hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会―生態システムの気候変動に対する脆弱性評価：水環境と資源管理形態の将来予測

気候変動に伴う極端な気象現象(干ばつ・洪水など)の増大は、人類が直面する重大なリスクの一つである。国連・気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第5次報告書によると、乾燥地は将来の気候変動によって干ばつ頻度の増加が懸念されており、気候変動が資源利用へ与える影響の評価と、持続的資源管理を実現するための適応策の提案が早急の課題である。気候変動への脆弱性を評価するためには、社会と生態系が歴史的に築いてきた関係に着目し、気候変動に対する社会・生態的相互作用の応答を明らかにする必要がある。申請者は当該年度、コロンビア大学/NASA Goddard Institute for SpaceStudiesへ滞在し、海外の研究者とも協力しながら、気候変動下における社会ー生態システムの応答について研究を展開させた。とくにモンゴル放牧草原を対象に、気候変動に対する社会ー生態システムの応答と脆弱性の解明に取り組んだ。Hazard (気温、降水量、干ばつ指数),Exposure (家畜密度、人口密度)、Vulnerability(遊牧民の災害時移動、災害に対する植生の応答)に着目し、それぞれのトレンドを文献調査およびデータ解析から明らかにした。これらの成果は国際学会で発表され、論文の準備も進められている。さらに、気候が大きく変動する環境における草原生態系の荒廃からの回復可能性についても検証した。これらの結果は、Journal of Vegetation Scienceに論文として発表している。そして、世界における植生のデータベース(GrassPlot)へも参加し、気候変動の影響評価を実施する上で重要となる、グローバルスケールでのデータベース構築にも貢献した。この成果も、Phytocoenologia,へ共著論文として発表されている。29年度が最終年度であるため、記入しない。乾燥地は将来の気候変動によって干ばつ頻度の増加が懸念されており、気候変動が資源利用へ与える影響の評価と、持続的資源管理を実現するための適応策の提案が早急の課題である。本研究では、気候条件と資源管理システムのパターンの関係の実証的解明を通じ、モンゴル放牧草原の気候変動に対する資源管理上の適応策へ貢献することを目的とする。当該年度において、本研究は文献レビュー、現地調査を主に実施し、モンゴルの社会ー生態システムの脆弱性に関して明らかにしてきた。まず、文献レビューを通じて、モンゴルの放牧草原を対象に、過去50年の気候と植生のトレンドについて既存研究を整理した。モンゴルではこれまで国全体での年間平均気温の増加、地域的に降水量の減少が報告されていた。植生はここ30年において減少傾向であった。次に、気候条件と資源管理形態の関係を実証的にあきらかにするため、降水量の変動性の傾度に沿って、遊牧形態や災害時の対応に関する聞き取り調査を実施した。4県を対象に、県、市、村、国レベルの土地利用担当者を通じて、干ばつ時の他地域への移動状況、そして受入状況について調査を実施した。その結果、降水量の変動性が高いドントゴビ県では頻繁に遊牧民が県外へ移動する一方、変動性の低いブルガン県やトゥブ県は県内へ留まる傾向があった。これらの結果は、降水量の変動性によって資源管理形態が異なる可能性を示していると考えられた。人口統計データと聞き取り調査の結果、雪害以降モンゴルでは中央部から東部に位置する4県で人口が増加傾向にあることがわかった。さらに、西部および南部地域の遊牧民が中央部へ移動していた。これらの結果から、災害などの自然条件が引き金となり、遊牧民の大規模な移動を引き起こす可能性が考えられた。以上の成果は、国内・国際会で発表しており、国際誌への投稿論文として2報まとめている。モンゴルにおける社会ー生態システムの脆弱性に関する文献レビューから、災害(干ばつ・雪害)時の遊牧社会の脆弱性に関して現地調査など幅広く研究に取り組んだ。その結果、モンゴルにおける災害時の対策を遊牧民世帯から村、郡、国レベルで整理することができた。とくに、2009年の災害以降、西部、南部の遊牧民が中央部へ大規模に移動している傾向を捉えることができた。これは、気候変動が人の移動を促す可能性を示しており、気候変動研究にとって重要な知見を提示したといえる。この成果を、国際学会(American Geophysical Union)およびシンポジウム(MAHASRI)、国内学会(日本生態学会)にて発表しており、現在国際誌への投稿へ向けて2報の論文を執筆中である。さらに関連した研究で、共著論文1報、著書(分担執筆)が発表、そして共著論文1報が国際誌へ投稿中、1報が改訂中である。以上のことから、今年度の申請者の研究は大きな進展があったと評価できる。気候変動は人類が直面する重大なリスクの一つである。国連・気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第5次報告書によると、乾燥地は将来の気候変動によって干ばつ頻度の増加が懸念されており、気候変動影響評価は早急の課題である。本研究では、気候変動に対し脆弱性の高い地域を抽出することで、モンゴル放牧草原の気候変動に対する適応策の提案へ貢献することを目的とする。当該年度において、まず気候、生態系、人間活動の関係に着目し、気候変動に対する社会ー生態システムの脆弱性についてレビューを実施した。その結果、遊牧民の放牧地管理形態に着目すると、草原の生産性が高い北部、中央部地域においても、干ばつに対する脆弱性は高い可能性が考えられた。気候変動の影響評価において、気候のトレンドや生態系の応答だけでなく、気候-生態系-社会が築いてきた関係に着目することが重要であることを示した。

さらに現在は、降水量の変動性に対する様々な資源管理形態の脆弱性の定量的評価を目指している。これらの成果に関して、国内学会にて発表し、現在論文を執筆中である。そして、気候的イベントと遊牧民の大規模な移動に関して、衛星画像および統計解析など実施した。具体的には、人口統計データ、気象データおよび衛星画像から得られた植生指数を用いて解析を実施した。その結果、気候の変化といった自然条件が引き金となり、人々の都市部への規模な移動を引き起こしている可能性が考えられた。これらは、気候変動が人の移動を促す可能性を示しており、気候変動の影響評価や適応策の立案において、重要な知見を提示したといえる。以上の成果は、国際学会およびシンポジウムで発表しており、国際誌への投稿論文としてまとめている。また、当該年度からコロンビア大学の客員研究員として滞在し、他分野の研究者と交流を図り、研究テーマのさらなる発展へつなげた。モンゴルにおける社会ー生態システムの脆弱性に関するレビュー、およびモンゴル国内の大規模移動と気候的要因の関係に関して、順調に研究を進めている。加えて、アメリカのコロンビア大学およびNASA GISSに客員研究員として滞在し、アメリカの様々な分野の研究者と研究内容を幅広く展開している。例えば、人々の大規模な移動に関して、モンゴルだけでなく、世界各国の国際的な移動と、気候、食糧問題の関係に関しても検証を初めている。また、米国コロンビア大学International Research Institute forClimate and SocietyおよびLamont-Dohery Earth Observatoryの気候、政治、統計をそれぞれ専門とする研究者とともに、モンゴルで災害が起こる要因に関して、様々なデータを集約し検証するため、共同で解析を実施している。さらに、数理モデルとの共同研究も進めており、気候変動に対する資源管理形態の脆弱性の定量化を試みている。このように、当初の計画に加え、他分野との共同研究の発展があったことから、研究は計画以上に進展しているといえる。気候変動に伴う極端な気象現象(干ばつ・洪水など)の増大は、人類が直面する重大なリスクの一つである。国連・気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第5次報告書によると、乾燥地は将来の気候変動によって干ばつ頻度の増加が懸念されており、気候変動が資源利用へ与える影響の評価と、持続的資源管理を実現するための適応策の提案が早急の課題である。気候変動への脆弱性を評価するためには、社会と生態系が歴史的に築いてきた関係に着目し、気候変動に対する社会・生態的相互作用の応答を明らかにする必要がある。申請者は当該年度、コロンビア大学/NASA Goddard Institute for SpaceStudiesへ滞在し、海外の研究者とも協力しながら、気候変動下における社会ー生態システムの応答について研究を展開させた。
戦後国際秩序とフランス外交の選択肢:日仏関係の事例

