hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マウス緑膿菌性慢性気道感染症モデルを用いた病態解析-サイトカインネットワークの構築とマクロライドの作用機序の解明-

今後、これらの抗菌薬との比較も含め、マクロライド系抗菌薬の作用機序について、さらなる解析をすすめていく予定である。我々はこれまで、DPBをはじめとする慢性気道感染症におけるマクロライドの機序を解明するため、緑膿菌によるマウス慢性気道感染症モデルを創始し、病理学的、免疫学的病態を解析してきた。その結果、慢性気の成立がおよそ3ヶ月後に起こることが推測された。本研究ではこの結果をもとに、緑膿菌性慢性気道感染症モデルにおけるマクロライド系抗菌薬のBALF中の菌数および好中球数、サイトカインヘの影響を検討し、本系薬の慢性気道感染症における作用機序を検討した。感染後7日目よりクラリスロマイシンを細菌学的効果を与えない10mg/kgを経口的に投与した。その結果、治療群ではIL-1β、TNFαといった炎症性サイトカイン、、肺内リンパ球の抑制が起こり、肺内リンパ球CD4/8比は回復していた。また、慢性期が成立すると推測された90日目からの投与も行った。方法は急性期と同様に設定した。その結果、やはり炎症性サイトカイン、BALF中好中球が減少しおり、これまで臨床で報告されている結果と相違ない結果であった。近年クラリスロマイシンに続く同系抗菌薬の開発が相次いでおり、なかでもケトライドはエリスロマイシン(EM)の化学構造を種々変換して合成された新規の抗菌薬であり、マクロライドと類似の効果が期待されている。本薬についても同様の検討を行った。その結果、ケトライド投与群では分離菌数は1×10^2^3CFU/mlと低値し、他のマクロライド系抗菌薬に比較し、著明に菌数を低下させる作用があることが示唆された。その効果はケトライドのP.aeruginosa NUS10株に対するMIC(>400)やその構造から抗菌作用というよりもバイオフィルム形成抑制に影響を及ぼすことが予想された。今後、ケトライドがバイオフィルムの形成に関与するAlginate産生に及ぼす効果についても他剤と比較し、検討を加えて報告する予定である。
前立腺癌の広範囲プロテオミクス解析による新規血清マーカーの探索

現在、前立腺癌で汎用されている血清マーカーである前立腺特異抗原は臓器特異性は高いが癌特異性が低く、新たな血清バイオマーカーが求められている。そこで、血清中のタンパク質を網羅的に解析し、前立腺癌の新規バイオマーカーの探索を行った。この結果、前立腺癌の新たなマーカー候補タンパク質として、Fibrinopeptide AとComplement C3f(C3f)を発見した。さらに、C3fのELISA法による測定系を構築し、より簡便な多検体測定を可能とした。本方法でC3fを測定したところ、癌患者群で有意に高発現しており、臨床的に有用なマーカーとなる可能性が示唆された。前立腺癌で汎用されている血清マーカーである前立腺特異抗原Prostatespecific antigen(PSA)は臓器特異性は高いが癌特異性が低く、新たな血清バイオマーカーが求められている。本研究では、様々なプロテオーム解析の技術を用いて広範囲のタンパク質を網羅的に解析し、血清中の前立腺癌の新規バイオマーカーを探索することを目的とする。本年度は、前立腺癌患者血清とコントロール血清中での低分子タンパク質(ペプチドを含む)発現の違いをSELDI TOF-MSを用いて解析した。SELDI-TOF MSは、タンパク質に親和性を持つ官能基が修飾されたプロテインチップで目的タンパク質を捕捉し、そのタンパク質の質量を質量分析計で測定するハイスループット技術である。この解析により、癌患者群とコントロール群で発現の異なるマーカー候補タンパク質を14個発見し、うち2つを同定した。1つは、Fibrinogen alpha chain precursorの一部で感度70%、特異度65%で癌を診断することができた。もう1つはComplementC3f(C3f)で感度80%、特異度60%で癌を診断することができた。そこで、C3fに対する抗体を作製しELISA法による測定を行ったところ、SELDITOF MSでの結果と同様にC3fはコントロール群と比べ癌患者群で高発現していた。今後、これらのマーカー候補タンパク質を多検体にて測定し、その臨床的有用性を確認するとともに、他のプロテオーム解析の手法を用いて新たなマーカー候補タンパク質の探索を行う予定である。本研究では、プロテオーム解析によりタンパク質を網羅的に解析し、血清中の前立腺癌の新規バイオマーカーを探索することを目的とする。昨年度、PSA<10.0ng/mlの前立腺癌患者血清とコントロール血清中での低分子タンパク質発現の違いをSELDITOF-MSを用いて解析した。この解析により、癌患者群とコントロール群で発現の異なるマーカー候補タンパク質として、Fibrinopeptide A(FBA)とComplement C3f(C3f)を発見した。FBAは感度70%、特異度65%でC3fは感度80%、特異度60%で癌を診断することができた。そこで、C3fに対する抗体を作製しELISA法による測定を行ったところ、SELDI TOF MSでの結果と同様にC3fはコントロール群と比べ癌患者群で高発現しており、感度61%、特異度76%で診断することができた。また、C3fのprecursorであるComplement C3 precursorのmRNA発現を、in situ hybridization法により前立腺癌組織内でも検討したところ、発現を認めた。C3 precursorが癌組織内で発現していたことから、血清中でのC3を測定し、マーカー候補となりうるかどうかを検討した。血清中のC3の平均は前立腺癌患者群で112.7mg/dL、コントロール群で103.8mg/dLで癌患者群で有意に高かった。これらのことから、前立腺癌では、C3 precursorのmRNAが発現し、血清でも高発現していると考えられ、C3およびC3fは新たな前立腺癌マーカーとなる可能性が示された。本研究により、C3fの測定系を新たに構築できたことから、今後、C3、C3fのさらに多検体での測定を行い、その臨床応用が可能かどうか検討する予定である。
人工飼料育蚕糸の新加工プロセスの開発に関する研究

