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下部尿路微小循環障害の実験系確立とTRPチャンネルの微小循環に対する役割の検討

虚血により、頻尿になるには、幾つかのプロセス(尿路上皮の障害や受容体の変化)を経て病態に至っていると考えられる。そのため、多角的な検討を行って、病態解析を詳細なものにする必要がある。我々は、2012年以後、さまざまな下部尿路虚血モデルを作成し、検討を重ねてきた。大きくわけて、1ニコチン投与モデル、2冷えストレスモデル、3放射線性障害モデルの3つの病態モデルを開発した。1ニコチン投与モデル(急性、細動脈レベルの閉塞)ニコチン摂取は下部尿路症状の増悪因子のひとつとされ、交感神経系の機能亢進や平滑筋の神経成長因子産生増加、尿路上皮からのアデノシン三リン酸(ATP)分泌増加などをもたらすとされている。我々の検討では、ニコチンの腹腔内投与により、膀胱血流が低下することが確認された(図6)。タダラフィルで治療介入を行い、その血流の低下は抑制された。レーザードプラ血流測定されるため、細動脈レベルでの攣縮が虚血の機序と考えられる。(永井ほか、日本泌尿器科学会総会, 2018)2冷えストレスモデル(急性、毛細血管レベルの閉塞)冷えと頻尿の関連は、経験的にも学術的にも明らかである。寒冷に暴露することにより、排尿筋活動が亢進する(図7)。冷えには様々なメカニズムが関与すると考えられているが、当教室では血流と寒冷受容体(TRP受容体)との関連に注目して研究を行っている。(皆川ほか、泌尿器科漢方医学研究会, 2018)3放射線性障害モデル(慢性、毛細血管レベルの閉塞)放射線性膀胱炎のモデルを作成し、幹細胞による治療効果を明らかにした(図8)。放射線による血管内皮障害は顕著で、毛細血管レベルの慢性虚血障害である。(Imamura T, etal. Tissue Eng, 2018)当初は1つの研究内容で執り行う予定の研究であったが、現在は3つの内容(上記1、2、3)で同時平行での進行が実現している。手技の安定が想定よりも早い段階で可能であったことが大きな理由である。これまでの研究で、冷えストレスとTRPチャンネルの関連が確認された。大建中湯を用いた冷えーストレス(微小循環障害)モデルでの治療的役割が示されつつある。今後、さらにモデルの幅を広げて、血流障害を多面的に評価できる体制を整える。測定する実験系を増設中で、血流測定を直接的に行って、さらに説得力の有るデータを収集する。すでに、2つの微小循環障害動物モデルの作成に成功した。今後の方針は、治療介入の更なる検討と、遺伝子レベルでの解析を追加することである。まず、血流に影響を及ぼす可能性がある薬剤として、猪苓湯とα1遮断薬の使用を検討している。猪苓湯は漢方薬で、主に抗炎症効果があるとされているが、作用機序は不明な点が多い。一方で、虚血が誘引とされる慢性前立腺炎に効能があるので、血流への影響が期待される。その点を明らかにする研究を行う予定である。また、α1遮断薬は、膀胱・尿道の平滑筋に作用して尿道抵抗を落とすことが主作用とされているが、血管平滑筋への作用に注目して、膀胱血流の変化について検討を行う。また、遺伝子レベルとしては、虚血のマーカーであるHIFの発現を観察し、治療介入の意義を明らかにする。
アナフィラキシーショック時の病態におけるエンドセリンの役割の解明

1.phosphodiesterase(PDE) IVおよびIの選択的阻害薬であるKF19514は,ウサギの全身型凝集性アナフィラキシーにおいて,アミノフィリンと比較して心血管系に対する悪影響が少なく,気管支攣縮を改善した。KF19514は,アナフィラキシーの治療に有効であると考えられる(Shock12:46-53,1999)。2.エンドセリンがアナフィラキシーショック発症後早期にみられる気管支痙攣にどの程度関与しているかをウサギの全身型凝集性アナフィラキシーモデルを用いてin vivoで検討した。【方法】第一段階:エンドセリン投与20から10分前に生理食塩水およびエンドセリンの阻害薬であるBQ610を投与した群を比較しBQ610の有効性を調べた。第二段階:アナフィラキシー惹起20から10分前に生理食塩水およびBQ610を投与した群を比較し,エンドセリンのアナフィラキシーショックへの関与を調べた。第一段階ではエンドセリン投与から,第二段階ではアナフィラキシー惹起から45分にわたり気道抵抗(RL),動肺コンプライアンス(Cdyn),心拍数(HR),平均動脈圧(MAP)および中心静脈圧(CVP)を持続的に観察した。【結果】第一段階:BQ610投与群は生理食塩水投与群より有意にMAPが低値を示した。第二段階:RLおよびCdynとも群間で有意差は認められなかった。【結論】エンドセリンは,ウサギの全身型凝集性アナフィラキシーにおける気管支攣縮の発症に大きな関与はないと考えられた。1.エンドセリンがアナフィラキシーショック発症後早期にみられる気管支痙攣にどの程度関与しているかをアナフィラキシー家兎モデルを用いて検討中である。以下に示す研究2を研究1に先立ち行った。2. phosphodiesterase(PDE)IV inhibitorは抗原抗体反応時に肥満細胞,好塩基球からの脱顆粒を減少させる。ウサギの全身型凝集性アナフィラキシーモデルを用いてPDEIVおよびIの選択的阻害薬であるKF19514のアナフィラキシー治療における有効性をin vivoで検討した。【方法】82羽のウサギを無作為に,I-1,I-2,I-3およびII群:アナフィラキシー惹起10分前にそれぞれ0.01,0.1,1mg・kg^<-1>のKF19514および生理食塩水を投与した群,III,IVおよびV群:アナフィラキシー惹起1分後にそれぞれ生理食塩水,KF19514およびアミノフィリンを投与した群,の7群に分けた。アナフィラキシー惹起後45分にわたり生存率,気道抵抗(RL),動肺コンプライアンス(Cdyn),心拍数(HR),平均動脈圧(MAP)および中心静脈圧(CVP)を持続的に観察した。【結果】生存率:I群はII群より,またIV群はIII群より有意に高値を示した。I-1,I-2,I-3群間で有意差は認められなかった。RL:I-2およびI-3群はII群より有意に低値を示した。Cdyn:I-3群はII群より有意に高値を示した。HR:I,II群間およびIII,IV,V群間で有意差は認められなかった。CVP:IV群はV群より有意に低値を示した。【結論】PDEIVおよびIの選択的阻害薬であるKF19514は,ウサギの全身型凝集性アナフィラキシーにおいて,アミノフィリンと比較して心血管系に対する悪影響が少なく,気管支攣縮を改善した。KFl9514は,アナフィラキシーの治療に有効であると考えられる。
レンガ造を中心とする近代建築物の保存・修復のための非破壊検査技術の開発・実用化