平成22年度の研究実績として以下のものを挙げることができる。(1)は史料収集に関する項目であり、(2)は論文執筆や報告など研究のアウトプットに関する項目である。(1)史料収集に関しては大きな成果があった。これまではフランスの首都であるパリ、あるいはその郊外にある外務、経済、国防(軍)関係の史料館を中心に収集活動を行っていたが、平成22年度は地方にも足を延ばし、ル・アーヴルにある企業の史料やメッスにあるフランスの政治家ロベール・シューマンの史料を見に行った。シューマンはフランス第4共和制期の外交を代表する人物であり、その足跡をたどることは極めて有意義な研究活動であった。また、企業の史料は政府レベル以外の視点を研究に盛り込む契機となり、研究全体に新鮮味を付与することとなった。(2)研究のアウトプットに関しては第1に「欧州統合の父」ジャン・モネに関するものがある。平成22年12月、「モネと中国」というテーマに関し、パリ郊外のモネの住処を記念館に改造した場所で開催された学術シンポジウムに招聘され、フランス語で報告し、その内容は論文集のなかの一つとして出版予定である。なお、既に原稿は提出済みであり、後は出版を待つのみである。アウトプットの第2は「フランス国際関係史『学派』と理論をめぐる問題」という論文を『法学研究(慶應義塾大学)』第84巻第1号(2011年1月)に掲載したことである。本論文は研究代表者のこれまでの実証的な史的研究の理論的背景を明らかにした初めての試みである。政治学と歴史学との間に横たわる緊張関係を「フランス」をとおして考えた研究でもある。本年度の研究実績の概要は以下のとおりである。(1)は史料収集に関する項目、(2)は研究課題のアウトプットに関する項目である。(1)日本において外交史料館においてマイクロフィルム・そしてCD-ROM上で閲覧されている外交文書を収集した。研究課題における日本側の視点を知るのに大いに役立った。フランスでは国防省文書室に収められた陸軍の史料を集中的に研究した。それまで既存研究ではほとんど省みられなかった終戦直後のインドシナにおける日仏関係の歴史を知ることができた。さらにパリの国立政治学財団にはドブレ(Michel Debre)首相やクーヴ・ド・ミュルヴィル(Maurice Couve de Murville)外相の個人文書があり、1950年代から60年代にかけてのフランスの対日政策に関する史料を発見することができた。平成21年度の研究実績として以下の成果を挙げることが可能である。(1)日本では外務省の外交史料館において新たに開始された「公開準備制度」を活用し、サンフランシスコ講和条約に関するファイルを閲覧した。また、既に公開されているものの、第二次大戦期のファイルも閲覧し、多くのことを学んだ。フランスにおいてはパリ郊外の経済・財政省の文書館で保存された史料を集中的に閲覧した。パリ郊外に新設された外務省史料館も訪問し、公開申請を許可された東京裁判関係の文書を見る機会に恵まれ、今まで知られていなかった史料を発見した。その他の史料館としては国防省の陸軍関係の文書館も訪れた。当該年度の「史料」で特筆すべきはオーラル・ヒストリーの一環で元フランス外務省の事務次官、駐日大使のアンドレ・ロス(Andre Ross)氏にインタビューできたことであり、講和条約発効前後の日本に関する生の情報を得たことは大きな成果である。(2)研究のアウトプットの方では日本語にて「戦後フランスと『日本問題』」という論文を『創文』第520号(2009年6月)に掲載した。また研究課題をフランス語でまとめるべく執筆を開始し、現在はA4で150頁ほどの分量を執筆した。これは全体の約30%に相当するといえる。この執筆作業が最重要の課題であった。その他、2010年末の出版(2冊)に向けて第二次大戦期フランスの欧州統合構想に関する論文2本の執筆にとりかかり、完成させた。

アウトプットの第2は「フランス国際関係史『学派』と理論をめぐる問題」という論文を『法学研究(慶應義塾大学)』第84巻第1号(2011年1月)に掲載したことである。本論文は研究代表者のこれまでの実証的な史的研究の理論的背景を明らかにした初めての試みである。政治学と歴史学との間に横たわる緊張関係を「フランス」をとおして考えた研究でもある。
合気道練習に関する生理・バイオメカニクス的研究