本研究では、人工試料育繭糸から高品質の絹製品を得るための新しい加工プロセス技術を開発することを目的として検討を行い、以下の成果を得た。人工飼料組成の異なるいくつかの繭試料について、繭糸の化学組成、構造及び諸物性を検討し、オカラを主成分(50%)とする人工飼料で飼育したときの繭糸の白度が最も高く黄変度も低いことを確認したので、この繭糸試料についてさらなる検討を加えた。人工飼料育蚕糸のセリシンは桑葉育の蚕糸に比べて熱水に溶解しやすく製糸の歩留まりが低位にあったが、溶解特性解析の結果を応用して歩留まりを高めることができた(24-26%のセリシン含量の生糸が得られた)。次に、人工飼料及び桑葉育の生糸試料とフィブロイン試料の染色特性を、酸性染料(CI Acid O-7)を用いて比較検討した。その結果、フィブロイン試料では、飼料による差異は認められなかった。一方、生糸試料では人工飼料育の方が染着速度、平衡吸着量ともに桑葉育よりも大きく、これは明らかに両試料間のセリシンの性質and/or含量の差異に帰着されるのでコンピュータ処理により定量的に評価した。フィブロイン試料のアミノ酸組成やX線回折像は両者間で差の無いことは従来の知見と同様であったが、詳細に検討すると人工飼料育の結晶化度は桑葉育よりも1-2%低く、さらに、力学的挙動(荷重-伸長曲線、粘弾性スペクトル)にも差異が見られ、両特性間の相関が示唆された。以上の成果の一部は本紙裏面にも示すとおり内外の学術雑誌および学会主催の研究発表会で公表された。本研究では、人工飼料で飼育した蚕が産生する繭糸から高品質の絹製品を得るための新しい加工プロセス技術を開発することを目的とする。平成9年度には、新しい加工プロセス開発のための基礎的知見の集積を目的として検討し以下の成果を得た。人工飼料組成の異なる幾つかの繭試料について、人工飼料育繭糸の化学組成、構造及び諸物性を検討し、オカラを主成分とする人工飼料で飼育したときの蚕糸の白度が最も高く黄変度も小さいことを確認したので、この飼料で育成した蚕糸について検討を加えた。人工飼料育の蚕糸のセリシンは桑育の蚕糸に比べて熱水に溶解しやすく製糸の歩留まりが低位にあったが、溶解特性解析の成果を生かして製糸プロセスに応用し、歩留まりを高めることができた(24-26%のセリシン含量の生糸が得られた)。この生糸と従来の桑葉育の生糸及び、両者から得たフィブロイン試料を用いて酸性染料(CI Acid O-7)による染色性を検討した。その結果、フィブロイン試料では、人工育と桑育の間でほとんど差異が無いことが分かった。フィブロイン試料のアミノ酸組成やX線的構造が両者間で差の無いことは従来と同様であったが、詳細に検討すると、結晶化度は若干の差があり、力学的挙動(荷重-伸長曲線、及び動的粘弾性挙動)も差があことが示唆され現在詳細に実験を進めている段階である。以上の成果の一部は、繊維機械学会年次大会(1997年6月、大阪科学技術センター)及び繊維学会秋期研究発表会(1997年11月、大阪府立大学)で発表した。

平成9年度からの継続として、人工飼料組成の異なるいくつかの繭試料について、繭糸の化学組成、構造及び諸物性を検討し、オカラを主成分(50%)とする人工飼料で飼育したときの繭糸の白度が最も高く黄変度も低いことを確認したので、この繭糸試料についてさらなる検討を加えた。人工飼料育蚕糸のセリシンは桑葉育の蚕糸に比べて熱水に溶解しやすく製糸の歩留まりが低位にあったが、溶解特性解析の結果を応用して歩留まりを高めることができた(24-26%のセリシン含量の生糸が得られた)。平成10年度からは、人工飼料及び桑葉育の生糸試料とフィブロイン試料の染色特性を、酸性染料(CI Acid O-7)を用いて比較検討した。その結果、フィブロイン試料では、飼料による差異は認められなかった。一方、生糸試料では人工飼料育の方が染着速度、平衡吸着量ともに桑葉育よりも大きく、これは明らかに両試料間のセリシンの性質and/or含量の差異に帰着されるのでコンピュータ処理により定量的に評価した。フィブロイン試料のアミノ酸組成やX線回折像は両者間で差の無いことは従来の知見と同様であったが、詳細に検討すると人工飼料育の結晶化度は桑葉育よりも1-2%低く、さらに、力学的挙動(荷重ー伸長曲線、粘弾性スペクトル)にも差異が見られ、両特性間の相関が示唆された。以上の成果の一部は別冊の研究成果報告書で示すとおり、内外の学術雑誌および学会主催の研究発表会で公表された。
培養細胞評価系を用いた腫瘍随伴性天疱瘡における自己抗体病原性の解析

昨年度までに実施した、新生仔マウス(Dsg3+/+)への血清の受動免疫法および、直接蛍光抗体法による、マウス皮膚での自己抗体沈着確認の結果をもとに、本年度は、ELISA法によるPNP患者血清中の抗Dsg1および抗Dsg3自己抗体価の測定を実施した。PNP患者血清は全例が抗Dsg3抗体を有し、1/2の症例が抗Dsg1抗体を有するとされる。そこでDsg組み換え蛋白を抗原として用いたELISA法にてPNP血清中抗Dsg1抗体および抗Dsg3抗体の抗体価を確認した。この段階で血清を選別することにより、dissociation assayに使用するマウスの遺伝背景を決定する事を可能にする。これら抗体活性の測定を実施した患者血清を用いて、in vitro dissociation assayによるPNP患者血清中の抗Dsg1および抗Dsg3抗体病原性解析を行った。抗Dsg3抗体のみを有するPNP血清ではDsg3-/-マウスを用い、抗Dsg1とDsg3の両方の抗体を有する血清では、Dsg3-/-およびDsg3+/+マウスを用いてdissociation assayを行った。本研究の全体的な進捗状況としては、症例数などにおいて若干の遅延を生じている。次年度には、本年度で得られた結果をもとに、PNP患者血清中のepitope mappingを行う予定である。これまでにわれわれが開発した、Dsg3細胞外領域上の異なるエピトープを認識するモノクローナル抗体(AK mAb)を用いて、PNP血清中の自己抗体のエピトープを解析する。PNP患者血清とAK mAbを用いた競合ELISAを行い、患者血清中抗Dsg3抗体の優位なエピトープを解析することで、臨床表現型と抗体病原性の相関関係解析の足ががりとする。本年度は主に腫瘍随伴性天疱瘡(PNP)患者血清の新生仔マウスへの受動免疫による病原性の確認を行った。従来からの研究で頻用されている抗Dsg抗体の病原性の確認法として新生仔マウス(Dsg3+/+)への血清の受動免疫法により、受動免疫後に皮膚における水疱形成誘導を確認することにより病原性の有無を判定した。さらに受動免疫後、マウス皮膚での自己抗体沈着を直接蛍光抗体法にて確認した。これはdissociation assayにおいては、in vivoにおいて自己抗体が直接デスモグレインに結合することが条件となるためである。これらの方法で抗体の活性を確認することにより本研究の解析に適正な条件を有する血清がどうかを判定した。次年度には、ELISA法によるPNP患者血清中の抗Dsg1および抗Dsg3自己抗体価の測定を実施する予定である。そこでDsg組み換え蛋白を抗原として用いたELISA法にてPNP血清中の抗Dsg1抗体および抗Dsg3抗体の抗体価を確認する。この段階で血清を選別することにより、次に行うdissociation assayに使用するマウスの遺伝背景を決定する事が可能になる。当初の予定よりも消耗品などの使用が抑えられた事による。次年度以降も成果発表(学会報告)や研究遂行に伴う消耗品などへの充当を予定している。
心筋細胞の老化を定義づけるエピジェネティック変動の解明