本研究課題では、近代建築物の保存・修復のための非破壊検査技術を開発・実用化することを目的とする。当該研究期間において、各種の非破壊検査に関する研究を実施した。反発硬度法では、単体のレンガ供試体への適用性に関する実験を行った結果、用いたレンガの長手面における反発硬度による強度の推定精度は、コンクリート供試体の場合よりも高く、さらに、吸水率などを考慮すると推定精度が向上することが明らかとなった。小径コア法では、構造体コンクリート強度の推定を目的とした基礎的実験を行った結果、多くの供試体数が確保できることにより、通常のコアを用いた場合の欠点を補いつつ充分な推定精度を確保できることが明らかとなった。色彩値法では、モルタル供試体の色彩値に与える各種要因の影響を実験的に検討した結果、色彩値の測定により弾性係数などの力学特性が推定できる可能性が示された。電磁波レーダ法では、有限時間領域差分法解析を行い、リンギングと呼ばれる多重反射の除去による内部の鉄筋や空隙の探査の可能性を示した。また、電磁波レーダ装置を改良し、供試体による検証実験を行ったほか、ヴィコフォルテ教会堂(イタリア)の調査において、補強鋼材、内部空洞などを探査し、その適用性を確認した。超音波トモグラフィー法では、内部欠陥が超音波の伝播を妨げることを利用する内部欠陥探査手法について実験と解析を行った結果、振動子の角度による補正が必要なこと、方形の試験体では、2方向を分離した解析結果を合成する手法が有効であることが解った。磁歪法では、コンクリート中の鉄筋の応力を非破壊で測定する実験を行った。その結果、かぶりモルタルの影響は微小であり、鉄筋の降伏点強度・鉄筋径・かぶり厚さなどを考慮した較正曲線を求めれば、応力が推定可能であることが示された。本研究は、近代建築物の保存・修復のための非破壊検査技術を開発・実用化することを目的とする。本年度は、電磁波レーダ法による内部探査技術を確立するために、以下の項目に関する研究を実施した。1.電磁波レーダ装置および解析手法の改良電磁波レーダでは、走査断面の擬似画像が得られるが、リンギングと呼ばれる多重反射の影響が避けられないため、複数の鉄筋の探査が困難であった。そこで、電磁波レーダ装置を改良するとともに、有限時間領域差分法解析により、リンギング除去による鉄筋探査の可能性を示した。2.現場実験旧カブトビール半田工場を対象として、本建築物中の補強鋼材、碇聨鉄、内部空洞などの調査に電磁波レーダ法を使用し、その適用性を確認した。3.シュミットハンマーの測定値に及ぼす中性化の影響中性化によるコンクリート表面の力学性質の変化がシュミットハンマーの測定値に及ぼす影響を確認するために、中性化促進養生を行った試験体を用いた試験を行ったほか、実構造物のコア試験体の中性化深さとシュミットハンマーの測定値の関係を分析した。4.電磁誘導式鉄筋応力計の開発コンクリート中の鉄筋の応力を電磁誘導により非破壊で測定する応力計を用いた基礎的実験を行った。本年度は、電磁波レーダ法・反発硬度法・磁歪法による非破壊試験技術を確立するために、以下の項目に関する研究を実施した。1.電磁波レーダ法による内部空隙の探査電磁波レーダは、誘電率の異なる物標を検出するため、鉄筋探査のみならず、内部空隙の探査が可能である。そこで、異なる形状・寸法の内部空隙を設けた試験体について、電磁波レーダ装置により測定を行うとともに、有限時間領域差分法解析を行って、内部空隙探査の可能性を示した。

また、尖端を持つような空隙では、推定精度が低下することが明らかとなった。2.レンガに対する反発硬度法の適用性単体のレンガ供試体に対して、反発硬度法を適用する実験を行った。その結果、実験に用いた種類のレンガの長手面における反発硬度の測定値は、コンクリート供試体の場合よりも強度と相関が高いことが明らかとなった。さらに、吸水率などを考慮することにより、高い精度で強度が推定できることが明らかとなった。3.磁歪式鉄筋応力計の開発コンクリート中の鉄筋の応力を磁歪法により非破壊で測定する応力計を用いた基礎的実験を行った。その結果、磁化されないかぶりモルタルの影響は微小であり、鉄筋の降伏点強度のほか、鉄筋径・かぶり厚さなどを要因として較正曲線を求めることにより、鉄筋の応力測定の可能性があることが示された。本研究課題では、近代建築物の保存・修復のための非破壊検査技術を開発・実用化することを目的とする。本年度は、小径コア・色彩値・超音波トモグラフィー法による非破壊試験技術を確立するために、以下の項目に関する研究を実施した。1.小径コアによる構造体コンクリート強度の推定従来のコア供試体による構造体コンクリート強度の推定は、非破壊試験では得られない圧縮強度を直接測定できるという利点があるが、骨材や鉄筋などの影響や、構造体の補修の必要性、コア抜き作業の手間などの点で不利であり、供試体の本数が制限されるため構造体全体の検査には必ずしも至らないことが多い。そこで、径の小さいコアを用いた構造体コンクリートの強度推定方法を検討した。その結果、小径コアは、これらの欠点を補いつつ充分な推定精度を確保できることが明らかとなった。2.色彩値によるモルタルの力学特性の推定セメント系材料では、その品質が色彩の違いとして現れることが経験的に広く知られているが、その詳細は明らかではない。そこで、色彩値を定量評価することによりモルタルの力学特性を非破壊的に求める手法について検討した。色彩値に与える各種要因の影響を検討した結果、弾性係数などの力学特性を推定できる可能性が示された。3.超音波トモグラフィーによる内部探査超音波は、比較的早くからコンクリートの強度や弾性係数を求める非破壊試験として利用されてきており、その測定装置も広く普及している。一方、トモグラフィーは内部状態を視覚的に捉えることのできる手法として注目されている。そこで、内部欠陥が超音波の伝播を妨げることを利用して、トモグラフィーによる構造物の内部欠陥の探査手法について検討した。その結果、振動子の角度による補正が必要なこと、方形の試験体では、2方向を分離した解析結果を合成する手法が有効であることが解った。
ナノ構造中に閉じ込められたスピン配列の光学的制御

