hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小腸上皮細胞におけるアポリポタンパクA-IV遺伝子発現の神経内分泌制御の解析

以上の結果は、ラット回腸におけるアポA-IV遺伝子の基礎的な発現は少なくとも一個の神経節を有するコリン作動性神経及びNO作動性神経の支配を受け、食餌脂質による刺激や小腸切除後の適応におけるアポA-IV遺伝子発現の増加には神経系は関与しないことを示唆している。筆者らは、各種の外科手術ラットならびに小腸上皮細胞モデルCaco-2を用いた過去の解析により、小腸におけるアポリポタンパク(アポ)A-IV遺伝子の発現が管腔因子(胆汁成分)及び体液性因子(消化管ホルモンpeptide YY)による調節を受けることを示唆する知見を得ている。更に本研究の初年度(平成11年度)においては、各種の神経伝達ブロッカーをラットに投与する実験を行い、ラット回腸におけるアポA-IV遺伝子の基礎的な発現は少なくとも一個の神経節を有するコリン作動性神経及びNO作動性神経の支配を受けること、食餌脂質による刺激や小腸切除後の適応におけるアポA-IV遺伝子発現の増加には神経系は関与しないことを示唆する知見を得た。そこで今年度は、小腸上皮細胞のモデル系としてヒト結腸ガン由来細胞株Caco-2を用いて、さまざまな消化管ホルモンならびに神経ペプチドがアポA-IV遺伝子の発現に及ぼす影響を解析し、小腸アポA-IV遺伝子発現の神経内分泌制御に関する新規の情報を得ようとした。定法により培養したサブコンフルエントのCaco-2細胞を6穴トランスウェルに播種し、コンフルエントに達してから14日後に10^<-10>10^<-5>Mの各種の消化管ホルモンあるいは神経ペプチドの存在下で更に6時間培養した後、RNAを分離して半定量的RT-PCRにより遺伝子発現レベルを解析した。その結果、VIP、ボンベシン、及びサブスタンスPはそれぞれ10^<-8>、10^<-6>、及び10^<-5>MでアポA-IVmRNAレベルを著しく増加させ、またソマトスタチン28は濃度依存的に減少させた。アドレナリン、カルバコール、グルカゴン、GRP NPY、CGRP、GLP、及びMet-エンケファリンはアポA-IV mRNAレベルに影響を及ぼさなかった。また、アポA-ImRNAレベルは、調べたいかなる物質によっても変化しなかった。以上の結果から、小腸上皮細胞におけるアポA-IV遺伝子の発現は、さまざまな消化管ホルモンならびに神経ペプチドが複雑に関与する神経・内分泌系による調節を受けることが示唆された。
睡眠呼吸障害のスクリーニング・治療における費用対効果の検討

睡眠時無呼吸症候群を中心とした睡眠呼吸障害(SDB)は、交通事故や産業事故などに加え、循環器系疾患の発生リスクを増大させることから、二次予防の面で非常に重要な疾患である。しかしながら、症状を自覚していない患者に対し、積極的に診断・治療することについては議論がある。本研究では、SDBのスクリーニングによる患者の早期発見・治療が、交通事故や将来の循環器系疾患の発症の減少といった社会的にもたらす効果を、マルコフモデルを用いた費用対効果分析により検討した。SDBのスクリーニングを実施することは、イギリスのNICEで取り入れられている医療技術の基準を用いて評価した場合、費用対効果が高いことが示唆された。睡眠時無呼吸症候群(OSAS)を中心とした睡眠呼吸障害は、交通事故や産業事故などに加え、循環器系疾患の発生リスクを増大させることから、二次予防の面で非常に重要な疾患である。本研究の目的は、睡眠呼吸障害のスクリーニングによる患者の早期発見・治療が、交通事故や将来の心血管疾患の発症の減少といった社会的にもたらす効果を費用効果分析により検討することである。本年度は、複数の健康保険組合の協力を得て構築されている診療報酬請求書データを、使用許可を得て解析した。2009年10月2010年9月の診療報酬請求書データのうち、30歳以上の対象を母集団とした。母集団の人数は368,732人、そのうち男性は50.8%であった。年齢構成は、30代が43.2%、40代が29.0%、50代が18.2%、60歳以上が9.6%であった。