心不全は予後が悪く、イベントを繰り返して重症化することが多い。これは、心筋細胞が生後ほとんど増殖せず、幹細胞の増殖分化による心機能回復が得られないことによる。そのため、個々の心筋細胞の機能保全、回復が重要である。長期にわたり同一の細胞が一定以上の機能を維持する心臓において、個々の細胞の老化を正確に把握し、機能保全の手段を構築することが超高齢化社会の日本における健康寿命を延ばす有効な手段の一つと考える。本研究では心筋細胞のエピジェネティック変動に注目し、老化との関係を詳細に明らかにすることで心筋細胞の老化を定義づけする。
培養神経細胞を用いたシナプス形成とカルシウムチャネルとの関係の解析

神経細胞は他の細胞とシナプスを形成することにより情報を伝達するが、シナプスの形成・維持は恒常的なものではなく、記憶や学習さらには神経疾患時に大きく変動することが示唆され、シナプスの可塑性と呼ばれている。本研究は、培養神経細胞を用いて、数個から十個程度の細胞で簡単なネットワ-クを構築させ、その時のシナプス形成に必要な因子を特に細胞内カルシウム濃度の調節に重要なカルシウムチャネルを中心に解析することを目的とする。(1)シナプス形成の条件の検討:ラット胎児脳の各部位を培養し、シナプスを形成する条件の検討を行った。その結果、胎児の日齢としては1618日目、培養する細胞密度は1520万cells/cm^2、培養日数は710日、ポリリジンコ-トしたカバ-グラスのグリア細胞フィ-ダ-レイヤ-上に培養することが至適条件であることが明らかになった。(2)細胞内カルシウム濃度の多点同時解析:こうして得られた培養細胞にFuraー2を負荷し、340と380nmの紫外線を照射して発する蛍光比より細胞内カルシウム濃度の時間的および空間的変動が記録できた。但し、細胞体と樹状突起の両方を同時に記録する条件の設定が難しく今後の課題として残っている。培養7日目頃から多くの神経細胞で同期した細胞内カルシウム濃度の変動が記録でき、シナプスが形成されていることが明らかになった。自発的な変動以前にシナプスが形成されているかを検討するために電気刺激する条件の検討も今後の課題である。(3)単離細胞の調製:カルシウムチャネルの解析にはパッチクランプ法が最適でありが、そのためには単離した神経細胞を得る必要がある。生後ラットの脳スライスから目的部位をパンチアウトし、プロナ-ゼ・サ-モリシン処理後にピペッティングすることにより神経の単離細胞を得ることが可能になった。
新興繁華街の実態とその発生・変容メカニズムおよび将来像に関する研究

■調査対象地域:大阪市中央区アメリカ村■研究方法:1)アメリカ村と周辺地域における施設分布とその経年変化を住宅地図等の文献および現地調査により明らかにし、アメリカ村の位置づけを行った。2)アメリカ村の利用者の行動を把握するため利用者の最も多いと予想される休日における通行量調査を行った。3)利用者のアメリカ村に対する意識を探るために「アメリカ村と思われる範囲」について認知マップ調査を行い、現地利用者の認識するアメリカ村の圏域および利用者の属性や来街目的などを調査した。4)施設分布と通行量・認知マップの指摘率との相関関係を求めることにより中心的役割を持つ施設を明らかにするとともに、その分布状況、通行量、認知マップを基にアメリカ村の現在の圏域を見いだした。■研究結果:「アメリカ村」と呼ばれる繁華街をほぼ含むと考えられる西心斎橋1・2丁目は、現在北側の1丁目がブティック、南側の2丁目が飲み屋が主要施設になっており1丁目と2丁目の境界を東西にメインストリートが通っている繁華街である。近年では、特に1丁目のブティックの増加率が高い。通行量調査からは、メインストリートを中心に南北へそれぞれ回遊動線があり人が循環しているのが分かった。10代が7割を占める来街者の認知マップから、幹線道路や川、高速道路などのエッジが認知に影響を与えているのが分かった。また1丁目は多くの人がアメリカ村として認知しており、2丁目は認知に個人差が見られた。これらを重ね合わせると、「アメリカ村」とは主にブティックを主要な施設とし主な来街者が1020代という特性を持った繁華街であり、その圏域は幹線道路と川、高速道路というエッジに囲まれた地域に納まる。歩行者の回遊性や歩行限界を考えると、将来それらのエッジを越えて「アメリカ村」が広がる可能性は少ないと考えられる。
新世代超冷中性子源による時間反転不変性の検証

