hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RNA-クロマチン相互作用予測と応用

ヒトなどの高等生物では,メッセンジャーRNAと同数以上のタンパク質に翻訳されない長いRNAである長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)が存在していると考えられている.このlncRNAの一部はクロマチンと相互作用を行いエピジェネティックな制御を行うことが示唆されているが,その詳細については明らかになっていない.本研究では,lncRNAとクロマチン相互作用を情報科学を用いて明らかにすることである.そのために,本年度は下記の研究を行った.-データ・セットの収集:RNAクロマチン相互作用の実験データ・セットとして,MARGI, iMARGIのデータの収集を行った(Curr Biol. 2017 Feb 20;27(4):602-609.oi: 10.1016/j.cub.2017.01.011).これらのデータの前処理を行い,モデルの構築に必要な入力データを作成した.入力データの基礎的な統計情報の修得を行った.-予測モデルの構築:RNAクロマチン相互作用を網羅的に同定するための実験データを用いて,RNAクロマチン相互作用の予測モデルの構築を行った.さらに構築したモデルを用いて,相互作用に寄与するDNA/RNAの配列特徴の抽出を行った.学習モデルとしては現在はランダムフォレストを用いている.これは,lncRNA-クロマチン相互作用に寄与する,配列や構造の特徴抽出を行いたいためである.データセットの精査とモデルの妥当性の検証が未完であるため.高精度な予測モデルの構築を行うと同時に,相互作用に必要な特徴量の抽出を行い,その生物学的意義について詳細に検討を行う情報技術を用いて,lncRNA-クロマチンの相互作用を予測するためのシステムを構築するためには,既知のlncRNA-クロマチンの情報を収集することが非常に重要となる.そこで,本年度はlncRNA-クロマチン相互作用を同定する実験手法であるCHART,ChIRP,RAP,dChIRPの次世代シーケンスデータを解析することで,既知のlncRNA-クロマチン相互作用の情報を収集するを行った.この部分に関しては,現在実施しているところであり完了はしていない。さらに,データとして必要となるlncRNAについては,ENCODE等の国際プロジェクトによって同定されたものを用いるが,最近でも10万種類以上のlncRNAが発見されたとの報告がなされている.lncRNAに関するアノテーションはMiTranscriptome, FANTOM, Gencodeより取得をした.申請書提出後にいくつかの関連論文が出たため,それらの論文の方法および公開しているデータ等について調査し、今後の研究に必要となるデータの収集および方向性の再検討を行った。計画書中に記載されている、クロマチン状態の推定に関しては申請者が既に開発済みであるプログラムを、今回の研究に適用するための軽微な修正を行った.修正したプログラムを用いて、最新のエピゲノムデータに対して、クロマチン状態の推定を行い、今後クロマチン相互作用領域の解析の際に利用することを可能とした。実験データの完全な収集までは至らなかったためヒトなどの高等生物では,メッセンジャーRNAと同数以上のタンパク質に翻訳されない長いRNAである長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)が存在していると考えられている.このlncRNAの一部はクロマチンと相互作用を行いエピジェネティックな制御を行うことが示唆されているが,その詳細については明らかになっていない.本研究では,lncRNAとクロマチン相互作用を情報科学を用いて明らかにすることである.そのために,本年度は下記の研究を行った.-データ・セットの収集:RNAクロマチン相互作用の実験データ・セットとして,MARGI, iMARGIのデータの収集を行った(Curr Biol. 2017 Feb 20;27(4):602-609.oi: 10.1016/j.cub.2017.01.011).これらのデータの前処理を行い,モデルの構築に必要な入力データを作成した.入力データの基礎的な統計情報の修得を行った.-予測モデルの構築:RNAクロマチン相互作用を網羅的に同定するための実験データを用いて,RNAクロマチン相互作用の予測モデルの構築を行った.さらに構築したモデルを用いて,相互作用に寄与するDNA/RNAの配列特徴の抽出を行った.学習モデルとしては現在はランダムフォレストを用いている.これは,lncRNA-クロマチン相互作用に寄与する,配列や構造の特徴抽出を行いたいためである.データセットの精査とモデルの妥当性の検証が未完であるため.まずは、既知のRNAクロマチン相互作用の実験データを早急に収集し、詳細に解析を行う高精度な予測モデルの構築を行うと同時に,相互作用に必要な特徴量の抽出を行い,その生物学的意義について詳細に検討を行う本研究課題に適任の研究補助員が見つからなかったためRAや研究員として適切な人材を見つけることが出来なかったため.また,開発仕様がフィックスできる段階までいかなかったため,外部への発注も行わなかったため.
硫化亜鉛薄膜中のツリウムイオンの発光およびエネルギー伝達過程の解明

有機金属気相法によりガラス基板上に作製したZnS:Tm薄膜について、Tm^<3+>イオンの発光特性を解析することにより、その発光およびエネルギー伝達過程に関する知見を得た。特にTm^<3+>イオンの478,796および802nmを中心波長とする発光帯に注目し、35Kまたは2Kにおけるフォトルミネッセンスの強度および立ち上がり・滅衰の時定数のTm濃度依存性を検討した。主要な結果を以下にまとめる。1.478nm発光帯:発光の強度はTm濃度がおよそ0.005at%までは増大するが、さらにTm濃度を増すと減少に転じた。このことを、蛍光体粉末において最も高い揮度が得られるTm濃度が約0.1at%であることと比較すると、薄膜試料においては著しく低い濃度から濃度消光が生じることがわかった。また滅衰の時定数は発光強度が減少するTm濃度範囲で濃度の増加とともに減少する傾向にある。これらの結果から、Tm濃度の増加に従い励起準位の^1G_4からこの発光に寄与しない過程で緩和する確率が高くなることを明らかにした。2.796nmおよび802nm発光帯: 796nm発光帯については、本研究で測定を行った0.2at%までの濃度範囲では強度の減少はみられなかった。一方、802nm発光帯はTm濃度に対して478nm発光帯と同様の傾向を示した。この結果から、これらの赤外発光の遷移過程について、802nm発光帯は478nm発光帯と始準位を同じくする^1G_4→^3H_5、796nm発光帯は^3F_4→^3H_6と同定するのが適当と考えられる。さらに796nm発光帯については、Tm濃度の増加に従い立上りの時定数が減少することから、この発光が励起される確率が高くなることを明らかにした。以上の結果から、青色発光の励起準位^1G_4から赤外発光の励起準位^3F_4へ緩和する過程が存在することが予想され、その確率がTm濃度の増加に伴い高くなることを明らかにした。これらの過程としては、Tm^<3+>イオン間の交差緩和や欠陥準位を介したエネルギー伝達である可能性が高い。
大強度・大輝度イオンビームの輸送の研究

