hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工関節軟骨開発の研究

現在の人工関節では関節軟骨および軟骨下骨は大幅に切除され、軟材料としては全面的にポリエチレンPEに依存しているため、生体関節の具備している衝撃緩和効果、低摩擦および低摩耗が得られ難く、ゆるみの合併症を来たしやすい。私達は関節軟骨に類似した物性を有する人工関節軟骨材料を開発し、関節表面の病変部のみを置換する新しい人工関節を開発しようとした。1.人工関節軟骨として開発中のPVAハイドロゲルは一定、反復荷重時の変形特性は軟骨に似ているが、当初はその強度が弱い欠点があった。高分子量のPVAを用い、含水率を70%から15%に迄減じ、ゲル化過程を改良することにより、引っ張り強度は17MPAに達した。2.本材料とガラス板の間に形成される液体膜の厚みと液圧を荷重後測定した結果、PEに比し遙かに厚く、長時間液膜の保持されることがわかり、潤滑性能の優れた材料であることを確かめた。3.Pin-on-disc及び往復動摩擦試験機による摩耗試験で含水率20%のPVAゲルはPEより摩耗の痕跡は少なかった。(摩耗量はクリープ変形量も含まれる。)4.衝撃荷重を瞬間的に加え、材料下面に設置したloadcellにより、応力の経時的変化を検索した結果、本材料のpeak stressはPEより少なく、stressの得られる時間も長く、衝撃緩和効果の優れた材料と云える。5.PVA液相の間に多孔性アルミナの孔内に含浸させ、ゲルの際に両者の力学的結合を得て、人工骨軟骨複合材料とすることに成功し、その剪断応力も2.2MPAとなった。本材料および含侵させた多孔性アルミナを家兎膝関節内に1年間インプラントした結果、関節材料として適合性良好なることを確かめた。以上の結果から本材料は人工関節軟骨として極めて有望であると云える。衝撃負荷をやわらげ、優れた潤滑特性を有する関節軟骨の力学的特性を具備した人工材料を開発し、新しい人工関節を開発する目的で研究を行い、以下の実績を得た。1.PVAハイドロゲルは軟骨に似た変形特性を有するが、その力学的強度の弱い欠点があった。我々は高分子量のPVAを使用し、その含水量を90%から30%迄減じ、アニーリングの方法を工夫することにより、改良した。2.改良された本材料の摩擦・摩耗試験を、ピンオンディスク装置および往復動摩擦試験器によって行い、含水量29%のゲルの摩耗率【mm^3】/N・mは対照材料として用いたPTFEの約10分の1、HDPの約7倍の値を得た。今後さらに材料の改良を進めると共に、摩擦・摩耗試験を蒸留水中のみならず、関節液,ヒアルロン験液などの液中で行い、最終的には関節シュミレーターを用いて、その摩耗特性を明らかにする予定である。3.PVAハイドロゲルの厚さ5mmの膜と金属製円柱の間に形成されるスクィース膜の中心部の液体圧力を測定した結果、負荷後長時間にわたって圧力が維持され、荷重の多くが液体膜によって支えられることがわかった。4.1.2.3.の結果により本材料は人工関節軟骨として有望な材料であることがわかったが、骨との接着固定のため、本材料を合成多孔性アルミナセラミックに固定することにも成功している。5.in vivo,およびin vitroによる本材料の生体適合性を検索しつつある。6.関節軟骨を組識培養し、2型コラーゲンを介して各種ポリマーとのハイブリッド型人工関節軟骨の開発を目指し、軟骨の培養実験を行いつつある。7.生体関節軟骨の力学的特性、特にその優れた潤滑特性を検索するため変形にともなう

液体の出入り、関節面における液体膜の形成過程を形態学的に追及しつつある。衝撃負荷をやわらげ,優れた潤滑特性を有する関節軟骨の力学的特性を具備した人工材料を開発し,新しい人工関節を開発する目的で研究を行い,以下の実績を得た.1.PVAハイドロゲルは軟骨に似た変形特性を有するが,その力学的強度の弱い欠点があった.我々は高分子量のPVAを使用し,その含水量を90%から30%に迄減じ,アニーリングの方法を工夫することにより,改良した.2.改良された本材料の摩擦・摩耗試験を,ピンオンディスク装置および往復動摩擦試験器によって行い,含水量29%のゲルの摩耗率mm^3/N・mは対照材料として用いたPTFEの約15分の1, HDPの約3倍の値を得た.3.PVAハイドロゲルの厚さ5mmの膜と金属製円柱の間に形成されるスクィーズ膜の中心部の液体圧力を測定した結果,負荷後長時間にわたって圧力が維持され,荷重の多くが液体膜によって支えられることがわかった.4.衝撃荷重を加えた際のピークストレスおよびその持続時間を検索した結果, HDPEより, PVAゲルはピークストレスも少なく,持続時間も長く,緩衝効果にも優れた材料であることを明らかにした.5.家兎膝関節内にPVAゲルを埋殖した結果,術後8週までの時点では毒性を認めず,摩擦反応も軽微であることがわかった.6.1.2.3.4.5.の結果から, PVAハイドロゲルは人工関節軟骨として極めて有望な材料であることがわかった.7.本材料を骨に接着させるため,多孔性アルミナ(有孔率40%)に本材料を含浸させることに成功し,その接着強度は現時点で1MPaであった.以上の研究成果からPVAハイドロゲルは人工関節軟骨として有望な材料であり,新しい表面置換型人工関節の実現に向って,材科学的,生物学的,生力学的研究を鋭意行ないつつある.衝撃負荷をやわらげ、優れた潤滑特性を有する関節軟骨の力学的特性を具備した人工材料を開発し、新しい人工関節を開発する目的で研究を行い、以下の実績を得た。1.PVAハイドロゲルは軟骨に似た変形特性を有するが、その力学的強度の弱い欠点があった。我々は、高分子量のPVAを使用し、その含水量を90%から15%に迄減じ、アニーリングの方法を工夫することにより改良した。2.本材料の衝撃緩和効果がポリエチレンより優れていることは、既に確認したが、耐摩耗性についても、pin-on-disc試験後の試料表面の顕微鏡による観察の結果、ポリエチレンより摩耗は少なかった。3.ガラス板を通して照射したレーザー光の反射光をCCDにより測定することにより、ガラス板と試料の隙間が、荷重により如何に変化するかを検索した結果、ポリエチレンでは直ちに隙間がなくなり、液圧もゼロになるのに対し、本材料および、豚関節軟骨では荷重後も隙間が長く保たれ、液圧は30分後にも、1Mpaであり、潤滑性能が優れていた。4.本材料を骨に接着させるため、多孔性アルミナ(有効率40%)に本材料を含浸させることに成功し、その接着強度は現時点で2.2Mpaであった。5.本材料を家兎膝関節にインプラントして、1年間観察した結果、関節内の周囲組織に異物肉芽反応を認めず、相対する関節軟骨面にも光顕、電顕的に異常を認めなかった。また、4.に述べた多孔性アルミナに含浸させた本材料を家兎膝関節内にインプラントした結果、6ケ月後の前者の孔内に新生骨侵入を認め、力学的結合も良好であった。
多核金属錯体への高次非対称性の導入による電子・プロトン移動能の精密制御

