間全体を通じて得た主な成果は以下のとおりである。1:1-アダマンチルアミンを原料とするカルボキサミド型合成カンナビノイドが知られている。これらの薬物には2-アダマンチルアミンを原料として合成される位置異性体が存在する。
納豆菌を活用した病原細菌の制御法の開発

ペニシリンをはじめとする抗菌薬は、微生物の生存戦略の一つとして産生された物質を利用したものである。自然界に広く存在するBacillus属の細菌は、抗菌物質の産生についていくつかの報告がなされてきた。本研究では、Bacillus subtilisの一種である納豆菌の方有するメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)に対する抗菌活性に焦点をあて、新たな感染症治療法の可能性を見出した。市販の納豆から得られた納豆菌の培養液を、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)が塗布された固形培地に滴下した。一晩の静置培養により、納豆菌のコロニー周辺にMRSAに対する発育阻止円がみられた。複数の納豆から細菌を分離し、最も阻止円が大きい株をGPR-K0株とした。また、同株の継代培養により抗菌活性を保有しないGPR-K2株を得た。本研究では、この2つの抗菌活性が異なる納豆菌を用いて、抗菌活性物質の抽出・同定や産生に関わる遺伝子の探索を行い、納豆を利用した病原細菌の制御法の開発に向けた基盤的な研究を行った。これまでに、1.納豆から分離した細菌が納豆菌であることを遺伝学的に確認したこと、2.納豆菌が抗菌物質を産生する培養条件を特定したこと、3.MRSAの遺伝子変異株を用いて抗菌活性が異なること、3.カイコを用いたin vivoの実験で納豆菌は病原性がないこと、4.納豆菌より抽出した粗生成物はカイコに対する毒性がなくMRSAに対し抗菌活性があること、5.遺伝子の発現量解析により抗菌物質の産生に関与している可能性のある遺伝子を明らかにした。今後、抗菌物質の同定とその発現に関わる遺伝子を同定することで新規の抗菌物質を発見できる。また、納豆菌自体の病原性がないことが確認されたので、in vivoモデルを用いて納豆菌そのものの定着によるMRSAの排除の可能性を検討する。これまでにいくつかの知見を得た。1.納豆菌による黄色ブドウ球菌に対する発育阻害効果:MRSAに対する抗菌活性を保有するGPR-KO株の発育阻止効果の機序を検討するために、MRSAの臨床分離株の遺伝子変異株を作製し、同株に対する抗菌活性を調べた。その結果、特定の遺伝子変異株に対する抗菌活性が減弱した。この遺伝子の機能から抗菌物質の作用機序が想定された。また、多量の抗菌物質を産生する培養条件を特定し、抗菌活性を示す粗生成物を得た。2.納豆菌のゲノム解析:GPR-K0株と同株の派生株であるGPR-K2株からゲノムを抽出し、ドラフトゲノムを作製した。納豆菌であることを確認するため、既知の納豆菌ゲノムと比較により、納豆菌であることを遺伝学的に同定できた。また、2つの株に対しRNAシーケンスによる遺伝子発現量の変化を網羅的に解析した。その結果、複数の抗菌活性の発現に重要な遺伝子の存在が示唆された。3.in vivoモデルでの評価:納豆菌の定着による宿主への影響を、カイコをモデルとして用いて評価した。カイコは、細菌や各種化合物の投与による影響はマウスへの影響との相関がある。GPR-K0株の培養濃縮液を腸管と脊椎動物の脈管系に相当する背脈管に投与したが、カイコの生存性に影響しなかったことから、同株の病原性は弱いことが示唆された。また、MRSAと抗菌活性のある粗生成物を混合したものを、カイコに投与すると、生存期間が有意に延長した。抗菌物質の精製・同定:現在までに抗菌物質を多量に産生する培養条件を特定したので、各種クロマトグラフィー等を用いて、抗菌物質の抽出し精製し、質量分析などで同定する。