超流動ヘリウム(He-II)を用いた新世代超冷中性子(UCN)源を完成させ、大阪大学核物理研究センター(RCNP)の陽子ビームを用いてUCNを生成し、He-II容器のアルミ箔窓に3.5Tの磁場をかけて、UCNの取出しと偏極に成功した。そして、中性子電気双極子能率(EDM)測定装置を完成させた。完成した新UCN源は、大阪大学核物理研究センターの陽子ビーム強度が予定通り10倍になれば、直ちに世界最強のUCN源となり、EDM測定の統計誤差は10-26 e cm以下になる。幾何学的位相効果(GPE)の研究を行い、系統誤差を10-27 e cmにする方法を見出した。中性子EDM測定の系統誤差は、主に中性子の運動に起因する幾何学的系統誤差(GPE)である。このGPEは磁場勾配に起因し、容器の直径の2乗に比例する。GPEは磁場が軸対称の場合、磁場勾配に起因する磁気共鳴周波数のシフトで求められるので、我々のEDM測定では、軸対称磁場を発生する球面コイルを用いる。2009年度は、現超流動ヘリウム(He-II)型超冷中性子(UCN)源で、小さなRamsey共鳴容器と球面コイルを用いて、Ramsey共鳴の実験を行い、共鳴曲線の測定に成功した。現在、共鳴の感度向上に努めている。容器の直径を小さくすると、UCN密度を上げる必要がある。このため、第2世代のHe-II UCN源の製作を開始した。これまでのUCN源では、保存系では位相空間密度は不変であるというLiouvilleの定理により、UCN密度は制限されていた。我々の現He-II UCN源では、スパレーション中性子源内にHe-IIを設置し、He-IIフォノンの位相空間を用いて、Liouvilleの定理に制限されることなく、中性子を効率よく冷却し、超冷中性子を発生させている。UCN密度増強には、中性子束の増強、UCN貯蔵寿命の増大、そしてUCN取出し効率の増強が必要である。2009年度は、中性子束を上げるため、陽子ビームの増強に耐え得るスパレーション標的、中性子を減速する熱中性子モデレータ、そして、冷中性子モデレータを製作した。そして、UCN取出し効率増強のため、水平型He-II容器を製作した。また、GPEをさらに小さくするため、バッファーガスの核スピン磁束計の可能性を研究した。EDM測定では、UCNを磁化された純鉄フォイルの磁気ポテンシャルを用いて偏極し、得られたUCN偏極をπ/2 RFパルスで静磁場に平行な方向から垂直方向にフリップさせ、その後、静磁場と電場中で才差運動させる。才差運動によって生じた角度を、再びπ/2 RFパルスでUCN偏極を静磁場に垂直な方向から平行方向にフリップさせて、磁場に対する射影角に変換し、偏極解析で測定する。EDM測定では静磁場方向に電場がかけられ、電場逆転に伴う、才差角の変化からEDMを求める。このため、才差角の測定感度が重要である。才差運動の影響は、通常の共鳴曲線を包絡線とする振動項、Ramsey fringeとして現れる。共鳴の感度は、visibilityと呼ばれる振動項の振幅で表せ、EDM容器内でUCNの偏極率に比例し、偏極緩和時間に逆比例する。今回、90%の偏極率、1000sの緩和時間を得て、世界最高水準のvisibilityを実現し、目標を実現した。測定感度は振動項の幅に逆比例する。幅を狭めるには、才差運動の時間を長くする必要がある。才差運動の時間は、EDM容器内でのUCN貯蔵寿命で決まっている。現容器内では120sであった。これまでのEDM測定の系統誤差は、電場から誘起される相対論による横磁場と磁場勾配に起因する横磁場による幾何学的位相効果(GPE)によって決まっていた。GPEを小さくするため、バッファガス効果、そして、バッファガス核スピンとUCNの才差運動の同時測定による磁場勾配削減法を研究した。新UCN源のための冷中性子モデレーターの冷却装置を完成した。He-II冷凍器を設計したが、製作は震災の影響で遅れた。新UCN源は、中性子を発生するスパレーション標的、発生した中性子のエネルギーを冷中性子領域まで下げる冷中性子モデレーター、冷中性子をUCNに変換するHe-II容器、そしてHe-IIを0.5K領域まで冷却するHe-II冷凍器からなる。2013年度は、前年度までに製作した冷中性子モデレーターの冷却装置は、重水を固化し、所定の温度まで冷却できることを確認した。He-II冷凍器については、温度センサーとヒーターを各部に設置し、パルスチューブ冷凍器を使用して、若干の改良の余地があるが、所定の温度付近まで冷却できることを確認した。

その時、同時に低温リーク試験を行った。その後、液体ヘリウムを使用し、needle valveの制御試験を行った。また、平行して、冷凍器内のUCN valveの動作試験を行った。UCNを偏極するため、超伝導コイル型UCN偏極装置を使用するが、偏極後の偏極保持が重要で、超伝導コイル内に設置するUCN guideの材料試験が必要と判明した。新UCN源でのUCN生成を行う予定であったが、改良個所があると判明し、また、加速器建家の耐震工事が行われることになったので、新UCN源でのUCN生成は、次年度に延期し、現He-IIスパレーションUCN源で、種々のUCN容器内でのUCN偏極緩和時間を測定した。この時、UCN源内でUCN貯蔵寿命81 s(新UCN源での目標150s)を実現し、UCN密度の世界記録を更新したので、Phys.Rev.Lett.に出版した。幾何学的系統誤差を小さくする^<129>Xeのバッファガス効果を計算した。Xeガスの耐高電圧試験を行い、放電が起こらない圧力範囲で、十分なバッファガス効果が得られることを確認したので、Phys.Lett.に出版した。その他、超伝導コイル型UCN偏極装置及びEDM電極を製作した。中性子EDM測定のstate of theartはグルノーブルの実験であり、測定精度は統計誤差で決まっている。つまり、EDM測定容器内の超冷中性子(UCN)の数で決まっている。UCN数増大のため、第2世代UCN源を完成し、UCN生成用の35L He-IIの温度を目標の0.8K以下、つまり0.6Kにすることに成功した。このHe-II内で、スパレーション中性子源で発生した冷中性子をUCNに変換した。He-II容器からUCNを取出すアルミ箔窓に、超伝導コイルの3.5Tの磁場をかけ、磁気ポテンシャルでアルミの核ポテンシャルを相殺し、効率よくUCNを取出すことに成功した。磁気ポテンシャルは中性子スピンの方向に依存するので、取出し時、UCNスピンが偏極する。UCN偏極を測定するため、超伝導コイルの下流に、UCNスピンフリッパー、偏極解析器、そしてUCN検出器を接続した。UCN検出器で計測された偏極UCN数、そしてスピンフリッパーと偏極解析器で測定されたUCN偏極率は、EDM測定を開始する上で十分な値であった。EDM測定では、磁場の安定化と一様化が重要である。外部磁場を相殺するコイルと磁気遮蔽を完成させた。磁気遮蔽材はパーマロイであるが、アニールの後、時間が経つと極わずかではあるが、磁性が生じてしまう。磁気遮蔽にコイルを巻き消磁し、遮蔽内の磁場勾配を10nT/mにした。この値はGrenobleのEDM測定での値と同じである。これで、UCNスピンに対する横緩和時間がGrenobleと同程度になる。そして、相殺コイルの中では、外場の影響は1/10以下となることを確認した。また、電場をかけるための電極を完成させた。H26年5月、EDM測定を開始する予定である。UCN源:1スパレーション標的、熱中性子、冷中性子モデレータ、中性子反射体、He-II容器、He-II冷凍器を組み立てた。2真空系、温度モニター、UCNバルブ、冷凍器ニードルバルブの試験を行った後、パルスチューブ冷凍機、GM冷凍器による冷却試験を行い、温度分布を測定し、低温リークがないことを確かめた。
携帯電話とWebテクノロジーを活用した個人健康管理システムに関する研究

