hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
活性アレン種を潜在的に有する新規なシステインプロテアーゼ阻害剤の合成開発

筆者らは、SH基に高化学選択的に反応性を示す官能基に関する多数の整理された情報とプロキラルなマロン酸ジエステル体の酵素加水分解及びプロキラルなマロン酸誘導体の微生物による脱炭酸反応に関する知見を基盤として、生体系で酵素反応あるいは非酵素的反応によって活性アレニルエステル体に変換されることが期待される新規化合物、各種ジエチルα-アルキニルマロネート(DAM)体をデザイン合成した。各種DAM誘導体をフラスコ中での生体模擬反応に付したところ期待通りDAMは加水分解・脱炭酸反応により共役アレニルエステル体に変換されSH化合物とのみ化学選択的に反応することが明らかとなった。これらDAM誘導体は徳島文理大健康科学研究所の勝沼教授グループによりカテプシンB及びLの酵素加水分解(in vitro)をテストしていただいたところ、10^<-4>-10^<-5>M濃度で99-70%の阻害活性を示した。次いで、カテプシンBの活性中心ドメインを認識するジペプチドを結合したL-Ile-L-Pro-DAMを合成し酵素阻害活性試験(in vitro)に付したところ、期待通りカテプシンBに対して10^<-6>-10^<-7>M濃度で90-46%の阻害活性を示すことが判明した。このL-Ile-L-Pro-DAMの生体模擬反応から示唆を得てその1N KOH処理にて誘導したL-Ile-L-Pro-Pyrrolin-2-oneは10^<-7>M濃度で特異的にカテプシンBの酵素加水分解反応を阻害(91%)した。同様に、カテプシンLの活性中心を認識すると考えられるアミド体を結合したL-Phe-NHBzl-DAM及びL-Phe-NHBzl-Pyrrolin-2-oneは10^<-6>-10^<-7>M濃度でカテプシンLの酵素反応を68-60%で阻害することが明らかとなった。カテプシンLが骨粗鬆症に関与していることが明らかにされていることから、現在、10^<-8>-10^<-9>M濃度で特異的にカテプシンLの酵素反応を阻害する新規化合物(特に認識部位)のデザイン合成開発を検討している。新規なシステインプロテアーゼ阻害剤として独自に合成開発したジエチルα-アシルアミノ-α-アルキニルマロネート(DAAM)をリ-ド化合物とし、特異的酵素認識能を与えることによる酵素阻害活性の向上を目的とした新規誘導体の合成ならびに酵素阻害実験を実施した。すなわち、ケトマロン酸ジエチルとN-アシルトリフェニルホスフィンイミンとのアザウィッティに反応で得られるイミノマロネートヒ各種リチウムアセチリドを反応させエチニル体を合成し、L-Arg-L-Arg、L-Phe-L-Arg、L-Arg等をC末端側での結合により側鎖として導入した。しかしながら、これらの化合物はDAAMと比較してカテプシンBおよびLに対する酵素阻害活性の顕著な増強傾向を示さなかった。そこで、ケトマロン酸ジエチルとリチウムアセチリドとの反応によりエチニル体を合成し、DAAMのアシルアミノ基の代わりにOH基やOAc基を有し、酵素認識部位としてL-Ile-L-Pro-OH(-O^tBu)をN末端側で結合した新規誘導体を分子設計して合成に成功した。

得られた化合物のカテプシンBおよびLに対する酵素阻害活性をZ-L-Phe-L-Arg-MCAを基質として検討した結果、OH基を有する化合物は10^<-7>MにおいてカテプシンBを有意に阻害した。これはジペプチド構造が酵素認識部位として機能することを示唆している。また、^tBuエステル体のカテプシンB阻害活性はカルボキシル体に比べて若干低下しているものの、カテプシンLに対しては全く阻害活性を示さないことからカテプシンB特異的な阻害剤として注目に値する。また、酵素阻害の発現機構を解明するためエタンチオールを用いた生体模倣反応を実施し、種々のチオール付加体を得た。この結果から、酵素の失活はSH基のMichael型付加反応に起因すると考えられる。平成6年度にデザイン合成した各種ジエチルα-アルキニルマロネート(DAM)体をフラスコ中での生体模擬反応に付したところ期待通りDAMは加水分解・脱炭酸反応により共役アレニルエステル体に変換されSH化合物とのみ化学選択的に反応することが明らかとなった。これらDAM誘導体は徳島文理大健康科学研究所の勝沼教授グループによりカテプシンB及びLの酵素加水分解(in vitro)をテストしていただいたところ、10^<-4>-10^<-5>M濃度で99-70%の阻害活性を示した。次いで、カテプシンBの活性中心ドメインを認識するジペプチドを結合したL-lle-L-Pro-DAMを合成し酵素阻害活性試験(in vitro)に付したところ、期待通りカテプシンBに対して10^<-6>-10^<-7>M濃度で90-46%の阻害活性を示すことが判明した。このL-lle-L-Pro-DAMの生体模擬反応から示唆を得てその1N KOH処理にて誘導したL-lle-L-Pro-Pyrrolin-2-oneは10^<-7>M濃度で特異的にカテプシンBの酵素加水分解反応を阻害(91%)した。同様に、カテプシンLの活性中心を認識すると考えられるアミド体を結合したL-Phe-NHBzl-DAM及びL-Phe-NHBzl-Pyrrolin-2-oneは10^<-6>-10^<-7>M濃度でカテプシンLの酵素反応を68-60%で阻害することが明らかとなった。カテプシンLが骨粗鬆症に関与していることが明らかにされていることから、現在、10^<-8>-10^<-9>M濃度で特異的にカテプシンLの酵素反応を阻害する新規化合物(特に認識部位)のデザイン合成開発を検討している。
ヘルペス科ウイルス感染時のケモカインならびにサイトカイン発現に関する研究