また、GPR-K0株とGPR-K2株のドラフトゲノムの比較により、SNPなどの株間の塩基配列の違いをより詳細に解析する。また、トランスクリプトーム解析で発現量に変化のあった遺伝子については、定量的RT-PCRによる確認を行ことにより、抗菌活性の発現に重要と考えられる遺伝子を決定し、その遺伝子変異株を作製する。以上から、抗菌物質の同定だけでなく、遺伝学的アプローチから抗菌物質の実体に迫る。プロバイオティクスの可能性の検討:GPR-K0株はカイコに対しほぼ病原性が無いことを確認した。そこで、納豆菌をカイコの腸管へ投与し、体内に定着させた状態でMRSAの感染実験を行う。MRSAを感染させるまでの期間や投与する細菌数などの条件検討をすることで、納豆菌のプロバイオティクスの可能性について検討する。

本研究では、この2つの抗菌活性が異なる納豆菌を用いて、抗菌活性物質の抽出・同定や産生に関わる遺伝子の探索を行い、納豆を利用した病原細菌の制御法の開発に向けた基盤的な研究を行った。これまでに、1.納豆から分離した細菌が納豆菌であることを遺伝学的に確認したこと、2.納豆菌が抗菌物質を産生する培養条件を特定したこと、3.MRSAの遺伝子変異株を用いて抗菌活性が異なること、3.カイコを用いたin vivoの実験で納豆菌は病原性がないこと、4.納豆菌より抽出した粗生成物はカイコに対する毒性がなくMRSAに対し抗菌活性があること、5.遺伝子の発現量解析により抗菌物質の産生に関与している可能性のある遺伝子を明らかにした。今後、抗菌物質の同定とその発現に関わる遺伝子を同定することで新規の抗菌物質を発見できる。また、納豆菌自体の病原性がないことが確認されたので、in vivoモデルを用いて納豆菌そのものの定着によるMRSAの排除の可能性を検討する。これまでにいくつかの知見を得た。1.納豆菌による黄色ブドウ球菌に対する発育阻害効果:MRSAに対する抗菌活性を保有するGPR-KO株の発育阻止効果の機序を検討するために、MRSAの臨床分離株の遺伝子変異株を作製し、同株に対する抗菌活性を調べた。その結果、特定の遺伝子変異株に対する抗菌活性が減弱した。この遺伝子の機能から抗菌物質の作用機序が想定された。また、多量の抗菌物質を産生する培養条件を特定し、抗菌活性を示す粗生成物を得た。2.納豆菌のゲノム解析:GPR-K0株と同株の派生株であるGPR-K2株からゲノムを抽出し、ドラフトゲノムを作製した。納豆菌であることを確認するため、既知の納豆菌ゲノムと比較により、納豆菌であることを遺伝学的に同定できた。また、2つの株に対しRNAシーケンスによる遺伝子発現量の変化を網羅的に解析した。その結果、複数の抗菌活性の発現に重要な遺伝子の存在が示唆された。3.in vivoモデルでの評価:納豆菌の定着による宿主への影響を、カイコをモデルとして用いて評価した。カイコは、細菌や各種化合物の投与による影響はマウスへの影響との相関がある。GPR-K0株の培養濃縮液を腸管と脊椎動物の脈管系に相当する背脈管に投与したが、カイコの生存性に影響しなかったことから、同株の病原性は弱いことが示唆された。また、MRSAと抗菌活性のある粗生成物を混合したものを、カイコに投与すると、生存期間が有意に延長した。抗菌物質の精製・同定:現在までに抗菌物質を多量に産生する培養条件を特定したので、各種クロマトグラフィー等を用いて、抗菌物質の抽出し精製し、質量分析などで同定する。また、GPR-K0株とGPR-K2株のドラフトゲノムの比較により、SNPなどの株間の塩基配列の違いをより詳細に解析する。また、トランスクリプトーム解析で発現量に変化のあった遺伝子については、定量的RT-PCRによる確認を行ことにより、抗菌活性の発現に重要と考えられる遺伝子を決定し、その遺伝子変異株を作製する。以上から、抗菌物質の同定だけでなく、遺伝学的アプローチから抗菌物質の実体に迫る。プロバイオティクスの可能性の検討:GPR-K0株はカイコに対しほぼ病原性が無いことを確認した。そこで、納豆菌をカイコの腸管へ投与し、体内に定着させた状態でMRSAの感染実験を行う。MRSAを感染させるまでの期間や投与する細菌数などの条件検討をすることで、納豆菌のプロバイオティクスの可能性について検討する。