本研究は合気道技能のバイオメカニカル分析および合気道練習による体力的効果の検討を行った。(1)天地投げの3次元動作解析では上級者は両手を正中線に沿って螺旋状に上下に動かし、重心を低くして動作していた。(2)Carvonen法で評定した合気道練習強度は技能同程度の相対稽古の場合、最大酸素摂取量の50%前後であり、20回反復の後方受け身練習の場合、60%程度であった。(3)合気道部所属高校生の基礎体力の縦断的計測値が有意に向上し、合気道練習は緩やかに体力発達を促していると考えられた。初年度に相当するH20年度には合気道稽古の生体負担を測定する環境整備が中心となった。これを目標に呼気ガス代謝分析装置VO2000(Medical Graphic Co.製)の導入を行い、実際の合気道練習にてその利用を試験的に実施した。すなわち基本動作としての「体の転換動作」時のガス交換について初心者を対象に実施した。その結果、被験者が「取り」である場合、運動開始後、4ないし5分程度の時間を経て呼吸動作が安定することがわかった。また「取り」に対する「受け」の呼吸動態については未だ検討できていない。2台目の機器を借用する手配等を検討する必要があるため、九州大学大柿教授などからの助力を得ることにしている。またフォースプレート上での転換単独動作を検討した結果、上半身の前傾/手関節角度/踏込み足の深さなどに初心者と熟練者の間に差異がみられた。ただし、これら分析されたデータ数は十分なものではなく、次年度に拡充してさらなる検討を進めたい。一方で、合気道愛好者の体力の特徴を記述するための適切な年齢予測モデルを検討しようとした。ここでは文部科学省の公開データ(体力運動能力調査報告書)のうち壮年(3059歳)体力テスト10数年分の年齢別平均値をもとに年齢を予測する重回帰式の作成を行い、このようなデータがもたらす重回帰分析の問題点を指摘した。こうしたデータ収集法はmultiple crosssectional strategyとして独自に提案できる。(1)まず年次別にデータはほとんど個体差を生じることは無く、単調関数として表現でき、(2)結果的に多重共線性が発生し、正負符号の逆転などを観察された。(3)これを回避するために主成分分析を行い、主成分得点を年齢予測の独立変数とすることが有効であることを指摘した。この線形モデルは合気道愛好者を含めた日本人一般の体力の加齢的変化を記述するには十分な精度をもつとはいえず、さらなる検討が必要であることを示唆した。1)バイオメカニクス的研究:分析空間を設定し、DLT法による3次元解析を行った。身体測定部位にマーク(24点)を付けた被験者を撮影し、左右の肩関節、肘関節、手関節の角度変化を検討した。(1)面の形状を観察した結果、肘関節には群間の差が認められた。(2)3つの動作過程区分(STR、HPLP、END)ごとの関節角度の群間差を分散分析によって検定した結果、肘の使い方に上級者と初心者の差が認められた。(3)上級者では左肘関節の動作範囲が投げの前半では肘が屈曲し、投げの後半には肘が大きく伸展していた。(4)上級者では受けの重心より低い位置に自分の重心を下げてから投げに入り、相手のバランスを崩していた。(5)初心者では受けの重心は挙上せず、上から押さえ込むように投げを行っていた。2)生理学的研究:Carvonenの手順により運動強度の測定を行った。(1)上級者(三段以上)、中級者(初段)の片手取り自由技10種を連続相対稽古として実施した。60歳の初段の者は120から140拍/分で推移し、40歳三段の者は終了時心拍は120程度であった。(2)平均年齢35歳のオランダ人の相対運動強度は酸素消費量の相対値で50%程度であった。(3)大学体育授業時に学生の準備運動および3から5種程度の相対稽古に伴う運動強度を検討した。1週に1回90分の授業中を12週継続したが、運動強度は準備運動時に120程度に上昇し、ほぼその水準を継続していた。3)呼吸力/法に関する研究:多くの合気道鍛練者による呼吸法について文献を整理した。合気会本部道場の高段者による手法について実技を通じて学び、肘/手指の遣い方などが脚運びとともに重要で武術家甲野氏の説く「追い越し禁止」の身体操作と呼吸法が密接に関連していることに着目できた。また多田宏、遠藤征四郎ほか、著名な指導者の論文を渉猟し英文論文とした。

I.合気道技のうち、片手取り呼吸法に関して三次元動作解析法を用いて動作を段位横断的に解析し、熟練度が動作に及ぼす影響について検討した。(1)呼吸センサを利用して呼吸位相を検討した。上級者では「崩し前」に吸息の傾向がみられ、受けに重みを乗せて倒す際に呼息する傾向がみられたが、未熟練者では観察されなかった。(2)力学的エネルギーの伝達についても検討した。上級者および初心者では、「崩し後」において明らかに未熟練者よりも大きな仕事を行っていた。また、上級者になるほど受けと取りの間のエネルギーの伝達が大きかった。さらに(3)上肢の関節角度変化についても検討した。上級者あるいは初心者では未熟練者に比べ「崩し前」に肘をより大きく屈曲させ、「崩し後」にはより大きく伸展させていた。以上のことから、合気道の習熟に伴って呼吸のタイミング、受けへのエネルギー伝達および肘の使い方が変化することが示唆された。II.文部科学省のスポーツテスト項目に加え、体脂肪率など体組成項目を指標に高校生合気道部員の基礎体力を検討した。(4)男子の6つの体力計測値の分散分析結果は有意であり、3カ年間の体力発達がすべての計測値に認められた。また6項目すべてにおいて1年次<2年次<3年次の順に平均値は上昇傾向を示し、多範囲検定の結果、持久走を除く他の5つの計測値は1年次と3年次の差が有意であった。(5)女子の体力計測値6項目のうち、持久走を除く5つの計測値の平均が1年次<2年次<3年次の順に上昇傾向を示した。持久走も2年次と3年次の平均値の差も微小なものであった。多範囲検定の結果、上体起こしは1年次と3年次の差が有意なものであり、持久的筋力は2年間以上を経過しながら緩やかに伸長発達を示すと考えられる。(6)合気道練習者にみられるこうした体力の発達は最近の高校生一般の体力伸長傾向よりも好ましい方向にあると指摘できる。
肝冷保存後再灌流障害におけるミトコンドリア機能と胆汁排泄機能の検討

移植肝のパラメータとして、移植後有効な胆汁が産生されるかどうかがもっとも重要なファクターである。今回我々は、冷保存時間延長による胆汁排泄障害の検討、および胆汁排泄のエネルギー供給源としてと密接な関係をもつミトコンドリア機能との関係、および冷保存再灌流障害のひとつの原因と考えられるフリーラジカルの関与について検討を行った。今回我々が、血球成分のないラットの体外灌流モデルを用いた理由は、血球成分の影響を除外した状態で、はたしてどのような酸素ストレスが肝臓におこるのか?を明かとしたかったからである。今回我々の検討において、UW液冷保存12時間のストレスは肝臓にとってreversibleな障害であることがミトコンドリア機能からも胆汁産生能の点からも示された。しかし、16時間保存された肝臓は、periportal region優位な機能低下、すなわちミトコンドリア機能の低下、胆汁酸依存性胆汁の減少を示し、保存時間延長に伴う機能低下はperiportal regionから起こることが明かとなった。次に、機能低下の原因としてフリーラジカルの関与を明かとするために、dihydro-rhodamine 123によるラジカルの視覚化と抗酸化剤EPC-Kの投与による効果を検討し、保存時間延長に伴いperiportal region中心にラジカルの発生を認め、EPC-K投与によりその生成を減弱させ、ミトコンドリア機能の低下、胆汁酸依存性胆汁の減少を軽減させることに成功したことよりその発生メカニズムにはperiportal regionのフリーラジカルが関与していると考えられた。
細胞外環境との連携による染色体高次構造の変動を介した脳発生の制御