本年度においては昨年度の成果をさらに発展させ、希薄磁性半導体量子構造におけるスピン配列の制御の研究を中心に行ってきた。研究対象を昨年までの量子井戸から量子ドット中心の研究へと移行させ、昨年度の量子井戸におけるスピン注入と量子ドットにおける定常スピン状態の議論から、量子ドットにおけるスピン注入現象へと研究を進めてきた。測定には昨年度構築した磁場中時間分解顕微分光測定系と磁場中超高速時間分解ポンプ・プローブ光学系を用い、試料は分子線エピタキシーおよび電子線リソグラフィーとウエットエッチング法によって作製したII-IV族化合物半導体量子構造を用いた。作製した量子ドットについて超高速時間分解分光を行い、その結果を二重量子井戸における結果と比較した。その結果、二重量子ドットにおいてより多くのスピン偏極キャリアが磁性層から非磁性層へと注入されていることが明らかになった。さらに、磁場5Tでの発光強度の時間変化から、円偏光度の時間分解測定において300ps付近から円偏光度が現れ始め、時間とともに円偏光度が増大していく結果が得られた。この結果を、レート方程式による計算と比較した結果、電子と正孔のトンネル時間が異なり、電子よりも正孔のトンネル時間が長いとすると円偏光度の遅い立ち上がりが説明できることが明らかになった。詳細な解析の結果、二重量子井戸、二重量子ドットにおけるスピン注入過程では、電子が先にトンネルし、後から正孔がトンネルし、非磁性層において励起子として再結合し発光しているとした昨年度の結果をさらに裏付けるものとなった。本研究で希薄磁性半導体量子構造におけるスピン配列の制御可能性について研究を行ってきた。研究対象として磁性イオンのマンガン原子との親和性が高いII-IV族半導体を選び、分子線エピタキシー法で量子井戸構造を作製した。この試料を電子線リソグラフィー法とウエットエッチングで微細加工し、数十ナノメートルスケールの量子細線や量子ドットに加工した。測定系としては従来の光学系に加え、新たに磁場中時間分解顕微分光測定系を構築し、単一細線や単一ドットの分光が出来るようになった。これらの試料と光学系を用い、スピン配列制御可能性、特に磁性半導体から非磁性半導体へのスピン注入過程の議論を行った。希薄磁性半導体中で整列された電子スピンがエネルギー緩和により非磁性半導体へと注入される過程におけるスピン緩和を非磁性層からの発光の円偏光度から測定し、量子井戸構造(2次元系)と量子ドット構造(0次元系)で比較を行った。その結果、量子井戸構造では5Tにおいて10%程度の円偏光度が得られたのに対し、量子ドットでは15%程度の値が得られた。これは低次元化することでスピン緩和が抑制されスピン注入度が向上したものと考えられる。さらに時間分解発光分光の結果から円偏光度の時間発展を議論し、円偏光度が数100ps程度遅れて立ち上がってくることを見いだした。この遅れて立ち上がってくる円偏光成分を明らかにするためにレート方程式による解析を導入し、この成分が励起子トンネリングメカニズムによりホールが遅れて注入されることに起因することを明らかにした。
ZnMgTe光閉じ込め材料を用いたZnTeベース純緑色発光デバイスの高輝度化

本研究では、新半導体材料であるZnTeを用いた高効率高輝度純緑色発光デバイスの研究開発を目標におき、高効率高輝度化のための光閉じ込め材料ZnMgTeの物性制御を試みることにより、ZnTeベース純緑色デバイスの高輝度化をはかることを目的としたものであり、これを達成するため、研究項目ごとに分担して研究を実施した。得られた成果の概要は以下の通りである。・低抵抗率p形ZnMgTe基板結晶の作製と物性評価:x=00.3のMg含有量を有する燐ドープZn_<1-x>Mg_xTe結晶をブリッジマン法により作製でき、その電気的性質、フォトルミネッセンス特性、吸収係数などの物性を明らかにすると共に、発光デバイスのための適切なMg含有量を決定した。また、良質なZn_<1-x>Mg_xTe結晶を得るための最適条件を確立した。・ZnTeベース多層膜の形成のための基礎研究:低抵抗率p形ZnMgTe結晶の平滑化を試み、市販のZnTe基板と同程度の表面粗さにまで達成できた。p-ZnTeエピタキシャル成長に関しては、Pの有機金属ドーピング材を用いることにより10^<16>-10^<18>cm^<-3>の範囲でキャリア密度を制御できる成長条件が確立でき、室温においてもフォトルミネッセンス強度の高い良好な薄膜結晶が得られた。p形ZnMgTeのエピタキシャル成長は、p-ZnTeのエピタキシャル成長とほぼ同一成長条件で良好な薄膜結晶が得られているが、目下Mg含有量の制御性を検討しているところである。・発光デバイスの作製と特性評価:電流電圧特性、発光スペクトル,発光輝度等の測定により、電極材料、表面処理、上記のエピタキシャル成長条件などを含む総合的な見地から、発光デバイスの作製プロセスの最適化を試みようとした。その結果、ZnMgTe材料の使用が高輝度化に有利であることを見出し、当初の目標が達成できた。(1)アンドープZnMgTe基板結晶の作製:ブリッジマン法により良好な結晶が得られた。(2)低抵抗率p形ZnMgTe基板結晶の作製:(1)の手法により、Pドープの単結晶板を作製できた。(3)ZnMgTe基板結晶の物性評価:フォトルミネッセンス(PL)法とパウ法により物性評価した。その結果、深い準位による発光が抑制され、浅いアクセプタによる発光が顕著に認められるとともに、これと符合して室温で5×10^<17>cm^<-3>と高いキャリア密度を有するp形ZnMgTeが得られた。(4)エピタキシャル成長による低抵抗率p形ZnMgTeエピタキシャル膜の形成:本年度は良好なZnMgTe膜を得るための成長条件を探った。このため、有機金属化学気相成長法を用いて基板温度、原料供給量比、Mg量をパラメータとしてZnMgTeのエピタキシャル膜を成長させた。(5)ZnMgTe基板結晶上のpn接合ZnTeエピタキシャル膜の形成:別の有機金属化学気相成長装置を用いて、P、I、Cl、およびBドープZnTeのエピタキシャル膜を成長させ、PL法、パウ法、X線ロッキングカーブ測定法などで物性評価した。

Pドーピングに関しては新しいドーパント原料を提案でき、I,Cl,Bのドービングに関してはドービングメカニズムを議論できた。(6)ZnMgTeエピタキシャル膜の物性評価:(4)の成長実験で得られZnMgTe膜のMg組成と低温PLスペクトルを明らかにした。(7)発光デパイスの作製:ZnTe基板上のpn接合ZnTeの発光デバイスを試作し、SEMカソードルミネッセンス像の微視的観察などを行った。これはZnMgTe基板上のpn接合ZnTeの発光デバイスと比較し、光閉じ込め効果を明らかにする上で重要である。(8)発光デバイスの特性評価:(7)で試作したダイオードの電気的特性,発光特性を明らかにした。本研究では、新半導体材料であるZnTeを用いた高効率高輝度純緑色発光デバイスの研究開発を目標におき、高効率高輝度化のための光閉じ込め材料ZnMgTeの物性制御を試みることにより、ZnTeベース純緑色デバイスの高輝度化をはかることを目的としたものであり、これを達成するため、研究項目ごとに分担して研究を実施した。得られた成果の概要は以下の通りである。・低抵抗率p形ZnMgTe基板結晶の作製と物性評価:x=00.3のMg含有量を有する燐ドープZn_<1-x>、Mg_xTe結晶をブリッジマン法により作製でき、その電気的性質、フォトルミネッセンス特性、吸収係数などの物性を明らかにすると共に、発光デバイスのための適切なMg含有量を決定した。また、良質なZn_<1-x>Mg_xTe結晶を得るための最適条件を確立した。・ZnTeベース多層膜の形成のための基礎研究:低抵抗率p形ZnMgTe結晶の平滑化を試み、市販のZnTe基板と同程度の表面粗さにまで達成できた。p-ZnTeエピタキシャル成長に関しては、Pの有機金属ドーピング材を用いることにより10^<16>-10^<18>cm^<-3>の範囲でキャリア密度を制御できる成長条件が確立でき、室温においてもフォトルミネッセンス強度の高い良好な薄膜結晶が得られた。p形ZnMgTeのエピタキシャル成長は、p-ZnTeのエピタキシャル成長とほぼ同一成長条件で良好な薄膜結晶が得られているが、目下Mg含有量の制御性を検討しているところである。・発光デバイスの作製と特性評価:電流電圧特性、発光スペクトル,発光輝度等の測定により、電極材料、表面処理、上記のエピタキシャル成長条件などを含む総合的な見地から、発光デバイスの作製プロセスの最適化を試みようとした。その結果、ZnMgTe材料の使用が高輝度化に有利であることを見出し、当初の目標が達成できた。
１分子イメージングによる花粉管細胞誘引機構の解明