本研究では電子/プロトン移動の精密制御が可能な分子群の開発を行う。そのために、金属5核錯体中に存在する金属イオン・有機配位子・架橋配位子の各構成要素に対し非対称性を導入し、高次非対称性を有した錯体を開発する。まず(1)段階的錯形成による非対称型錯体の合成戦略を更に発展させることで高次非対称型金属5核錯体の合理的な合成手法を確立する。そして得られた錯体に対し、(2)各構成要素の非対称化が電子/プロトン移動能に与える影響を詳細に調査し、最終的には(3)望みの物性・機能を得るための最適な高次非対称構造を見極める。これらの研究により、多核金属錯体の自在物性制御を可能とする新たな指導原理を確立する。
歯冠補綴用セラミックスの機械的強度向上法の開発

既存のセラミックスシステムを有効に活用でき,かつ歯冠補綴用セラミックスを過酷な口腔内環境で長期間使用するために,その耐久性向上につながる各種セラミックス強化処理法を検討した.本研究では一般工業界で行われている各種セラミックス強化処理法(化学エッチング法,イオン交換法,焼鈍法,火炎研摩法)などを応用し,各種セラミックスシステムの最適な機械的強度向上法の開発を試み,それぞれの特性をより明確にして臨床への適用条件の可否の比較検討を行うことを目的に,本年度は試験片製作と予備実験を行った.2.各種セラミックスの強化処理法を試料に施す検討を行った.本年度は各種強化法を施した試験片の製作法の検討まで行った.次年度では試験片の強度測定結果から各種セラミックス材料の強度向上の可能性を検討する予定である.既存のセラミックスシステムを有効に活用でき,かつ歯冠補綴用セラミックスを過酷な口腔内環境で長期間使用するために,その耐久性向上につながる各種セラミックス強化処理法を検討した.本研究では一般工業界で行われている各種セラミックス強化処理法(化学エッチング法,イオン交換法,焼鈍法,火炎研摩法)などを応用し,各種セラミックスシステムの最適な機械的強度向上法の開発を試み,それぞれの特性をより明確にして臨床への適用条件の可否の比較検討を行うことを目的に,本年度は試験片製作と予備実験を行った.2.各種セラミックスの強化処理法を試料に施す検討を行った.本年度は各種強化法を施した試験片の製作法の検討まで行った.次年度では試験片の強度測定結果から各種セラミックス材料の強度向上の可能性を検討する予定である.
低温・高密度プラズマ中の輸送特性解明に向けた直接AC-DC導電率計測法の開発

低温・高密度プラズマは,固体やプラズマと異なる特性を持つため,その輸送特性の解明が必要不可欠である.本研究課題は,低温・高密度プラズマの特性の一つである電気伝導度に着目し,直流及び可視光領域の交流導電率を定量的に評価するため,定積パルスパワー放電法を用いた導電率の直接計測法の構築を行った.従来の導電率モデルや過去に実施された電気伝導率の結果を比較すると,本装置で得られる直流導電率は銅の場合にはおおよそ一致していたが,金の場合には従来のモデルと異なることが明らかとなった.また,可視光領域の導電率を評価するために,エリプソメトリックな計測システムの構築を行い,低温・高密度プラズマの偏光状態を評価した.固体の性質とプラズマの性質を併せ持った低温・高密度プラズマの一種であるWarm Dense Matterは,木星や土星などの巨大惑星の内部や慣性核融合の燃料標的などで形成される.Warm Dense Matter領域の状態方程式や輸送特性を明らかにする事で,高エネルギー密度現象が寄与する様々な問題を明らかにする事ができる.しかしながら,Warm Dense Matter領域は,\ul{原子が集団としての振る舞う性質(金属的)とプラズマとして振る舞う性質をもつ中間領域の状態であるため,状態方程式や輸送係数を既存のモデルで表現するための実験的データ量も乏しく,定量的に依存性を示すことができる理論モデルを構築する事が困難であった.Warm Dense Matter領域の物理を明らかにするため,申請者らはサファイアキャピラリーを用いたWarm Dense Matterの定積加熱法を提案し,密度-温度を直接計測しながら,直流導電率,自発光反射計測法による誘電応答関数から交流導電率の観測が行えることを実証するため,発光を利用した反射光学系と16chのフォトダイオードを用いた簡易分光システムを組むことで交流導電率を同時に計測できるシステムを構築した.これにより,電子密度及び衝突時間の概算が出来るようになったが,直流導電率が極小となる低温·高密度プラズマの領域では,交流導電率の自由電子近似が出来なくなることが明らかとなった.低温・高密度プラズマは,固体やプラズマと異なる特性を持つため,その輸送特性の解明が必要不可欠である.本研究課題は,低温・高密度プラズマの特性の一つである電気伝導度に着目し,直流及び可視光領域の交流導電率を定量的に評価するため,定積パルスパワー放電法を用いた導電率の直接計測法の構築を行った.従来の導電率モデルや過去に実施された電気伝導率の結果を比較すると,本装置で得られる直流導電率は銅の場合にはおおよそ一致していたが,金の場合には従来のモデルと異なることが明らかとなった.また,可視光領域の導電率を評価するために,エリプソメトリックな計測システムの構築を行い,低温・高密度プラズマの偏光状態を評価した.低温・高密度プラズマ(Warm Dense Matter)の輸送特性を明らかにするためには,輸送特性を支配する高密度プラズマ中の自由電子の定量的な評価法の確立が必要である.プラズマ中の自由電子を定量的に計測するため,パルスパワー放電を用いた定積加熱法により,交流(可視光)-直流導電率の同時計測方法を構築し,低温・高密度プラズマ中での電子衝突時間と有効電荷を同時に計測する手法を確立することが本研究の目的である.これにより,Warm Dense Matterの輸送特性への寄与を定量的に明らかにすることが期待できる.本年度は,直流導電率の計測方法の確立と交流導電率計測方法の確立に向けて実験装置の改良を行った.これによって,銅及び金の直流導電率はこれまでの実験結果を再現することが明らかになったこと,交流導電率計測方法については,自発光分光の実験結果により波長ごとの吸収係数の概算値を計測できるようになった.一方,自発光分光から理論モデルとの比較を行う際にDrudeモデルをベースに検討を進めていたが,Drudeモデルでは記述できない自由電子の影響があることが明らかとなり,現在,他の理論モデル等を参考に有効電荷及び衝突時間の算出を進めているところである.また,本研究に関連して,低温・高密度プラズマ中の輸送特性の一つである熱伝導率の見積もり方法についても開発を行い,磁場閉じ込め核融合プラズマで利用されるタングステンダイバータの熱伝導率が半実験的に求められることが明らかとなった.これらの成果については,日本物理学会,電気学会,核融合科学研究所シンポジウム,Plasma2011,IFSA2011等関連する国内外の学会で発表を行った他,現在3編の論文を投稿中である.直流導電率の計測方法の確立と交流導電率計測方法の確立に向けて実験装置の改良を行った.これによって,銅及び金の直流導電率はこれまでの実験結果を再現することが明らかになったこと,交流導電率計測方法については,自発光分光の実験結果により波長ごとの吸収係数の概算値を計測できるようになった.一方,自発光分光から理論モデルとの比較を行う際にDrudeモデルをベースに検討を進めていたが,Drudeモデルでは記述できない自由電子の影響があることが明らかとなり,現在,他の理論モデル等を参考に有効電荷及び衝突時間の算出を進めているところである.研究費については,昨年度別申請を行った予算により,データログモジュール等の購入ができたため,本予算が予定よりも支出されなかったが,これらは,より精度の高い計測法を実現するために次年度に関連物品を購入する予定である.本研究に関連して,低温・高密度プラズマ中の輸送特性の一つである熱伝導率の見積もり方法についても開発を行い,磁場閉じ込め核融合プラズマで利用されるタングステンダイバータの熱伝導率が半実験的に求められることが明らかとなった.