口腔組織細胞におけるウイルスの増殖能とウイルスに対する防御機構を知るために、感染初期のケモカインの作用について調べることを目的とした。ヒト歯肉由来の線維芽細胞KDcellならびにヒト歯肉上皮由来細胞KB cellを、24-well plateに単層培養し、moi=5でHSV-1の3株ならびにHCMV Twone株を感染させた。経時的に培養上精を採取しELISAにて分泌量を測定し、次の結果を得た。I)KD細胞へのHCMV感染において、IL-8、MCP-1、RANTES、IL-6の分泌が有意に増加した。II)KB細胞へのHCMV感染において、RANTESの分泌が有に減少し、IL-8,IL-6の分泌は有意に増加した。III)KD細胞へのHSV-1感染においては、対象にしたケモカインとサイトカインは分泌されなかった。IV)KB細胞へのHSV-1感染においては、IL-8の分泌は有意に増加した。MCP-1、GM-CSFは分泌されなかった。RNTES、IL-6については、ウイルス株による違いが認められた。VEGFは、感染48時間以後に分泌の減少が認められた。次に、Balb/cマウスの腹腔あるいは歯肉上皮にHSV-1(腹腔感染でIL50の量)を感染させた。4,5日後に臓器を採取し、遠藤らの方法でHDC活性を測定し、次の結果を得た。(1)HSV-1感染群における脾臓の重量は有意に増加した。(2)感染群において、HDC活性の上昇が認められた。IP感染では歯肉感染よりも活性が高く、臓器の炎症の程度を推察させる、データを得た。以上から、口腔組織でのヘルペスウイルスの感染において、サイトカインとケモカインの分泌の一部ウイルス株と細胞種により異なり、それらがウイルスの病原性に影響している可能性が示唆された。また、ウイルス感染においても、LPS投与後と同様にHDC活性の上昇を示すことが示された。ヘルペス科ウイルス感染症は、乳幼児期の口腔に多く発生し、歯科領域では重要なウイルスである。ウイルスの病原性には、宿主の全身の免疫機構が大いに関わっているが、口腔粘膜に対して、ウイルス感染の影響を調べたものは少ない。今回、口腔組織細胞における、ウイルスの増殖能とウイルスに対する防御機構を知るために、主として感染初期のケモカインの作用やmRNAの発現について調べることを目的とした。ヘルペス科ウイルスの感染に対する反応性は、ウイルスの種類、宿主の細胞・臓器によって際立った違いをしめすことが予想されている。感染初期に産生される多くのケモカインやサイトカインは、生体の反応を引き起こし、組織の炎症性反応が生じる。RPE細胞を用いてCMV感染後のケモカインを測定した予備実験では、MCP-1ならびにMCP-3の減少、IL-8の上昇が認められた。サイトカインでは、IL-6、PGE、VEGFの上昇が認められた。また、肺の線維芽細胞におけるウイルスの増殖量は、サイトカインの種類により違いが認められた。ヘルペス科ウイルスをvero細胞で培養し、その感染力価は10^<6-8>PFU/mlであった。ヒト歯肉由来の細胞を、24-well plateに単層培養し、moi=5でヘルペスウイルス3株を感染させた。経時的に採取し、培養上精を-80°Cにストックした。

Balb/cマウスの上顎歯肉の細胞(主に線維芽細胞)を採取し、培養し増殖させている。口腔組織細胞におけるウイルスの増殖能とウイルスに対する防御機構を知るために、感染初期のケモカインの作用について調べることを目的とした。ヒト歯肉由来の線維芽細胞KDcellならびにヒト歯肉上皮由来細胞KB cellを、24-well plateに単層培養し、moi=5でHSV-1の3株ならびにHCMV Twone株を感染させた。経時的に培養上精を採取しELISAにて分泌量を測定し、次の結果を得た。I)KD細胞へのHCMV感染において、IL-8、MCP-1、RANTES、IL-6の分泌が有意に増加した。II)KB細胞へのHCMV感染において、RANTESの分泌が有に減少し、IL-6の分泌は有意に増加した。III)KD細胞へのHSV-1感染においては、対象にしたケモカインとサイトカインは分泌されなかった。IV)KB細胞へのHSV-1感染においては、IL-8の分泌は有意に増加した。MCP-1、GM-CSFは分泌されなかった。RNTES、IL-6については、ウイルス株による違いが認められた。VEGFは、感染48時間以後に分泌の減少が認められた。次に、Balb/cマウスの腹腔あるいは歯肉上皮にHSV-1(腹腔感染でIL_<50>の量)を感染させた。4,5日後に臓器を採取し、遠藤らの方法でHDC活性を測定し、次の結果を得た。(1)HSV-1感染群における脾臓の重量は有意に増加した。(2)感染群において、HDC活性の上昇が認められた。IP感染では,歯肉感染よりも活性が高く、臓器の炎症の程度を推察させる、データを得た。以上から、口腔組織でのヘルペスウイルスの感染において、サイトカインとケモカインの分泌の一部ウイルス株と細胞種により異なり、それらがウイルスの病原性に影響している可能性が示唆された。また、ウイルス感染においても、LPS投与後と同様にHDC活性の上昇を示すことが示された。
中性子散乱によるスピン三重項超伝導体Sr2RuO4の強磁性揺らぎの研究

1994年に我が国で発見されたSr2RuO4はchiral p波のスピントリプレット超伝導の有力候補物質として盛んに研究され続けている。その一方で、Sr2RuO4の超伝導の起源や超伝導の秩序関数については発見から25年が経過した現在でも議論が続いている。その原因のひとつとして、Sr2RuO4の超伝導ギャップに関して角度分解光電子分光による測定が困難なため、超伝導ギャップ関数が未だ決定されていない点が挙げられる。Sr2RuO4に関する残された問題を解決するために我々は非弾性中性子散乱の手法を用いて以下の2つの目標を掲げて研究を行ってきた。(1) Fermi面に存在する3つのバンドのバンド毎の磁気揺らぎを観測する。(2)それぞれの磁気揺らぎに関するスピンギャップ及びスピンレゾナンスを観測する。本研究ではJ-PARC物質・生命科学実験施設に設置されているAMATERASと4SEASONSという2つの中性子散乱分光器を用いて極低温の非弾性中性子散乱測定を行った。その結果、(1)バンド毎の磁気揺らぎの観測に成功し、(2)格子非整合磁気揺らぎのスピンギャップの測定に成功した。特に、スピンギャップ近傍のエネルギーの磁気揺らぎ(スピンレゾナンス)のL依存性を精密に測定することで、Sr2RuO4の超伝導ギャップ関数が水平ラインノードを持つことを新たに解明した。この結果はSr2RuO4において未解明の問題である超伝導秩序関数の決定に重要な知見を与えることが期待される。Sr2RuO4はp波のスピン三重項超伝導体と考えられているが、超伝導のメカニズムについては発見から20年以上経過した現在でも議論が続いている。その最大の要因は、スピン三重項超伝導で予想される強磁性揺らぎの動的構造因子及びその温度変化が中性子散乱実験で明らかにされていない事である。一方、申請者はこの系に対して既に行った中性子散乱実験において、強磁性揺らぎの兆候を捉えている。中性子散乱を用いてSr2RuO4における磁気揺らぎの動的構造因子の波数・エネルギー・温度・ドープ量依存性等を定量的に評価する事が本研究の目的である。磁気揺らぎの動的構造因子を実験的に決定する事ができれば、これまでSr2RuO4系について数多く行われてきた理論・数値計算と比較することが可能となる。これは、どの理論が正しいのかを実験的に判別するために必要不可欠である。さらに近年、Sr2RuO4はトポロジカル超伝導の観点からも盛んに研究されており、超伝導のメカニズムが完全に理解されれば量子計算等の応用研究への発展も期待される。平成29年度は当初の計画通り、中性子非弾性散乱実験用の単結晶試料合成、中性子非弾性散乱用の試料ホルダーの作成を行った。さらに、J-PARC物質・生命科学実験施設に設置されているAMATERASに対して課題申請を行い、非弾性散乱実験のビームタイムを取得した。また、実験結果の解釈のために理論家との共同研究も行っており、磁気揺らぎの動的構造因子の数値計算も並行して実施している。また平成29年6月に京都大学基礎物理学研究所研究会において、「中性子非弾性散乱によるSr2RuO4の磁気揺らぎ」というタイトルで口頭発表を行った。平成29年度中に中性子非弾性散乱測定を行う予定であったが、実際の実験は平成30年6月に予定されておりやや遅れている。実験の準備はおおむね順調である。また、当初は予定していなかった、理論計算を並行して実施している。以上より、研究全体としては順調に推移している。平成30年6月に中性子非弾性散乱測定を実施する。さらに数値計算と比較することで、Sr2RuO4の超伝導の起源を議論し、論文として発表する予定である。また、成果は日本物理学会や国際会議などでも発表する予定である。
先天奇形を持つ子どもの親の出産および子どもに対する反応モデルの開発