歯髄・象牙質再生における液性因子と細胞外基質の役割の分子細胞生物学的研究

報告者はこれまでに,TGF-βとbFGFが歯髄細胞の増殖,分化および象牙質形成に重要な役割を担っていることを明らかにしてきた(Shiba et al.,1995.1998)。オステオカルシンは象牙芽細胞によって分泌され,象牙質に存在している。一方,歯髄の未分化な間葉系細胞はオステオカルシンを発現していない。このように,オステオカルシンは歯髄細胞の分化の重要な指標の一つであると考えられるが,その発現の制御は不明な点が多い。そこで,本年度は歯髄細胞のオステオカルシン発現に及ぼすTGF-βとbFGFの影響および骨組織におけるオステオカルシン発現の重要な調節因子である1,25(OH)_2D_3の影響について検討し,以下の結果をえた。(1)TGF-β,bFGFおよび1,25(OH)_2D_3の個々の影響:歯髄細胞はTGF-β,bFGFあるいは1,25(OH)_2D_3の非存在下では,増殖期および増殖停止期のいずれにおいても,オステオカルシンを産生しなかった。1,25(OH)_2D_3は増殖期にわずかにオステオカルシンの産生を誘導するのに対し,増殖停止期にはオステオカルシンの産生とmRNAの発現を著しく促進した。TGF-βとbFGFは単独では影響がなかった。(2)増殖因子と1,25(OH)_2D_3の相互作用:bFGFはオステオカルシン発現における1,25(OH)_2D_3の効果を増強するのに対し,TGF-βは抑制した。1,25(OH)_2D_3は歯髄細胞によるオステオカルシンの発現を誘導した。さらに,増殖因子,TGF-βとbFGFは歯髄細胞のオステオカルシン発現に異なる効果を示した。歯髄紬胞の分化および象牙質形成は,全身的因子である1,25(OH)_2D_3と局所因子である増殖因子が相互に作用して調節されていることが示唆された。歯髄・象牙質再生における液性因子の役割を明らかにするため,本研究では,1,25-dihydroxyvitamin D3〔1,25(OH)_2D_3〕がヒト歯髄細胞のオステオカルシンとオステオネクチン発現に及ぼす影響についてヒト歯髄細胞培養系を用いて検討し,以下の結果を得た。(1)オステオカルシン産生に及ぼす影響:1,25(OH)_2D_3非存在下では,歯髄細胞の増殖期および増殖停止期において,歯髄細胞はオステオカルシンを産生しなかった。歯髄細胞の増殖期において1,25(OH)_2D_3は,オステオカルシン産生を少し誘導した。一方,増殖停止期に歯髄細胞に1,25(OH)_2D_3を作用させると,オステオカルシンの産生は著しく増加した。増殖期および増殖停止期における1,25(OH)_2D_3によるタンパク質の増加は,オステオカルシンmRNAの増加に相関していた。(2)オステオネクチン産生に及ぼす影響:オステオネクチンの産生は増殖期は低いレベルだが,増殖停止期には,著しく増加した。増殖停止期において,1,25(OH)_2D_3は,オステオネクチン産生とそのmRNA発現を減少させた。1,25(OH)_2D_3は,骨組織代謝に関わる重要な全身的調節因子である。また,象牙芽細胞には1,25(OH)_2D_3の受容体が認められている。このように,1,25(OH)_2D_3は象牙質形成に重要な役割を担っていると考えられる。オステオカルシンおよびオステオネクチンは象牙芽細胞が分泌し,さらに,それらタンパク質は象牙質に含まれいる。しかしながら,1,25(OH)_2D_3が歯髄細胞のオステオカルシンおよびオステオネクチン産生に及ぼす効果は不明な点が多い。本研究の結果,1,25(OH)_2D_3は,増殖停止期の歯髄細胞において,オステオカルシンおよびオステオネクチンの発現に対して異なる作用を示すことが明らかとなった。このことにより,1,25(OH)_2D_3はin vivoにおいて,象牙芽細胞に作用しオステオカルシンおよびオステオネクチンの産生を制御し,象牙質形成に関与していることが考えられた。