脳は情報ネットワークを構成する神経細胞や、その周囲環境を構成するグリア細胞からなる。発生期には神経細胞、グリア細胞の順番通りに細胞が産まれる。このような秩序正しい脳の発生過程はどのように制御されているのか。本研究では、細胞が産まれる過程でどのようにして分化に関わる遺伝子の発現が調節されているのか、明らかにする。
南海トラフ地震の予知の精度向上の決め手となる仮想現実を用いた歪み観測網の研究

東海地域のプレート境界で2012-2016年に起きたゆっくり滑りのデータベースと、気象庁が同地域で運用するひずみ観測点の情報に基づき、歪み観測網を、コンピュータを用いて仮想的に再現し、その観測網に観測点を追加した場合、どの程度観測能力が向上するかを評価する手法を開発した。これは、本課題で掲げた研究目的を達成できたことを示している。将来の南海トラフ地震に備えて、プレート間の固着状況を逐次把握することは重要であり、その把握の精度を上げるには、固着状況を反映するゆっくり滑りの観測能力の向上が必須である。しかし、日本の社会的・経済的状況を踏まえると、地震防災といえども、闇雲に観測点を追加できるわけではなく、コストの抑制と、効果が出る設置が今後さらに求められる。その解決策の一つを提供するのが本成果であり、仮想現実の中で歪み観測点を設置し、設置目的に見合うだけの観測能力の向上があるかどうかを試算することができる。観測点を追加して、観測能力を評価する実験を現実世界で実施する必要がないので、実験のコストが抑えながら、効果の出る設置について指針を策定するための支援ができる点で意義がある。気象庁と研究協力体制を築き、同庁が東海地域で展開している歪み観測網で観測されたデータを所得し、また、研究対象となる歪み変化のデータ(具体的には、地球朝夕の影響などを除去したデータ)だけを抽出するプログラムを開発したことは、研究実績の一つである。例えば、南海トラフ地震に至らなかったが、東海地域でゆっくり滑りが発生した時に観測された歪み変化を抽出できるようになった。今後、これらのデータとプログラムをもとに、調書の「研究目的及び研究計画」で挙げたデータベース開発へつなげる。また、研究対象となる地域を選定するために、南海トラフ全域の地震・地殻変動を予備調査したことが、もう一つの研究実績である。結果として、プレート間の固着が強い領域と弱い領域が南海トラフにあることが推定され、南海トラフ地震の前兆となるゆっくり滑りが起き得る地域があることが示唆される。この結果に加えて、歪み観測網が稠密に展開されているのが東海地域であること、及び、同地域の歪み観測網で観測されたデータを取得したことから、本研究では東海地域を主な研究領域とすることにした。本成果の一部は、Nature Communicationsに掲載され(Nanjo and Yoshida, 2018a)、また国際会議(AOGS Annual Meeting)で招待講演をすることになった(Nanjo and Yoshida, 2018b)。さらに、今回開発する手法の適用限界を見極める予備的研究を実施してことも研究実績である(Schorlemmer et al., 2018)。従来の研究では陸域にのみ適用されていたが、この予備的研究から、海域の南海トラフにも適用できる示唆を得た。歪みのデータをデータベースに格納する、データベース開発に昨年度着手したかったが、上記の「研究実績の概要」で述べたように、そのデータを取得するところまでしか到達しなかった。調書の「設備備品費の明細」で挙げていた、データベース・データ解析様端末など関係品一式の入荷に時間がかかったことは、研究代表者として見通しが甘く、進展を遅らせる原因の一つであった。調書の「挑戦的研究としての意義」でも触れた様に、探索的要素が強いことは自覚していたが、この部分はやや遅れていると考えている。一方、上記の「研究実績の概要」でも挙げたように、研究領域の選定のために行った南海トラフ全域の予備調査や、手法開発のための予備的研究で成果をあげ、また、国際学術誌に結果の一部を公表できたことは、当初の計画以上の進捗が見られた部分である。本研究の部分ごとで進捗にばらつきは見られるが、全体としては、「おおむね順調に進展している」と考えている。やや遅れているデータベース開発については、調書の「研究費の応募・受入等の状況・エフォート」にある研究エフォートを維持しつつも、そのエフォート内で、本開発に必要な時間配分率を上げることで対応したい。また、上記の「研究実績の概要」で触れたように、気象庁と研究協力体制を活用し、同庁の担当者と打ち合わせを実施して研究の効率化を図り、成果につなげていく方策である。

歪み観測網を評価する手法の開発、および、同手法と上記データベースを統合してソフトウエアを作成するパッケージ開発について、調書の「研究目的及び研究計画」にある通り、ドイツ地球科学研究所の海外研究協力者との打ち合わせや業務委託を駆使して円滑に遂行する。今年度が事業期間の最終年度なので、研究内容の移り代わりに応じて、研究全体のバランスを心がけて実施する。また、調書の「研究経費の妥当性・必要性」で挙げた様に、国際学術誌や国内外の会議にて成果を随時公表する。研究経費について、全体余剰の削減や流用を心掛け、旅費・物品費・業務委託費についても適正化を図り、研究を安定的、効率的に実施する。
マウスのテロメア長を制御する原因遺伝子の同定

本研究ではテロメア長を規定する遺伝子を探索するために、9系統の野生由来マウスを用いテロメア長を測定した。その結果、野生由来マウスでも多数の系統が長いテロメアを有することが分かった。その中で我々はKJR/Ms(KJR)マウスとCHD/Msマウスが短いテロメアを有することを発見した。両系統で特に短かったKJR/Ms(以下KJR)マウスについてC57BL/6J(以下B6J)マウスとの交配実験を試みた結果、F_1マウスではB6J由来の長いテロメアとKJR由来の短いテロメアを有していたが、KJR由来のテロメアは明らかに伸長していた。このことからKJRマウスの表現系(短いテロメア)は劣性遺伝様式であることが示唆された為、F_1マウスをKJRマウスに戻し交配し、バッククロス個体169匹(♂99匹、♀70匹)を得た。解析した戻し交配個体について表現系を4タイプにグループ分けし、タイピングを行った結果、第13番染色体の47cM付近および第3番染色体の45cM付近ににsignificantを超えるレベルのLRS値が認められた。すなわちこれらの遺伝子座周辺にKJRの短いテロメアを規定する遺伝子の存在が示唆された。テロメア関連候補遺伝子として、第13番染色体にはTert遺伝子が、第3番染色体にはTerc遺伝子が存在していた。両遺伝子の遺伝子配列に違いはなく、これらの遺伝子の発現量や発現時期の差、さらに、これらの遺伝子以外の未知の遺伝子が関与する可能性も示唆された。真核生物の染色体の両端にはテロメア配列が存在し、その機能は染色体の分解や融合を防ぎゲノムの安定性を維持することである。体細胞では、複製の際にこの末端部分は完全には複製されず、細胞分裂毎に短小化し、ある閾値に達すると細胞は分裂停止に至ることから、テロメアは分裂時計としても重要な機能を担っている。テロメア長は生殖細胞では安定に保たれ、種や系統によって固有の値を持つが、その原因やその生理学的意義は不明である。その中でもC57BL/6Jを始めラボマウスは異常に長いテロメアを有する(150kb)。本研究では実験動物として最重要モデルであるラボマウスが、なぜ長いテロメアを獲得したのかを明らかにし、その原因遺伝子を単離することを目的として以下の実験を行った。テロメアの短いKJRと長いC57BL/6JとのそれぞれのF1個体を作出し、その兄妹交配により、さらにF2個体を約150頭作製した。この個体のテロメア長を測定し、マイクロサテライトマーカーの遺伝的多型を用いた連鎖解析によってマウスゲノム上にテロメア長に影響を与える遺伝子座をQuantitative traitloci(QTL)としてマッピングしたところ、第3番染色体と第13番染色体に表現型と連鎖するマイクロサテライトマーカーを認めた。現在、QTL近傍のマイクロサテライトマーカーを増やし、テロメア長とさらに強く連鎖するマイクロサテライトマーカーを検出し、QTL近傍の候補遺伝子の発現量の解析を行うと共に、DNAシーケンスによって変異を検索する予定である。