これは,本手法の妥当性を示すものであり,低温・高密度プラズマ計測において新たな展開を見せる可能性を示唆している.これらの結果について,関連する学会や研究会等で成果発表を行い,また,1編の査読付き投稿論文の受理や,3編の投稿中の論文があることから,本研究はおおむね順調に進展していると考えられる.本年度までに,直流導電率の計測方法の確立と交流導電率計測方法の確立に向けて実験装置の改良を行った.これによって,銅及び金の直流導電率はこれまでの実験結果を再現することが明らかになったこと,交流導電率計測方法については,自発光分光の実験結果により波長ごとの吸収係数の概算値を計測できるようになった.これにより,本手法の確立がほぼ見越せる状況となり,本手法の高精度化を目指す必要がある.現在の実験装置のセットアップでは,電磁波の偏光面等を考慮していないため,これらを考慮した分光エリプソメトリーの様な手法で実験を行い,交流導電率の計測の高精度化を図る必要がある.また,我々の保有しているストリークカメラのタイミングが自爆型ギャップスイッチを利用しているため広範囲の時間領域で計測ができていない.このため,これらを改善し,時間的に十分なスケールで,高精度な分光計測をおこなうことで,本手法の妥当性を明らかにし,各元素ごとの電子軌道の違いが低温・高密度プラズマの輸送特性にどのような影響を与えるのかを明らかにする.今後の研究の推進方策に従い,ストリークカメラのタイミング制御と元素ごとの電子軌道の違いが低温・高密度プラズマの輸送特性にどのような影響を与えるのかを考慮する必要がある.そのため,本年度は実験装置の高精度化を図るため関連光学素子の購入と自爆型ギャップスイッチからトリガ型ギャップスイッチへの移行のための実験準備,また元素ごとの違いを明らかにするための材料購入および,サファイアキャピラリーの購入に次年度の研究費を使用する.また,関連国際学会にて招待講演の依頼があり,本手法について発信するため,国際学会参加旅費を計上する予定である.
水管理の異なる低平地水田地帯が周辺の水質環境に与える影響

近年、農村地帯は社会的動向を背景として、混住化や土地利用状況の変化が進行している。また、水田地帯がもつ多機能の評価や自然環境保全機能等への期待も高い。これらに対応するため、農業水利施設の役割や用・排水の水質、農村地帯が周辺水環境に与える影響等、水に関する総合的な研究が要望されている。従って、従来用水管理が主体であった水管理も、これからは用水、排水、水質を包括したものでなければならない。調査地区である青森県津軽地域の水田地帯は、その歴史的な経緯からそれぞれの地域的特徴を生かした用水管理を行っている。本研究によって以下のことが明らかになった。1、用水管理と排水管理の実態を調査し、用水の地区内依存率や反復利用率等を基にして利水形態の異なる3地区について閉鎖型循環灌漑地区、半開放地区、開放地区と分類した。閉鎖型循環灌漑地区では地区内反復利用率が極めて高く7378%も還元水の再利用を行っている。2、地区内末端の排水路では代かき・田植期に水質濃度が通常の23倍になる。さらに、中干し期や落水期にもやや高くなる傾向を示した。3、流入負荷量と流出負荷量は閉鎖型循環灌漑地区、半開放地区、開放地区の順に大きくなる傾向を示した。水質収支は降雨量によって影響を受けるが、閉鎖型循環灌漑地区は±0の均衡型、掛流しの傾向が強い開放地区は流出負荷量の多い汚濁型に分類される。4、反復利用による水田への肥料成分還元量は用水管理と密接な関係にあり、閉鎖型循環灌概地区では窒素が510kg/10a、リンは0.71.0kg、有機質は2737kg程度還元されている。5、慣行田では代かき・田植期に用水量が最大となるが、不耕起栽培田では移植を容易にするための初期灌水程度(30mm)あれば十分であるため、設計用水量は小さくなる可能性が高い。平成8年度は地区内反復利用率が高い青森県津軽地域の低平地水田地帯を中心に、秋田県大潟村の大区画水田における水管理の実態を調査した。1、津軽地域では、水管理の異なる2地区(平滝地区と五所川原北部)を選定し、代かき前の5月初めから10月末まで調査を行った。記録計の関係で基本的には週1回の調査(降水量、流量、水質)であるが、降雨時には随時現地に出掛け、採水を行った。その結果は以下のとおりである。(1)両地区共に代かき・田植期の必要水量は多いが、容量は規制されているため十分の水量は確保できない。(2)地区内反復利用率(反復利用水量/全排水量)は閉鎖型の平滝地区で76%と高いが、五所川原北部は15%と低く、掛流し的な水管理を行っている。(3)両地区共に代かき・田植期や中干し期、落水期には排水路の水質が悪化しするが、河川に与える単位面積当りの流出負荷量は地区内反復利用率の低い五所川原北部地区の方が大きい。特に、代かき・田植期の流出負荷量が大きい。(4)降雨水質や降雨時の流出負荷量については、さらに調査を行わなければならない。2、秋田県大潟村の大区画水田では慣行田と不耕起栽培田での期別消費水量を中心とした水管理の調査を行った。(1)慣行田では代かき・田植期に用水量が最大となるが、不耕起栽培田では半分以下で流出量も少ない。