1,25(OH)_2D_3は増殖期にわずかにオステオカルシンの産生を誘導するのに対し,増殖停止期にはオステオカルシンの産生とmRNAの発現を著しく促進した。TGF-βとbFGFは単独では影響がなかった。(2)増殖因子と1,25(OH)_2D_3の相互作用:bFGFはオステオカルシン発現における1,25(OH)_2D_3の効果を増強するのに対し,TGF-βは抑制した。1,25(OH)_2D_3は歯髄細胞によるオステオカルシンの発現を誘導した。さらに,増殖因子,TGF-βとbFGFは歯髄細胞のオステオカルシン発現に異なる効果を示した。歯髄紬胞の分化および象牙質形成は,全身的因子である1,25(OH)_2D_3と局所因子である増殖因子が相互に作用して調節されていることが示唆された。
子牛の放牧時エネルギー代謝における季節的変動とその地域間差

家畜のエネルギー代謝測定は、栄養要求量算定の基礎として重要であるが、仔畜の育成や繁殖生産の過程で放牧が含まれているときはそのときの代謝量堆積が著しく困難となる。欧米の家畜飼養標準作成にも、この代謝量については単に仮定の係数をかけて推定している現状にある。この研究では、子牛の放牧時におけるエネルギー摂取量、エネルギー消費量、および牧草供給量と子牛の成長速度のそれぞれを経時的、季節別に測定し、それらの間の関数関係を気象条件と関連させつつ決定した。それによって、放牧時の飼料である植物の供給量が時々刻々と変わる条件のもとでの家畜のエネルギー代謝推定を可能とすること、およびそのエネルギー代謝各過程のエネルギー変換効率に及ぼす草地植生型の影響を明らかにすることをねらいとした。その結果は次のように要約される。1)放牧時のエネルギー代謝の測定法を、野外調査法として確立した。特に、約3週間にわたりエネルギー消費速度を分単位で測定記録しうる方法を開発した。2)牧草供給量の高低は家畜のエネルギー摂取量に影響するが、放牧密度の多様な水準に応じて供給量摂取量関係を関数関係として測定し数式化(モデル化)することができた。3)ライグラス型の草地とトールフェスク型草地における植物生産と子牛の成長を太陽エネルギーの流通過程として定量的経時的に測定し、各効率が草種間で違いがあり、とくに夏季に著しいことを示した。その蓄積の効率の差に起因し、さらにその差は維持・活動エネルギー消費が夏季に大きくなること、その消費増がライグラス型では軽くトールフェスク型で大きいことを明らかにした。家畜のエネルギ-代謝の研究は家畜飼養学、管理学の基礎となっているが、放牧条件下の代謝に関しては不明の点が少なくない。それは従来の家畜栄養学分野のアプロ-チが、経時的な草地植物の量や質の変化とその家畜への影響を見落としていたことと、注目したとしても方法に困難があったためである。この研究では、牧草の生育状態と対応させたかたちで放牧条件下の子牛の採食習性を測定する方を確立するとともに、子牛のエネルギ-代謝を季節的に推定することをねらいとしている。とくにその季節的変化の結果として現れる子牛の夏季における生育停滞にも注目し、草種、草量、草質との関連でそれを解明しようとしている。寒地型牧草地の実測では、北関東(茨城)、北海道(十勝)の両試験地とも、夏季の増体の停滞がみられ、草種の差で軽重の違いはあるが、その停滞は避け得なかった。牧草の放牧牛による採食量と消化率の低下が大きな原因ではあるが、個体あたり摂取エネルギ-(GE)に対する蓄積エネルギ-(RE)の割合(効率)も、代謝エネルギ-(ME)に対する割合(RE/ME)も、春・秋に比べて夏が低いことが示され、草量、草質の季節変動が採食したのちの代謝エネルギ-のREへの変換効率にも関係していること、および放牧子牛自体の代謝とも関係する子牛の生態の季節変動が増体の変動に影響していることがしめされた。