このことからKJRマウスの表現系(短いテロメア)は劣性遺伝様式であることが示唆された為、F_1マウスをKJRマウスに戻し交配し、バッククロス個体169匹(♂99匹、♀70匹)を得た。解析した戻し交配個体について表現系を4タイプにグループ分けし、タイピングを行った結果、第13番染色体の47cM付近および第3番染色体の45cM付近ににsignificantを超えるレベルのLRS値が認められた。すなわちこれらの遺伝子座周辺にKJRの短いテロメアを規定する遺伝子の存在が示唆された。テロメア関連候補遺伝子として、第13番染色体にはTert遺伝子が、第3番染色体にはTerc遺伝子が存在していた。両遺伝子の遺伝子配列に違いはなく、これらの遺伝子の発現量や発現時期の差、さらに、これらの遺伝子以外の未知の遺伝子が関与する可能性も示唆された。
排泄促進による解毒と飲水中砒素の無毒化による総合的な慢性砒素中毒の改善・予防対策に関する研究

ブロッコリー(B)粉末を作成しハムスター及び健常ボランティアに摂取させ、ヒ素の代謝と排泄を評価した。また、環境ヒ素の無害化について検討した。B粉末摂取によりメチル化の亢進と尿中への排泄促進が確認された。一方、生体には必須金属の喪失や生化学的検査に異常を認めなく、B粉末のヒ素解毒効果が確認された。無機ヒ素は還元下でビタミンB12の作用により無毒のアルセノベタインに変換可能で無害化出来る事が確認された。以上より、慢性ヒ素中毒の症状改善と予防への手がかりが得られた。旭川近郊農家から入手したブロッコリー6株(地上部分の全体)を洗浄後、通常の食用に供される花芽、花芽直下の茎部、根に近い茎部、葉柄部および葉に分け、市販スプラウトを対照としてsulforaphane含有量を測定した。含有量はスプラウトに対して成熟株では、花芽および茎部では5分の1量であった。花芽直下の茎は2分の1量と比較的多かったが、葉柄部および葉部は100分の1量と極めて低かった。種子の栽培から収穫時の作物の体積・重量を考慮すると、機能性を期待して摂取する加工品を製作する原料として、通常利用されない茎部を用いることの有用性が確認された。茎部は花芽から離れるほど硬いため検体から茎部の外表を除いたが、それでも食用とするには硬いと思われ、今回のように凍結乾燥粉末化したものを製品とする優位性がある。スプラウトはsulforaphane含有量が最も高く飼料調整しやすいので、実験動物への投与実験にはスプラウトを用いた。ブロッコリースプラウト市販品(村上農園、スーパースプラウト)を凍結乾燥後粉末化処理し、これを混入した固形飼料を作成した。スプラウト粉末含有量は、ハムスター(100g)の1日飼料摂取量を10gとして、人(60kg)が1日に1パック(30g湿重量、3g乾燥重量)摂取することを目安に、10倍摂取量となるように5%とした(sulforaphaneとして2.4mg/kg/dayの摂取量)。まずハムスターに飲水を介して砒素(0.5mg/day)を10週間曝露し(この間は通常固形飼料を投与)、その後砒素曝露を継続しつつスプラウト添加固形飼料を自由摂取させ50日間飼育した。実験動物は代謝ケージで個別に飼育し、経時的に尿を採取した。スプラウト摂取により尿中への砒素排泄量が増加し、メチル化された砒素代謝物の比率が高まることが確認された。一方、スプラウト摂取により血中酸化ストレス度(d-ROM値)と尿中8-OHdG濃度の上昇が観察され、活性酸素産生量増加とそれに伴う酸化的ストレスの亢進が示唆された。スプラウト中sulforaphaneの摂取は、砒素の解毒と体外への排泄を促進させる一方で、砒素の毒性のうち低下が見込まれた活性酸素の誘導および酸化的ストレスがさらに亢進したことは熟慮を要する。粉体化で消化管からの吸収効率が高まり、sulfomphaneの負の生体影響が現れた可能性が考えられた。今後、スプラウトの摂取率を下げ、解毒・排泄の亢進が見られつつ、負の影響のない摂取量を検討する必要がある。ブロッコリー(B)の粉末試料を作成し、有効成分と考えられるスルフォラファン(SF)について、粉体試料とする過程での変動を調べ安定かつ濃度が維持される処理方法を検討した。また、砒素(As)の解毒機能についてハムスターを用いて粉体Bを添加した固形飼料を作成し投与実験を行った。また、中国において高度に砒素曝露する住民の診察と状況調査を行い次年度の介入試験の場としての可否を検討した。1)SFが喪失・失活させない処理方法全処理としての洗浄、粉体化、滅菌方法の諸条件を検討し、効率の良い条件が得られつつある。2)無機ヒ素のメチル化に対する粉体Bの効果粉体B投与によりAsの無機からジメチル化への変換の割合が高くなる傾向が認められたことから、粉体BがAsのメチル化を促進する事がわかった。3)酸化的DNA損傷に対するSFの効果As投与後の尿中8-OHdG濃度と10日目の肝臓DNA中8-OHdG濃度などを総合的に判断した結果、粉体Bには酸化的DNA損傷を抑制することがわかった。4)ヒトでの粉体B投与介入試験の準備今までの研究成果から、粉体Bの持続的な摂取は、無機Asのメチル化を促進する事から、無機Asの体外排泄促進効果があり、かつ酸化的DNA損傷を抑制する事が確認できたので、低濃度の金属曝露を受けている日本人ボランティアと、高度に砒素曝露する中国内モンゴル住民での粉体B投与介入試験の準備を始めた。