本研究初年度となる2018年度は、花粉管誘引物質の活性試験を行うためのデバイスを開発した。花粉管の誘引応答を調べる際、試料を含ませたビーズを花粉管に与える方法が用いられるが、誘引物質の濃度ならびに勾配の程度はビーズを与えた時点から時間とともに常に変化する。物質の濃度(分子の量)と勾配(分子の分布)はそれぞれ異なるパラメータであり、それらが花粉管の誘引にどのように影響するのかを調べるためには、濃度の勾配を維持する必要がある。この問題を解決するために、誘引物質の濃度勾配を長時間(約15時間)維持することができるデバイスを開発した。このデバイスはシリンジポンプに接続されており、常にサンプルを流し続ける必要があるが、15nL/minの流速で15時間流し続けた場合、使用されるサンプルの総量は1314uLという微量で実験が可能である。また、サンプルが流れるマイクロ流路と花粉管が伸長するマイクロチャンバーの間はアガロースの壁で隔たれていることから、花粉管が液体の流れを感じることは無く、花粉管の伸長方向に影響を与えることがないような仕組みを取り入れた。次に、このデバイスを用いて定常状態のAtLURE1.2の濃度勾配を形成し、シロイヌナズナの花粉管がどのように伸長するかを試験した。これまでに、花粉管がAtLUREに反応していることを示す伸長時のうねりをいくつか観察しており、今後はAtLURE1.2の濃度と濃度勾配の2つのパラメータが、花粉管の伸長方向にどう影響を与えるのかを調べていく予定である。濃度勾配を長時間維持可能なデバイスは、再現性良く扱える状態にまで最適化されており、また誘引物質に対する花粉管の応答も確認できていることから、ここまで順調に進展していると言える。リガンド分子と受容体分子がいつ・どこで・どのように相互作用を起こしているのか、その時空間情報を得るには1分子の感度と解像度が必要となる。今後は、マイクロ流路内での流体操作を駆使し、数分子の量の誘引物質を花粉管先端部位へ与える技術開発に着手する。
爪のケアが困難な高齢者の実態と看護技術教育の課題

本研究では、超高齢社会における爪のケアの充実を図るために、現存する基礎看護技術概説書の教育内容と加齢に伴う爪のケアの実態について明らかにし、看護技術教育の課題を検討した。結果、爪のケアに関して、基本的知識・ケア方法・根拠等について詳述している概説書は2件と少なかった。また、高齢者に対する爪のケアの困難な理由として、「形状変化」「強度変化」「指の固定の難しさ」「爪と皮膚の境界の不明瞭さ」「高齢者の認知機能の低下」等の実態が明らかになった。以上より、看護技術教育において加齢に伴う爪の変化に対応したケア方法の整理と確立が急務である。本研究の目的は、爪の形状変化やセルフケア能力の低下により爪のケアが困難な高齢者への爪のケアの実態と看護技術教育の課題を検討することである。平成24年度は、爪のケアが困難な高齢者の実態を調査した。対象は、看護師および爪のケアが困難な高齢者(65歳以上)29例である。爪のケア前後に爪の写真撮影、ケア後に看護師へ質問紙調査および内容確認の面接を実施した。看護師の経験年数は、17.5±11.1年であった。ケアが困難な爪は、手10例、足29例に認められた。困難な内容は、1)切りにくさ、2)爪の長さや形の判断、3)ケアに伴う痛み、4)高齢者の協力が得られないことが挙げられた。また、その理由として、「肥厚、巻き爪、陥入爪など形の変化」、「硬いあるいは肥厚した爪の内部だけは脆いなどの強度の変化」、「関節の変形および爪の伸長方向異常による指の固定の難しさ」、「爪と皮膚の境界不明瞭」、「爪の皮膚の切片減少」、「認知機能の低下」などが挙げられた。加齢に伴い増加する疾患の影響を大きく受けていることが明らかになった。入浴等による爪の軟化、爪切りの刃のあて方、複数回に分けて切ることにより困難な中でケアが実施されていた。認知症による不測の行動は安全な実施を難しくするため、2人で対応している場合もあった。平成23年度に基礎看護技術の教育内容をNDL-OPACで文献検討した結果、爪のケアに必要な基本的知識・ケア方法について記載がある図書は非常に少ないことが明らかになった。爪のケアは、皮膚の損傷・出血の危険性がある技術であるため、安全で確実な技術が求められる。特に、超高齢社会であるわが国において、高齢者の爪のケアの重要性はますます高まっていくことが予側される。こうした現状から、看護技術教育では、爪の形状変化および変化に対応したケア方法の整理と開発が急務であることが明らかになった。本年度は、2年次計画の1年目として主に爪のケア方法に関する基礎看護教育内容の文献検討を行った。【方法】〔対象選択〕データベースNDL-OPACで、2001年2011年3月に出版された図書で、タイトルに「基礎看護技術」もしくは「基礎看護」、キーワードに「根拠」が含まれている図書55件のうち、重版において改訂がない場合は最新版を採用し、「爪」に関する記載がない図書を除いた26件の図書を研究対象とした。〔研究期間〕2011年8月2012年2月〔方法〕1)爪の構造と機能、2)爪の疾患・異常、3)爪のアセスメント、4)爪のケア方法と手順、5)爪のケア根拠に関する記述内容を抽出、各項目に整理し、内容を検討した。【結果】図書26件のうち、5項目全ての記述があったのは2件であった。他は、清潔の援助として主に足浴や手浴の援助の一部として記述されていた。1)3)については、ヘルスアセスメントやフィジカルアセスメントとの一部としての記述もみられた。爪の疾患・異常については、ばち指症状が5件、爪の肥厚・巻き爪・白癬菌感染が3件であった。援助方法と手順に関する記載は16件あったが、そのうち9件が「必要に応じて切る」「伸びていたら切る」など具体的方法の記載はなかった。また、ケアの根拠の記載は9件あり、爪切りを足浴・手浴後に行う理由が最も多く、次に爪の形・長さに関してであった。【考察】爪のケアに必要な基本的知識・ケア方法・根拠すべての記載がある図書は2件と少なかった。ケア方法の記載がある場合も、具体性に欠けるものが多く、ケアを難しくする爪の形状についても触れていない図書が多い。上野ら(2006)は、学生の臨地実習での爪切りの経験は78.9%と報告しており、安全で確実な技術を提供するためにも爪のケアに関する教育の必要性は高いと思われる。臨床現場の実態を踏まえた教育内容を検討する必要がある。