とくにこれらの影響の程度が、量的な値として求められたことは意義が大きい。暖地型牧草地の例では、子牛の生長を再現するOkubo・Hirosakiモデル(1975)を用いてシミュレ-ションを行ったが、牧草生産量を推定する一部の係数に問題があり、実測値との食い違いがみられた。しかし基本的には、亜熱帯の牧草地にも、この数式モデルが適用可能なことが示された。家蓄の飼養学,管理学の基礎となるエネルギ-代謝の研究のうち,従来最も欠落していた放牧時の代謝について,測定方法を確立するとともに,エネルギ-摂取の季節変動とそのエネルギ-蓄積までの効率をも明きらかにし,関与する要因との相互関係を数式表現することによって,生態システムのエナジ-フロ-モデルの一部に組み込むことをねらいとしている。

育成子牛について,草地を歩き採食しているしているままの状態で心拍や筋電を測定し長期間記録する方法は,エネルギ-代謝への換算に関する限りほぼ実用の役階に達し,最長3週間の連続記録が可能となった。放牧子牛によるエネルギ-摂取量は,牧草の供給量,放牧強度の大いにより大きく変動することが確認され,増体の季節変動も多くはこれらによって説明された。その供給量は牧草生長速度と放牧時期の関数であり,かつ放牧強度(頭数X滞牧日数)の影響を受けている。これら要因間の相互関係を数式化することで季節変動も表現することが可能となった。放牧子牛の摂取エネルギ-が代謝エネルギ-に変換される効率(ME/GE)は,季節的に大きく異なり,春季と秋季の効率が高く夏季が低かったが,ト-ルスェスク草地での放牧で効率の季節間差が大きく,ライグラス数では差が小さかった。代謝エネルギ-が増体のかたちで蓄積エネルギ-となる効率(ΔRE/ΔME,kf)は,季節間差はME/GEよりも大きく,かつ草種間差も大きかった。春季,秋季が夏季よりも高く,またライグラス類はト-ルフェスクよりも高い値となった。この効率値は,平均してARCの推定している値より上まわった。ME/GE,ΔRE/ΔMEとも,牧草の消化率の変動と有意な相関を示し,代謝エネルギ-が増体に利用される効率も消化率に影響されていることが示された。家畜のエネルギ-代謝測定は,栄養要求量算定の基礎として重要であるが,仔畜の育成や繁殖生産の過程で放牧が含まれているときはそのときの代謝量推定が著しく困難となる。欧米の家畜飼養標準作成にも,この代謝量については単に仮定の係数をかけて推定している現状にある。この研究では,子牛の放牧時におけるエネルギ-摂取量,エネルギ-消費量,および牧草供給量と子牛の成長速度のそれぞれを経時的,季節別に測定し,それらの間の関数関係を気象条件と関連させつつ決定した。それによって,放牧時の飼料である植物の供給量が時々刻々と変わる条件のもとでの家畜のエネルギ-代謝推定を可能とすること,およびそのエネルギ-代謝各過程のエネルギ-変換効率に及ぼす草地植生型の影響を明らかにすることをねらいとした。その結果は次のように要約される。1)放牧時のエネルギ-代謝の測定法を,野外調査法として確立した。とくに,約3週間にわたりエネルギ-消費速度を分単位で測定記録しうる方法を開発した。2)牧草供給量の高低は家畜のエネルギ-摂取量に影響するが,放牧容度の多様な水準に応じて供給量摂取量関係を関数関係として測定し,数式化(モデル化)することができた。3)ライグラス型の草地とト-ルフェスク型草地における植物生産と子牛の成長を太陽エネルギ-の流通過程として定量的,経時的に測定し,各効率が草種間で違いがあり,とくに夏季に著しいことを示した。その季節変動,とくに夏季の効率低下は,代謝エネルギ-から家畜増体への畜積の効率の差に起因し,さらにその差は維持・活動エネルギ-消費が夏季に大きくなること,その消費増がライグラス型では軽くト-ルフェスク型で大きいことを明らかにした。