(2)不耕起栽培田では6月以後の消費水量が大きく、灌漑期全体では両水田共にほぼ同じ水量を消費する。平成9年度は地区内反復利用率が高い青森県津軽地域の低平地水田地帯を中心に、秋田県大潟村の大区画水田(不耕起栽培と慣行栽培)における水管理の実態を調査した。津軽地域では閉鎖型循環灌漑地区である平滝地区を選定し、代かき前の5月初めから10月末まで調査を行った。記録計の関係で基本的には週1回の調査(降水量、流量、水質)であるが、降雨時には随時現地に出掛け、採水を行った。その結果は以下のとおりである。1、平滝地区は代かき・田植期、中干し後に多くの用水を必要とするが、反復利用をするためのポンプ容量は規制されているため十分の水量は確保できない。2、地区内からの反復利用量は全用水量の71%、全排水量の75%となっており、400ha規模の水田地帯では全国的にも極めて高い再利用率である。3、代かき・田植期や中干し期に排水路の水質は悪化するが、地区内反復利用率の高い平滝地区は地区外への排水量が小さいために、掛流し水田地帯に比べると排水河川に与える負荷量が少ない。4、降雨水質や降雨時の流出負荷量については、さらに調査を行わなければならない。5、秋田県大潟村の大区画水田における慣行田では代かき・田植期に用水量が最大となるが、不耕起栽培田では半分以下で流出量も少ない。6、不耕起栽培田では6月以降の消費水量が大きく、灌漑期全体では慣行田に比較するとやや不耕起栽培田の方が大きい値となるが、ほぼ平均化されているため灌漑施設の規模を縮小できるもの考える。平成10年度は地区内反復利用率が高い青森県西津軽地域の低平地水田地帯(木造町平滝地区)と北津軽都金木町にある弘前大学農学生命科学部の実験圃場(不耕起栽培田と慣行田)における水管理の実態を調査した。定期調査は週一回、代かき前の4月下旬から11月上旬まで行ったが、降雨時には随時現地へ出掛け流量観測と採水を行った。1、平成10年度の灌漑期は平年と比べ、降雨量が約40%も多かったため、用水の不足は見られなかった。2、平滝地区では地区内からの反復利用量は全用水量の75%、全排水量の65%となっており、降雨量は平年以下の年に比較するとやや低い値を示したが、400ha規模の水田地帯としては全国的にも極めて高い用水に再利用率である。3、代かき・田植期や中干し期、落水期には排水路の水質が悪化するが、地区外への排水量が少ないため、.流出負荷量が小さい。4、反復利用による水田地帯への還元量(平成10年)は窒素で7.6kg/10a、リン0.87kg/10a、有機物質は29.3kg/10aとなり、窒素の還元量は必要施肥量に匹敵する。5、慣行田では代かき・田植期に用水量が最大となるが、不耕起栽培田では移植を容易にするための初期灌水程度(30mm)あれば十分である。中干し前の集中調査で、不耕起田の一筆蒸発散浸透量は平均5.9mm/d、慣行田では平均4.5mm/dで計画用水量30%程度である
CD36の細胞内シグナル伝達機構の解明-新たな動脈硬化治療のターゲットとして-

スカベンジャー受容体クラスBに属するCd36は、分子量約88キロダルトンの膜2回貫通型糖タンパクで、酸化LDLや長鎖脂肪酸などをそのリガンドとする。我々は、ヒトCD36欠損症を発見しその病態を明らかにしてきた。本研究では、以下の結果を得た。1)正常者由来マクロファージでは、酸化LDL添加によってIL-1bやTNF-aなどの炎症性サイトカインの分泌が増加するが、CD36欠損症マクロファージでは、その反応が欠損していた。これは、核内転写因子であるNF-kBを介したものであることを明らかにした。2)CD36とInducible NOSの関連について以下の検討を行った。正常者マクロファージにおいては、IFNγ,LPS刺激によりInducible NOSの増加が生じるが、これがCD36の主要なリガンドの一つである酸化LDLによって抑制された。一方、CD36欠損症患者由来マクロファージでは、この酸化LDLによる抑制が生じないことを見出した。3)我々は、最近CD36欠損症がインスリン抵抗性(Lancet. 2001)、長鎖脂肪酸代謝障害(J Nucl Med. 2000)を有することを発見、報告した。本症8例について検討した結果、中高年の5例においては、空腹時におけるアポB48濃度の増加、脂肪,負荷試験においてピークの高値、遷延を認めた。一方、若年の2例においては、インスリン抵抗性は認めるもののアポB48の濃度は対象と差を認めなかった。以上より、CD36は、粥状動脈硬化発症において重要な役割を果たしていると考えられる。正常者マクロファージにおいては、IFN_γ,LPS刺激によりInducible NOSの増加が生じるが、これがCD36の主要なリガンドの一つである酸化LDLによって抑制される。この変化は本症における動脈硬化発症に関与していると考えられる(平成15年度、日本循環器学会にて報告。投稿準備中)。また、CD36ノックアウトマウスのラインを確立した。今後、本動物を用いて、CD36欠損における血管内皮機能に与える影響について検討する。CD36は、酸化LDLの主要な受容体のひとつであり、ヒト粥状動脈硬化巣、特にそのコアにおいて豊富な発現が認められる。我々は、Cd36欠損症を世界に先駆けて発見し、その病態について検討してきている。そして、最近我々は、Cd36欠損症患者由来マクロファージを用いて、CD36がNF-kB, PPARgなど核内受容体を介して種々のサイトカイン分泌を制御していること、コラーゲン培養皿に対する接着能が低下していることなどを報告した。また、CD36欠損症では、高脂血症、インスリン抵抗性、高血圧などを合併することも明らかとなってきた。昨年度は、CD36とInducible NOSの関連についてCD36欠損症患者由来マクロファージを用いて検討したところ、正常者では生じる酸化LDLによるInducible NOS発現抑制効果が、欠損症患者マクロファージでは生じないことを見いだした。本年度は、確立したCD36ノックアウトマウスの腹腔マクロファージを用いて検討したところ同様の結果を得、当初の研究課題の目的を達成した。さらに、現在、患者マクロファージおよびノックアウトマウスマクロファージを用いて、酸化LDL添加前後における遺伝子発現変化についてマイクロアレイを用いた網羅的な検討を行っている。
有機へテロ接合界面で生じる電荷移動現象と機能性