しかし、中国内モンゴル住民には最近のメラミン牛乳事件以来、加工食品への不信感が強いとのことで、介入対象者を中国医科大学でトリセノックス治療を受ける患者で行うこととした。昨年度までの成果を受けて、ハムスターにブロッコリー(B)粉末添加動物飼料を与えた後に三酸化ヒ素を単回投与しメチル化と発癌につながる酸化的DAN損傷に対する影響を検討した。血中還元型グルタチオン(GSH)濃度はB添加飼料群で高かった。尿中ヒ素の化学形態分析から、ヒ素のメチル化促進が確認され最終産物であるDMAはほぼ2倍であった。また、DNA損傷の指標となる8-OHdGは尿中及び肝臓中で初期にB添加飼料群で一過性に高くなるものの長期的には低下することが確認された。さらに、B粉末のヒ素排出促進効果について、最終目的の人での検証を試みた。動物実験とは異なり、ヒ素を曝露しての排泄・代謝促進の検証が出来ないので、人が飲食を介して体内に蓄積しているであろうヒ素を含む重金属の尿中排泄を指標としてB粉末摂取によるヒ素排泄・代謝促進の効果を検証した。健常ボランティアに青汁として製造したB粉末5grを1日1回14日間連続摂取させた。個人差が極めて大きいが、経時的に採取した尿中ヒ素、水銀、鉛、カドミウムなど重金属の排泄がB粉末摂取後に高まる傾向が確認された一方、鉄、カルシウム、燐などの必須金属類の血液濃度の低下や、血液生化学的検査において肝臓・腎臓への影響は見られなかった。その他、主要な血液生化学検査に何らの影響も与えないことが確認され、健康に対する安全性が検証された。当初、中国の慢性砒素中国発症フィールドでの介入試験を計画したが、中国国内のメラミン入りミルク問題勃発から、現地での協力が得られなく断念せざるを得なかった。次いで、三酸化ヒ素、ガリウムヒ素、ヒ素化学兵器のヒ素化合物から、還元剤の存在下でビタミンB12を作用させ、トリメチルアルシンオキシドを経て、アルセノベタイン(AsB)に変換させた。このAsBには、アポトーシス、活性酸素誘導など酸化ストレスなどの毒性は見られなかったことから、無毒化の最終産物となり得る事が確認された。
βラクタム系抗生剤併用で増悪するMRSAのバンコマイシン耐性の重要性を検討する

2005年4月2005年12月の間、当院救命救急センターの入院患者から採取されたMRSA株と患者経過について研究した。採取されたMRSA検体数は、26検体、対象患者数は、9名であった。年齢は、17歳から67歳。主病名は、中枢系疾患が3例、外傷又は熱傷が5名、褥瘡が2名(外傷と褥瘡の重複1名)で、死亡例は無かった。検出されたMRSAは、MIC分析からは6種類に分類された。菌株は、血液、褥瘡、膿、痰、血液から採取された。全例が、MRSAが検出される前にセフェム系抗生剤を使用されていたことから、体内でのselectionの結果、検出された可能性が示唆された。また、全症例が、検出されたMRSAを起炎菌とする感染により、SIRSの状態を呈していた。バンコマイシン単独加療で改善した2症例、アルベカシン単独加療で改善した2症例、テイコプラニンの単独加療で改善した1症例、ティコプラニンとカルベニンを併用した1症例、アルベカシンとスルバクタム・アンピシリンを併用した1症例のこれら改善した7症例からは、BIVRは検出されなかった。唯一、BIVRの検出された症例は、アルベカシン単独投与で軽快無く、20日以上が過ぎた症例であった。これは、我々が以前経験し、報告した症例と全く同じ経過であった。すなわち、抗生剤の単独投与中に菌交代により、BIVRが出現し、治療が遷延化する経過であった。BIVR株は、決して、高い抵抗性を獲得する訳ではないが、バンコマイシンに低レベルの耐性を獲得するのみならず、セフェム系薬剤、アミノグリコシド系抗生剤にも、徐々に耐性を獲得する。常に、その存在を意識し、MRSAが起炎菌であるにも抗生剤加療で改善しない臨床経過を示した時には、BIVRによる感染の可能性を考慮する必要性が示された。MRSA感染症が持続している間、入院経過中に上気道、創面、便、尿から採取されたMRSAの検体を凍結保存した。凍結保存時の検体の取扱いと記録は、患者のプライバシー、守秘義務などの観点から、「匿名データ」のみの記録を残し、研究代表者である形成外科助手原賀が行った。凍結保存の際には、継代培養による耐性変化の影響を避けるために臨床検査室の最初の分離培養の寒天培地から採取することとし、増菌後、医学部微生物学のディープフリーザーにて凍結保存した。BIVR株であるか否かが臨床経過に影響を与えないように、対象患者の治療終了後までBIVR株か否かの判定は行わないことした。採取された745株のMRSAを分析した。いずれの株もMRSAが持続して検出された経過中に検出されており、治療期間を遷延化させている可能性が確認された。今回の対象とした株からは、連続してBIVRが検出された事例は無かった。そのため、治療経過中にBIVR株の耐性が増悪したのか否かは確認できなかった。採取されたMRSA検体数は、31検体、対象患者数は、12名であった。

年齢は、40歳から67歳。主病名は、中枢系疾患が5例、外傷又は熱傷が4名、褥瘡が3名で、死亡例は無かった。検出されたMRSAは、MIC分析からは5種類に分類された。菌株は、血液、褥瘡、膿、痰、血液から採取された。全例が、MRSAが検出される前にセフェム系抗生剤を使用されていたことから、体内でのselectionの結果、検出された可能性が示唆された。また、全症例が、検出されたMRSAを起炎菌とする感染により、SIRSの状態を呈していた。バンコマイシン単独加療で改善した症例は、1例であり、他は、アルベカシン単独、アルベカシンとスルバクタム/アンピシリンの併用療法、テイコプラニンとカルバペネムの併用療法といった種々の治療法が行われた。βラクタム剤により誘導される株の検出とそれぞれの株の微細な耐性の程度と臨床経過との関連に関しては、現在、研究を継続中であるが、最も簡易なBIVRスクリーニング法であるMu3寒天培地を使用して、培地上全面に発育する比較的高度耐性を呈するバンコマイシン低レベル耐性株は、今回の採取株からは検出されなかった。バンコマイシンの長期投与症例は無かったこととも関連しているものと思われた。
胃癌・食道癌におけるアポトーシスの臨床的ならびに実験的検討