ビーム輸送においては、主としてビーム収束のための外場と、空間電荷効果、エミッタンスの3要因がある。それら3要因が同時に寄与する時に何が重要なのか、そして相互にどのように影響を及ぼし合うのか、非線形効果はどのような場合に発生するのか等の問題がある。本研究ではそのために以下の実験研究を行った。陽子加速器入射用の水素負イオンビームの輸送のためにメリーランド大学で開発された、静電6段4重極レンズ(ESQ)を設置し、ほぼ規格化パービアンスの等しい領域にあるヘリウムビームにより、ビーム収束効果、エミッタンスの変化、空間電荷効果等を調べる実験を行った。その結果規格化パービアンスが0.003以下である場合には、50cm下流で初期のビーム径と同程度にビームを収束させ、ほぼ100%の効率でビームが輸送できることがわかった。又、エミッタンスの増加はほとんどみられず、空間電荷効果とビーム収束のための静電場の重畳効果は非線形の領域に入っていないことがわかった。静電6段階4重極レンズの印可電圧設定値にはかなりひろい許容範囲があることが検証され、今後広い応用が期待できる。さらにパービアンスが大きい領域、あるいは6段階4重極レンズの許容範囲の限界領域で、詳細なエミッタンスダイアグラムの測定を行った。このダイアグラムは非線形の特徴を有しており、今後非線形ビーム物理の研究に発展すると思われる。イオンビームの輸送においては、電流密度が大きくなると空間電荷効果等の非線形の現象が現われ、ビーム発散現象が起き、そのエミッタンスは急速に増加する.本研究の目的は、このような大輝度ビーム輸送時のビーム周辺環境とビームの相互作用等のビームダイナミックスを調べることと、空間電荷効果に支配されているビームの効率的な輸送法を開発することにある.本年度の国際共同研究では、日本側では、大輝度ビーム源によりヘリウムの荷電変換実験を行いヘリウム負イオンビームを生成した[文献1].この正イオンビームの諸性能を調べたところこのビームは空間電荷効果に支配されており、上記の実験的研究を行うのに適していることがわかった.そこでこのビーム源を使用してビーム輸送ダイナミックス調べるテストスタンドを製作した。アメリカ側は、ビーム収束を行いながら輸送する6段静電レンズ系(ESQ)を用意し、日本側のビーム性能にマッチするパラメーター郡を計算によりもとめた.その上で、アメリカ側はこの静電レンズ系を日本に持ち込み、テストスタンドのビーム出口に設置し、協力して予備実験を行った.その結果、このレンズ系を利用して空間電荷効果に支配されたビームを約30cm輸送すると、レンズ系がない場合に比してビーム輝度が数倍になることを確認、この方法が有効であることがわかった.イオンビームの輸送においては、電流密度が大きくなると空間電荷効果等の現象によりビーム発散現象が起き、また,各種の非線形現象でエミッタンスは急速に増加する.本研究の目は、このような大輝度ビーム輸送時のビーム周辺環境とビームの相互作用等のビームダイナミックスを調べることと、空間電荷効果に支配されているビームの効率的な輸送法を開発することにある.本年度の国際共同研究では、アメリカ側が用意した静電レンズ系を日本に持ち込み、テストスタンドのビーム出口に設置し、ビーム輸送研究実験を行った.その結果、このレンズ系を利用して空間電荷効果に支配されたビームを約30cm輸送すると、レンズ系がない場合に比してビーム輝度が20倍になり,エミッタンス上昇もかなりおさえられることがわかった.この結果をまとめ,下記に示すような内容で,粒子加速器国際会議にて発表する.本年度は,昨年度開発した大電流密度のヘリウムビーム源の諸元を調べた.引き出し電極径6mmのバケット型イオン源から引き出されるビーム電流は,イオン源の放電電力増強と平行して引き出し電圧を増加させることによりほぼChild-Langmuireの原則に従い増加していく.しかし,イオン源内部のプラズマパラメータを測定すると,放電電力増強とともに電子温度が増加し,結果として得られるビームのエミッタンスも増加する.

次に静電6段4重極レンズ(ESQ)をテストスタンドに設置し,上記のヘリウムビームにより,ビーム収束効果,エミッタンスの変化,空間電荷効果等を調べる実験を行った.その結果規格化パービアンスが0.003以下である場合には,50cm下流で初期のビーム径と同程度にビームを収束させ,ほぼ100%の効率でビームが輸送できることがわかった.又,この時エミッタンスの増加はほとんどみられず,空間電荷効果とビーム収束のための静電場の重畳効果は非線形の領域に入っていないことがわかった.静電6段4重極レンズの印可電圧設定値にはかなりひろい許容範囲があることが検証され,今後広い応用が期待できる.さらにパービアンスが大きい領域,あるいは6段4重極レンズの許容範囲の限界領域で,詳細なエミッタンスダイアグラムの測定を行った.このダイアグラムは非線形の特徴を有しており,今後非線形ビーム物理の研究に発展すると思われる.
磁性半導体における変調ドープヘテロ構造の作製と2次元電子系の研究

本年度の研究では、分子線エピタキシー(MBE)により、ヨウ素をドーパントとしたn型のCd_<1-x>Mn_xTe/Cd_<1-y>Mg_yTeの変調ドープヘテロ構造を作製し、強磁場下の電気伝導ならびにフォトルミネッセンス(PL)の測定を行った。それにより磁性半導体の2次元電子系における特異な種々の物性を明らかにした。1.電気伝導測定高移動度試料の磁場中での電気伝導測定で、整数量子ホール効果による伝導率の振動を見出し、その整数占有率vの位置から、磁性2次元電子系特有の巨大ゼーマン分裂による特異な電子エネルギー構造を有することが確認された。また磁気抵抗の振舞いにおいて、非磁性の試料とは逆に低磁場域で正の磁気抵抗が現れることを見出し、クーロン相互作用に基づく伝導率の量子補正という描像で定量的解析を行った。2.発光測定上記と同じ試料において、25Tまでの強磁場下でPL測定を行い、整数占有率vの磁場位置で発光線のエネルギーおよび発光強度が規則的に振動することを見出した。特にv=1の磁場位置では、発光線の高エネルギー側への不連続な跳びが見出された。この発光線の「跳び」を様々な試料で系統的に観測し、そのMn組成、キャリア濃度に対する依存性を解析した。その結果、この発光線の起源は荷電励起子であり、この荷電励起子の解離エネルギーがv=1でのフェルミ準位の移り変わりに応じて不連続に変化することにより、発光線の「跳び」が生じるとするモデルを提唱した。またある特定のMn組成、キャリア濃度の試料では、占有率vが同じ値でありながらフェルミ準位に相当するランダウ準位が交差する、という極めて特異なエネルギー構造が実現されており、このランダウ準位の交差に伴って発光エネルギーの磁場依存性が折れ曲がりを示すことを見出した。
DNA付加体１分子が関わる遺伝子変異誘発機構の緻密性に関する研究