NTT電話回線によるコンピュータ・ネットワーク上の「哲学共同研究室」の実用的運用

本研究は、哲学研究をサポートし、研究情報を交換するコンピュータ・ネットワークを作るアプリケーション「哲学フォーラム」を普及し、実用的な運用の実行を行うことを目的として申請された。その成果について報告する。「普及」については、本研究計画責任者太田が所属する「ヘーゲル研究会」(会員220名)では本プログラムについて知られているようになり、その分科会的な存在である「ヘーゲル論理学研究会」(事務局;東京大学高山研究室)は、これを利用している。また、日本中世文学研究用データベースプログラムを、「哲学フォーラム」に若干手を入れ転用することにより開発した。異分野ではあるが、これも「哲学フォーラム」の「普及」の一種と考えてよい。ネットワークの実用的な運用が突きあたった障害は、通信の安定問題であった。通信にとっては、データを送受信するタイミング合わせが大切である。本計画遂行中に、マッキントッシュがPower-PCを標準に取り入れたため端末ユーザの処理スピードがけた違いに上がり、ホストマシンとのタイミングが合わなくなってしまったのである。4thDIMENSION3.2-1Jには、プログラムの処理を送らせるコマンドが装備され対応が可能となったが、それを組み込むために通信プログラムを全面的に作り直さなければならなくなり、未だ偶発的な通信障害などに対して自動的に復旧し対応できるホストとしての安定性を確保するにいたっていない。Windowsマシン用「哲学フォーラム」開発も、本研究の課題の一つであり、Accessを利用した開発を進めていた。開発途上においてMac用の4thDIMENSIONプログラムをWindows用にコンパイルするプログラムが発売され、我々の努力とは無関係に、「哲学フォーラム」をWindows上で動かすことが可能となってしまった。今年度の目標は、平成3-5年度の科研費で乾性させた通信上共同研究ソフト「哲学フォーラム」の普及とともにその実用的な運用を行うことであった。普及については、札幌での日本工業教育協会での研究発表、哲学研究者のあつまる各種学会、研究会における紹介、利用申込のあった研究者へのプログラムとデータベースの提供など精力的に行ってきた。その成果として東京大学高山研究室に事務局をおく「ヘーゲル論理学研究会」との協力態勢も作ることができた。しかし、実際に普及活動をおこなったうえでの困難も見えてきた。それは「コンピュータ初心者」がコンピュータを使いこなすことに予想以上の困難を感じていることである。プログラム提供側が利用に関して全面的にバックアップすることは、利用者が散在し距離的に離れている状態ではなかなか難しい。利用者本人のかなりの学習努力が必要されるのである。そうした困難にもかかわらず、利用希望者を徐々にふえており、「ヘーゲル論理学研究会」では文献分析にこのソフトウエアを利用している。来年度はヘーゲルの「講義録」の翻訳や文献解釈にこれを利用していく予定である。あわせて、マッキントッシュ以外の機種においても「哲学フォーラム」が利用できるように、Windows上のデータベース作成ソフト「Access」を利用してプログラムを新たに作成中である。「普及」については、本研究計画責任者太田が所属する「ヘーゲル研究会」(会員220名)では本プログラムについて知られるようになり、その分科会的な存在である「ヘーゲル論理学研究会」(事務局;東京大学高山研究室)は、これを利用している。また、日本中性文学研究用データベースプログラムを、「哲学フォーラム」に若干手を入れ転用することにより開発した。