東日本大震災の影響により、大学の春学期が1ヵ月遅れの5月に開始となり、学事日程変更に伴い春学期終了の7月末まで研究時間を確保することが出来なかった。そのため、文献検討を平成23年8月平成24年2月に実施している。その後、実態調査のための準備を進めてはいるが、実際の実態調査の予備調査および本調査は平成24年度に実施する。2012年度は、2年次計画の最終年に該当し、爪のケアが困難な高齢者の実態調査、その結果をもとに、臨床で行われているケア方法および問題と現在の教育内容を比較し、効果的な爪のケア方法と教育内容を検討する。以上から得られた結果を取りまとめ、成果の発表を行う。爪のケアが困難な高齢者の実態調査【方法】〔対象者〕爪のケア対象者およびそのケアを行う看護師50例〔爪のケア対象者〕病院に入院中、または介護老人福祉施設、介護老人保健施設、介護療養型医療施設を利用している65歳以上の高齢者〔対象者の抽出〕A県B市およびC市内の病院、介護老人福祉施設、介護老人保健施設、介護療養型医療施設に書面と電話による研究協力依頼を行う。同意を得られた施設に出向き、研究の説明を行う。ケア対象者(本人の意思確認が困難な場合は家族を代理人とする)と看護師には、研究に関する説明書をもとに口頭と文書で説明し、研究同意が得られた場合、同意書に署名をいただく。〔期間〕平成24年6月11月〔内容〕1)ケア対象者:指爪、趾爪、指爪と趾爪のケアの前後で了解を得て写真をとる。2)看護師:患者の状態、使用物品、ケア内容、ケアを行う上で難しかったことについてインタビュー(20分程度)を行う。一部については、事前に記入してもらったチェックリストを元に確認を行う。インタビュー内容については、逐語録におこす。※処置時に同席することを基本とするが、同席ができない場合は、1)の写真は、ケアを行う看護師に依頼する。また、2)については書面で行うこととする。〔分析方法〕写真および逐語録から(1)ケアが行われた部位、(2)爪の状態、(3)使用物品、(4)事前の入浴もしくは部分浴の有無、(5)ケア内容、(6)ケアを行う上で難しかったことについて情報を抽出し、爪のケア内容や困難な状況について整理する。【物品費】115,000円(内訳:インタビュー調査に使用するICレコーダー、、画像編集ソフト、データ保存のUSB、紙、インク代など)【旅費】60,000円(内訳:学会発表のための交通費、宿泊費)【謝金】200,000円(内訳:調査協力者(看護師、ケア対象者)100名への謝金、テープ起こし代、アルバイト代(データ入力))【その他】125,000円(内訳:打合せおよび調査のための交通費、通信費、学会参加費、報告書印刷代)
治山施工地における表層土壌の経年推移に関する研究

山腹工事施工後の経過年数が6年から60年までの治山施工地12箇所を対象にして,施工地土壌の物理的性質と化学的性質を調査し,施工地周辺の崩れていない林地表層土壌の諸性質とを対比し,施工後の経過年数との関連で土壌回復状況を検討した。調査方法は施工地内および隣接林地で土壌の物理的性質を調べるために表層土壌から100cc採土円筒により不攪乱試料を採取し,粒径組成および炭素,窒素含有量測定陽の攪乱試料も採取した。治山施工地の土壌孔隙率は隣接林地に比較して値は小さいものの経過年数とともに増加傾向がみられ,比較的早い時期に隣接林地の状態に近づくことが認められた。孔隙に中の非毛管孔隙率は,経過年数とともにやや増加傾向は見受けられたが,毛管孔隙率は隣接林地に比較して小さく,経過年数との関連で明確な傾向は認められなかった。このことから,土壌化初期の段階では、比較的大きい孔隙が増加し,保水力の改善にはさらに年数が必要であろうと推察された。表層土壌に含まれるシルト以下の細粒分の含有率は経過年数とともに増加傾向は認められるものの,施工後30年程度では隣接林地に比較して値は小さく,土壌の細粒化には長期間が必要であろうと考えられた。表層土壌中の炭素,窒素含有量と施工後の経過年数の関係および隣接林地の状況と比較したところ,両含有量とも施工後の経過年数とともに増加しており,植生被覆による有機物の供給や分解によって土壌の化学的性質の改善が徐々に進行していることを示していた。しかし,施工地の炭素含有量は多くても5%程度であり,隣接林地土壌の含有量に比較すれば小さな値であった。このように土壌生成過程,土壌化の進行は長期間を要し,また地形や気象条件に影響を受けるので,その面からも検討を始めている。
セルラーゼの２分子相乗効果メカニズムの解明

木質や草本などのセルロース系バイオマスは持続可能な資源であり量も豊富であることから、液体燃料や化成品の原料など石油の代替資源としての利用が期待されている。バイオマス酵素糖化プロセスにおいては結晶性セルロース分解が律速となることが知られている為、自然界の主な分解者であるカビやキノコ由来のセルラーゼによる分解メカニズムを理解することは重要な課題である。そこで本研究では、糸状菌由来の異なる2種類のセルラーゼ(Cel6とCel7)がセルロース表面上で協調的に働くメカニズムを解明するため、詳細な反応機構が分かっていないCel6に着目し、ランダム変異導入法を用いた機能改変によってその反応機構を考察した。本年度は、X線結晶構造解析によりCel6の立体構造を決定し、触媒中心のループのゆらぎを解析することによって、基質を認識して加水分解反応を行う仕組みを明らかにした。さらに、高分解能X線結晶構造解析を合わせて行い、基質複合体での構造変化とプロトン化の状態の変化から、水素結合ネットワークの組換えによる一般酸触媒によるプロトン供与の機構を提案した。また、ランダム変異導入法をPcCel6Aに適用することによって、結晶性セルロースに対する反応特性の異なるPcCel6A変異体を得ることに成功し、その変異が触媒中心の生成物側のサブサイトに位置していることを明らかにした。2分子の相乗効果においても本変異が活性向上に寄与するかについて今後より詳細な検討を合わせて行うことによって、酵素分解の更なる効率化につながる可能性がある。本酵素の加水分解反応効率には生成物と酵素の親和性が大きく影響していることを明らかとしたことで、結晶性セルロース分解に寄与する性質について新たな知見を示した。29年度が最終年度であるため、記入しない。成果1)変異体取得に向けたスクリーニング手法の確立:ランダム変異導入法を用いてキノコ由来Cel6(PcCel6A)の変異体を作出し、変異体を結晶性セルロース分解活性の観点から選抜するためのスクリーニング法を検討した。スクリーニングを行った結果、非晶性セルロースに対する活性がある変異体のうち結晶性セルロースに対する活性が著しく減少した変異体が得られた。成果2)PcCel6Aの3次元構造の決定:PcCel6Aの反応機構を分子レベルで考察するため、野生型PcCel6Aの活性ドメインのX線結晶構造解析を行い、3次元構造を決定した。成果3)結晶性セルロース分解に重要なCel6の要素の解明:1)2)で得られた情報により、非晶性セルロース分解活性に対する結晶性セルロース分解活性が顕著に減少した変異体は、セルロース鎖の取り込みの役割を持つと考えられている基質結合部位に位置している芳香族アミノ酸に変異が入っていることが明らかとなった。PcCel6Aの結晶性セルロースの分解には、セルロース鎖を活性中心へと取り込む仕組みが非晶性セルロースに比べてより重要であることが明らかになった。2分子のセルラーゼの相乗効果がバイオマスの効率的な変換利用に重要であることに着目し、反応メカニズムの解明に向けてタンパク質の機能改変や結晶構造解析を行った。セルラーゼの機能改変が新規手法によって達成できることを示し、対象としているセルラーゼの分解機構を示唆する結果を得た。これらの研究による成果を、米国で行われた国際学会(Gordon Research Conference/Seminar)において口頭発表およびポスター発表を行っている。国内学会においては口頭発表1件、ポスター発表2件を行った。現在、手法開発と結晶構造解析に関する英語論文2報を執筆中である。そこで本研究では、糸状菌由来の異なる2種類のセルラーゼ(Cel6とCel7)がセルロース表面上で協調的に働くメカニズムを解明するため、詳細な反応機構が分かっていないCel6に着目し、ランダム変異導入法を用いた機能改変を試みた。本年度は、変異導入後のスクリーニング技術として、蛍光基質による活性測定を検討した。複数の菌由来のCel6について、安定性やpH依存性などの基礎的データを取得して比較を行った。また、スクリーニングの際に変異体間のタンパク質量のばらつきが課題となっていたが、ゲル泳動法などの定量化をすることによって比活性の比較が可能であるか検討した。また、Phanerochaete chrysosporium由来のPcCel6Aについて、阻害剤との複合体構造を決定した。さらに、高分解能X線結晶構造解析および中性子結晶構造解析のデータを取得した。