これまで、Drotarモデルの信頼性・妥当性について検討を重ねてきた。当該年度は、先天奇形を持つ子どもを出産した親の反応に関する看護師の体験事例を通して、先天奇形を持つ子どもを出産した親の出産および子どもに対する反応について看護師がどのようにとらえているかを探索し、Drotarモデルを基盤とした先天奇形の特性を包括した親の反応に関する新たなスタンダードモデル作成の可能性について検討することを目的とした。研究対象者は、A大学看護学部研究倫理審査委員会から承認され、同意書により研究への承諾が得られたB病院NICU看護師6名とした。データ収集方法は、フォーカスグループインタビューを実施し、インタビューの最後にDrotarモデルのように先天奇形を持つ子どもの出産および子どもに対する反応の描画を求めた。探索的内容分析法により分析し、Drotarモデルとの共通性と相違性を分析し、先天奇形の特性を包括した親の反応について検討した。その結果、1)適応・再起は、危機反応が強くなる時期から認められ、愛着感情とは異なる反応として図式化された。2)Drotarモデルは再現されなかった。3)複雑な親の反応を理解するためには、単純化されたモデルよりも、複雑さを可視化したモデルのほうが適していると考えられた。4)さらに親の思いに近づいたケアをするためには、無理に枠組みにあてはめて親を理解しようとしない、子どもの障害の内容、治療法の有無、生命危機の程度等、各障害の特性によって親に与える衝撃の相違が考慮されるような視点がDrotarモデルに加わった新たなスタンダードモデル作成をする必要があると考えられた。今後は、Drotarモデルを基盤とした新たなモデル開発のための試案モデルの完成をさらに進め、これを用いて、新たなモデル開発の可能性や内容妥当性を検討する予定である。1975年にDrotarらによって作成された「先天奇形を持つ子どもの出産に対する親の正常な反応に関する仮説モデル(以下、Drotarモデル)は、看護者にとって先天奇形を持つ親の正常な反応を理解する上での助けとなる。しかし、研究代表者は自身の先行研究にて、臨床においてDrotarモデルは適応や再起の段階が障害受容の時期として誤解されていることを見出した。今回、Drotarモデルが公表されてから2008年8月における、Drotarモデルを活用した文献を分析し、その結果、障害受容モデルとして誤解されており適切に活用されていないこと、そのように誤解されたままでDrotarモデルを基盤とした親の障害受容に関する新たな仮説が考察されていることが明らかとなった。このことから、Drotarモデルにあてはめて親の気持ちを障害受容として捉えようとすると、子どもへの愛着感情や親のありのままの姿を捉えることができない可能性が示唆された。さらに、親の出産に対する反応と子どもへの感情を区別し、Drotarモデルの妥当性を検証しないと、親が親としての役割が果たせるよう支える上での障壁となる可能性が考えられた。現在、治療法が生命を脅かす可能性が高い先天性心疾患を持つ子どもの母親に追調査を行うことを進めている(先天性心疾患の管理において県内で中核的役割の病院に研究依頼中である)。また、先行研究より(研究代表者の先行研究結果も含む)、親が子どもを大切な存在と思うまでの過程を明らかにし、先天奇形を持つ子どもを出産した親への看護について検討を進めている。今後、親子関係形成および親となる過程を支える看護について明らかにするために、Drotarモデルの限界および新たな知見について更に検討を進める予定である。これまで、Drotarモデルの信頼性・妥当性について検討を重ね、先天奇形を持つ子どもを出産した親の反応の全容を示す新たなモデル作成の可能性について考えてきた。本研究では、Drotarらの調査対象以外の先天奇形の特性を持つ疾患、すなわち治療法が生命を脅かす可能性が高い疾患としてとして先天性心疾患を選考し、A病院NICUに入院した先天性心疾患を持つ子どもの親3名を研究協力者とした。Drotarモデルを基盤にしながら、先天奇形を持つ子どもを出産した親について、出産したことに対する反応と出生した子どもに対する思いの2側面から記述することを目的とした。データ収集方法は、フォーカスグループインタビューを行った。本研究におけるデータは、Drotarらの調査内容を再現した質問紙調査の回答、逐語録として作成したインタビュー内容と母親らが描いた図とし、探索的内容分析を行い、Drotarモデルとの共通性と相違性を分析し、先天奇形の特性を包括した親の反応について検討した。その結果、出産したことに対する<否認>は認められず、早期に強い罪の意識を持っていたことが、研究代表者自身の先行研究と大きく異なってた。また、1回目の手術後に病院を退院してから<適応><再起>が安定するが、一方、子どもに対する思いは現在まで不安定であった。出産および子どもに対する反応は特異的であり、Drotarモデルの信頼性・妥当性は認められなかった。したがって、1つのモデルで先天奇形の特性別の複雑さを具現化することは妥当でない可能性が考えられる。今後は、看護師の体験事例を通して、先天奇形を持つ子どもを出産した親の出産および子どもに対する反応について、看護師がどのように捉えているかを探索し、新たなスタンダードモデル作成の可能性について更に検討を進める予定である。

当該年度は、先天奇形を持つ子どもを出産した親の反応に関する看護師の体験事例を通して、先天奇形を持つ子どもを出産した親の出産および子どもに対する反応について看護師がどのようにとらえているかを探索し、Drotarモデルを基盤とした先天奇形の特性を包括した親の反応に関する新たなスタンダードモデル作成の可能性について検討することを目的とした。研究対象者は、A大学看護学部研究倫理審査委員会から承認され、同意書により研究への承諾が得られたB病院NICU看護師6名とした。データ収集方法は、フォーカスグループインタビューを実施し、インタビューの最後にDrotarモデルのように先天奇形を持つ子どもの出産および子どもに対する反応の描画を求めた。探索的内容分析法により分析し、Drotarモデルとの共通性と相違性を分析し、先天奇形の特性を包括した親の反応について検討した。その結果、1)適応・再起は、危機反応が強くなる時期から認められ、愛着感情とは異なる反応として図式化された。2)Drotarモデルは再現されなかった。3)複雑な親の反応を理解するためには、単純化されたモデルよりも、複雑さを可視化したモデルのほうが適していると考えられた。4)さらに親の思いに近づいたケアをするためには、無理に枠組みにあてはめて親を理解しようとしない、子どもの障害の内容、治療法の有無、生命危機の程度等、各障害の特性によって親に与える衝撃の相違が考慮されるような視点がDrotarモデルに加わった新たなスタンダードモデル作成をする必要があると考えられた。今後は、Drotarモデルを基盤とした新たなモデル開発のための試案モデルの完成をさらに進め、これを用いて、新たなモデル開発の可能性や内容妥当性を検討する予定である。
冷却原子体におけるベーテ仮説の厳密解を用いた量子多体効果の研究