本研究は,原油廃棄物や大量の合成法が確立している安価な分子結晶の表面を希少元素の代替とする可能性を模索する.これまでの単結晶を用いた模擬的な実験により,異なる分子の結晶を物理的に接触させた界面には,伝導や磁性の源となるスピンが生じていることを明らかにした.本研究ではこのスピンをさらに効率的に発生させる条件,ならびにスピンが動く条件を詳細な実験により明らかにし,有機結晶の表面に磁性機能,透明電極,メモリー等の機能を付与することを目的としている.本研究は,原油廃棄物や大量の合成法が確立している安価な分子結晶の表面を希少元素の代替とする可能性を模索する.これまでの単結晶を用いた模擬的な実験により,異なる分子の結晶を物理的に接触させた界面には,伝導や磁性の源となるスピンが生じていることを明らかにした.本研究ではこのスピンをさらに効率的に発生させる条件,ならびにスピンが動く条件を詳細な実験により明らかにし,有機結晶の表面に磁性機能,透明電極,メモリー等の機能を付与することを目的としている.
新規膵炎関連TRPチャンネル遺伝子の機能解明による治療開発基盤の構築

遺伝的素因が発症に関わる膵炎の中には、原因遺伝子の同定がなされていないものが一定数存在している。我々が若年発症慢性膵炎患者で世界に先駆けて発見したtransient receptor potential (TRP)チャンネル遺伝子変異はイオンチャンネル機能の変化を来すが、本遺伝子とトリプシン活性の関連等は知られておらず膵炎発症メカニズムは未解明である。本研究では膵特異的TRPチャンネルノックアウトマウスの作成により膵炎発症機序の解明を進め、創薬につながるチャンネル機能正常化薬のスクリーニング基盤を構築する。以上の解析により、新たな膵炎発症機序解明による治療・創薬ターゲット同定を目指す。
新規有機触媒／遷移金属触媒によるアルコールのsp3 CーH結合活性化反応

本研究では、新規設計した有機触媒と金属触媒の2つの触媒を協同的に作用させることで、自然界に普遍的に存在するアルコールの不活性な炭素ー水素結合を高効率的かつ高選択的に炭素ー炭素結合、炭素ー窒素結合、炭素ーハロゲン結合などに変換する反応を実現させる。本研究によって、全く新しいタイプのアルコールの直接的分子変換反応が達成でき、有機合成化学に対して強力な合成ツールを提供できると考えられる。
ブドウ球菌属に於ける遺伝子水平伝播機構の解析

遺伝子解析やゲノム解析により、黄色ブドウ球菌は過去に大規模な染色体の組み換えを起こしていたことが示唆された。さらに、ブドウ球菌属では複製開始点の下流に存在する菌種間で相同性がほとんどみられない領域oriC environが存在する。この領域にブドウ球菌属間で相同性が見られないということは、ブドウ球菌属以外から外来性遺伝子を獲得しこの領域に溜め込んできたのだと推測される。過去に我々は、臨床分離多剤耐性ブドウ球菌であるStaphylococcus haemolyticus JCSC1435株を継代培養すると、高頻度でoriC environの一部(80-430kbp)が脱落した変異株が得られる事を報告した。さらに、薬剤感受性化した他のJCSC1435変異株を調べたところ、oriC environ内に存在する2コピーの挿入配列に挟まれた領域が欠失し、この2つの挿入配列と複製開始点を挟んで反対側の染色体領域とで逆位が起こっていた。この結果を2007年4月にJournal of Bacteriology誌上で発表した。これらoriC environ内で起こったゲノムの再構成がブドウ球菌に及ぼす影響を調べた。アミノ酸や糖の代謝が変化しており、ゲノムが脱落した部位に含まれる遺伝子が生化学的性状の変化に関与している事が強く示唆された。また、JCSC1435株はLB培地中にマンノースを添加すると濃度依存的に増殖が阻害される。JCSC1435株はマンノース特異的糖取り込み機構(PTS)を持っておらず、さらに、S.aureus N315株のPTSを欠落させるとマンノースによる増殖阻害が見られた。このことよりJCSC1435株が進化の過程でマンノース特異的PTSを欠失したために、マンノースの代謝に障害をきたしているのだと推測される。このことは、第52回日本ブドウ球菌研究会で報告した。遺伝子解析やゲノム解析により、黄色ブドウ球菌は過去に大規模な染色体の組み換えを起こしていることが判明した。この大規模な組み換えの詳細を明らかにすることが、今回の研究の目的の一つである。コアグラーゼ陰性ブドウ球菌であるStaphylococcus haemolyticus JCSC1435株のゲノム解析により、その染色体上に82個の挿入配列(IS)が存在することが明らかになり、そのうち60個が機能していると推測された。ゲノム上にISを多く有するほどゲノムの再編成が起こりやすいと言われている。ゲノム配列が報告されているブドウ球菌属の中でS.haemolyticusが一番多くのISを持つ。このISがS.haemolyticusの染色体にどのような影響を及ぼすかを調べた。S.haemolyticusJCSC1435を継代培養後、テイコプラニンあるいはセフチゾキシム10mg/Lで生育しない変異株をレプリカ法により選択した。染色体の変化を見るためにパルスフィールド電気泳動を行った。さらにPCR、サザンブロットハイブリダイゼーションにより変化領域を特定し、その部位の塩基配列を決定した。得られた変異株のうち代表株12株のPFGEを行ったところ、染色体の80kbpから430kbpほどの領域が脱落していることが推測された。このうち3株が複製開始点を挟んだ2つの領域で変化がみられた。変化領域を特定したところ、2つのISSha1に挟まれた領域(266-320kbp)が欠失し、この2つのISと複製開始点を挟んで反対側の染色体領域とで逆位(455-535kbp)が起こっていた。その2つのISの隣には8bpのtarget duplicationが存在するため、この変異はISSha1の転移酵素により引き起こされていると推測された。

このことよりJCSC1435株が進化の過程でマンノース特異的PTSを欠失したために、マンノースの代謝に障害をきたしているのだと推測される。このことは、第52回日本ブドウ球菌研究会で報告した。
立体構造解析に基づくPDK4阻害剤の改良とその心不全治療応用