直接的な相同組み換え修復(HR)の無いX染色体上に位置するヒポキサンチンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HPRT)遺伝子座、一方、HRを有する17番常染色体上に位置するチミジンキナーゼ(TK)遺伝子座の2つに注目し、それぞれの遺伝子座に1ヶ所だけDNA二本鎖切断(ISceI制限酵素による切断)を形成させ,そこで起きる塩基の変異や欠失を詳細に調べた。得られた突然変異プロファイルは,両遺伝子座ともに塩基変異はほとんど観察されず、欠失変異が占めていた。TK座の欠失変異を持つクローン細胞はわずか0.9%であったが、HPRT座のそれは7.4%もあり、それは二本鎖切断部位の近傍18bp以内で起きる欠失変異が多いことが原因であった。また、HPRT座だけで200bpsを超える大きな欠失(0.7%)が誘発することが分かった。二本鎖切断が1ヶ所あるだけで、X染色体上のHPRT座は、TK座よりも約8倍高く遺伝子変異が起きることが分かった。なお本実験で使用された条件は、ISceI制限酵素による人工的に起こした二本鎖切断を利用しているため、通常の生理的条件で起きる二本鎖切断によるDNA修復蛋白質等の誘導とは異なる可能性がある。本研究で構築した遺伝子破壊細胞は、国衛研や京都大学などで組織されたTK6細胞ミュータントコンソーシアム(http://www.nihs.go.jp/dgm/tk6.html)で世界中に分与され、共同研究に用いられている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者は,遺伝子ターゲティングを利用してDNA付加体1分子をヒトリンパ芽球細胞TSCER122(TK6細胞由来)のチミジンキナーゼ遺伝子(TK)のイントロン4,あるいはエキソン5にゲノム導入させ,その付加体の運命を定量的に解析できる系(Tracing DNA adducts by targeted mutagenesis; TATAM)をすでに確立している。これまでの実験の結果,8-オキソグアニン付加体1分子をイントロンに導入した時はTK変異が起きるが,エキソンのある部位に導入した時はTK変異が起きない(あるいは低減する)ことを示すデータが得られた。仮説として,そこには遺伝子変異誘発機構の緻密性が存在するのではないかと考えた。よって本研究の目的は,まずその機構で働くと予想されるDNA修復遺伝子を破壊したTSCER122細胞を樹立し,TATAM系を駆使して付加体1分子が関わる緻密な遺伝子変異誘発機構を明らかにすることである。本研究計画は,次の3つの実験に大別される。1TKのイントロン4とエキソン5にそれぞれ付加体1分子を導入したときのTK変異頻度を比較すること,2アミノ酸配列変異に関与するエキソン5のあるコドンに付加体1分子を導入し,コドン間でTK変異頻度を比較すること,3先の2つの実験について付加体ごと,そしてTKの転写鎖・非転写鎖ごとに比較することである。このように,TATAMは外来ではなく内在性の遺伝子に対して,部位特異的解析を可能にしている。平成25年度は,キサンチンDNA付加体1分子をTKのイントロン4とエキソン5のある部位にそれぞれ導入し,そのTK変異頻度を解析した。その結果,両部位とも遺伝子変異誘発頻度(約20%程度)が類似しており,先の8-オキソグアニンの結果とは異なっていた。今後,さらに再現性の確認と遺伝子破壊細胞を用いたTATAM解析を行う予定である。平成26年度は,CRISPR/Cas9系を本研究に組み込むことによって,あらゆる遺伝子の破壊をTSCER122細胞で実行可能であることがほぼ確認された。最近,広範に利用されている市販のCRISPR/Cas9のキットは,non-selectiveな条件では得られるターゲティング効率が非常に低く(デザインされたターゲットサイトに依存するが),目的の欠損細胞を効率良く得られない場合があった。そこで,研究協力者の助言により,薬剤耐性遺伝子を用いる方法を導入することによって,格段にターゲティング効率が上昇することを確認した。また,昨年度に得られたPOLB欠損TSCER122細胞を用いて,1,N6-エセノアデニンDNA付加体をTATAM(エキソン系)で解析した。この付加体は,POLBが関与する塩基除去修復機構によって修復されていると考えられ,その解析は陽性対象の実験として位置づけられる。実験の結果,POLB欠損細胞を用いた時に得られたエセノアデニンの突然変異誘発頻度は,その野生型の細胞を用いた時よりも約3倍上昇した。つまり,チミジンキナーゼ遺伝子のエキソン5にエセノアデニンが形成すると,POLBが関与する塩基除去修復機構が働いていることが確認でき,あらためてTATAM系は精度が良いと分かった。平成27年度は,TATAMのエキソン系に関して,チミジンキナーゼ遺伝子(TK)の変異を復帰させる陽性対照ターゲティングベクター,および復帰させられない陰性対照ターゲティングベクターの2種類の混合割合を規則的に変えて,TSCER122細胞に形質転換し,TK復帰頻度のレスポンスを調べた。陽性対照ベクターが0,0.1,0.2,0.6,2μgに対して,陰性対照ベクターはそれぞれ2,1.9,1.8,1.4,0μgを混合した。その結果,陽性対照ベクターの量に依存して,TK復帰頻度は上昇し,ほぼ直線性を示した。