1.平成16年度の成果携帯電話とWebテクノロジーを活用した個人健康管理システムのプロトタイプを開発した。このシステムは、個人の日常における血圧、体脂肪率など健康データと生活習慣を携帯電話から入力し、インターネット経由で大学に設置したサーバコンピュータに時系列に蓄積する仕組みである。蓄積されたデータを新たに開発した手法(健康データマイニング)により解析し、生活習慣と健康データの相関ルールを抽出できるようにした。2.平成17年度の成果16年度に開発したシステムに自動健康データマイニング機能を付加した。これにより、ユーザが携帯電話から日常の生活習慣データと健康データを入力し時系列的にデータをサーバに蓄積して、データ数がある閾値をこえると自動的にシステムが解析を開始し、生活習慣と健康データ項目間の相関ルールを抽出してユーザの携帯電話に通知できるようにした。3.平成18年度の成果16,17年度に開発した個人健康管理システムの評価を中心に研究を行った。このシステムでは生活習慣病の予防を目的とし、3ヶ月以上に亘り日常の健康と生活習慣に関するデータの蓄積を行ったボランティアユーザについて健康データマイニングを実行する。複数のユーザについて以下の関係において健康管理に有用な相関ルールを抽出した。(1)血圧および体脂肪率と歩数および睡眠時間(2)体脂肪率と運動による消費エネルギーおよび食事による摂取エネルギー(3)体脂肪率、基礎代謝および血圧と大豆たんぱく質の摂取また、軽度の糖尿病を患うユーザについて以下の関係において相関ルールを抽出した。(1)HbA1cと穀物、アルコールおよび野菜摂取量(2)食前血糖値と穀物および肉・魚・豆類摂取量1.平成16年度の成果携帯電話とWebテクノロジーを活用した個人健康管理システムのプロトタイプを開発した。(1)HbA1cと穀物、アルコールおよび野菜摂取量(2)食前血糖値と穀物および肉・魚・豆類摂取量携帯電話とWebテクノロジーを活用した個人健康管理システムのプロトタイプを開発した。蓄積されたデータは新たに開発した手法(健康データマイニング)により解析され、生活習慣と健康データの相関ルールを抽出する。プロトタイプシステムでは、利用者が携帯電話から、(1)データ項目の登録(予めサーバコンピュータで用意する既定項目に加え自由項目も可能)、(2)サポートメール(利用者のデータ入力を支援するサービス)の設定、(3)利用者が登録した項目についてのデータ入力、(4)データ参照(週毎や月毎のデータ推移のグラフ表示、統計表示)を行うことができる。ただし、プロトタイプシステムではデータが蓄積された後に解析を適宜手作業で行ない試験的にルールを抽出している。現在プロトタイプシステムは少数のボランティアユーザに限定して試験運用をおこなっている。何人かの利用者の長期に蓄積された健康データと生活習慣の時系列データについて以下に示す手法で解析を行い、利用者の健康管理にとって有用なルールを抽出した。(1)生活習慣に関するデータ項目をデータマイニングの入力変数とする。(2)関心のある健康データ項目をデータマイニングの出力変数とする。(3)関心のある健康データ項目との相関係数が大きい生活習慣項目を入力変数に採用する。(4)生活習慣項目を前提部、健康データ項目を結論部とするルールを抽出する。(5)データマイニングの手法は、決定木とアソシエーションルール解析を用いる。16年度に開発した携帯電話とWebテクノロジーを活用した個人健康管理システムのプロトタイプでは、健康データと生活習慣データの相関ルール解析を手動で行っていた。17年度はこのシステムに自動健康データマイニング機能を付加した。これにより、ユーザが携帯電話から日常の生活習慣データと健康データを入力し時系列的にデータをサーバに蓄積して、データ数がある闘値をこえると自動的にシステムが解析を開始する。そして生活習慣と健康データ項目間の相関ルールを抽出してユーザの携帯電話に通知する。自動健康データマイニングは、新たに開発した入力変数の自動定義アルゴリズムと情報理論に基づくアソシエーションルール解析手法であるITRULEアルゴリズムを組み合わせることにより実現した。

自動的に抽出される相関ルールは生活習慣データ項目を入力変数、健康データ項目を出力変数として、[生活習慣データY=yかつ生活習慣データZ=zなら健康データX=xの傾向がある]となる。抽出される相関ルールの精度はシステムの複数のパラメータを設定してチューニングできるようにした。以下、開発したシステムのルール自動生成の流れを示す。(1)データチェック:ユーザ毎にどの程度データが蓄積されたかをチェックする。データ数がある闘値を越えていると健康データマイニング対象ユーザとして登録し、自動的に入力変数定義、ルール生成プロセスを実行する。(2)相関チェック:最初の3ヶ月間に蓄積された時系列データをもとに、ユーザ毎に生活習慣データ項目と関心ある健康データ項目の間の相関をチェックし、相関係数がある闘値を越えていたらその生活習慣データ項目をルール生成のための入力変数として採用する。(3)ルール生成:相関チェックで自動定義された入力変数を用い、ルールを自動生成する。ルールの最小サポート率と最小確信度は可変で、生成されるルール数が各健康データ項目に対し10個以下になるように設定した。18年度(最終年度)は、16,17年度に開発した携帯電話とWebテクノロジーを活用した個人健康管理システムの評価を中心に研究を行った。このシステムでは生活習慣病の予防を目的とし、3ヶ月以上に亘り日常の健康と生活習慣に関するデータを蓄積すると、データ解析(健康データマイニング)を実行し両者の相関ルールを抽出する。先ずボランティアユーザを広く募集するために以下の項目を実施した。(1)システムを利用できる携帯電話のマルチキャリア(シェアの高い3大キャリア)対応化。(2)ボランティアユーザ向けのシステム利用マニュアル作成。次に、3ヶ月以上に亘り日常の健康と生活習慣に関するデータの蓄積を行ったボランティアユーザについて健康データマイニングを実施し、複数のユーザについて以下の関係において健康管理に有用な相関ルールを抽出した。(1)血圧および体脂肪率と歩数および睡眠時間(2)体脂肪率と運動による消費エネルギーおよび食事による摂取エネルギー(3)体脂肪率、基礎代謝および血圧と大豆たんぱく質の摂取また、軽度の糖尿病を患うユーザについて以下の関係において興味深い相関ルールを抽出した。(1)HbAlcと穀物、アルコールおよび野菜摂取量(2)食前血糖値と穀物および肉・魚・豆類摂取量さらに、時系列的に蓄積されたデータを手動で解析することにより、(1)大豆たんぱく質の継続的摂取が時間遅れをもって体脂肪率や基礎代謝に影響を与える(2)運動による消費エネルギーと食事による摂取エネルギーがそれぞれ異なる時間遅れをもって体脂肪率に影響を与えるなどの知見を得た。
原子力災害対策や国民保護対策による県域間避難の効率的実施方策に関する研究