PDK4阻害薬を改良するには、その化合物がPDK4蛋白質にどのように結合するか、という情報をX線結晶構造解析という方法で得ることが重要である。無細胞蛋白質合成法を用いることにより、結晶化実験に適したPDK4蛋白質を大量に調製することに成功した。反応性官能基を持つ人工的なアミノ酸をPDK4蛋白質の指定した位置に導入し、クリックケミストリー法により化合物と共有結合させる新技術を開発した。さらに、心不全モデルマウスを用いて、2種類の新規PDK4阻害薬が心不全治療に有用なことを見い出した。PDK4と化合物の複合体結晶を得るため、まずバキュロウイルス昆虫細胞系で調製したPDK4とATPを混合しHangingdrop蒸気拡散法により結晶化を行なった。これにより得られたPDK4とATPとの共結晶に、各種の化合物(DADA+グルコン酸、複数のKIS化合物)をソークした。大型放射光施設にてX線回折データセットを収集、解析を行いモデルを構築したが、本条件においては、ソークした化合物によるATPの置換は十分には行えていないと考えられた。今後、化合物の占有率を上げられる条件最適化を行なう。このATPの置換によるソーキング法での実験と並行して、以下の実験を行った。まず、バキュロウイルス昆虫細胞系で調製したPDK4とATPとを共結晶化せず、複数のKIS化合物との共結晶化を行なったが、検討した条件では結晶は得られなかった。そこで、更に広い結晶化条件検討を行なうために必要となる、PDK4の発現コンストラクトの改良、大腸菌無細胞タンパク質合成法によるPDK4の調製、精製条件等の探索を行なった。今後、PDK4の活性化型、不活性化型を制御する部位の有無によるコンストラクトも検討し、結晶化を進める予定である。タンパク質-化合物複合体結晶構造解析のため、新たな技術を用いた検討も行なった。反応性官能基を持つ非天然型アミノ酸をPDK4に部位特異的に導入し、化合物とクロスリンク、共結晶化を行なうものであるが、導入する非天然型アミノ酸の種類、導入するPDK4の部位の検討が完了した。今後、PDK4と化合物とのクロスリンク、結晶化を行う予定である。循環器内科学
地域看護職者による高齢者全数の予防訪問の実施方法と効果

高齢者全数を視野に入れた地域看護職者による予防訪問の実施方法と効果を明らかにするため、75歳以上317名を対象に、予防訪問を、2012年度をベースラインとして年1回、2014年度まで3回行った。3回とも予防訪問を実施した150名を対象に分析した結果、定期的に歯科受診をしている高齢者が増加し、口腔ケアの改善割合が高かった。家族や友人などや地域の機関や人に相談する割合が増加した。運動機能の改善割合も高かった。予防訪問後の高齢者の意識では、「健康に関する情報を得た」などが把握できた。介護予防が必要な高齢者を早期に把握し、介入するアウトリーチ型の予防訪問は、実践的で効果的な介護予防活動につながった。早期に介護予防の支援が必要な高齢者を把握し対応するための方法として、アウトリーチ型の高齢者全数への予防訪問が有用である。しかし、その実施方法と高齢者の心身面、生活面や対費用効果の経済面を含めた総合的な効果は十分に明らかにされていない。そこで、地域看護職者による高齢者全数を目指した予防訪問の実施方法と効果を明らかにする研究を実施した。1.わが国における高齢者全数を目指した予防訪問を実施している、北海道、東北、関東甲信越、九州の6自治体の地域特性と構造(人口、高齢者人口、保健師、看護師数など)と予防訪問の実施体制を、行政の保健福祉担当者、保健師への聞き取り調査により明らかにした。さらに高齢者全数を目指した予防訪問の実施方法(対象年齢、対象者への訪問の連絡方法、訪問回数など)を明らかにした。2.高齢者への予防訪問の先進国の北欧のデンマーク、スウェーデン、フィンランドの実施体制と特に保健医療福祉の経済効果も含めた評価方法を、保健福祉担当者と地域看護職者への聞き取り調査により把握し、わが国の効果効率的な予防訪問の実施方法と評価方法を明らかにした。3.わが国の高齢者全数を目指した予防訪問を実施した高齢者の満足度、心身の健康状態、生活状態、介護施設入所率、入院率、医療費、介護費、当地域の活性化などの評価指標を検討し、効果評価に着手した。以上のことから、わが国の高齢者全数を目指した予防訪問の実施方法の自治体による特徴と効果評価方法が明らかにできた。I.A町75歳以上317名を対象に第1回目の予防訪問を行い、204名から回答を得た。高齢者の平均年齢は81.6歳であった。過去1年以内に38.2%が転倒の経験を有していた。転倒に対する不安では、77.5%が大きいとしていた。特に転倒あり群では転倒の不安がある者及び二次予防該当者が9割を超えていた。また、認知項目で予防が必要な者は転倒あり群が高かった。さらに転倒あり群では、主観的な健康状態が有意に低いことが明らかになり、転倒予防を重視した個別指導と啓発活動を推進する必要性が示唆された。同時に予防訪問において、介護予防の該当率が高い口腔機能向上と認知症予防への啓発活動を推進していく目標も見出された。II.1回目の予防訪問実施群に、1年後に2回目予防訪問を実施した。高齢者の日常生活自立度と予防訪問実施後の状況との関連では、自立している割合は減少しており,隣近所へ外出している割合は増加していた。何らかの認知症状を有するが日常生活は家庭内及び社会的にほぼ自立している割合は減少していた。関係機関へ健康等について相談している割合は増加していた。介護予防事業の利用割合は増加していた。過去に転倒経験のある者は、再度、転倒経験を起こす可能性が高い事が推測された。口腔の項目における改善割合が17.9%で最も高かったが、悪化した者も16.8%いた。認知機能における悪化割合が21.2%と最も高く、転倒予防、口腔機能改善に加えて、認知症予防も重視していく必要があると考えられる。75歳以上の高齢者の場合、年齢とともに自立度が低下するのはある程度やむを得ない場合もあるが、早期に相談するようになった、健康の維持や介護予防を目指したサービスにつながったことは予防訪問の一つの効果と考える。健康増進や介護予防が必要な高齢者を早期に把握し対応するために高齢者への予防訪問が有用であると考えられる。しかし、その実施方法と高齢者の心身面、生活面を含めた総合的な効果は十分に明らかにされていない。そこで、高齢者全数への予防訪問の実施方法と総合的効果を明らかにすることを目的に、A町B地区75歳以上の高齢者を対象に看護職者による初回の予防訪問を行った。