本年度は、(i)一次元ボース気体における量子波束崩壊ダイナミクスにおける再帰時間、および(ii)一次元ボース気体における非平衡緩和過程の厳密な解析を行った。(i)の研究では、量子波束の時間発展を厳密に解析し、再帰時間の相互作用依存性および粒子数依存性を調べた結果、free boson及びfreefermionにおいて再帰時間の解析解を導出した。これらは、一次元ボース気体ではそれぞれ、相互作用が弱い極限、及び相互作用が強くフェルミオン化が起こる極限に対応する。また、これらの極限から離れた場合の再帰時間を数値計算によって示した。再帰時間はこれまでもJaynes-Cummings模型のようなシンプルな少数自由度系で計算されていたが、今回の計算は量子多体系において再帰現象が現れるということを厳密な解析計算に基づいてはじめて示したという点で意義がある。(ii)の研究では、一次元ボ一ス気体の非平衡緩和過程をベ一テ仮設法により厳密に解析した。べーテ仮設法では固有状態が厳密に分かるため、熱化(thermalization)のような長時間スケールの時間発展を計算出来るメリットがある。実験の初期状態をクエンチを行うことにより再現しており、実験と比較・検証することが可能である。現在までに、粒子の密度期待値の干渉パターンを計算した。その結果、干渉パターンが振動を続け、長時間平均をとっても振動が残ることを明らかにした。系が熱平衡状態に到達していれば振動は残らないため、熱平衡状態とは異なる定常状態に緩和したのではないかと考えられる。(抄録なし)私は冷却原子系におけるボース・アインシュタイン凝縮(BEC)や超流動など量子多体現象の相互作用の効果をベーテ仮説の厳密解を用いて定量的に明らかにし、量子多体現象の理論を構築することを目指している。そのために本年度は、可解模型が存在し実験とも比較・検証が可能な一次元ボース気体に着目し、可積分量子多体系のダイナミクスについて調べた。我々の昨年度の研究では、一次元ボース気体においてダークソリトンと同じ密度および位相プロファイルを持つ量子状態を構成し、その時間発展を厳密に追跡した[J.Sato,R.Kanamoto,E.Kaminishi and T.Deguchi,Phys.Rev.Lett.108,110401(2012)]。そして、"緩和"現象や"再帰"現象を観察した。今年度は、量子ダークソリトンの時間発展を厳密に追跡し、再帰時間を厳密に求めた。我々は量子ダークソリトンのフィデリティの時間発展が周期構造を持つことを発見した。そしてその周期構造から、free bosonおよびfree fermion領域の場合、再帰時間は粒子数の二乗に比例して長くなることを明らかにした。また、相互作用が働く領域(c=0.01,0.1,10,100)のフィデリティの時間発展の様子も観測した。量子多体系において再帰時間を厳密に評価できる模型を提案し実際に数値計算をしたことは、今後の再帰時間の研究において重要で興味深い結果である。現在、上記の研究実績の概要に報告した内容についてまとめた論文を執筆中である。弱く斥力相互作用する一次元BECの凝縮率の厳密計算については共同研究により進展しており、論文を投稿した。今後も引き続き可積分量子多体系のダイナミクスに着目した研究を追考する予定である。(抄録なし)
内臓脂肪が増加しやすいハイリスク青年期成人男性の予知因子の同定

若年成人の内臓脂肪と血圧について検討した.健康診断受診者697人を対象とし(20.3±0.7歳),内臓脂肪測定はデュアルスキャンHDS-2000を用いた.喫煙,飲酒,運動習慣,食習慣はアンケートで回答を得た.血圧高値は,SBP≧130mmHg,DBP≧85mmHgとした.内臓脂肪面積を25cm2毎に層別化した5群において,年齢,性別,喫煙,飲酒,運動習慣,食行動のくせを説明変数とした.内臓脂肪最小群に比べ最大群の血圧高値のオッズ比は18.74(95%CI 3.93-105.64).男女に分けたとき男性だけが有意であった.若年男性成人において内臓脂肪は血圧高値の独立したリスク因子である.2014年度長崎大学学生定期健康診断の3年生を対象として,研究内容の説明と同意取得を行った.実施した調査項目は,食行動質問表,身長,体重,血圧,BMI,腹囲,内臓脂肪測定,一般生化学検査である.ほぼ全員に検査ができ,すべてのDATAはデジタル化して保存している.また,残存血清を凍結保存している.しかし,研究計画にあげた2014年度の調査項目の中でいくつか重要な項目が実施できなかった.実施できなかったのは,遺伝子検査の説明と同意,遺伝子検査用の採血である.予定どおり,来年度の学生定期健康診断において,同じ対象を研究対象にして一年後のフォローアップを行う予定であるが,この時,遺伝子検査の採血を同意を取得した上で行う.現時点においては,DATAの解析はまだ開始していない.2014年度計画:2014年度長崎大学学生定期健康診断の3年生を対象として,研究内容の説明と同意取得を行った.実施した調査項目は食行動質問表,身長,血圧,BMI,腹囲,内臓脂肪測定,一般生化学検査.データはデジタル化して保存している.しかし,遺伝子検査の説明と同意取得ができなかった.2015年度計画:対象者に対して,遺伝子検査の説明と同意を行うために,案内文を封書で送ったが,応答を得ることができなかった.現時点において,データ解析はまだ始めていない.遺伝子検査の説明と同意取得を行えていない.その理由として,健診業務中に1人1人に,説明と同意取得を行うだけの時間が確保できなかったからである.健診後に封書で案内文を送付したが,殆ど返答がなかった.2014年度計画:2014年度長崎大学学生定期健康診断の3年生を対象として,研究内容の説明と同取得を行った.実施した調査項目は,食行動質問票,身長,血圧,BMI,腹囲,内臓脂肪面積,一般生化学検査である.DATAはデジタル化して保存した.しかし,遺伝子検査の説明と同意取得はできなかった.2015年度計画:対象者に対して,遺伝子検査の説明と同意取得を行うために,説明文書を封書で送ったが,応答を得ることができなかった.繰り返し説明文書を郵送することを検討した.一方で,2014年度に入手できたDATAの解析を開始した.血圧と内臓脂肪面積との関連性を検討した.研究実績:内臓脂肪面積を5つの群にわけ(25cm2未満;VFA-1,25以上50未満;VFA-2,50以上75未満;VFA-3,75以上100未満V;FA-4,100以上;VFA-5),VFA-1(最小群)に対するオッズ比を,多変量ロジスティック解析で算出した.年齢,性,喫煙,飲酒,運動習慣,食行動質問表の得点で調整したのち,VFA-3,-4,-5において有意性なオッズ比を得た.男女で分けて解析した場合,男性では同様にVFA-3,-4,-5で有意なオッズ比を認めた(調整後オッズ比3.4,8.2,24.8).しかし,女性ではいずれの群においても有意なオッズ比を見いだせなかった.2016年度計画:研究成果をまとめ投稿した.2016年10月に"Medine"に受理された.当初の研究目的は,内臓脂肪面積が1年間で増加する事をアウトカムとして,そのアウトカムと関連する因子を探索することであった.しかし,遺伝子解析が殆ど実施出来なかった.一方,断面研究として,内臓脂肪面積と血圧の関連性を,若年成人で明らかにすることができた.若年成人の内臓脂肪と血圧について検討した.健康診断受診者697人を対象とし(20.3±0.7歳),内臓脂肪測定はデュアルスキャンHDS-2000を用いた.喫煙,飲酒,運動習慣,食習慣はアンケートで回答を得た.血圧高値は,SBP≧130mmHg,DBP≧85mmHgとした.内臓脂肪面積を25cm2毎に層別化した5群において,年齢,性別,喫煙,飲酒,運動習慣,食行動のくせを説明変数とした.内臓脂肪最小群に比べ最大群の血圧高値のオッズ比は18.74(95%CI 3.93-105.64).男女に分けたとき男性だけが有意であった.若年男性成人において内臓脂肪は血圧高値の独立したリスク因子である.遺伝子解析の倫理委員会申請を完了できてなかったことが,予定していた採血をできなかった理由と考える.現在申請中であり.次年度は遺伝子検査は可能となる見込みである.対象者の身体測定,生活習慣,一般生化学データは殆ど収集できている.その対象者の2016年度の健康診断時に,遺伝子検査の説明と同意取得を再度行う予定である.