母集団より新規にOSASの診断・治療を開始した患者を抽出した。新規患者の定義は、過去1年に当疾患の診断および治療を受けてないこととした。対象期間内に、OSASの診断・治療を開始した対象者は、529人(男性86.8%、平均年齢47.6歳)であった。対象となった患者をその後2年間追跡した。2年間の月あたりの平均医療費は26,380円/月であった。また、OSAS患者と性・年齢をマッチングしたコントロール群を設定した。コントロール群での観察期間2年間の月あたりの平均医療費は10,059円/月であった。OSAS患者は、コントロール群と比べて有意に医療費が高かった。しかしながら、今回医療費を算出したOSAS患者の中には、治療を継続していない患者が多く含まれている。今後より詳細な解析を行う予定である。同様の解析を高血圧、脳卒中、心筋梗塞について実施した。最終年度である平成25年度は、これまでに収集したモデルに使用するパラメタ、作成したシミュレーション・モデルを用いて睡眠呼吸障害のスクリーニングについての費用対効果を検討した。その際、効果の指標は質調整生存年(Quality-adjusted life year: QALY)とし、1QALYあたりの増分費用効果比(Incremental Cost-effectiveness Ratio: ICER)を算出した。その結果、睡眠呼吸障害のスクリーニングを実施することは、イギリスのNICE(The National Institute for Health and Clinical Excellence)で取り入れられている医療技術の評価基準を用いて評価した場合、費用対効果が高いことが示唆された。ただし、睡眠呼吸障害の患者における心血管疾患、脳卒中の発症リスク、治療によるリスクの低下などのデータは日本人を対象とした研究がなく欧米のデータを用いている。日本人と欧米人ではこれらの疾患の発症率は大きく違うことから結果の解釈には注意を要する。今後、睡眠呼吸障害患者の予後に関するエビデンスの集積が望まれるとともに、どのような集団に優先的に睡眠呼吸障害のスクリーニングを実施すべきかの検討が必要である。睡眠呼吸障害(SDB)は、近年の疫学調査から成人男性、女性ともに高い有病割合であることが報告されている。近年、交通事故や産業事故などSDBが深刻な社会問題として注目されている。さらに、高血圧、不整脈、心筋梗塞、脳卒中などの循環器系疾患の発生リスクを増大させており、二次予防の面で非常に重要な疾患である。しかしながら、症状のない患者を見つけ、治療すること対しては議論がある。

実際に、将来のリスクを考え、スクリーニング・治療を実施するかどうかを判断材料には、将来のリスクだけではなく、スクリーニング・治療にかかる検査費用、治療費、その効果などを合わせて考慮する必要がある。本研究の目的は、SDBのスクリーニングによる患者の早期発見・治療が、交通事故や将来の心血管疾患の発症の減少といった社会的にもたらす効果を費用効果分析により検討することである。本年度は、分析に使用するシミュレーション・モデルの策定とモデルに使用するパラメタ(移行確率)の文献的集積を行った。SDBの患者の健康状態は経時的に診断や治療の影響を受け推移する。そのため、本研究では、移行確率の概念をモデルに取り込んでいるマルコフモデルを使用することとした。"健康"から"SDB"の状態への移行、"健康"、"SDB"、"SDBの治療"から"循環器疾患""交通事故""死亡"の状態への移行を、既存の研究、または公開されているデータべースより情報を集積した。効用値の算出については、インタビュー調査を計画していたが、インタビュー調査では人数が小数になってしまうため、これまで研究者が実施してきた睡眠障害患者を対象としたQOL調査を用いて、効用値を推定するように、計画を変更した。調査データを用いることにより、研究の精度は高まると考えている。それ以外については、計画どおり、研究を進めている。計画に従い、研究を進めている。レセプトより算出した費用、QALYを用いて、スクリーニングを実施した場合と実施しない場合の1QALYあたりの増分費用効果比を推定する。