しかしながら,最小の陽性対照ベクター0.1μg(エキソン系では5%の変異頻度に相当)の時は,TK復帰頻度が陰性対照ベクター1.9μgのシグナルに埋没する傾向にあり,明確に差が得られないように見受けられた。これは,DNA付加体の誤塩基対形成頻度が5%程度ではエキソン系で検出できない可能性を示唆している。in vivoで誤塩基対形成頻度の高いDNA付加体を探すために,8-ブロモグアニン,5-ブロモウラシル,およびウラシルをTATAMのイントロン系に供して調べた。8-ブロモグアニンはわずか2.4%しか突然変異を誘発せず,5-ブロモウラシルがこれまで調べた付加体のなかで最も高い突然変異誘発頻度(33.2%)を示した。ウラシルはin vitroでは高い誤塩基対形成頻度を示すが,in vivoでU:Gミスマッチペアの状態でゲノム導入したところ,予想以上にDNA修復されわずか8.1%の変異頻度であった。遺伝子破壊細胞の構築に関しては,CRISPR/Cas9系およびZFNのゲノム編集技術によって,XPAおよびOGG1の欠損細胞を分離し,ウェスタンブロッティングや薬物等の感受性実験でフェノタイプの確認を行った。ほぼ計画通りに数種のDNA付加体をゲノム導入して解析し,遺伝子変異誘発の緻密性を調べるためのTATAM(エキソン系)の基礎データが揃いつつある。平成28年度は,突然変異誘発頻度の低いDNA付加体を使用せず,TATAMのイントロン系で比較的高い突然変異誘発頻度を示すキサンチン付加体(20.5%),および5-ブロモウラシル付加体(33.2%)を選択し,TK遺伝子のエキソン5の特定部位に導入することによってTATAMのエキソン系に適用した。その結果,双方の付加体ともに突然変異誘発頻度が抑制される傾向が見られたが,イントロン系の結果と明確な違いはなかった。本系のデメリットは,イントロン系は各クローン細胞のゲノム内に導入された付加体部位をシーケンスするが,エキソン系は付加体部位で塩基置換が起きるとTK遺伝子が復帰することで,薬剤耐性コロニーとして検出されるため,エンドポイントが異なることが挙げられる。DNA修復遺伝子の欠損細胞の構築に関しては,XPC遺伝子の開始コドン配列を欠失させたXPC欠損細胞を分離し,紫外線照射に対して高感受性であることを確認した。これまで作製したミュータント細胞を使ったTATAMを実施し,上記のような差が得られなかった実験で有意差が得られるかどうかを今後実験する予定である。エキソン系において,陽性対照および陰性対照ターゲティングベクターを形質転換したときの基礎的データの取得に非常に時間がかかったため。遺伝子変異の緻密性を調べるために,遺伝子座ごとの遺伝子変異誘発機構についても解析している。まずは,相同組み換えが起きないX染色体上のHPRT遺伝子座,および相同組み換えが起きる常染色体(17番)上のTK遺伝子座に注目し,それぞれの遺伝子座で起きるDNA二本鎖切断と8-oxodG付加体を導入したときの突然変異誘発頻度とスペクトラムを調べ,それらを比較する。今年度は,ゲノムの特定部位に二本鎖切断を形成させることができるI-SceI制限酵素の認識配列をHPRT遺伝子のイントロン2にノックインさせたTSceHPRT細胞を分離した。HPRT遺伝子の発現解析およびサザンブロッティング等により,TSceHPRT細胞の基礎データを取得した。
石炭の化学構造及び石炭化初期反応に関する研究

ワンドアン炭をベンゼン-アルコ-ル抽出後温和な条件下で水素化分解し、n-ヘキサン抽出物を分け(H1)、これを酸性部(A)、塩基性部(B)、飽和部(S)、芳香族部(Ar)、中性極性蒸留部(PD)及び蒸留残部(PR)に分け、PD部を更に同様水素化分解し同様に分けた結果、PD部に含有される脂肪酸エステルが水素化によりn-パラフィンに変わることがわかった。又脂肪酸エステルは重要な構成成分であることも判明した。又極性部中のOHのついた芳香族化合物は水添により芳香族化合物に変化すること、即ち水添により得られる芳香族化合物の元の構造はOH基がついた極性芳香族であることが判明し、これが石炭構造の基本構造であることが証明された。更に第1回水添n-ヘキサン抽出残部を再度水添し、n-ヘキサン可溶部(H2)を分け、その残部を同様処理し、n-ヘキサン可溶部(H3)を分け、各々を上述の様に分け、H1H3の各々相当する留分の組成を比較したところ、殆ど同じ様な化合物から構成されており、相違点はパラフィン鎖がH1→H3になるに従って短くなること、アルキルシクロヘキサン(元はアルキルフェノ-ル)の含有量が増加し、そのアルキル置換度が上昇すること、重縮合度芳香族化合物の含有量が相対的に増加することであった。従ってこの石炭の化合構造は均一ではなく、部分的にゆるく長い脂肪酸で相互に結合されたフェノ-ルから構成され、部分的に短いC-C結合で結合したOH置換の多環芳香族からなるものと考えられる。これらアルキル基のついた芳香族化合物はリグニンとリピッドからの脂肪酸の反応から生成するものと考え、フェノ-ルとC_<18>脂肪酸の反応を260300°C、活性白土存在下で行うことにより、アルキルフェノ-ル、アルキルテトラリン、アルキルナフタレン、アルキルフェナントレン等が生成し、その反応経路を解明した。更にリグニンとC_<14>アルコ-ルの反応も行い、アルキルフェノ-ルが生成することも証明した。ワンドアン炭(77%C)をベンゼン-アルコール及びn-ヘキサン抽出し(I)、抽出残をアドキンス触媒を用いて温和な水素化を3回繰返し、各段階におけるn-ヘキサン抽出物を夫々(H1)、(H2)、(H3)とする。(I)及び(H1)-(H3)をシリカ-アルミナ液体クロマトグラフィーを用いて飽和分、芳香族分及び極性分に分け、更に極性分を200°Cまでの高真空蒸留により蒸留分と未蒸留に分け、未蒸留分以外の部分をGC、GC-Msで分析した。飽和分の大部分はn-パラフィンであり、その他アルキルシクロヘキサンが含まれる。極性蒸留分中には直鎖脂肪酸のメチル及びエチルエステルが含まれており、これを同条件下で水素化すると、エステル分布と同じn-パラフィン分布が得られ、未反応の残極性分中のエステル含量は減少するので、水添油中に常に多く含まれるn-パラフィンは直鎖脂肪酸エステルが還元されて生成することが明らかにされた。