代謝学2015年度に,2014年度に検査できた対象をもう一度対象とする予定である.内臓脂肪測定機が予定より若干安く購入できたため.2014年度にデュアルスキャンを一台購入予定であったが,学生定期健康診断の実施時期が4月と早く,購入が間に合わなかった.すでに設置しているデュアルスキャンを稼働させて研究を行った.データ管理のためのパソコン,データベースソフトの購入に充てる予定である.2015年度に,予定していたデュアルスキャンを購入する.健診を効率よく行い,2014年度にできなかった遺伝子検査の説明や同意取得の時間的余裕を生み出す.
オーバーリーチングとディトレーニングを組み合わせたトレーニングプログラムの開発

【本研究の目的】本研究では、意図的にオーバーリーチングを引き起こした後に短期間のディトレーニング期間を設けるトレーニングプログラムに対する運動パフォーマンスおよび筋中クレアチンリン酸濃度の詳細な変化を検討することを目的とした。【研究内容】合計12セッションのトレーニングを毎日連続で実施し、その後に6日間の連続した休息日からなる18日間のトレーニングプログラムを実施。トレーニングは、ハイパワー自転車エルゴメータ(パワーマックスV3,コナミ社)を用いた30秒間の全力ペダリング運動を用いた。セット数は24セットとし、セット間には7分間の休息を設けた。セット数は4日毎に1セットずつ漸増させ、14日目は2セット、58日目は3セット、912日目は4セット行った。12セット目の負荷に体重の7.5%を、3セット目以降には体重の5.0%を用いた。その際の無酸素性パワーや筋中クレアチンリン酸濃度の経時変化を検討した。その結果、12日間連続で自転車スプリントトレーニングを行い、その後の6日間はトレーニングを行わない条件における無酸素性パワーや筋中クレアチンリン酸濃度のより詳細な経時変化を検討した。その結果、連日行うトレーニングによるクレアチンリン酸濃度の増加はトレーニング12日目に現れ、4日間のディトレーニングによりトレーニング前の値にまで戻ること、6日間のディトレーニング後に発揮パワーは有意に増加することが明らかになった。27年度が最終年度であるため、記入しない。【本研究の目的】本研究では、トレーニング頻度が高いことによる疲労の蓄積(オーバーリーチング)を意図的に引き起こした後に短期間の休息(ディトレーニング)を設けることで飛躍的なパフォーマンスの増加を図る新規的なトレーニングプログラムの効果を検証することを目的とした。【研究内容】トレーニング期間を18日間(計12回のトレーニング)に設定し、1.毎日トレーニングを行い最後の6日間はトレーニングを行わない条件(OR-DT)と、2. 3日に1度休息日を設けながらレジスタンストレーニングを行う条件(CON)の2つの条件でのトレーニング効果を比較した。トレーニングに用いる運動は、本トレーニングによって大幅な増加が見込まれる筋中クレアチンリン酸の貢献率が極めて高い運動を選択し、ジャンプスクワットとした。ジャンプスクワットは最大発揮パワーの向上および、エネルギー基質の枯渇等による発揮パワーの低下を軽減することを目的としたトレーニングを実施した。測定には発揮パワー測定機器(GymAware)を使用し、トレーニング期間前後のみならず、毎トレーニング時の発揮パワーを記録することで運動パフォーマンスの経時変化を検討した。運動パフォーマンスにおいては、ジャンプスクワット時の最大発揮パワーに加え、6秒に1回のペースで10回繰り返して行った際の発揮パワーの低下を評価する。さらにトレーニング期間前、13日目、トレーニング期間後にリン磁気共鳴分光法(31P-MRS)を用いて筋中クレアチンリン酸の濃度を測定した。その結果、12日間連続でレジスタンストレーニングを行った後に6日間のディトレーニング期間を設けたトレーニングプログラムにより、発揮パワーの増加や筋中クレアチンリン酸濃度の増加に対する有益な効果は認められなかった。条件に合う被験者のリクルートが困難であった。本年度に実施した研究課題は国際雑誌に投稿しており、査読結果待ちである。時年度に実施した研究課題の論文化を行う。
バイジェニックラットを用いたインスリン抵抗性の発現機構に関する研究