県域間避難の実行上の課題について検討を行った。47都道府県の国民保護対策担当部署を対象にしたアンケート調査を行い,住民避難時の自家用車利用には慎重な県が多いことを把握した。福島,新潟,福井,静岡各県の居住者を対象としたアンケート調査に基づき避難距離の変動に伴う避難手段選択確率の補正推定を行い,避難時の住民の自家用車利用指向の強さを定量的に示した。この行政側と住民側との思惑の齟齬への対応の必要性を指摘した。本研究は,原子力災害対策や国民保護対策による県域を越える長距離の住民避難の効率的実施方策を検討するために,各地における現行の原子力防災計画並びに国民保護計画の課題抽出と代替案の検討,及び,県域間避難シミュレータの開発と解析を行うものである。平成20年度における実施内容は次の通りである。現行計画の課題抽出に関しては,県域間避難に関する現行計画の把握として,原子力施設立地道府県の原子力防災計画及び全都道府県の国民保護計画を収集し,県域を越える避難計画の詳細,実施体制等の把握・整理を行った。避難手段別需要分担の推計に向けて,県域間避難実施を想定した場合の住民の行動意向調査に用いる調査票の設計を行った。また,避難車両輸送能力の推計に向けて研究対象地域における交通事業者等に関する統計資料など基礎的資料の収集を行った。これらの成果は,いずれも次年度以降実施予定の避難手段別の需給バランスの推計,及び,現行計画に対する代替案検討のための基礎的な準備段階として位置づけられる。県域間避難シミュレータの開発に関しては,県域を越える規模の住民の避難状況を模擬するためのシミュレーションモデルの概念設計を行い,一部プログラムの作成に着手した。同シミュレータは次年度も開発が継続され,最終的には県域間避難に関する現行計画と代替案の評価のための解析ツールとして用いられるものである。なお,本年度は研究期間の初年度であり主に研究実施体制の整備に傾注したため,雑誌論文や学会発表などの研究発表には及んでいない。平成21年度における実施内容は次の通りである。現行計画の課題抽出に関しては,県域避難に関する現行計画の把握として,県域を越えた避難計画や実施体制に関する基礎資料の収集を引き続き行ったほか,茨城県の原子力災害対策,及び,国民保護対策の担当者に対するヒアリングを実施し現行計画の実態と課題の把握を図った。避難手段別需要分担の推計に向けては,福島県,新潟県,福井県,静岡県の在住者を対象として県域間避難を想定した場合の行動意向についてアンケート調査を実施した。避難輸送能力の推計に関しては,全国都道府県の国民保護対策担当部署に対して県域間避難に関する準備・検討状況についてアンケート調査を実施した。これらの結果は,次年度実施予定の避難手段別の避難需要と供給可能な輸送能力の推計,及び,県域間避難の需給バランスの検討の資料となる。県域間避難シミュレータの開発に関しては,県域を越える規模の住民の避難状況を模擬するためのシミュレーションモデルの概念設計の改良を行いつつ,プログラムの作成を引き続き進めた。同シミュレータについては次年度も開発を継続するとともに,これを用いて県域間避難に関する現行計画と代替案の評価を試みる。なお,本年度の研究成果については平成22年度中に雑誌論文や学会などに発表を行う予定である。平成22年度における実施内容は次の通りである。避難輸送能力の推計に関して,全国都道府県の国民保護対策部署を対象として実施した県域間避難に関する準備・検討状況のアンケートに基づく分析を行い,避難実施時に要避難人口が自県内の運送事業者の輸送能力を上回ってしまう場合でも,避難の指示を行う立場としては自家用車利用には慎重な県が多いこと,県域間避難についてはおよそ6割の県が「特に検討していない」としており,今後検討を要する課題であることなどを明らかにした。一方,県域間避難での避難手段別需要分担の推計に関しては,福島県,新潟県,福井県,静岡県の在住者を対象として実施したアンケートに基づき,長距離避難時の避難手段選択に関して多項ロジスティック回帰モデルによる要因分析を行い,回答者の個人属性や世帯条件による避難手段選択の傾向を明らかにした。さらに,地域メッシュ統計等の既存統計データを用いて避難手段選択確率の補正推定を行い,避難時の各種移動手段としては,自家用車と行政バスの選択確率は避難距離の延長に伴って当初の増加傾向から減少傾向に転じ,そのピークは自家用車よりも行政バスのほうが遠方であるほか,自家用車の選択確率は終始行政バスを上回ることなどの推定結果を得た。以上より,避難時の自家用車利用について行政側の思惑と住民側の意向との間に齟齬をきたすおそれがあることが明らかとなった。

県域間避難シミュレータに関しては,資金的制約から未だ完成に至っていないが,今後も開発を進めた上で県域間避難に関する現行計画と代替案の評価を行う予定である。
超偏極希ガス磁気共鳴イメージング法による肺機能診断と前臨床評価系の構築

MRIの感度を飛躍的に向上する超偏極キセノン(HP Xe)を用いて、従来では困難であったMRIによる非侵襲的な肺機能診断システムを開発し、これを用いて前臨床評価系を構築することに成功した。この前臨床評価系を利用して、難治性肺疾患である慢性閉塞性肺疾患(COPD)、および肺線維症、肺気腫に対する新薬を探索し、新たにエチルピルビン酸(EP)をシーズとして見出した。EPは、特に肺線維症による肺胞構造損壊を可逆的に抑制した。感度不足という生体磁気共鳴(MRI/MRS)計測に固有の問題を乗り越えるべく、これまで開発を行ってきた連続フロー型超偏極希ガス製造装置の更なる性能向上に成功し、平成24年度において、キセノン由来の生体磁気共鳴信号の約40%増強、即ち5万倍の感度向上を達成した。これは「光ポンピング法にて偏極操作を行う際、希ガスに有機ガスを加えた混合組成として約2-3気圧に加圧し、さらに偏極後希ガスを精製することで感度の基準である偏極率が40%程度(理論値は100%)、即ち感度にして約5万倍にも向上する」との独自の知見に基づき、革新的肺機能診断法開発につながる端緒的な発見であると思われる。一方、上述の装置改良と並行して、慢性閉塞性肺疾患(COPD)の病態モデルマウスを作成する手技確立を進めた。マウスのような齧歯類の場合、内因性の抗酸化ビタミン等のため慢性の肺疾患モデル作成は困難であったが、タバコ煙薬液(CSS:Cigarette Smoke Solution)とリポ多糖を組み合わせて気管内投与することで解決でき、COPD薬物療法探索のための有効なモデルである事を確認した。超偏極希ガスのMRI肺機能診断をタバコ煙薬液誘発ならびに遺伝子改変モデルマウスに適用し、呼吸機能パラメータである換気率(1回の呼吸でどの程度肺中のガスが入れ替わるかを示す指標)、ガス交換率(ガスが肺胞中と血液中とでどの程度入れ替わるかを示す指標)、および灌流(血流速度)の局所定量評価結果をもとにして、特に換気とガス交換率が画像診断指標として有効であることを明らかとした。これらの成果をもとにして、今後COPDモデルマウスに保護薬や治療薬を投与して前臨床評価を行う。感度不足という生体磁気共鳴(MRI/MRS)計測に固有の問題を乗り越えるべく開発した連続フロー型超偏極Xe(HPXe)製造装置において、「Xeに有機ガスを混合・加圧(2.5気圧)して光ポンピング法にて偏極操作を施した後、HPXeを精製することで従前の感度を約2倍に改善する、即ち5万倍の感度向上を達成できる」との独自の知見を得た。平成25年度は、本装置の更なる改良を行い、上述の有機ガス混合による感度向上は低圧(0.15気圧)条件下でも達成できることを見出し、簡便なHPXe-MRI前臨床評価系を構築することができた。一方、タバコ煙薬液(CSS:Cigarette Smoke Solution)とリポ多糖を組み合わせて気管内投与することで作成した慢性閉塞性肺疾患(COPD)の病態モデルマウスについてHPXe-MRI肺機能診断法の有効性を確認し、呼吸機能パラメータの中でも換気率(1回の呼吸でどの程度肺中のガスが入れ替わるかを示す指標)、およびガス交換率(ガスが肺胞中と血液中とでどの程度入れ替わるかを示す指標)が有意に低下することを実験的に明らかとした。これらをバイオマーカーとして利用し、COPDモデルマウスに種々の抗酸化剤や抗炎症薬を投与して薬効評価を行ったところ、エチルピルビン酸の保護作用を新たに見出すことができた。今後は、エチルピルビン酸の治療効果を確認するべくCOPDの重症度であるI期(軽症)IV期(最重症)の、どの段階まで薬物治療が有効であるか確かめながら画像診断を行う。上記の研究と並行して、Xeの換気動態を解析することで肺胞内緩和速度を求め、これから灌流を同時評価できることを見出し、簡便に換気/灌流比に基づく機能画像を取得することに成功した。この換気/灌流比がバイオマーカーとして有効であることを実証し、エチルピルビン酸の治療効果判定に利用可能か確認したい。当研究課題にて発見した知見に基づいて、新たに偏極希ガス精製装置を加える事で、申請者が開発した連続フロー型超偏極キセノン製造装置の約2倍の性能向上に成功した。即ち、偏極率が20%程度(理論値は100%)、感度にして約2万倍にも向上した偏極キセノン(HPXe)を定常的にマウスに供給しながら、HPXe MRI肺機能診断を遂行する事を可能とした。また、本手法を、たばこ煙薬液(CSS)およびタバコ煙(CS)を用いて作成した慢性閉塞性肺疾患(COPD)モデルマウスに適用し、換気能およびガス交換能において著明な低下をきたすことを、それぞれ1回換気割合(ra)とガス交換率(fD)というバイオマーカーを用いて明らかとすることができた。平成25年度において、CSSが惹起する病態に対してピルビン酸エチル(EP)が肺胞保護効果を有する事を既に確認していたが、本年度では、たばこ煙(CS)曝露によるCOPDモデルマウスを用いて、COPD誘発後のEPの治療効果を肺機能の経時的変化の観察を通じて、次の通り確認する事ができた。HPXe MRI肺機能診断結果では、CS曝露開始6週時でガス交換能がコントロール群と比較して有意に低下し、換気能は8週時で有意な低下を観測した。