又極性分末蒸留の高分子留分も水添反応により同様にn-パラフィンを生成することから、直鎖エステル構造は石炭構造の重要な部分を構成していることもわかった。極性蒸留分の分析から、それを構成している化合物はアルキル基を有する14環のヒドロキシ芳香族化合物であり、これを水素化すると脱ヒドロキシル化して先に得た芳香族留分中の化合物ど同様の化合物群を与えるので、液化油として得られる芳香族化合物は石炭中のヒドロキシ-アルキル芳香族体が脱ヒドロキシル化することにより生成するものであり、石炭はこうしたヒドロキシ-アルキル芳香族化合物が互に結合した高分子体であろうと推定した。水素化を繰返し(H1)→(H3)へと行くに従い、多環の芳香環の量が増え、この石炭は不均一な構造をしていることが明らかにされた。更に環数の小さい芳香族環程長いアルキル側鎖を有し、環数が増えると急速に短かくなることもわかった。此等の事実は石炭化反応に対し重要な示唆を与える。ワンドアン炭をベンゼンーアルコ-ル抽出後温和な条件下で水素化分解し、nーヘキサン抽出物を分け(H1)、これを酸性部(A)、塩基性部(B)、飽和部(S)、芳香族部(Ar)、中性極性蒸留部(PD)及び蒸留残部(PR)に分け、PD部を更に同様水素化分解し同様に分けた結果、PD部に含有される脂肪酸エステルが水素化によりnーパラフィンに変ることがわかった。又脂肪酸エステルは重要な構成成分であることも判明した。又極性部中のOHのついた芳香族化合物は水添により芳香族化合物に変化すること、即ち水添により得られる芳香族化合物の元の構造はOH基がついた極性芳香族であることが判明し、これが石炭構造の基本構造であることが証明された。更に第1回水添nーヘキサン抽出残部を再度水添し、nーヘキサン可溶部(H2)を分け、その残部を同様処理し、nーヘキサン可溶部(H3)を分け、各々を上述の様に分け、H1H3の各々相当する留分の組成を比較したところ、殆ど同じ様な化合物から構成されており、相違点はパラフィン鎖がH1→H3になるに従って短くなること、アルキルシクロヘキサン(元はアルキルフェノ-ル)の含有量が増加し、そのアルキル置換度が上昇すること、重縮合度芳香族化合物の含有量が相対的に増加することであった。従ってこの石炭の化合構造は均一ではなく、部分的にゆるく長い脂肪酸で相互に結合されたフェノ-ルから構成され、部分的に短いCーC結合で結合したOH置換の多環芳香族からなるものと考えられる。これらアルキル基のついた芳香族化合物はリグニンとリピッドからの脂肪酸の反応から生成するものと考え、フェノ-ルとC_<18>脂肪酸の反応を260300°C、活性白土存在下で行うことにより、アルキルフェノ-ルアルキルテトラリン、アルキルナフタレン、アルキルフェナントレン等が生成し、その反応経路を解明した。更にリグニンとC_<14>アルコ-ルの反応も行い、アルキルフェノ-ルが生成することも証明した。
腫瘍免疫の再構築をコンディショニングとした進行期肺癌に対する新たな免疫療法の開発

化学療法、放射線療法後のリンパ球減少状態からの回復期には、抗腫瘍エフェクターT細胞の誘導が増強されることが知られている。我々は担癌マウスモデルを用いて、この回復期において殺細胞性治療抵抗性の免疫抑制細胞が増加することを発見した。これら免疫抑制細胞を、抗体を用いて除去すると抗腫瘍免疫応答が増強され、腫瘍の成長が抑制された。当院で治療を受けた進展型小細胞肺癌患者の末梢血検体を化学療法前後で解析すると、マウス同様に免疫抑制細胞が増加していた。今後は、化学療法後のリンパ球減少状態からの回復期を利用して、免疫抑制細胞を効率よく除去して抗腫瘍エフェクターT細胞を誘導する免疫療法の開発を検討している。本研究の目的は、予後不良進行期肺癌に対する新たな腫瘍免疫療法を確立することである。化学療法、放射線療法後のリンパ球減少状態、ナイーブT細胞は弱いTcell receptor(TCR)刺激であっても容易にエフェクターT細胞(Teff)に分化可能であることが知られている。申請者らは、化学療法、免疫抑制細胞除去、ナイーブT細胞養子移入を組み合わせることで、進行期坦癌マウスに強力なTeffを誘導し腫瘍成長を抑えることに成功し、報告した。また担癌マウスモデルの系で、放射線治療、化学療法後のリンパ球減少状態ではこれら殺細胞性治療抵抗性の抑制性T細胞が存在し、治療後の腫瘍免疫応答を抑制していることを発見し報告した。平成24年度は、ナイーブマウス由来のナイーブT細胞をさまざまなサイトカイン環境で培養し、100-1000倍に増殖可能であること、これら刺激後のT細胞はTCRの多様性を保っており、リンパ球減少状態の担癌マウスに移入するとエフェクターT細胞に分化できることを示した。平成25年度はこれらナイーブT細胞由来のin vitroで増やしたT細胞を腫瘍ワクチン、抑制性T細胞除去、化学療法と組み合わせ、進行期担癌マウスを治癒させることに成功した。また、肺癌症例の末梢血をFACS解析し、化学療法後のリンパ球減少状態であっても抑制性T細胞が残存していることを確認した。今後は化学療法後のリンパ球減少状態を利用したT細胞療法をさらに進める予定としている。化学療法、放射線療法後のリンパ球減少状態では、ナイーブT細胞は弱いTcell receptor刺激であっても容易にエフェクターT細胞に分化可能であることが知られている。我々は、化学療法、免疫抑制細胞除去、ナイーブT細胞養子移入を組み合わせることで、進行期坦癌マウスに強力なTeffを誘導し腫瘍成長を抑えることに成功した。本研究では、腫瘍免疫療法に最適な坦癌宿主のコンディショニング方法を確立し、臨床への応用を目指している。研究初年度である平成24年度においては、ナイーブマウスから採取したT細胞をさまざまなサイトカイン環境で刺激した。In vitroでの9日間の培養で、T細胞を100-1000倍に増やすことができた。これら刺激後のT細胞はT cell receptorの多様性を保っていた。次にこの刺激後のT細胞をリンパ球減少状態の担癌マウスへ移入した。刺激前のナイーブT細胞と同様に、in vitroで刺激し増殖させたT細胞もエフェクターT細胞に分化し、腫瘍を縮小、治癒させることができた。治癒90日後のマウスは腫瘍を特異的に拒絶可能であり、また治癒90日後のマウスにドナー由来のエフェクターT細胞が存在していた。以上より、本実験系で使用したサイトカイン環境下で増殖させたT細胞は腫瘍抗原を認識可能であり、エフェクターに分化可能であること、メモリーT細胞に分化して長期間宿主に留まることが示された。抗癌剤治療、放射線治療などの殺細胞性治療後のリンパ球減少からの回復期においては、抗腫瘍免疫応答は増強されることが知られている。これまでは抑制性T細胞などの免疫抑制細胞の除去が機序として考えられていた。我々はマウスモデルを用いて、全身照射や抗癌剤治療後に、これらの殺細胞性治療抵抗性の抑制性T細胞が生存、急速に増加し、リンパ球減少状態からの回復期における抗腫瘍免疫を抑制していることを発見し報告した。これらの殺細胞性治療抵抗性の抑制性T細胞を抗体で除去すると、抗腫瘍免疫応答が増強され、腫瘍の成長を抑制できた。化学療法前後の肺癌患者検体を用いた研究では、治療後に末梢血で抑制性T細胞、myeloid-derived suppressor cellsの増加が認められた。現在、化学療法と免疫抑制細胞除去を組み合わせた免疫療法について検討を行っている。マウスの系における担癌宿主の最適なコンディショニングは確立に成功したと考えている。臨床応用に向けて臨床データの蓄積を行っている。