研究成果1.胃癌におけるアポトーシスとBcl-2発現:胃癌におけるアポトーシスとBcl-2発現の意義を研究する目的で、進行胃癌221例においてアポトーシスとBcl-2発現を検討した。apoptoticindex(AI)は、リンパ管侵襲陽性例、PCNA活性の高い癌で高かった。Bcl-2陽性例は72例(32.6%)で、深達度t2、静脈侵襲陰性、リンパ節転移陰性例に多く、AIはBcl-2陰性例に比べ有意に低かった、p53陽性例は64例(29.0%)で、AIおよびBcl-2発現との間に関連はなかった。AIと予後との間に関連は認められなかったが、Bcl-2陽性例の予後は陰性例に比べ有意に良好であった。以上より、胃癌におけるアポトーシスは、Bcl-2発現、細胞増殖と密接に関連している。また、Bcl-2陽性例は比較的進行していないものが多く予後も良好である。研究成果2.シスプラチン耐性食道癌細胞におけるアポトーシス誘導:食道癌細胞におけるシスプラチン(CDDP)耐性とアポトーシス誘導との関連を研究する目的で、ヒト食道癌細胞TE2と同細胞由来CDDP耐性細胞TE2Rを用いてbuthionine sulfoximine(BSO)およびcyclosporin A(CsA)処理による耐性克服効果、アポトーシス誘導に対する効果を検討した。TE2RのCDDPによるアポトーシス誘導にはより高濃度のCDDP接触が必要であった。CsAはTE2RのCDDP耐性克服効果を示し、より低濃度のCDDPでアポトーシスが誘導されていた。以上より、CDDP耐性食道癌細胞は同時にアポトーシス耐性を示す。CsAの耐性克服効果は、CDDPによるアポトーシス誘導に対する感受性増強効果による。ヒト進行胃癌におけるp53およびC-nyc蛋白の発現と臨床病理学的因子および予後との関係について検討を行った。その結果、p53蛋白の発現と腫瘍の進展・悪性度と関連した臨床病理学的因子との関連は認められなかった。しかし、p53蛋白発現例は非発現例に比べ、癌細胞の増殖活性、DNAの複製と深く関連するcyclin、すなわちPCNAのlabeliny index(LI,標識率)が高く、5年生存率は有意に低く、予後不良であった。すなわち、p53蛋白発現の検討は予後推定に極めて有効で、p53蛋白発現を示す癌細胞は活発な増殖能を有することが示唆された。また、制癌剤によるアポトーシスに対し抵抗性を示す癌細胞は、正常型p53の発現は認められず、変異型p53、すなわち、我々が免疫組織化学的に検出するp53の発現が認められるとされている。このことが、p53蛋白発現例の予後不良の一因となっていることも示唆される。一方、C-mycの発現は腫瘍の進展と関連した臨床病理学的因子と関連しているが、さらに個々の症例において、アポトーシス関連抗原の発現を検討し、C-myc蛋白発現とアポトーシスとの関連を追及して行きたいと考えている。抗癌剤の癌細胞に対するアポトーシスの誘導は,抗腫瘍効果の重要な因子と考えられる.また,現在様々な薬剤耐性機序が報告されてきているが,アポトーシスは種々の抗癌剤で種々の細胞に誘導される現象で,実行に至るある部分は共通の経路を介すると考えられることから,アポトーシスの制御は多剤耐性の重要なメカニズムになり得ると推測される.我々は今までにadriamycin(ADM)耐性胃癌細胞,cisplatin(CDDP)耐性食道癌細胞を樹立し,これらの特性および耐性克服剤の効果を検討してきた.

CDDP耐性食道癌細胞において,buthionine sulfoximine(BSO)処理は,親株,耐性細胞両者のCDDP感受性を増強させ,cyclosporin.A(CsA)処理で耐性細胞のみのCDDP感受性を増強させた.アガロース電気泳動による検討では,親株ではDNA断片化に高濃度のCDDPが必要であったが,BSO処理では親株,耐性細胞両者でこれより低濃度のCDDPでDNA断片化が認められた.また,CsA処理では耐性細胞のみでDNA断片化が認められた.これらのことは,抗癌剤によっては抗腫瘍活性にアポトーシスが関与していること,抗癌剤耐性とアポトーシスとの間の密接な関連があること,耐性克服剤などはアポトーシスを介し感受性を増強することを示す.今後耐性機序の異なると考えられるADM耐性細胞を用い,検討を行う予定である.p53によるアポトーシスの誘導には、化学療法剤や放射線などによりDNA損傷を受けた場合にp53が活性化され、アポトーシスを抑制するBcl-2発現を抑え、アポトーシス抑制活性を阻害する働きをもつBax発現を誘導することにより引き起こされるメカニズムが存在するといわれている。したがって、p53遺伝子の変異は癌細胞の増殖活性、アポトーシスと強く関連している可能性が示唆される。今回は、進行胃癌において、Bcl-2蛋白の発現、また、TUNEL法によりアポトーシスの有無を検索し、以前検討したp53蛋白発現、PCNA活性、臨床病理学的因子との関係について検討し、アポトーシスの胃癌における生物学的悪性度に果たす役割、予後との関連について考察した。Bcl-2発現群においてアポトーシス・インデックス(AI)は低く、またPCNA活性も低かった。高いAIと高いPCNAはよく相関していた。p53蛋白発現は、Bcl-2蛋白発現、AIとの間に関連を示さなかったが、高いPCNA活性と強く関連していた。Bcl-2蛋白発現、p53蛋白発現ともに臨床病理学的因子との関連を示さなかったが、p53陽性例の予後は有意に不良であったが、Bcl-2発現、AIと予後との関連はなかった。以上より、Bcl-2の発現はアポトーシスの発現、増殖活性と関連するが、癌の生物学的悪性度、予後との関連は認められないことが示唆された。
Drug repositioning による肝疾患進展抑制治療法の開発