本年度は、これまでの研究成果をまとめ、新規開発したランダム変異導入法に関する英語論文一報と結晶の高品質化に関する解説論文一報を発表した。さらに、今後の研究発展に必要なスクリーニング技術や、複合体結晶構造解析などの新たな技術習得のため、2箇所のラボに留学を行い、類似酵素との比較検討可能なデータも取得することができた。木質や草本などのセルロース系バイオマスは持続可能な資源であり量も豊富であることから、液体燃料や化成品の原料など石油の代替資源としての利用が期待されている。バイオマス酵素糖化プロセスにおいては結晶性セルロース分解が律速となることが知られている為、自然界の主な分解者であるカビやキノコ由来のセルラーゼによる分解メカニズムを理解することは重要な課題である。そこで本研究では、糸状菌由来の異なる2種類のセルラーゼ(Cel6とCel7)がセルロース表面上で協調的に働くメカニズムを解明するため、詳細な反応機構が分かっていないCel6に着目し、ランダム変異導入法を用いた機能改変によってその反応機構を考察した。本年度は、X線結晶構造解析によりCel6の立体構造を決定し、触媒中心のループのゆらぎを解析することによって、基質を認識して加水分解反応を行う仕組みを明らかにした。さらに、高分解能X線結晶構造解析を合わせて行い、基質複合体での構造変化とプロトン化の状態の変化から、水素結合ネットワークの組換えによる一般酸触媒によるプロトン供与の機構を提案した。また、ランダム変異導入法をPcCel6Aに適用することによって、結晶性セルロースに対する反応特性の異なるPcCel6A変異体を得ることに成功し、その変異が触媒中心の生成物側のサブサイトに位置していることを明らかにした。2分子の相乗効果においても本変異が活性向上に寄与するかについて今後より詳細な検討を合わせて行うことによって、酵素分解の更なる効率化につながる可能性がある。本酵素の加水分解反応効率には生成物と酵素の親和性が大きく影響していることを明らかとしたことで、結晶性セルロース分解に寄与する性質について新たな知見を示した。本年度は、ランダム変異導入によって得た変異体からセルロース分解活性でスクリーニングすることにより、反応性の変化した変異体が得られることを示した。また、PcCel6AのX線結晶構造から、反応性の変化とそのアミノ酸変異の役割について考察することが可能となった。今後は、スクリーニングのハイスループット化およびCel7との相乗作用でのスクリーニングにより、2種類のセルラーゼが協調的に働くメカニズムの解明を目指す。1)スクリーニングのハイスループット化40%の酵母にセルラーゼ活性が無いことが明らかとなったため、酵母の成長段階でセルラーゼ活性によるスクリーニングを行うためのβグルコシダーゼの共発現系を構築する。2)Cel7との相乗作用によるスクリーニング最終スクリーニングとしてCel7との相乗作用による分解活性の変化を評価する。
定時制高校における外国人生徒の情緒や行動の理解を促進するための質的な研究

高等学校では、不登校やいじめ経験をはじめとする不適応や何らかの病理や障害を抱えた生徒について、臨床心理学の専門的知見を用いたスクールカウンセラー等の支援によって、有効な手立てがなされつつある。一方、在籍者が増えてきた外国人生徒については、言語の問題や生活や文化の相違のためか、必要とされる支援が不十分であるという現状でもあり、外国人在籍者が多い定時制高校において彼らの情緒や行動の理解を促進するための研究を行うことには意義があると考えた。研究では、まず臨床心理学の手法による相談面接や乳幼児観察の技法を参考にした観察を実施した。外国人生徒の学校生活や職業生活や家庭での問題について生じる欲求不満や不安について、異文化理解の視点をもちつつ理解を進めるとともにそれらの課題に接近し、支援の手立てのあり方について模索した。面接や観察は逐語録や行動観察記録をつくり、精神分析的心理療法士とのスーパービジョンという形で議論と学習を進め.外国人生徒の行動や情緒に関する理解を深めた。その際、研究者に生じた情緒にも注意を向け、ノンバーバルに伝わってくる感情を吟味することもできた。精神分析的な理解や臨床心理学的な知見を用いて、指導にあたる教員が外国人生徒の情緒や行動を理解することは、おそらく生徒にとっては受容された経験でもあったであろう。また、外国人生徒と言語伝達が不十分であるがゆえに、非言語的に伝わってくる情緒をいわゆる「投影同一化」から生じるものとして考えることは有効であった。そこから得られた外国人生徒特有の課題や問題点を抽出することもできた。
グルタミン酸受容体のシナプスへの移行と活性調節機序