ベースラインケースは50歳の男性とする。分析のhorizon timeは、n-CPAPの費用対効果分析に用いられている5年とLifespanの両方の解析を行う。一般的に推奨されているように、費用の割引率は3%とし、同様に効果も一年ごとに3%割り引くこととする。今回の主題であるスクリーニングは、その精度(感度、特異度)により患者の発見が異なる。そのため、精度においても感度分析を行う。また、診断の方法の違いについて費用が異なるため、感度分析を行う。スクリーニングで発見された対象に対し、PSG検査を実施するか、あるいはパルスオキシメトリ、簡易型PSGを実施した後にPSG検査を実施するかの判断のためである。また、割引率を1%5%として感度分析を実施する。診断時の年齢や性別により治療の費用対効果が異なるかどうかに関する報告は非常に少ない。これについては、不明であるため、感度分析を実施する。また、本研究の分析で用いた既存のデータを用いた値(虚血性心疾患、脳卒中、交通事故の発症率、死亡率)については、95%信頼区間を用いて感度分析を行う。その他、効用値や費用に関してはプラスマイナス30%の値を用いて感度分析を行う。次年度は計画に従って、実際に費用と効用値の調査を行う。費用の調査は、匿名化されたレセプトデータベースを用いる。睡眠呼吸障害だけでなく、モデルに含まれる虚血性心疾患、脳卒中などの費用も調査する。
コミュニティ・エンパワメントによる高齢者の社会参加型自殺予防の実証研究

本研究は、ヘルスプロモーションの手法であるコミュニティ・エンパワメントの自殺予防対策における有効性を検討するために実施した。積極的な社会参加を促す地域づくり型の介入プログラムを実施した。前後に実施した悉皆調査の結果、コミュニティ・エンパワメントを実施した地域の認知的ソーシャル・キャピタルの向上が認められた。高齢者においては、コミュニティ・エンパワメントによる積極的な社会参加と住民同士の信頼を高める地域づくり型プログラムの実施は、地域のソーシャル・キャピタルを醸成させ、地域力を向上させる可能性が示唆された。平成24年度は、平成23年度に実施した「コミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加を促す地域づくり型の介入プログラム」実施後の、住民のメンタルヘルスとソーシャル・キャピタルの変化や、それに寄与した要因を明らかにすることを目的に、研究対象地域である秋田県H町にて質問紙調査を行った。調査は平成24年7月1日現在15歳以上85歳未満の全町民7,220名(中学生および入院・入所を除く)を対象とし、平成24年8月1日12日の期間(回収締切8月20日)に、各地域を担当する保健衛生委員の協力により調査票の配布、回収を行った。調査は個人情報の保護には細心の注意を払い実施した(各個人に配布後、封をした状態で回収)。調査項目は、基本属性(年齢,性別,世帯状況,婚姻状況,職業)、心のストレス関連要因(ソーシャルサポート・ネットワーク、社会参加の状況、暮らし向き)、心のストレス度(K6質問票)、自己効力感、心理社会的要因(健康感,精神的不調,希死念慮など)、仕事観(40歳未満のみ)、社会参加関連要因(40歳未満のみ)、ソーシャル・キャピタルに関する項目(40歳以上のみ)、地域づくりの取り組み・活動(40歳以上のみ)、外出頻度(閉じこもり)と関連項目(65歳以上のみ)、高次生活機能(65歳以上のみ)である。本調査では6,601人から調査票を回収(回収率91.4%)、白紙回答を除いた有効回答は5,368票(有効回答率74.3%)であった。調査データは、平成20年および平成22年に同町の30歳以上の住民を対象に実施した悉皆調査のデータをリンクすることが可能であり、コミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加と住民同士の信頼を高める地域づくり型の介入プログラムの効果を実証するための大変貴重なものである。