本研究の主な目的は、抗腫瘍免疫療法に最適な宿主、免疫担当細胞のコンディショニングを開発することである。根治の難しい進行期肺癌の治療を考えると、十分な量の腫瘍抗原を認識可能なT細胞を得ること、このT細胞から誘導されたエフェクターが強い抗腫瘍効果を持つこと、また長期間生存し抗腫瘍効果を示すことが必要である。マウスの系ではあるが、vitroにおけるT細胞のコンディショニング方法(サイトカイン環境)の確立を目指した。本実験系で用いたサイトカイン環境で増殖させたT細胞は多様性を持ち、腫瘍抗原を認識可能であり、エフェクターに分化可能であること、メモリーT細胞に分化して長期間宿主に留まることを証明できた。効率的なリンパ球除去を目的とし肺癌に用いられているシクロフォスファミド、シスプラチン、エトポシド、ゲムシタビン、パクリタキセルなどの種々の抗癌剤を検討した。本研究で用いているT細胞療法のコンディショニングとしてはシクロフォスファミドが最適であった。現在はシクロフォスファミドを含む抗がん剤治療を受けた症例の末梢血を用い、抗腫瘍免疫モニタリングを進めている。マウスの系において、担癌宿主の最適なコンディショニングを検討する。肺癌に使用される抗癌剤を用いて、抗腫瘍免疫をもっとも賦活化する抗癌剤の種類、組み合わせを確立する。これまで使用してきた抗癌剤ではシクロフォスファミドが最も効率よくリンパ球を除去し、強力なエフェクターT細胞を誘導可能であった。パクリタキセルやゲムシタビンといった抗腫瘍免疫を増強することが報告されている抗癌剤についても本実験系で検討する。また、次年度は患者検体を用いて同様の結果が得られるかを検討する。肺癌患者の末梢血リンパ球を分離し、効率よくT細胞を増殖させるサイトカインの組み合わせを確認する。これら刺激後のT細胞が多様性を保ち、腫瘍抗原を認識可能かについても実験を行う。本大学の動物実験施設の改築に伴い、動物実験が制限されたため。平成26年度は本研究の最終年度であり、アメリカ癌学会、日本癌学会などの学会で発表を予定している。また論文作成も進んでおり、これらへの費用として充足する予定である。肺癌患者の末梢血リンパ球の表面マーカー解析目的のFACS用抗体として380,000円を計上した。また、腫瘍抗原と共培養したT細胞から分泌されるサイトカインを計測するため、ELISA用plate、抗体、試薬、培養液購入費用を計上した。担癌宿主のリンパ球減少状態におけるエフェクター/サプレッサーバランス、抑制性T細胞の機能を解析するため細胞分離幼児期ビーズ購入費を計上した。
NICU入院児の在宅移行を推進する訪問看護師の活動に関する研究

NICUに入院経験のある児がスムーズに在宅療養を開始・継続するために、訪問看護師の具体的な活動を明らかにし活動指針を作成することを目的とした。全国の訪問看護ステーションから無作為抽出した2500ヶ所に対して、活動指針案の項目の妥当性を検討するために質問紙調査を行った。回収率は14.8%、有効回収率は13.5%であった。結果から、訪問看護ステーションの活動指針案の項目は、全62項目中、検討が必要な項目が2項目あり、再調査で再度分析・検討し決定する。NICU入院児の在宅移行支援を促進するひとつの要因として考えられる訪問看護ステーションにおける受け入れ拡大に向けて、活動指針を作成することを研究の目的にあげた。NICUから直接在宅に移行するケースは少ないが、その中でも医療依存度が高い、障害を有した状態で移行する児が多いため、受け入れ体制を整えることで、家族をはじめとする介護者が一手に介護を担い、心身ともに負担が増大することを予防することができる。また、児の状態は変化しやすいため、訪問看護が介入することでその変化を早期発見でき、早期対応することで児や家族の苦痛を最小限にすることができる。そのためにも、NICUから在宅移行する児を積極的に受け入れ可能な訪問看護ステーションが増加することが望まれる。平成25年度は活動指針の項目案を収集する目的でインタビューを実施するための準備期間とした。インタビュー調査の対象の選定基準、分析方法、インタビューガイド作成に向けて研究者間で文献検討を含め打ち合わせを数回にわたり行った。インタビュー対象は、小児専門に訪問看護を実施している訪問看護ステーション管理者としていたが、検討の結果、NICUからの在宅移行支援の経験のある訪問看護師に変更した。依頼方法も検討し直し、都道府県の訪問看護ステーション連絡協議会のHPを元に訪問看護対象に小児が含まれているステーションの管理者宛に訪問看護師の紹介依頼を文書で行い、対象を紹介してもらうように変更した。インタビューガイドの作成にあたり、用語の定義の見直しや質問内容の吟味、インタビュー時間や倫理的に配慮する必要のある内容の検討等を行った。活動指針の項目原案を先行研究や文献等から作成した。この項目原案をインタビューの分析結果と照らし合わせ、必要に応じて修正・追加を行うこととしている。NICU入院児の在宅移行支援の促進要因のひとつとなる訪問看護ステーションの児の受け入れ拡大に向けて、訪問看護師の活動について、一定の目安となる活動指針を作成することを本研究の目的とした。NICUから直接在宅へ移行する児の数は多くないが、当該児の状況は、医療依存度が高く、人工呼吸器等の医療機器を装着し、かつ重度心身障害を併せ持ち生活を継続している場合が多い。これらの状況の児が家庭で生活を安全に継続していくためには、異常の早期発見・対応および児の成長・発達を促す介入を行う訪問看護師の役割は大きい。訪問看護師の活動指針を作成するにあたって、平成26年度は主に活動指針の項目を精選・決定する期間にあてた。活動指針の項目の作成、は諸文献、訪問看護師へのインタビューから、また、実践で使用可能であるかに重点を置き文献、既存のマニュアル等からヒントを得て行った。研究分担者と検討を重ねており、次年度は、作成した原案の項目の信頼性と妥当性を確認するために、専門家へ質問紙を用いて調査し、指針案を作成、全国の訪問看護ステーションから無作為抽出した約1000ヶ所に質問紙調査を行い、活動指針を作成する予定である。近年のNICU病床数の不足状況を改善するために、NICU入院児の在宅移行支援への体制的な取り組みは推進されており、NICUから直接在宅へ退院する児は徐々に増加している。今後は医療依存度が高い児のみならず、親子含めての療育支援に看護は欠かせず、訪問看護ステーションがNICUからの在宅移行支援に関わる機会も増えることが考えられる。しかし、受け皿となる訪問看護ステーションにおいて、NICUおよび小児看護経験者がいないステーションが多く、小児の特徴に応じた看護サービスを提供することに自信がなく、受け入れを断っている現状がある。また、乳幼児は介護保険制度におけるケアマネジャーのようなマネジメント専門職種がおらず、在宅移行に必要な調整は訪問看護師が関わることが多い。訪問看護ステーションの看護師が調整を行うには、より具体的な調整内容を明らかにし、訪問看護における看護師の活動指針を開発することが必要であると考える。活動指針が実際にNICU入院児の在宅移行支援の現場で活用されることで、患児および家族が安心して在宅療養を開始、継続するための訪問看護師の具体的な活動の目安となり、小児看護経験のない訪問看護ステーションでも受け入れ可能の要因のひとつになることが考えられ、在宅移行支援の推進へとつながることが期待される。これらのことより本研究の目的は、NICU入院児の退院支援における訪問看護師の具体的な活動内容を明らかにし、実際に活用できる訪問看護師の活動指針の開発およびその評価をすることとする。NICU入院時の在宅移行支援に活用できる訪問看護ステーションの活動指針を作成する一環として、先行研究、文献等から活動指針項目原案を作成した。また、項目をさらに精選するために、NICUコーディネーター、小児看護の経験のある訪問看護ステーション管理者、および訪問看護経験があり修士号を持っている看護教員の10名程度を対象とし、専門家調査を行う。現在専門家へ質問紙を郵送しており、返送され次第、集計・分析を開始する予定である。専門家調査の結果より、活動指針案を作成し、全国の訪問看護ステーション管理者に向けて質問紙調査を行い、信頼性と妥当性を検討する。