また、平均肺胞径(MLI)による病理評価では、CS群において肺胞の構造破壊がみられ、CS曝露によるCOPDモデルマウス作成プロトコルの有効性を確認した。EP群は、CS曝露6週時で低下したガス交換能及び換気能が、EP投与2週後には両群ともにコントロール群と同程度まで回復した。また、MLIにおいてもCS群と比較してEP群で有意な差がみられ、EPの抗炎症効果を確認した。当研究課題にて発見した知見に基づいて、他に類を見ない超偏極キセノン(HPXe)凝縮装置の開発を概ね終了した。本装置は、有機クエンチングガスを分離するためのガラスコイル凝縮器と163Kまで冷却可能な冷凍機から構成され、簡易な取扱いにて偏極率向上を図る事ができた。即ち、計画当初と比較してインビトロにおいて5倍に相当する約50%、インビボにおいて2倍の約20%の偏極率を達成する事が可能であり、HPXe MRI肺機能診断の高精度化を図ることができた。本成果は、世界的に類を見ない完全偏極達成への礎となることが期待される。一方、申請者は、HPXe MRI肺機能診断を利用した前臨床評価系を構築し、これを慢性閉塞肺疾患(COPD)モデルマウスに適用して病態診断に資するバイオーマーカーの提唱を行うとともに、新薬探索への応用を図りピルビン酸エチルが有効であることを見出した。そこで、計画の最終年度となる本年度では、ピルビン酸エチルの抗炎症作用機序に基づく広範な治療効果を期待して、COPDと同じく難治性肺疾患である肺線維症および肺気腫における前臨床評価を遂行した。その結果、ブレオマイシンが誘発する肺線維化をピルビン酸エチルが可逆的に抑制することを見出した。肺線維症は、線維化に伴う換気障害によりHPXe MRI画像の不鮮明化が懸念されたが、上述の成果により高精細な肺機能診断を行う事が可能であり、ピルビン酸エチルの肺線維症に対する治療効果を明瞭に観測することに成功した。また、肺気腫に対しても同様に強い薬効を有することを確認する事ができた。しかし、肺気腫による肺胞破壊を完全に抑制することはできず、さらなる治療法の探索が必要と思われた。MRIの感度を飛躍的に向上する超偏極キセノン(HP Xe)を用いて、従来では困難であったMRIによる非侵襲的な肺機能診断システムを開発し、これを用いて前臨床評価系を構築することに成功した。この前臨床評価系を利用して、難治性肺疾患である慢性閉塞性肺疾患(COPD)、および肺線維症、肺気腫に対する新薬を探索し、新たにエチルピルビン酸(EP)をシーズとして見出した。EPは、特に肺線維症による肺胞構造損壊を可逆的に抑制した。独自の知見に基づいて、当初計画の通り連続フロー型超偏極希ガス製造装置の性能向上に成功し、約2倍の感度が向上した偏極キセノン(HPXe)を定常的にマウスに供給しながら、HPXe MRI肺機能診断を遂行する事を可能とし、前臨床評価系を構築する事ができた。また、本評価系を用いて、慢性閉塞肺疾患(COPD)の機能診断における有効なバイオマーカーを見出し、この知見に基づいて新たな抗炎症薬の治療効果を確認することに成功した。27年度が最終年度であるため、記入しない。バイオイメージング100%の偏極率を有する超偏極キセノン製造装置を開発し、HPXe MRIの感度を約10万倍に向上させ、革新的肺機能診断手法を開発するとともに前臨床評価系を構築する。本評価系を用いて、肺疾患の新薬探索を行う。独自の知見に基づいて同位体濃縮キセノンを使用しなくても当初計画通り偏極率の5倍向上を達成する条件を発見し、超偏極キセノンのMRI肺機能診断の精度向上を図ることできた。
薄板材料の曲線スリッティング装置の試作