4thDIMENSION3.2-1Jには、プログラムの処理を送らせるコマンドが装備され対応が可能となったが、それを組み込むために通信プログラムを全面的に作り直さなければならなくなり、未だ偶発的な通信傷害などに対して自動的に復旧し対応できるホストとしての安定性を確保するにいたっていない。Windowsマシン用「哲学フォーラム」開発も、本研究の課題の一つであり、Accessを利用した開発を進めていた。が、開発途上においてMac用の4thDIMENSIONプログラムをWindows用にコンパイルするプログラムが発売され、我々の努力とは無関係に、「哲学フォーラム」をWindows上で動かすことが可能となってしまった。
三次元立体構成によるブタ脳特定部位へのカニュレーション法の開発

研究対象として6.7kgから8kgの幼齢ミニブタを用いた。1.ミニブタをネンブタール麻酔下で放血と殺し、頭骨内から全脳を摘出した。摘出した脳は10%ホルマリン溶液に1週間以上浸漬させ、CT画像取得の試料とした。脳室内のホルマリン溶液を十分に除去して、和歌山県工業技術センター所有の産業用X線CTスキャナー(TOSCANER24200AV)を用いて、0.5mmのスキャンピッチでCT撮影を行い、脳水平方向の切断画像70枚を得た。取得画像をパーソナルコンピューター用に変換した後、必要部分のトリミング、着色を1枚ごとに行った。本研究では、脳内での脳室の位置と形態を三次元表示することにした。三次元構築ソフトImageJとDeltaViewerを用いて、脳表面と脳室を立体表示したところ、昨年度の家畜子ブタの脳室の形態と類似性が高く、より鮮明で解像度の高い画像が得られた。2.CTスキャン画像取得に使用した脳試料を4%寒天に包埋して、寒天ブロックを1mm厚でスライスし、寒天表面への脳露出部分を切断面としてデジタルカメラで撮影し、脳矢状断面のスライス画像78枚を得た。なお、試料台にX軸ステージを使用して撮影距離の調整を行った。デジタル画像の脳室部分を着色し、前述の三次元構成ソフトを用いて脳表面と脳室を立体表示した。切断画像を用いても、充分詳細な脳室立体画像が得られることがわかった。3.昨年度に作成したブタ頭部と脳の立体図及び、輪郭抽出データから、頭蓋骨の冠状縫合線と脳室の位置を推定し、ミニブタを用いて脳室内へのカニュレーション手術を試みた。中心静脈用カテーテルキット(18G)を用いての挿入と脳室からの脳脊髄液の採取は可能であったが、血液が混入すること、カテーテルの維持が困難なことなど、今後の検討課題である。4.上記のスライス断面画像を用いると、線条体、皮質、視床下部などの立体表示も可能になり、脳特定部位へのカニュレーション手術に有用な情報が提供できると考えられた。ブタを実験動物として用い、脳内神経伝達物質の動態と摂食行動の関係を検討するためには、in vivoで、ブタ脳特定部位にカニューレを挿入し、経時的に脳室液や細胞外液を採取したり、薬剤を注入する必要がある。しかし、家畜ブタは成長が早く、特定の適齢あるいは特定の体重の動物を得ても、その頭部の大きさはまちまちで脳地図に基づいても特定部位へのカニュレーションは困難である。そこで、本研究では、ブタ頭部のCTスキャン連続画像(外観、頭骨、脳)と脳スライス断面連続画像(脳内部)からの輪郭抽出データを三次元モデリングシステムに応用してそれぞれの位置関係を三次元画像に再構成することを試みた。ブタ頭部よりのデータ採取法の検討:まず体重20kgの成ミニブタの頭部のCTスキャン画像を撮影したところ(大阪府大学動物病院)、頭骨が厚く脳カニュレーション手術には不適切であることが明らかとなった。そこで、幼齢家畜ブタ(体重10kg程度)頭部試料を採取し、和歌山県工業技術センターの協力を得て検討したところ、頭部外観、頭骨、脳の位置関係を明瞭に示すには、頭部冷凍試料のCTスキャン像と、ホルマリン固定脳のCTスキャン像を組み合わせるのが適切であることが判った。ブタ頭部連続画像:産業用CTスキャナ(TOSCANER-24200AV)を用いて、幼齢豚の頭部と、ホルマリン固定脳のCTスキャン画像を得た。撮影条件はスキャンエリアでΦ150mm、スライス厚1mm、マトリックスサイズ512x512、ウインドウレベル1、ウインドウ幅1000で、頭部で190200枚、脳で約70枚の画像を得た。