さらに、承諾が得られたステーション管理者に対して、質問紙調査の3ヶ月後を目途に再調査を実施し、信頼性・妥当性を高める予定である。今年度は、研究代表者の本業との兼ね合いで質問紙案の検討、質問紙作成が遅れ、以降の工程も大幅に遅れている条項となっている。NICU入院児の在宅移行支援の促進要因のひとつとなる訪問看護ステーションの児の受け入れ拡大に向けて訪問看護師の活動について一定の目安となる活動指針を作成することを本研究の目的とした。活動指針を作成するにあたり、まず文献等から活動指針項目案を作成した。活動指針項目案は、1.NICU、小児病棟または退院支援部門より訪問看護ステーションへ連絡が入った時、2.病棟でのカンファレンス時、3.初回訪問までの期間、4.初回訪問、5.初回訪問以降の5つの段階、計65項目から構成された。次に訪問看護ステーション管理者・訪問看護の経験がある修士以上の看護大学教員等専門家調査に向けて、作成した活動指針項目案の妥当性を調査した。その結果、妥当性に欠ける3項目を除外した計62項目を活動指針案とした。さらに全都道府県の約40%にあたる訪問看護ステーションを抽出し、計2500ヶ所の訪問看護ステーション管理者に活動指針項目案の妥当性を問うアンケート調査を行った。回収数は352で回収率は14.1%に留まった。352ヶ所のうち、活動指針案の信頼性のために行う再調査に参加可と回答が得られたステーション数は135ヶ所であった。現在、集計結果を分析し活動指針の妥当性・信頼性を検討中で、検討した結果を報告書にて報告する作業中である。NICUに入院経験のある児がスムーズに在宅療養を開始・継続するために、訪問看護師の具体的な活動を明らかにし活動指針を作成することを目的とした。全国の訪問看護ステーションから無作為抽出した2500ヶ所に対して、活動指針案の項目の妥当性を検討するために質問紙調査を行った。回収率は14.8%、有効回収率は13.5%であった。結果から、訪問看護ステーションの活動指針案の項目は、全62項目中、検討が必要な項目が2項目あり、再調査で再度分析・検討し決定する。活動指針原案作成およびその検討に時間を要したため。次年度は専門家への質問紙調査、および訪問看護ステーションへの質問紙調査を進めていく。次年度は、本業との調整、および共同研究者との連携を更に密にして早期からより計画的に取り組む。在宅看護前年度実施予定であった専門家への質問紙調査・分析を行い、その後迅速に訪問看護ステーションへの質問紙調査が実施できるように、ステーションの抽出を早めに行う等、事前準備を早期から始める。インタビュー調査までを実施する予定であったが、文献検討、インタビューガイド作成、対象選定基準等、準備に時間を要している。しかし、活動指針項目案作成と同時進行しているため、次年度に向けての準備はできている。今年度は計画遅延のため、全国質問紙調査の準備・実施までできなかったため、質問紙作成・調査(印刷・郵送)および分析(入力作業にかかる人件費)費用の使用がなかった。
急性腎傷害における心房性ナトリウム利尿ペプチドの腎保護作用メカニズムの研究

心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)が、腎虚血-再灌流による急性腎傷害や造影剤腎症を軽減するかをラットモデルで検討した。ANPは、腎虚血-再灌流による代謝性アシドーシス、肺水腫、血中乳酸濃度、クレアチニン濃度、K濃度の上昇などの急性腎傷害を軽減した。さらにANPは、腎虚血-再灌流による腎や肺組織のTNF-alpha、IL-1beta、IL-6 mRNA上昇や蛋白発現を軽減するとともに、血中IL-1betaやIL-6濃度の上昇も軽減した。これは、ANPが炎症反応を抑制することにより、腎-肺の臓器間のクロストークを妨げることを示唆する。また、ANPの前投与は造影剤腎症を軽減した。【目的】全身性炎症反応や敗血症性ショックにおいて、急性腎傷害(acute kidney injury;AKI)は頻繁に起こる合併症であり、腎傷害が悪化すると患者の予後にも影響する。そのため、AKIに対する早期治療が患者の予後を改善する。心房性ナトリウム利尿ペプチド(atrial natriuretic peptide;ANP)は、ナトリウム利尿だけでなく、抗炎症作用や細胞保護作用を有していることがin vitroの研究で明らかになった。そこで腎の虚血・灌流傷害による急性腎傷害ラットモデルにおいて、ANP投与が腎保護作用を有するかを検討した。【対象】ラット(male Sprague-Dawley rats)【方法】ラット腹腔内にペントバルビタールを注入し麻酔。右内頸動脈にカニューレを挿入し動脈圧の測定および採血を行った。右大腿静脈にカニューレを挿入し生食を6ml/kg/hrの速度で持続投与した。3群に分類1)Sham-operatedcontrol:腹部皮膚切開のみ施行、2)Vehicle投与急性腎傷害群:腎の虚血・再灌流モデル作成;腹部皮膚切開後、左側腎茎(腎静脈、腎動脈)を露出し血管クリップで1時間クランプ、クランプ解除後3時間経過観察、3)ANP投与急性腎傷害群:腎動静脈をクランプする5分前から、生食輸液からANPに切り替え、ANPを0.2μg/kg/min(生食で希釈6ml/kg/hr)の速度で3時間持続投与。測定項目:心拍数、血圧、動脈血液ガス、尿量、血漿クレアチニン濃度、血漿乳酸値、血漿K濃度、血中サイトカイン(TNF-α, IL-6, IL-β)濃度、測定時間:前、1、2、3時間、3時間後にペントバルビタールを大量投与後、腎と肺を摘出し、炎症性サイトカイン(TNF-α, IL-6, IL-β)のmRNA測定用に冷凍保存、蛍光染色用に冷蔵保存した。【結果】Vehicle投与急性腎傷害群では、代謝性アシドーシス、血漿乳酸値の増加、尿量減少を認めた。ANP投与急性腎傷害群では、代謝性アシドーシスやの血漿乳酸値の増加の阻止、尿量の増加を認めた。これらの所見から、ANPは腎の虚血・再灌流による急性腎傷害を阻止することが示唆された。【背景と目的】重症患者において、急性腎傷害(acute kidney injury;AKI)は頻繁に起こる合併症で、遠隔臓器にも影響する。そこで腎の虚血・再灌流傷害による急性腎傷害ラットモデルにおいて、ANP投与が腎や遠隔臓器である肺の保護作用を有するかを検討した。【対象と方法】ラット(male Sprague Dawley rat)腹腔内にペントバルビタールを注入し麻酔。3群に分類1)Sham-operatedcontrol(n=6):腹部皮膚切開のみ施行、2)Vehicle投与急性腎傷害群(n=12):腎の虚血・再灌流モデル作成:腹部皮膚切開後、左側腎茎(腎静脈、腎動脈)を露出し血管クリップで1時間クランプ、クランプ解除後3時間経過観察、3)ANP投与急性腎傷害群(n=12):左側腎茎をクランプする5分前から、生食輸液からANPに切り替え、ANPを02μg/kg/min(生食で希釈6ml/kg/hr)の速度で3時間持続投与。