本研究の目的は、興奮性シナプス伝達を担うグルタミン酸受容体のシナプスへの移行と活性調節の分子機序を明らかにすることである。この目的のために、グルタミン酸受容体を構成するサブユニット群を特定の細胞で選択的に欠損できるマウスを系統的に作成し解析をおこなった。標的とした分子は、4種類のAMPA型受容体サブユニットとその受容体の補助サブユニットと我々が考えているTARPγ分子群のうち脳に発現が高いγ2、γ3、γ4、γ5、γ7、γ8である。また、NMDA型受容体では、GluRε1とGluRε2を標的とした。これらの分子をコンディショナルに欠損できるfloxedマウスを、我々が樹立したC57BL/6系統マウスES細胞RENKA株より作成した。TARPγ欠損マウスの解析から、これら分子がいずれもAMPA型受容体のシナプスへの移行と安定性に必須な分子であることが明らかになり、AMPA型受容体の補助サブユニットとして機能していることが証明された。また、終脳に広く発現し、特に海馬興奮性ニューロンに発現の高いTARPγ8欠損マウスを欠損したマウスは、多動と抗不安傾向が認められたので、幾つかの薬剤の影響を検討した。その結果、このマウスは注意欠陥・多動性障害(AD/HD)のモデルになることが明らかになった。一方AMPA型グルタミン酸受容体GluRα1ノックアウトマウスでは、多動と抗不安の表現型は軽微であることから、AD/HDの原因は脳全体でのAMPA型受容体の活性低下ではなく、特定の部位での活性低下であることが示唆された。その責任部位の同定は、AD/HDの病態理解と治療法開発につながる今後に残された課題である。一方、NMDA型受容体GluRε2の海馬CA3ノックアウトマウスの解析から、NMDA型受容体がシナプス領域で活性を持つためにはこのサブユニットが必須な分子であることを明らかにした。グルタミン酸受容体チャネルは、興奮性のシナプス伝達を担うばかりでなく、シナプスの可塑性の鍵を握る分子群であり、その活性調節は脳機能を理解するうえで重要な問題である。本研究の目的は、グルタミン酸受容体のシナプスへの移行と活性調節の分子機序を明らかにすることである。この目的のために、本年度は、NMDA型受容体が海馬シナプスにどのような分子機序で移行し、活性化が起こるのかを、GluRε2(NR2B)の脳部位特異的ノックアウトマウスを使って解析した。海馬CA3選択的にGluRε2を欠損したマウスでは、GluRε1とGluRζ1がシナプス領域に残存しているのにもかかわらず、NMDA型受容体の活性が消失していた。この原因解明のために、CA3領域PSDに存在するタンパク組成を生化学的手法と形態学的な手法により解析をおこなった。その結果、免疫電顕では、PSD領域に存在するGluRε1およびPSD95の量は野生型と変わらなかったが、生化学的に調製したPSD画分では、この両者がいずれも減少していた。このことは、GluRε2欠損マウスのPSDが界面活性剤に脆弱であり、シナプス構造の安定性とNMDA型受容体活性にGluRε2が必要であることを意味する。AMPA

型受容体のシナプスへの移行とシナプスでの活性調節の分子機序を明らかにするために、AMPA型受容体のシナプスへの移行と活性調節に関与するTARPγファミリーを欠損したマウスを作成した。海馬に高い発現をするTARPγ8を欠損したマウスでは、正常に発育し交配にも問題は無かったが、海馬におけるAMPA型受容体の量が著しく減少していることが明らかになった。電気生理学的に測定した海馬シナプスのAMPA型受容体を介する電流応答は、CA1、CA3各領域で約半分に減少していた。一方、生化学的な解析から、AMPA型受容体の減少は、シナプス外の膜画分で大きく、シナプス部で少ないことが明らかになった。これらのことは、TARPγ8が海馬シナプスへのAMPA型受容体の移行と活性調節に関わる補助サブユニットであることを示唆する。グルタミン酸受容体チャネルは、興奮性のシナプス伝達を担うばかりでなく、シナプスの可塑性の鍵を握る分子群である。本研究の目的は、グルタミン酸受容体のシナプスへの移行と活性調節の分子機序を明らかにすることである。我々は、AMPA型グルタミン酸受容体を細胞膜やシナプスアクティブゾーンに集積させる分子として報告されていたカルシウムチャネルγ2サブユニット(Stargazin、TARPγ2)が、AMPA型受容体のチャネル活性を著しく亢進させることを見いだしている。この発見を基に、AMPA型受容体のシナプスへの移行とシナプスでの活性調節の分子機序を明らかにするために、脳に発現するこれらγファミリー、TARPγ2、γ3、γ4、γ7、γ8をそれぞれ欠損したマウスを系統的に作成した。ノックアウトマウスでその特異性を検定した抗TARPγ8抗体を用いて、この分子の発現特性を詳細に検討した結果、この分子は終脳に広く発現し、特に海馬興奮性ニューロンに多いことを見いだした。また、γ8とAMPA型受容体は細胞体樹状突起の表面で共発現することが明らかになった。γ8の欠失によりAMPA受容体は減少するが、これは特に海馬で顕著であった。海馬の中でも減少に差があり、CA1ではシナプス35%(野生型を100%として)、スパインシナプス外で37%、樹状突起シナプス外で36%と大きな低下を示したが、苔状線維-CA3シナプスでは83%であった。また、電気生理学的な解析から、AMPA型受容体のチャネル応答も減少することが明らかになった。海馬CA1シナプスでは52%(野生型を100%として)、シナプス外では25%に減少していた。これらの解析により、TARPγ8は海馬AMPA型受容体の主要な補助的サブユニットであり、シナプスへの移行と活性調節に重要な役割を担うことが明らかになった。この目的のために、4種類のAMPA型グルタミン酸受容体サブユニットと、AMPA型グルタミン酸受容体を細胞膜やシナプス肥厚部分に集積させる分子として報告されているTARPγ2に相同性のある分子群のうち、脳に発現が高いγ2、γ3、γ4、γ5、γ7をそれぞれコンディショナルに欠損できるマウスを系統的に作成した。これらのマウスの解析から、γ7はAMPA型受容体のシナプスへの移行と安定性に必須な分子であることが明らかになり、AMPA型受容体の補助サブユニットとして機能していることが明らかになった。また、終脳に広く発現し、特に海馬興奮性ニューロンに発現の高いTARPγ-8を欠損したマウスは、AMPA型受容体の活性低下と共に多動と抗不安傾向が認められたので、幾つかの薬剤の影響を検討した。
マナマコの資源増産に向けたパイオニア微生物資源の獲得と利用

生物は絶えず環境の微生物から接触を受け,その親和性の時間軸の長さに応じて,共生や寄生といった宿主ー微生物間相互作用にまで,その関係性は緊密化する。宿主ー微生物間の相互作用は,生物が誕生した時から開始され,“パイオニア微生物"と呼ばれる微生物がその役割を担うが,生物進化上重要性の高い海洋無脊椎動物由来のパイオニア微生物探査は未知の研究領域である。パイオニア微生物は,宿主が生まれて初めて自身の上皮組織に定着し,細胞あるいは分子レベルで刺激しあい,成長や免疫系の成熟に寄与し,健全性の基盤を築くものと考えられている。本研究では,知見が少ない海洋動物のパイオニア微生物研究を創生する。
高脂肪食摂取による報酬系の炎症に着目した過食と肥満の機序解明