肥満、あるいはインスリン非依存性糖尿病に随伴する第一義的な代謝異常はインスリン抵抗性である。このインスリン抵抗性の発現機構を明らかにすることはその治療法の開発にとっても極めて重要である。本研究では、我々が作出した2系統のヒト成長ホルモン(hGH)トランスジェニックラット(高hGH系統、低hGH系統)を用いて、インスリンとGHのクロストークという観点からインスリン抵抗性の発現機構を解明することを試みるとともに、株化細胞を用いてインスリンとGHの細胞内情報伝達系のクロストークの分子機構を明らかにすることを目的とした。GH遺伝子導入ラットを用いた本研究により、GH分泌の異常によりインスリン抵抗性が発現するが、インスリンの過剰分泌と肝臓の糖処理能力の向上が起こり、膵臓と肝臓がそれぞれの機能を維持できる限り血糖値や耐糖能を正常に保つことができることが明らかとなり、糖恒常性の維持における肝臓の重要性が改めて示された。また、GHの抗インスリン作用は、少なくとも2つの分子機構を介して引き起こされることがわかった。すなわち、GHの短時間刺激に応答して起こるPTPase活性化によってインスリンシグナルが抑制される機構と、インスリン依存性のGLUT4の細胞膜移行は阻害されないにも関わらずGHの長時間刺激に応答して起こる糖の取り込みが抑制される機構である。それぞれの機構を介して起こるインスリン抵抗性は、異なる生理的意義を持つものと推定される。今後、今回明らかになった分子機構を培養細胞系を用いて更に解明を進めるとともに、同様な現象がin vivo系でも観察されるかについて検討を進め、これらの分子機構の普遍性を証明していきたいと考えている。本研究の成果は、GHの生物学的な意義に対する理解を深めるとともに、その分泌異常に起因するヒトや動物の病態の解明にも貢献するものと考えられる。肥満,あるいはインスリン非依存性糖尿病に随伴する第一義的な代謝異常はインスリン抵抗性である.このインスリン抵抗性の発現機構を明らかにすることはその治療法の開発にとっても極めて重要である.我々は従来より成長ホルモン(GH)作用の解析のために,血中に低レベルのhGHを分泌するトランスジェニックラット(低hGH系統)を作出してその表現型の検討を行ってきた.この低hGH系統では高度の肥満や血中レプチン濃度の上昇が観察されるとともに,耐糖能が低下するなど典型的なインスリン抵抗性を示した.さらに我々はhGH受容体遺伝子を発現するトランスジェニックラットを作出し,低hGH系統のラットとを交配してhGHとhGH受容体の両者を発現するバイジェニックラットを作出したところ,低hGH系統で見られた肥満が軽減するとともに,インスリン抵抗性が改善することが明らかとなった.このような実験結果は,インスリンとGHの細胞内情報伝達経路はクロストークしており,インスリン作用の発現にGHが必須の役割をしていることを示唆している.本研究は,このようなラットを用いて,糖代謝,脂質代謝および代謝制御に関与する各種ホルモンの動態について解析するとともに,in vitroにおいて両ホルモンの細胞内情報伝達に関与する蛋白の発現およびリン酸化活性を検討し,インスリンとGHのクロストークという観点からインスリン抵抗性の発現機構を解明すること目的としている.本年度は特に,インスリンの細胞内情報伝達経路について検討を行い,受容体によるIRS-1のチロシンリン酸化,およびそれ以降のカスケードが低hGH系統で顕著に抑制されていることが解明され,このラットにおけるインスリン抵抗性の実体が分子レベルで明らかとなった.次年度では,このようなチロシンリン酸化に対するGHの作用を検討してゆく予定である.肥満,あるいはインスリン非依存性糖尿病に随伴する第一義的な代謝異常はインスリン抵抗性である.

このインスリン抵抗性の発現機構を明らかにすることはその治療法の開発にとっても極めて重要である.本研究では,我々が作出した2系統のヒト成長ホルモン(hGH)トランスジェニックラット(高hGH系統,低hGH系統),およびhGH受容体トランスジェニックラットを用いて,インスリンとGHのクロストークという観点からインスリン抵抗性の発現機構を解明すること目的としている.本年度は,高hGH系統と低hGH系統におけるインスリン抵抗性の発現過程を中心とした検討を行った.hGH遺伝子を導入したトランスジェニックラットである高hGH系統と低hGH系統は,ともに肥満を呈しインスリン抵抗性を発現するが,その脂肪蓄積は前者ではインスリンの過剰により,後者ではGHの欠乏に起因することが示された.高hGH系統におけるインスリン抵抗性は過剰に分泌されるGHの抗インスリン作用に起因するものと考えられるが,一方でGHは肝臓のインスリン感受性を亢進させ,本系統では膵臓が旺盛なインスリン分泌能を維持できることと相まって,正常な糖代謝を維持できることが示唆された.一方,低hGH系統のインスリン抵抗性は過剰なエネルギー摂取や脂肪蓄積に由来するものであり,本系統ではオーバーフローした糖を肝臓のインスリン感受性が低下して糖取り込み能が低下しているために処理できず,血糖値の上昇や耐糖能の悪化が生じることが考えられた.このように,GH分泌の異常によりインスリン抵抗性が発現するが,膵臓と肝臓がそれぞれの機能を維持できる限り血糖値や耐糖能を正常に保つことができることが明らかとなり,糖恒常性の維持における肝臓の重要性が改めて示されるとともに,肝臓のインスリン感受性維持にGHとインスリンのクロストークが大きな役割を果たしていることが考えられた.肥満、あるいはインスリン非依存性糖尿病に随伴する第一義的な代謝異常はインスリン抵抗性である。このインスリン抵抗性の発現機構を明らかにすることはその治療法の開発にとっても極めて重要である。本研究では、我々が作出した2系統のヒト成長ホルモン(hGH)トランスジェニックラット(高hGH系統、低hGH系統)を用いて、インスリンとGHのクロストークという観点からインスリン抵抗性の発現機構を解明すること目的としている。本年度は、高hGH系統を用いて、インスリンシグナルに対するGHの影響を詳細に調べるとともに、インスリン抵抗性発現における肝臓の役割について検討した。高hGH系統は高い血中hGH、IGF-I濃度を示し、体長、体重ともに対照ラット(nonTG)に比べ増加していた。また、高い血中インスリン濃度を示す一方で、血糖値、耐糖能はnonTGと同等であった。初代培養肝細胞を調整し、インスリン感受性について調べた結果、肝細胞においては糖取り込みの上昇が観察された。また、TGの肝細胞におけるグリコーゲン合成酵素の活性化も上昇していた。さらに、インスリン依存的に誘導される脂肪酸合成酵素mRNAの発現が上昇していた。次に、インスリンシグナルについて調べた結果、TGの肝細胞におけるインスリンレセプターのインスリン依存性自己リン酸化とチロシンキナーゼ活性化およびIRS-1
受精ライブイメージングによる卵―精子融合と卵活性化メカニズムの解析