またCT撮影に使用したホルマリン固定脳を2mm厚で切断し(顔面部から後頭部へ)そのスライス面をデジタルカメラで撮影した。連続画像の三次元化:CTスキャン連続画像はBMPファイル形式で保存し、画像処理ソフトウェアのScion ImageとCOSMOSを用いて、頭部輪郭、頭骨輪郭、および脳輪郭を輪郭抽出し、それらの外観図を得た。脳断面図の三次元化は実施中である。脳を含むブタ頭部のCT連続画像および脳切断デジタル画像から三次元再構築した立体脳地図を作成し、脳特定部位へのカニュレーション手術の精度を高めることを目的としている。複数の幼齢ブタ頭部より採取した全脳をホルマリン固定し、産業用CTスキャナーでCT連続画像を得た。同じ脳を寒天で固定後、約2mm厚で前頭面断したものを撮影し、デジタル連続画像を得た。CT連続画像のうち脳室が明瞭な試料を選び、立体構成ソフトを用いて脳室部分を着色し、三次元立体構成した脳内部での脳室を可視化することができた。前頭面断や矢状断での脳室の位置、形の確認も可能であった。また、同じ脳のCT連続画像から、脳外観および脳室を輪郭抽出し、X(縦),Y(幅),Z(深さ)軸上の点データをもとにサーフェース画像を作成することで、脳内部での脳室を可視化することができた。このデータはX, Y, Zの比率を変えることができ、大きさの異なる脳にシミュレートすることができる。また、脳表面の特定部位から脳室表面の特定部位の2点間の距離と挿入角度の算出も可能で、今後の脳カニュレーション手術の実施に、適切な情報を提供するものである。デジタル連続画像からも3次元立体構成による脳外観を得たが、鮮明なものにはならなかった。

しかし、切断面の内部構造は、脳室のみを表示するCTスキャン画像に比べてはるかに鮮明であった。今後は、脳試料の切断方法を改良し、脳内部構造の立体表示を試みるとともに、生体を用いた脳特定部位へのカニュレーションを実施する予定である。研究対象として6.7kgから8kgの幼齢ミニブタを用いた。1.ミニブタをネンブタール麻酔下で放血と殺し、頭骨内から全脳を摘出した。摘出した脳は10%ホルマリン溶液に1週間以上浸漬させ、CT画像取得の試料とした。脳室内のホルマリン溶液を十分に除去して、和歌山県工業技術センター所有の産業用X線CTスキャナー(TOSCANER24200AV)を用いて、0.5mmのスキャンピッチでCT撮影を行い、脳水平方向の切断画像70枚を得た。取得画像をパーソナルコンピューター用に変換した後、必要部分のトリミング、着色を1枚ごとに行った。本研究では、脳内での脳室の位置と形態を三次元表示することにした。三次元構築ソフトImageJとDeltaViewerを用いて、脳表面と脳室を立体表示したところ、昨年度の家畜子ブタの脳室の形態と類似性が高く、より鮮明で解像度の高い画像が得られた。2.CTスキャン画像取得に使用した脳試料を4%寒天に包埋して、寒天ブロックを1mm厚でスライスし、寒天表面への脳露出部分を切断面としてデジタルカメラで撮影し、脳矢状断面のスライス画像78枚を得た。なお、試料台にX軸ステージを使用して撮影距離の調整を行った。デジタル画像の脳室部分を着色し、前述の三次元構成ソフトを用いて脳表面と脳室を立体表示した。切断画像を用いても、充分詳細な脳室立体画像が得られることがわかった。3.昨年度に作成したブタ頭部と脳の立体図及び、輪郭抽出データから、頭蓋骨の冠状縫合線と脳室の位置を推定し、ミニブタを用いて脳室内へのカニュレーション手術を試みた。中心静脈用カテーテルキット(18G)を用いての挿入と脳室からの脳脊髄液の採取は可能であったが、血液が混入すること、カテーテルの維持が困難なことなど、今後の検討課題である。4.上記のスライス断面画像を用いると、線条体、皮質、視床下部などの立体表示も可能になり、脳特定部位へのカニュレーション手術に有用な情報が提供できると考えられた。