また野生型マウスに高脂肪食を投与し腹側被蓋野、側坐核および背側線条体における炎症性サイトカインのmRNA発現の変化について普通食投与群と比較検討した。さらに野生型マウスにインスリンあるいはレプチンを脳室内投与して腹側被蓋野あるいは側坐核にインスリン受容体あるいはレプチン受容体下流のシグナル蛋白のリン酸化が増加することを確認した。IKKβflox/floxマウスを輸入し、当大学内の実験動物部門にて産駒の作製に成功した。またドーパミンニューロン特異的あるいは線条体ニューロン特異的IKKβノックアウトマウスの作製に成功したため。IKKβ遺伝子特異的なプライマーを用いたPCRでIKKβ遺伝子が腹側被蓋野あるいは線条体で特異的にノックアウトされていることを確認する。またドーパミンニューロン特異的あるいは線条体ニューロン特異的IKKβノックアウトマウスに高脂肪食を投与し摂食量、体重、脂肪重量およびエネルギー代謝の変化を比較検討する。またこれらのノックアウトマウスで腹側被蓋野および線条体のドーパミン受容体などの高脂肪食投与下における発現の変化について野生型マウスと比較検討する。また高脂肪食投与下においてインスリン受容体およびレプチン受容体下流のシグナル蛋白のリン酸化について野生型マウスと比較検討する。さらにはこれらのノックアウトマウスにおいて高脂肪食投与後に条件付け場所嗜好性試験を行い高脂肪食への依存性を野生型マウスと比較検討する。
虚血性腎症におけるi-NOSの機能解析

【目的】腎動脈狭窄による虚血性腎症(Ischemic Nephropathy)は進行性腎不全の重要な原因疾患である。本研究では、慢性腎虚血(4週)におけるNO、PGを含む腎内脈管作動性物質の動態、またその意義を明らかにするため、中等度(50%)及び高度(80%)腎血管狭窄を作成し検討した。【方法】ドップラー血流計を用い、定量的にイヌの片側腎動脈の中等度(50%)及び高度(80%)狭窄を作成した。4週後microdialysis法を用い、麻酔イヌの虚血側・非虚血側腎のnitrate+nitrite(NOx)、PGを測定した。さらに、LNAME及びスルピリンを投与し、腎機能に及ぼす影響及びNOx・PGの動態の変化を観察した。【成績】中等度及び高度狭窄における虚血側腎のNOxは、それぞれ約40%、60%と減少した(皮質、1.98±0.07から1.14±0.04、0.72±0.05uM;髄質、2.50±0.06から1.60±0.04、1.00±0.02uM)。LNAMEにより、中等度狭窄ではRBFは56%、GFRは40%減少したが、高度狭窄ではこの変化は軽度であった(RBF、11%減少;GFR、9%減少)。PGE2は中等度狭窄虚血側腎では軽度上昇し(皮質、26%上昇;髄質、17%上昇)、高度狭窄ではさらに著しい上昇が認められた(皮質、1.98±0.07から10.57±0.89pg/min;髄質、3.02±0.06から13.50±0.67pg/min)。非虚血側腎ではNOx、PGE2の変化は認めなかった。スルピリン投与により、中等度狭窄ではRBF、GFRは不変であったが、高度狭窄ではRBF54%、GFR55%の減少がみられた。【考察】野入らはラットを用いた急性腎不全モデルにおいて、i-NOSを特異的に阻害するantisense oligodeoxynucleotideを投与したとき、超急性期において急性腎不全は改善され、尿細管障害を防止したと報告している。本研究では、腎間質のNOは増加せず、狭窄の程度に平行して低下することより、NOの変化は腎血行動態に伴うshear stressの減少によるものと考えられた。虚血性腎症では、中等度狭窄ではProstaglandinE2(PGE2)よりむしろnitric oxide(NO)が腎血行動態の温存に重要な役割を果たし、高度狭窄ではPGE2の著しい増加がみられ、虚血の程度により、腎内脈管作動性物質の役割が異なることが示唆された。【目的】Ischemic NePhropathyの疾患概念は極めて重要であるが、その病態生理に関する知見は僅かなものでしかない。今回我々は、腎組織中における血管作動性物質の動態を、急性・慢性腎虚血モデルそれぞれにおいて比較検討した。【方法】急性腎虚血モデルにおいては、一側の腎を60分間完全虚血とし、両側腎皮質・髄質における血管作動性物質を測定した。慢性腎虚血モデルにおいては、一側の腎動脈に7580%狭窄をかけ、4週間後に同様の測定を行った。また、L-NAMEおよびAspirinを投与し腎機能の変化を観察した。【結果】有意な変化は、急性モデルでは、虚血側皮質にてNOが48%減少した。慢性モデルでは、虚血側皮質においてNOが55%、虚血側髄質において58%減少した。PGE2は、虚血側皮質において220%増加がみられた。(Con 1210.5±157.729pg/ml,4週後3881.25±550.348pg/ml,P=0.0009)また、Aspirin投与(10mg/kg)にてRBFは60%減少した。L-NAME投与(10mg/kg)にてはRBFの有意な減少はみられなかった。【総括】急性に比べ慢性虚血モデルにおいて、虚血側ではNOが減少しPGE2が著しく増加した。L-NAME投与にてRBFの減少はみられず、Aspirin投与にてRBFの減少が著しいことより、PGE2の慢性腎虚血における腎保護作用としての役割の重要性が考えられる。今後はNOの減少をNOSmRNAの解析などから分析し、慢性腎虚血におけるNOおよびNOSの機能分析を行っていく。

【成績】中等度及び高度狭窄における虚血側腎のNOxは、それぞれ約40%、60%と減少した(皮質、1.98±0.07から1.14±0.04、0.72±0.05uM;髄質、2.50±0.06から1.60±0.04、1.00±0.02uM)。LNAMEにより、中等度狭窄ではRBFは56%、GFRは40%減少したが、高度狭窄ではこの変化は軽度であった(RBF、11%減少;GFR、9%減少)。PGE2は中等度狭窄虚血側腎では軽度上昇し(皮質、26%上昇;髄質、17%上昇)、高度狭窄ではさらに著しい上昇が認められた(皮質、1.98±0.07から10.57±0.89pg/min;髄質、3.02±0.06から13.50±0.67pg/min)。非虚血側腎ではNOx、PGE2の変化は認めなかった。スルピリン投与により、中等度狭窄ではRBF、GFRは不変であったが、高度狭窄ではRBF54%、GFR55%の減少がみられた。【考察】野入らはラットを用いた急性腎不全モデルにおいて、i-NOSを特異的に阻害するantisense oligodeoxynucleotideを投与したとき、超急性期において急性腎不全は改善され、尿細管障害を防止したと報告している。本研究では、腎間質のNOは増加せず、狭窄の程度に平行して低下することより、NOの変化は腎血行動態に伴うshear stressの減少によるものと考えられた。虚血性腎症では、中等度狭窄ではProstaglandinE2(PGE2)よりむしろnitric oxide(NO)が腎血行動態の温存に重要な役割を果たし、高度狭窄ではPGE2の著しい増加がみられ、虚血の程度により、腎内脈管作動性物質の役割が異なることが示唆された。