測定項目:心拍数、血圧、動脈血液ガス、尿量、血漿クレアチニン濃度、血漿乳酸値、血漿K濃度、血中サイトカイン(TNF-α,IL-6,IL-β)濃度、測定時間:前、1、2、3時間、3時間後にペントバルビタールを大量投与後、腎と肺を摘出し、炎症性サイトカイン(TNF-α,IL-6,IL-β)のmRNA測定用に冷凍保存、蛍光染色用に冷蔵保存した。【結果】Vehicle投与急性腎傷害群では、代謝性アシドーシス、血漿乳酸値の増加を認めた。ANP投与急性腎傷害群では、代謝性アシドーシスや血漿乳酸値の増加を阻止した。組織蛍光染色では、vehicle投与急性腎傷害群において腎の血管内皮細胞と気管支上皮細胞にTNF-αの発現を認めた。これより、ANPは腎の虚血・再灌流による急性腎傷害及び肺での炎症を阻止することが示唆された。背景:腎虚血・再灌流傷害(IRI)は急性腎傷害の原因となり、酸素化も悪化する。心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)には、利尿作用と抗炎症作用がある。目的:腎虚血・再灌流傷害は、遠隔臓器の炎症を惹起するのか、またANPはこれらの炎症を弱め、腎と遠隔臓器のクロストークを軽減するのかを解明した。対象と方法:ラットを麻酔し、気管切開後、人工呼吸を施行した。ラットは1)生食+IRI群、2)ANP+IRI群、3)ANP+sham群、4)生食+sham群の4群に分類した。腎の虚血・再灌流傷害は左腎茎を30分間遮断して作成した。生食あるいはANP (0.2μg/kg/min)を遮断前から投与する前投与群と遮断後に投与する後投与群の評価をした。血行動態、動脈血液ガス、血漿クレアチニンおよび乳酸濃度を、0時間、クランプ解除後1 ,2, 3時間で測定した。実験終了後、肺の湿/乾比を測定した。前投与群では、腎と肺組織のtumor necrosis factor (TNF)-α、interleukin (IL)-1β、IL-6のmRNA発現を測定し、腎と肺組織におけるTNF-αの局在を検討した。また、後投与群では、心臓の組織も評価した。結果:腎の虚血・再灌流傷害は代謝性アシドーシスや肺水腫を起こし、血漿クレアチニンおよび乳酸濃度を上昇させ、腎と肺組織のサイトカインのmRNAの発現増加およびTNF-αの局在を増加させた。ANP前投与も後投与も虚血・再灌流傷害による代謝性アシドーシス、肺水腫、血漿クレアチニンおよび乳酸濃度の上昇や腎と肺組織サイトカインmRNAの発現を阻止し、酸素化も改善した。前投与では腎と肺組織のTNF-αの局在を軽減した。結論:腎の虚血・再灌流傷害ラットモデルにおいて、ANPは腎保護作用と腎と肺に対し抗炎症作用を示した。ANPは腎ー肺のクロストークを軽減することが示唆された。【目的】重症患者において、急性腎傷害(AKI)は頻繁に起こる合併症で、AKIに対する早期治療が予後を改善する。心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)は、抗炎症作用を有している。腎の虚血・再灌流傷害ラットモデルにおいて、ANP後投与が腎を保護し、肺や心臓への炎症の波及を阻止できるかを検討した。【対象】雄SDラット【方法】ラットをペントバルビタールにて麻酔。右内頸動脈にカニューレを挿入し動脈圧の測定と採血を行った。右大腿静脈にカニューレを挿入し生食を6ml/kg/hrの速度で持続投与。3群に分類
シトクロムP-450camとCamリプレッサーとの共通構造

転写制御因子に結合する分子が、制御されている遺伝子のコードしている蛋白質の基質である場合、両蛋白質における分子結合部分に共通のモジュールが用いられていないだろうか。以上の問題に答えることを目的として、転写制御因子であるCamリプレッサー(CamR)と、制御されている蛋白質、シトクロムP-450cam(P-450cam)のアミノ酸配列をモジュール単位で比較した。CamRはDNAに結合し、カムオペロンの転写を抑制する。カンファー存在下でCamRはDNAとの親和性を弱め、その結果、カムオペロンの転写が始まる。P-450camはカムオペロンにコードされており、カンファーに酸素を転移する反応を触媒する。両蛋白質のアミノ酸配列比較の結果、CamRの約30残基からなる領域がP-450camの基質結合に重要とされている部位と67%の類似度を示すことがわかった。この部分は立体構造の判明しているP-450camではほぼモジュール3個分に相当した。P-450camでは、カンファーの結合様式が詳細に判明している。CamRと類似モジュールを持つ部分は基質と水素結合を形成する残基1つ、および疎水相互作用をする残基2つを含んでいた。これらのアミノ酸残基は類似の残基として保存されていた。類似の残基による保存でも問題がないことを、コンピュータ・モデリングにより確かめた。CamRにP-450camの基質結合モジュールが存在し、その部分で基質を結合していると推定できることより、両蛋白質が進化の過程で、共通のモジュールを共通の機能をうみだすために用いたと考えることができる。つまり、立体構造の単位であるモジュールが、カンファーを結合する機能の単位として用いられたのであろう。以上の結果・考察について現在投稿準備中である。