広幅のコイル材から、板縁が曲線あるいはテ-パ形状の帯板を高速かつ連続的にスリッティング加工していくことができれば、ブランク取りにおける材料利用率の向上や、ロ-ル成形との組合せによるテ-パ管の製造,波形のフランジを持つ曲げ製品の成形など、付加価値の高い色々な利用が可能になる。本研究では、このような要求に応えるために、帯板上にピアノ線を重ね、これを圧延ロ-ルに通すといった非常に簡便で、かつフレキシブルな新しい曲線切断装置の開発を行った。本切断法の特徴は、ロ-ル入口において任意の曲線を創成しつつ、その曲線に沿ったスリッティング加工を行うことである。そこで、ロ-ル入口におけるピアノ線の移動をパソコンで制御した切断装置の試作を中心にして研究を行った。得られた研究成果を要約すると以下の通りである。(1)ピアノ線送り装置の作製:5相ステッピングモ-タを使用して、ピアノ線を板幅方向に移動させることができる一軸位置決めコントロ-ラ(移動速度400mm/s,繰返し精度±3μm以下)を作製し、圧延機(大東製作所,DBR100)のロ-ル入口側に取り付けた。(2)ピアノ線送り位置決め装置のパソコン制御:上記の位置決めコントロ-ラをパソコン制御するためのプログラムを作成し、テ-パ,正弦曲線、その他任意形状の創成を可能にした。(3)曲線スリッティング実験および問題点の検討:アルミ,銅,軟鋼の薄板および極薄板を用いて種々の曲線スリッティング加工を試みた。また、プラスチック、紙,合成皮革、布など非金属材料を対象にして同様の実験を行った。その結果、曲線の創成,切断,切断製品の寸法精度などに関して特に問題となることはなく、フレキシブルな曲線スリッティング装置を完成させることができた。
第３世代の閉塞性肺疾患モデルを用いた新規創薬ターゲットの探索及びその評価

採用者は,本分野が確立した閉塞性肺疾患モデルマウスから見出した,亜鉛トランスポーターZIP2のスプライシング異常と亜鉛輸送異常に関しての解析を行うと同時に,トランスクリプトーム解析から見出した非コード長鎖RNA(lncRNA)に関する検討を行った.1閉塞性肺疾患の気道上皮ではZIP2に加えて,ZIP4 / ZIP8 / ZIP10 / ZIP14などの亜鉛トランスポーターが,ZIP2と協調することで細胞内亜鉛量減少にはたらき,これが閉塞性肺疾患の主徴である粘液過剰産生に影響することを明らかにした.また,ZIP2スプライシングバリアント,ΔC-ZIP2タンパク質がZIP2の機能非依存的にβENaCの転写や活性を亢進することを明らかにした.βENaCの機能亢進は亜鉛量減少同様,粘液過剰産生を引き起こす因子であることから,ZIP2スプライシング異常を中心に閉塞性肺疾患の粘液産生制御メカニズムの一端を解明することができた.2上記の発見を踏まえ,閉塞性肺疾患モデルマウスに対して,細胞内亜鉛量減少を標的に,臨床においても亜鉛補給に用いられるポラプレジンク投与による亜鉛補給実験を行った.その結果,ポラプレジンクの投与が上記モデルの肺気腫病態を一部改善することを明らかにした.3病態モデルの気道上皮細胞から同定した,linc-SUMF1-2というlncRNAが数多くの遺伝子発現を調節することが明らかになった.また,linc-SUMF1-2によって制御を受ける因子には,炎症や細胞増殖等に関わる因子が含まれ,閉塞性肺疾患における気道上皮の炎症や異形成にlinc-SUMF1-2が重要な役割を持つことが示された.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究者はこれまで,閉塞性肺疾患モデルマウスである第2世代βENaC-Tgマウス(C57BL/6-βENaC-Tg)から見出した,亜鉛トランスポーターZIP2のスプライシング異常に関しての解析を行ってきた.また同時に,第2世代βENaC-Tgマウスと比較して,よりヒトの閉塞性肺疾患病態を模擬した第3世代βENaC-Tgマウス(βENaC-Tg / SMP30 KOマウス)の作製にも成功した.そこで今年度は,ZIP2のスプライシング異常などの病態メカニズム解明を第3世代βENaC-Tgマウスへと展開すべく,病態メカニズムに関する詳細な検討を行った.病態モデルの気道上皮細胞を用いた全転写産物解析(トランスクリプトームアレイ)を行うことで,これまで同定したZIP2の発現制御に関わる分子や新規の病態増悪に関連する分子の探索を行った.その結果,新たな病態関連因子として複数の非コード長鎖RNA(lncRNA)を同定した.また,ZIP2およびスプライシング異常に伴い産生されるZIP2スプライシングバリアントの詳細な機能解析を行うべく,それぞれの過剰発現およびノックアウト細胞系の確立を行った.今後,上記の遺伝子改変気道上皮や第3世代βENaC-Tgマウスを用いて,スプライシング異常やlncRNAの発現制御異常などの閉塞性肺疾患の新規病態メカニズムをより詳細に解明していくことで,閉塞性肺疾患病態の新規創薬標的の提案を目指す.現在,機能解析を目的としたZIP2の過剰発現およびノックアウト気道上皮細胞の確立も概ね順調に進んでおり,次年度には機能解析を完了することが可能である.また,ユニークな病態関連因子として,新規にlncRNAを同定することができた.これまで採用者は,本分野が確立した閉塞性肺疾患モデルマウスである第2世代βENaC-Tgマウス(C57BL/6-βENaC-Tg)から見出した,亜鉛トランスポーターZIP2のスプライシング異常に関しての解析を行うと同時に,トランスクリプトーム解析から見出した非コード長鎖RNA(lncRNA)に関する検討を行ってきた.今年度は,これら分子や現象の詳細なメカニズム解析を中心に検討を行った.1ZIP2およびZIP2のスプライシングバリアント(ΔC-ZIP2)の機能解析を行った結果,ΔC-ZIP2が亜鉛輸送やZIP2の機能非依存的に,βENaCの転写や活性を亢進することを明らかにした.βENaCの機能亢進が閉塞性肺疾患病態形成のイニシエーターであることを踏まえると,本発見は閉塞性肺疾患病態増悪機構の一つであることが示唆される。2昨年度,病態モデルの気道上皮細胞を用いた全転写産物解析(トランスクリプトームアレイ)から,病態特異的に発現上昇するlncRNAを同定した.このlncRNAの機能解析の結果,ある1種類のlncRNAが,TLR2発現上昇を介して,炎症応答を亢進することを明らかにした.TLR2は閉塞性肺疾患時に発現・機能が亢進するという知見と併せると,lncRNAとTLR2の相互作用は,閉塞性肺疾患の炎症病態メカニズムの一端であると考えられる.なお,本年度は第2世代βENaC-Tgマウス(C57BL/6-βENaC-Tg)および第3世代βENaC-Tgマウス(βENaC-Tg / SMP30 KOマウス)における閉塞性肺疾患病態の誘導に関する論文を投稿し,受理された(Sci. Rep. 2016).熊本地震の被害の中,これまでの研究成果に加えて,ZIP2やlncRNAによるユニークな病態制御機構を明らかにするなど,研究を大きく進展させた.またこれまでの研究成果の一部を,Scientific Reportsに報告することができた.