本研究では、遺伝子改変動物の作出とライブイメージングの技術を駆使して受精メカニズムの解明を目指した。卵ー精子融合については、卵CD9と精子IZUMO1のライブイメージングに初めて成功し、受精時に卵が精子を取り込むエンドサイトーシス活性の重要性を示唆できた。また、卵活性化については、近年報告された活性化因子候補の遺伝子破壊マウスを作出し、示唆された機能や重要性がマウスでは存在しないことを証明できた。さらに、CRISPR/Cas9を用いた迅速な遺伝子改変動物作製法を開発し、卵ー精子融合と卵活性化における重要因子について、多数の遺伝子の欠損個体/点変異モデルマウスの作製に成功した。近年、特に諸先進国では晩婚化に伴う少子化が問題となっている。そのため不妊や受精に関する問題も多く議論されるようになってきたが、これらに解決策を見出すには、まだ受精のメカニズムに関する知識が少なく、深い理解を得るには基礎研究を充実させる必要がある。本研究は、ライブイメージング技術を用いて受精必須因子の機能を可視化することで受精の本質を明らかにするのが目的であり、中でもIZUMO1やCD9を中心とした融合過程のイメージング解析とPAWPを中心とした卵活性化における機能解析について、遺伝子組み換え動物を駆使して展開していく。今年度の進行状況として、まずCD9-GFPマウスを用いた融合過程のライブイメージングを進展させた結果、卵と精子の融合時におけるCD9の役割を示唆する重要な結果を得ることができた。また、卵活性化のメカニズム解析については、活性化に重要と目される遺伝子のノックアウトマウスの作出が順調に進行し、それぞれの精子に含まれる因子が卵活性化においてどのような役割を持っているのか、イメージング実験を用いて詳細に明らかにしたほか、役割が示唆されてきた精子形成に関する機能も、電子顕微鏡観察のほか、in vivo, in vitro実験で検証し終えることができた(論文準備中)。また、卵活性化メカニズムの可視化に関する試みでは、新たな手法を用いたCaイメージング法を開発することで、受精直後のCa振動について定量的に分析を行うことができている。近年多く議論されている不妊や受精に関する問題を解決するには、まず受精のメカニズムに関する深い理解が必要である。本研究は、可視化(ライブイメージング)技術を用いて受精必須因子の機能を解析し、受精の本質を明らかにすることを目的としており、中でもIZUMO1やCD9を中心とした融合過程のイメージング解析とPAWPを中心とした卵活性化における機能解析について、遺伝子組み換え動物の作出によって進めていく。今年度の進行状況について、まず融合過程のイメージングについては、予備実験で成功していたライブイメージングの系を順調に確立させ、CD9-GFPマウスを用いたライブイメージングの計画が終了した。その結果、融合におけるCD9-GFPの観察結果から、卵と精子の融合時には、卵が貪食様のエンドサイトーシス活性を発揮していることが分かったので、これまでに解析したIZUMO1の挙動とともに論文として発表した(Satouh et al., J. Cell. Sci. 2012)。これについて、これまでに不可能とされた受精過程のライブイメージングに成功した初めての例になるとともに、電顕観察等で提言されてきた融合のメカニズムを幅広く検証することができたと考えている。また、卵活性化のメカニズム解析については、ノックアウトマウスの作出が順調に進行しており、個体の生存性について標的遺伝子のノックアウトは影響ないことを証明した。これを受け、以後の実験全身で遺伝子を欠損した雄マウスを用いることとし、その精子形成・受精能検定についてin vivo, in vitro両方で検証している。一方で、活性化のメカニズムを可視化するためのもう一つの試みであるCaイメージングについては、これまで不可能とされてきた、卵を生かしたまま非常に長いスパンでCa振動を見る技術が確立しつつある(論文準備中)。近年、特に諸先進国では実に6組に1組ものカップルが不妊に悩み、わが国でも晩婚化との相乗効果によって少子化問題の存在感が大きくなっている。しかし、不妊や受精に関する問題が盛んに議論される一方で、我々哺乳類の受精のメカニズムに関する知識は驚くほど少なく、深い理解につながる基礎研究が渇望されている。特に、近年大きな論争を呼んでいるのは、“いかにして精子が卵を活性化させるか?その因子とは何なのか?"であり、その候補としていくつかの分子が挙がってからは、それを不妊治療に応用する様々な試みがなされた。一方で、どれが真の因子であるか、ということは未解決のままであり、学会においても意見を2分する状態となっている。本研究は、ライブイメージング技術を用いて受精必須因子の機能を可視化することで受精の本質を明らかにするのが目的であり、中でもIZUMO1やCD9を中心とした融合過程のイメージング解析と卵活性化物質の機能解析について、遺伝子組み換え動物を駆使して展開していくことが目的であった。

その中でも、今年度は、大きな論争を呼ぶもととなった卵活性化因子とその活性メカニズムについて、卵子活性化因子候補ノックアウトマウスの妊孕性に関する解析を行うことで、論争を解決する非常に決定的な証明をすることができた。また、活性化の過程におけるあらたなイメージング実験系を構築することによって、単なる妊孕性の確認にとどまらない、定量的/定性的な証明を行うことができた(論文投稿中)。これらの成果は、単に現在おこっている論争に結論をつけただけにとどまらず、今後活発になる因子のさらなる探求においても他の研究のスタンダードとなる可能性がある。生殖生物学25年度は、卵ー精子融合についてはその必須因子であるCD9(卵蛋白質)とIZUMO(精子蛋白質)分子を中心に、また、卵活性化についてはPLCおよびPAWP(ともに精子蛋白質)といった分子を中心に、遺伝子改変動物の作製を行いながら、両方の研究を進展させる計画であった。それに対し、卵ー精子融合については、CD9-GFP卵による融合のライブイメージング解析の発展として、融合時のCD9の挙動について詳細な情報を得ることができた。また、卵活性化については、精子中の卵活性化蛋白質の有力候補それぞれについて、従来のES細胞を用いた遺伝子ノックアウト法だけでなく、新たに申請者らが開発したCRISPR/Cas9プラスミドDNAインジェクション法による遺伝子改変動物作製法(Mashiko et al., Sci. Rep. 2013、およびMashiko et al., Dev. Growth. Differ. 2014)により、迅速に遺伝子欠損個体および点変異導入体の作製することに成功し、遺伝子欠損体は2種、そのうち一つの遺伝子についてはさらに2種の点変異体を作製した。このうち、PAWPの機能については、受精能に関連する機能解析だけでなく、24年度に構築したCa振動の観察形を用いた波形解析も終了した(論文投稿準備中)。24年度は、卵ー精子融合について必須因子のCD9(卵蛋白質)、IZUMO(精子蛋白質)を、卵活性化について重要因子のPLC-Z1およびPAWP(ともに精子蛋白質)を中心に、これら両方の研究を同時に立ち上げ、解析する計画であった。それに対し、卵ー精子融合については、CD9-GFP卵を用いて融合のライブイメージング解析に成功し、卵が貪食様のエンドサイトーシス活性を発揮していることについて論文として発表することができた(Satouh et al., J. Cell. Sci. 2012)。また、卵活性化については、単独で卵活性化を起こせるといわれるPLC-Z1やPAWPの生理的な意義を中心に解析しており、すでにPAWPノックアウトマウスの作出が進んでおり、遺伝子ノックアウトによる個体の生存性に関する解析も順調に終了しているだけでなく、その活性についてin vivo, in vitro両方で検証するところまで進んだ。さらに、受精初期に見られる卵のCa振動をより明確に“生きた卵"でとらえるためのイメージング技術が確立しつつあるため、これを応用したPAWPの機能解析が期待できる状況に進展している。
低酸素癌親和性放射薬剤による高度画像診断・治療法の開発研究