今年度は昨年度の研究をさらに発展させ、腸内細菌と肝線維化に関する検討課題においても大きな成果を得た。今年度は昨年度の基礎的検討に加えて、難吸収性抗菌薬のリファキシミン(Rfx)を用いて、Rfxによる肝硬変(LC)の病態改善効果について腸内細菌制御を中心に臨床的に解析した。ミニマル脳症を含む肝性脳症合併LC患者に4週間Rfxを投与し前後での血中アンモニア(NH3)、Etおよび炎症性サイトカインの変化について検討した。血中Et測定はEAA(Endotoxin Activity Assay)を用いて測定した。さらに糞便中の腸内細菌叢の変化を16S rRNAシーケンスを用いて解析した。その結果、Rfx投与により血清NH3値の低下と共に、ナンバーコネクションテスト(NC)も改善した。またEAAもRfx投与により有意に低下し、投与前後のEAとNH3変化量は正の相関を示した(r=0.524, P<0.05)。一方、血清中のTNF-α、IL-6、IFN-γ、IL-10は治療前後で有意な変化を認めなかった。腸内細菌叢解析では、多様性、および門、綱、目レベルでの組成においてはRfx投与よる変化を認めなかったが、Veillonella, Streptococcus属においてRfx投与後で減少を認めていた。さらに新たなバイオマーカーの探索に関しても新規視点からの大きな成果を得た。慢性肝疾患患者のVWFやADAMTS13の発現変化を解析し、それらが肝発癌予測および肝癌早期診断のバイオマーカーに成り得るか検討した。その結果、血中VWF抗原量およびVWF/ADAMTS13比は、既存のAFPなどの肝癌マーカーに比して各々肝発癌予測および肝癌早期診断に有用なバイオマーカーとなる可能性が示唆された。腸内細菌制御研究においても、最近臨床で使用可能となった難吸収性抗生剤であるリファキシミンを用いて、昨年度に実験的肝線維症を腸内細菌バランス調整により抑制し得ることを確認したが、本年度は臨床的な腸内細菌叢変化とエンドトキシン、腸管透過性の関連について成果を得た。またADAMTS-13を始めとして新規の病態予測マーカーの可能性を見いだした。これらの成果より当初の30年度における研究目標をほぼ達成していると考える。今年度の研究により、腸内細菌制御に関しては、基礎的検討に加え、臨床症例においても同様の検討を加えて、腸内細菌制御と内因性エンドトキシンとの関連について難吸収性抗生剤投与前後で次世代シークエンサーなどを用いて解析した。さらに来年度は、ラクツロース・マンニトール試験を行い、患者症例における腸管透過性の変化についても検討を加え、リーキーガット制御が肝疾患進展抑制に繋がることを明らかにすると共に機序に関してもより詳細に進める予定である。これらの継続的研究により本研究の目的である様々なアプローチによる肝線維化抑制治療法の開発に向けた、より最終目標である臨床応用を見据えた基礎的・臨床的データが得られるものと考える。今年度はヒアルロン酸ミセルを用いたドラッグデリバリーシステムの構築に向けて薬剤内包ミセル作成を行った。関西大学との共同研究にて、粒子径が60nmで正の表面荷電を有したミセルを作成した。またARBを内包して検討した結果、粒子径の変化は見られず、薬物の内包効率は約80%に達していることを確認した。ヒアルロン酸ミセルを蛍光ラベルして臓器集積性を確認したところ、被覆ミセルは単体のミセルに比べて肝臓への集積が高いことが確認できた。さらに腸内細菌と肝線維化に関する検討課題においても大きな成果を得た。マウスにCCL4を8週間投与し肝線維化モデルを作成後に2週間CCL4を継続しながら難吸収性抗生剤であるリファキシミン(30mg/kg/日)を経口投与した。投与終了後に犠死させ、肝線維化、各種マーカー、および腸内細菌叢の変化を検討した。その結果、リファキシミン投与により肝線維化は改善すると共に、肝内αSMAmRNA発現も低下した。また、肝内のエンドトキシンを反映するLBP発現量は線維化進展と平行して推移した。線維化進展により腸内細菌叢は変化し、リファキシミン投与で回復傾向を示した(T-RFLP)。以上の結果からリファキシミンは肝線維化抑制効果を示し、機序としてエンドトキシンを介する腸内細菌叢制御が重要な役割を果たしている事を明らかにした。In vitro実験系においては、薬剤内包ミセル作成を行った。その結果、薬物の内包効率は約80%に達する効率でヒアルロン酸被覆ミセルを作成することに成功した。また、生体内において蛍光プローブを用いて検討したところ、本ミセルが肝臓に高い効率で集積することを確認した。腸内細菌制御研究においても、最近臨床で使用可能となった難吸収性抗生剤であるリファキシミンが実験的肝線維症を腸内細菌バランス調整により抑制し得ることを確認した。これらの成果より当初の29年度における研究目標をほぼ達成していると考える。

血中Et測定はEAA(Endotoxin Activity Assay)を用いて測定した。さらに糞便中の腸内細菌叢の変化を16S rRNAシーケンスを用いて解析した。その結果、Rfx投与により血清NH3値の低下と共に、ナンバーコネクションテスト(NC)も改善した。またEAAもRfx投与により有意に低下し、投与前後のEAとNH3変化量は正の相関を示した(r=0.524, P<0.05)。一方、血清中のTNF-α、IL-6、IFN-γ、IL-10は治療前後で有意な変化を認めなかった。腸内細菌叢解析では、多様性、および門、綱、目レベルでの組成においてはRfx投与よる変化を認めなかったが、Veillonella, Streptococcus属においてRfx投与後で減少を認めていた。さらに新たなバイオマーカーの探索に関しても新規視点からの大きな成果を得た。慢性肝疾患患者のVWFやADAMTS13の発現変化を解析し、それらが肝発癌予測および肝癌早期診断のバイオマーカーに成り得るか検討した。その結果、血中VWF抗原量およびVWF/ADAMTS13比は、既存のAFPなどの肝癌マーカーに比して各々肝発癌予測および肝癌早期診断に有用なバイオマーカーとなる可能性が示唆された。腸内細菌制御研究においても、最近臨床で使用可能となった難吸収性抗生剤であるリファキシミンを用いて、昨年度に実験的肝線維症を腸内細菌バランス調整により抑制し得ることを確認したが、本年度は臨床的な腸内細菌叢変化とエンドトキシン、腸管透過性の関連について成果を得た。またADAMTS-13を始めとして新規の病態予測マーカーの可能性を見いだした。これらの成果より当初の30年度における研究目標をほぼ達成していると考える。今年度の研究により、肝臓へ特異的に集積するヒアルロン酸ミセルを作成することに成功したので、来年度は肝線維化モデル実験系を用いてARBを内包したヒアルロン酸ミセルの肝線維化進展に対する効果を検討する。さらに作用メカニズムを明らかにするために肝線維化進展状況下における各細胞への分布について詳細に検討を加える。対照群としてはこれまでの基盤研究で成果を得ているARB単独投与を用いて、将来の臨床的有用性について基礎的知見を得る。さらにIn vitro実験系においては、星細胞や内皮細胞の細胞株を用いてARB内包ミセルとARB薬剤単独での効果を検討して細胞内シグナルについても解析を加える。腸内細菌制御に関しては、基礎的検討として難吸収性抗生剤単独とプロバイオティクスやARBなど他の薬剤との併用効果を比較し、腸内細菌叢の変動と線維化抑制効果の関連について検討を加える。また、詳細な作用機序の検討のため内因性エンドトキシンと腸管バリア機能の関連についても解析を行う。さらに、臨床症例においても同様の検討を加えて、腸内細菌制御と内因性エンドトキシンとの関連について難吸収性抗生剤投与前後で次世代シークエンサーなどを用いて解析する。これらの継続的研究により本研究の目的である様々なアプローチによる肝線維化抑制治療法の開発に向けた、より最終目標である臨床応用を見据えた基礎的データが得られるものと考える。