予防訪問を行った高齢者204人の平均年年齢は、81.6歳であり、男女で年齢に有意な差はみられなかった。家族構成は51名(25%)の人が一人暮らしであった。障害高齢者の日常生活自立度は、自立が91人(44.6%)、認知症なしは、156人(76.5%)であった。基本チェックリストによる二次予防該当者は、146名(71.6%)であり、女性のほうが男性より有意に多かった。予防事業の内訳では、「運動器の機能向上」が122人(59.8%)と最も多く、次いで「認知症予防・支援」81人(39.7%)、「口腔機能の向上」78人(38.2%)の順だった。過去1年以内の転倒の経験は、全体では78人(38.2%)が転倒の経験を有していた。転倒に対する不安は158人(77.5%)にあり、過去1年以内に転倒経験がある人は、転倒の不安が有意に多かった。継続訪問が必要な高齢者は12人であり、継続支援ができた。訪問時の実施内容は、すべてに実施した健康と生活に関するアセスメントの他、通院状況の確認と指導」73.5%、「服薬の状況確認と指導」69.6%、「本人の訴えの傾聴」65.7%、「介護予防教室の参加勧奨、パンフレットの配布」42.7%、「保健事業に関する説明・情報提供」が27.5%の順に多かった。看護職者は、高齢者とコミュニケーションをとり、本人の話を傾聴し、心身の健康と生活の把握、ニーズ把握、保健指導、各種事業や支援に繋ぐ役割を果たしていた。高齢者の予防訪問の実施方法と効果を明らかにするため、75歳以上317名を対象に平成24年度をベースラインとした第1回目の予防訪問を行い、1年後に2回目、2年後に3回目の訪問を行った。第1回第3回まで、3回とも予防訪問を実施できた150名を分析した。性別は男性46名、女性104名であった。予防訪問を通して良い変化がみられた内容は、歯科受診者の増加があった。基本チェックリストにおける口腔ケアの改善割合も比較的高かった。訪問により口腔ケアに関する啓発活動を重視したかかわりを行うことにより、口腔ケアに関する意識づけができたと考える。家族や友人知人などに相談する人、地域の機関等に相談する人の割合が増えていた。また、気晴らしに付き合ってくれる人の増加、若い人に自分から話しかける人の増加など、予防訪問により人とのつながり、コミュニケーションの増加の効果があったと考えられる。過去1年間の転倒経験者の割合は30%台を維持しており、減少はしなかった。転倒不安に対しては、80%弱の人が3回目でも不安があると回答しており引き続き介入が必要な内容と考えられる。ADL、IADLは経年変化とともに悪化している項目が多かったが、基本チェックリストでは運動機能の改善割合が高くなっていた。予防訪問により、介護予防が必要な人を早期に発見し、介入につなげたことが運動機能の改善に至る可能性も示唆され、今後も重要である。予防訪問後の高齢者の意識では、予防訪問により「健康に関する情報を得た」「心配事が解消した」「自分の体調の変化に気づいた」などが把握できた。保健医療福祉の専門家と対面により直接かかわりを持ち、健康に対して考える機会をもつことは、本人の健康生活にとって有意義であると考えられる。アウトリーチの訪問のため、健康や介護に関する課題があっても潜在化する可能性のある高齢者にも関わり、支援を行うことが可能になる。26年度が最終年度であるため、記入しない。地域保健看護学26年度が最終年度であるため、記入しない。
膀胱内環境に生じるがん幹細胞シグナル異常の解明と膀胱癌診断マーカーの開発

膀胱癌患者、膀胱癌切除後患者、健常者の尿を対象とした網羅的DNAメチル化解析の結果、これら3群のDNAメチル化異常は癌幹細胞シグナル伝達経路である可能性が示唆された。エピジェネティクス制御剤を用いた検証では、癌幹細胞経路は悪性度と相関したが、尿中には反映されなかった。上記3群を分ける遺伝子群のメチル化異常を指標とすると、尿から感度87.59%、特異度78.96%の精度で膀胱癌診断が可能であった。膀胱癌細胞株T24(高悪性癌)、J112(低悪性癌)、UMUC3(上皮間葉転換膀胱癌)および、尿路上皮細胞株HB/EpCを用いて、各細胞株におけるOCT4/SOX2シグナル経路に位置する遺伝子群の遺伝子発現と、エピジェネテイクス制御の関係を検討した。HB/EpCと比較し、膀胱癌細胞株で発現の上昇を認めた遺伝子はPHC3、FOXA2、LRH1、SF1であった。一方、IGF2BP、BRCA1、FoxD3は発現が低下していた。これらの遺伝子のうち、DNAメチル化頻度と遺伝子発現が一致した遺伝子はFoxD3とBRCA1であった。とくに膀胱癌細胞においてはBRCA1のH3K9m3の頻度が高く、エピジェネティクスによる遺伝子発現がもっとも顕著である結果となった。また膀胱癌細胞株での比較では、BRCA1の発現がT24でもっとも低く、FoxD3の発現はUMUC3で高かった。これらの遺伝子発現はDNAメチル化頻度と相関した。5'Aza処理により膀胱癌細胞におけるBRCA1の発現は上昇したが、増殖能に変化は見られなかった。また、siRNAを用いたFoxD3のノックダウン処理でも、3種類の膀胱癌細胞の増殖能に変化は見られなかった。これらの結果から、OCT4/SOX2シグナル経路上の遺伝子発現と、エピジェネティクス異常は膀胱癌の悪性度を示す指標となり得ることが示唆されたが、これらの遺伝子は治療標的分子となり得る可能性は低いと考えられる。前年度、in vitroで検討したFoxD3,BRCA1とがん幹細胞マーカーであるOCT3/4、SOX2のDNAメチル化レベルを臨床試料で検討した。1)正常尿路上皮組織と膀胱癌組織から抽出したDNAを用いて上記遺伝子のDNAメチル化レベルを検討した。正常尿路上皮と比較し、膀胱癌組織ではFoxD3、OCT3/4,BRCA1のDNAメチル化レベルは有意に低かった。一方SOX2のDNAメチル化レベルは膀胱癌組織で有意に高かった。2)同様の検討を担癌患者尿と健常者尿を対象として行った。FoxD3、BRCA1のDNAメチル化レベルは担癌患者尿で有意に低い結果となった。一方、SOX2、OCT3/4のDNAメチル化レベルは両群間で有意差を認めなかった。3)先行研究として、膀胱癌術後の経日的尿を用いてSOX2のDNAメチル化レベルと再発の有無を比較検討した。対象症例は20例で、観察期間中に再発を認めた症例を2例であった。このうち、1例では再発確認より3ヶ月前からSOX2のDNAメチル化レベルが上昇した。これらの結果より、FoxD3、BRCA1のDNAメチル化異常は膀胱癌特異的に生じ、尿中剥離細胞にも反映されることが示唆された。一方、正常尿路上皮と膀胱癌組織ではDNAメチル化異常に有意差を認めたがん幹細胞マーカー遺伝子は尿中薄利細胞では有意差を認めず、この結果は尿中剥離細胞には正常幹細胞の混入が多い、あるいは癌細胞の絶対数が少ない可能性が示唆された。がん幹細胞のDNAメチル化異常が尿中剥離細胞にも反映される結果が得られた。これまで、FoxD3、BRCA1とがん幹細胞マーカーであるOCT3/4、SOX2のDNAメチル化レベルが膀胱癌組織と担癌患者尿で有意に変化することを確認した。すなわち、膀胱癌組織と正常尿路上皮、あるいは担癌患者尿と健常者尿の尿中剥離細胞での比較では、それぞれ前者でFoxD3、BRCA1のDNAメチル化レベルが有意に低下する。本年度は膀胱癌術後症例の経日的尿45症例を対象として同様の解析を行った。45症例中3例に再発を認め、このうち2例では術後正常化したFoxD3、BRCA1のメチル化レベルが、膀胱鏡による再発確認より以前に再度が低下した。一方、再発を認めなかった42症例では両遺伝子のメチル化レベルは変化しなかった。また同試料を用いた尿細胞診の結果は2例とも陰性であり、DNAメチル化レベルの変化は従来の診断的手法より早期に検出可能であることが示唆された。しかしながら、膀胱癌組織でメチル化レベルが上昇したSOX2と、低下したOCT3/4のメチル化レベルは尿中剥離細胞には反映されなかった為、当初予定した5種類のマーカーを再度選出する必要がある。尿中剥離細胞を対象としたDNAメチル化プロファイルのデータから再度標的遺伝子を選出し、組織、尿試料を用いて同様の検証研究を継続する。また再発症例の試料採取も継続して行う。解析対象となる尿試料数不足、マーカーとなる標的遺伝子の再選出が必要である為。今年度は尿試料におけるDNAメチル化プロファイリング解析の結果から再度候補遺伝子を選出した。