Cu-ATSMの腫瘍における低酸素組織選択性は、申請者が属する大学において見出されたものであり、臨床における評価においても先端的成果をあげている。本研究では、種々の実験腫瘍系における組織学的検討とCu-ATSM、FDG集積との対比を詳細に行うことにより、現在多施設で進展しつつある臨床検討の解釈の基盤を提供することを目指した。今回の研究では、系統が違う4種類の担癌マウスにCu-ATSM・FDGを投与し摘出した腫瘍の局所内集積を検討した。また腫瘍結節の染色用切片を作製し、HE染色をはじめとする一般染色ならびに腫瘍微細血管、増殖細胞またアポトーシス細胞の免疫組織染色等を行う技術を確立し、これを用いてCU-ATSM・FDG集積部位と組織学・細胞生物学的所見との対比検討を行った。今回使用したすべての腫瘍において、Cu-ATSM集積部位は腫瘍細胞を豊富に認めるが低酸素状態でほとんどの腫瘍細胞は細胞増殖を停止していた。それに対しFDG集積部位は、血管が豊富で細胞増殖も活発であることが分かった。これらのことより、Cu-ATSMは腫瘍内の低酸素でかつ細胞分裂を停止している部位に特異的に取り込まれることが示された。このような部位は腫瘍組織内で特に癌治療に抵抗性を有する場所であるため、Cu-ATSMの臨床応用を行うことにより癌治療への有用な情報を提供できるものと考えられる。本研究では、Cu-ATSMの腫瘍内局所集積がいかなる細胞生物学的情報を示しているのかを培養腫瘍細胞-動物実験系を用いて明らかにし、Cu-ATSMを用いることにより新しい腫瘍の質的診断、治療方針の決定、予後判定に有用な診断法を提案することを目的とする。平成15年度には以下のことを行った。(1)担ガンマウスモデルの作成マウス起源の培養腫瘍細胞である、B16(悪性黒色種)、LLC1(肺癌)、Meth-A(肉腫)、colon-26(大腸癌)、EMT-6(乳癌)をマウス皮下に移植し腫瘍を形成させた。臨床における多くのガンに対応するモデルとするため、起源ならびに結節形態の異なる細胞系を選択した。(2)2核種オートラジオグラフィー実験系の確立と評価上に記した5種類の担ガンマウスにF-18-FDGならびにCu-64-ATSMを同時投与し、1時間後に屠殺し腫瘍を摘出した。摘出した腫瘍の切片を作成後、F-18-FDGとCu-64-ATSMの減衰時間に合わせてそれぞれの局所放射能濃度をイメージプレートで測定し、画像計測するための条件設定を行った。その結果、投与量、投与時間、データ収集条件などが決定された。以上により担癌マウスを使用してF-18-FDGならびにCu-64-ATSMの腫瘍内分布の画像化が可能になった。以上の研究を行い有用なデータを得ている。現在これらのデータを元に免疫学的・組織学的な比較検討を行い、Cu-ATSM集積に関する研究を行っている。
がんの画像診断および内用放射線治療に有用な抗体フラグメント標識試薬の化学設計

FabやFvなどの抗体フラグメントは,標的組織への速やかな移行性や均一な組織分布を示し,癌の画像診断や内用放射線治療における放射能の運搬体として優れる.しかし,RI標識抗体フラグメントは,投与早期から長時間に渡る腎臓への放射能の集積を示し,診断や治療における大きな障害となっている.我々は,刷子縁膜酵素の作用により抗体フラグメントから尿排泄性の放射性代謝物を遊離する標識試薬HMLを開発した.本研究では,HML標識Fab投与後のマウスにおける放射能動態を詳細に検討した.HML標識Fabは,投与早期から腎臓の放射能を放射性ヨウ素の直接標識から作製したI-Fabに比べて,大きく低減した.また,酵素認識部位がFabから離れて存在するHML-IT-Fabは認識部位がFabの近傍に存在するHML-Fabに比べて,腎臓の放射能集積を有意に低減した.腎細胞内放射能分布を調べた結果,I-Fabは投与10分から30分で膜画分からリソソーム画分へと移行した.一方,HML-FabおよびHML-IT-Fabは,両投与時間において膜画分にのみ放射能が観察された.I-Fabは,投与10分後に腎臓に未変化体として存在したが,HML-IT-Fabは未変化体とメタヨード馬尿酸が,また,HML-Fabでは,この他に数種の中間代謝物が観察された.HML-FabおよびHML-IT-Fabを投与して6時間後までに尿中へ排泄された放射能は,その約90%がメタヨード馬尿酸であった.以上より,HML結合Fabは抗体が細胞に取り込まれる前に,メタヨード馬尿酸が遊離され,これが速やかに尿中へと排泄されるため,投与早期から腎臓での放射能集積を大きく低減したと考えられる.腎臓刷子縁膜酵素の基質を分子内に有する標識試薬の設計は,抗体フラグメント,さらには低分子量ペプチドの投与で観察される腎臓での放射能滞留の解消に有用と結論される.FabやFvなどの抗体フラグメントは,標的組織への速やかな移行性や均一な組織分布を示し,癌の画像診断や内用放射線治療における放射能の運搬体として優れる.しかし,RI標識抗体フラグメントは,投与早期から長時間に渡る腎臓への放射能の集積を示し,診断や治療における大きな障害となっている.我々は,刷子縁膜酵素の作用により抗体フラグメントから尿排泄性の放射性代謝物を遊離する標識試薬HMLを開発した.本研究では,HML標識Fab投与後のマウスにおける放射能動態を詳細に検討した.HML標識Fabは,投与早期から腎臓の放射能を放射性ヨウ素の直接標識から作製したI-Fabに比べて,大きく低減した.また,酵素認識部位がFabから離れて存在するHML-IT-Fabは認識部位がFabの近傍に存在するHML-Fabに比べて,腎臓の放射能集積を有意に低減した.腎細胞内放射能分布を調べた結果,I-Fabは投与10分から30分で膜画分からリソソーム画分へと移行した.一方,HML-FabおよびHML-IT-Fabは,両投与時間において膜画分にのみ放射能が観察された.I-Fabは,投与10分後に腎臓に未変化体として存在したが,HML-IT-Fabは未変化体とメタヨード馬尿酸が,また,HML-Fabでは,この他に数種の中間代謝物が観察された.HML-FabおよびHML-IT-Fabを投与して6時間後までに尿中へ排泄された放射能は,その約90%がメタヨード馬尿酸であった.以上より,HML結合Fabは抗体が細胞に取り込まれる前に,メタヨード馬尿酸が遊離され,これが速やかに尿中へと排泄されるため,投与早期から腎臓での放射能集積を大きく低減したと考えられる.腎臓刷子縁膜酵素の基質を分子内に有する標識試薬の設計は,抗体フラグメント,さらには低分子量ペプチドの投与で観察される腎臓での放射能滞留の解消に有用と結論される.