プロファイリングに含まれる尿試料は膀胱癌患者尿(T)、膀胱癌切除後患者尿(F)、健常者尿(N)であり、T vs. FN、T vs. N、T vs. F、F vs. Nの4群間の有意差検定から、すべての群間比較で有意差を認めた候補遺伝子(高メチル化29遺伝子、低メチル化25遺伝子)を選出した。高メチル化29遺伝子はT vs. Nで、低メチル化25遺伝子ではF vs. Nで有意差が顕著であった。これらの遺伝子群から4群間で極めて有意であったOSBPL5、ZIC4、PCDHA2 (高メチル化)および、CEACAM5、PTPRN2 (低メチル化)を最終候補遺伝子として選出した。検証研究はプロファイリングと異なる239例の尿試料(T: 65、F: 134、N: 40)を用いた。T vs. NFの群間比較では各遺伝子における感度、特異度(%)はOSBPL5 (86.78/ 80.51)、ZIC4 (91.38/ 75.0)、PCDHA2 (91.47/57.8)、CEACAM5 (81.59/55.46)、PTPRN2 (80.73/73.4)であった。これらの遺伝子に3個以上DNAメチル化異常を認めた症例を陽性とすると、感度87.59%、特異度78.96%の精度で尿試料から癌診断が可能であった。また、膀胱癌切除後患者尿は同一患者の経日的尿を含んであり、観察期間内に9例の再発を認めた。このうち6例では膀胱鏡と尿細胞診で再発無しと判定された尿試料から上記3個以上のDNAメチル化異常が検出可能であり、これらのDNAメチル化異常は予後予測マーカーとしても有用である可能性が示唆された。膀胱癌患者、膀胱癌切除後患者、健常者の尿を対象とした網羅的DNAメチル化解析の結果、これら3群のDNAメチル化異常は癌幹細胞シグナル伝達経路である可能性が示唆された。エピジェネティクス制御剤を用いた検証では、癌幹細胞経路は悪性度と相関したが、尿中には反映されなかった。上記3群を分ける遺伝子群のメチル化異常を指標とすると、尿から感度87.59%、特異度78.96%の精度で膀胱癌診断が可能であった。研究計画に記載した平成26年度分の研究は概ね達成した。本研究は尿に暴露された膀胱内環境での発癌に関与する遺伝子の同定と診断マーカーの作成が目的であり、検討した遺伝子群の発現、エピジェネティクスは正常尿路上皮細胞と膀胱癌細胞で異なり、また悪性度の異なる膀胱癌間でも異なっていた。したがってこれらの遺伝子は診断、予後予測の指標になり得る。膀胱癌術後の経日的患者尿の解析を中心に行い、尿細胞診では捉えられない悪性細胞の有無をDNAメチル化異常で検出することを目標とする。尿試料を対象としたDNAメチル化プロファイルのデータより新たな標的遺伝子を選出する。また解析対象試料を継続して収集する。膀胱癌臨床試料を用いた後ろ向き、および前向き研究で、これらの遺伝子、エピジェネティクス異常を対象とした診断と予後の検証研究を引き続き行っていく。in vivoで、発癌とがん幹細胞のエピジェネティクス遺伝子発現機構の解析を行う。解析対象となる試料数不足平成26年度は細胞株を対象とした研究が主であり、微量サンプルのDNA濃度測定が不必要であったため、備品に計上した分光高度計は購入しなかった。実験動物、試薬、機器に使用する。同様の解析を行う。臨床試料を用いた検証研究では多数の微量DNA濃度測定が必要となるため、平成27年度以降に購入予定である。
新規内在性カンナビノイド受容体リガンドとしての2-アラキドノイルグリセロール

我々は、内在性カンナビノイドレセプターリガンドである2-アラキドノイルグリセロールが、カンナビノイドCB1レセプター依存性機構により、培養神経系細胞であるNG108-15細胞において、速い一過性の細胞内遊離Ca^<2+>濃度上昇をもたらすことを見いだした。次いで我々は本化合物の構造類縁体を24個合成し、それらの上記活性を同様に測定したところ、2-アラキドノイルグリセロールが最も生理活性が強いことが分かった。即ち、その活性は0.3nMで認められ、最大活性は他のすべての類縁化合物よりも強かった。合成カンナビノイド受容体アゴニストであるHU-210やCP55940でも0.3nMという低い濃度で同様の活性が見いだされたが、最大活性は2-アラキドノイルグリセロールのものよりも低いものであった。もう一つの内在性カンナビノイドレセプターリガンドとして知られる化合物であるアナンダミドも、この活性測定システムでは部分アゴニストとしてしか働かなかった。また、遊離アラキドン酸にはこれらの活性は認められなかった。更に、代謝的に不活性な2-アラキドノイルグリセロールのエーテル型化合物にも、活性それ自体は低いものの、アゴニストとしての活性が認められた。また、様々なカンナビノイド受容体アゴニストで細胞を前処理すると2-アラキドノイルグリセロールの反応が消失した。以上のような結果は、本来のカンナビノイドCB1受容体リガンドは2-アラキドノイルグリセロールであり、このカンナビノイドCB1受容体リガンドが生体内でのもともと存在する内在性リガンドであることを強く示唆するものである。次に2-アラキドノイルグリセロールの生合成機構について検討を行い、本化合物はラット脳ホモジェネートにおいてホスファチジールイノシトールから主に生成されることを明らかにした。