平成25年度は、平成24年度に秋田県H町にて実施した調査データ(介入研究実施後)について、申請者らが平成22年(介入研究実施前)に秋田県H町の30歳以上の住民を対象に実施した悉皆調査のデータとの突き合わせを行い、多変量解析によりコミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加を促す地域づくり型介入の効果を検討した。特に、介入プログラム実施後の住民のメンタルヘルスおよび認知的ソーシャル・キャピタルの変化について、介入プログラムを実施した地域(介入群)と実施しなかった地域(コントロール群)とで比較を行った。地域住民のMental distress(精神的苦痛)については、K6 Scaleによって評価した。認知的ソーシャル・キャピタルの測定には本橋・金子による「地域におけるSC測定5項目」を用いた。第1回調査(平成22年実施)と第2回調査(平成24年実施)における各地域のK6得点およびSC得点の平均値の差分を従属変数、介入or対照を固定因子、平成24(2012)年の各地域における平均年齢を共変量、第2回調査における各地域の回答者数をWLS重みとして、一般線形回帰分析を行った。その結果、認知的ソーシャル・キャピタル得点の平均値差分については、p=0.038で有意差が示され、介入地域のソーシャル・キャピタル得点は非介入地域(コントロール群)と比べて低下していなかった。一方、K6得点の平均値差分については、有意差は示されなかった。コミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加を促す地域づくり型の介入プログラムを実施した地域では、地域のソーシャル・キャピタルの向上が認められた。秋田県八峰町において、平成23年12月から24年2月にかけてコミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加を促す地域づくり型の介入プログラムを実施した。平成23年1月1日より9月末日までに自殺者の発生したA,B,Cの3自治会において、公民館・集会場を利用し、住民が積極的に集まり地域の問題点と解決策を考える住民主体の集まる場(機会)を各3回設定した。毎回、自殺対策を専門とする研究者が最初に話題提供を行い、その後でグループに分かれワークショップを行った。初回はコミュニティの問題や課題を明らかにすることを課題とし、「自殺を減らすために私たちができること」といった、地域における自殺予防と関連したテーマについて、住民主体で話し合った。2回目は、初回で提示された問題や課題を解決するためにどうすれば良いか、ビジョンを作り上げる(目的や価値観の共有など)ことを課題として、ワークショップを行った。

3回目はテーマについて住民主体で、地域のビジョンを検討し、今後の具体的な活動方針を確認した。計3回のプログラム全てに参加したのは、A自治会10名、B自治会12名、C自治会11名であった。初回開始前、および、3回目終了後に簡潔な自記式質問紙調査を実施し、参加者の意識変化を測定した結果、地域から自殺を無くすことが「できると思う」と回答したのは、初回時16名(50.0%)、終了時20名(62.5%)、「できると思わない」は、初回時4名(12.5%)、終了時2名(6.3%)であった。コミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加と住民同士の信頼を高める地域づくり型の介入プログラムの実施は、地域のソーシャル・キャピタルを向上や、住民の自己効力感を高め、安心して自殺という深刻な課題に向き合えるようになることで、自殺予防対策において非常に有効であると考えられる。平成26年度は、秋田県H町において、前年度にも介入プログラムを実施した2つの自治会および、新たに2自治会を対象に計6回のコミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加をうながす地域づくり型の介入プログラムを実施した。平成26年度の介入事業については、平成27年度に実施を予定している15歳以上85歳未満の全住民約7,000人を対象とした自記式による質問紙調査(悉皆)によって、その効果等を評価する予定である。予定する調査項目は、基本的属性、精神的苦痛(mental distress)、自己効力感、社会参加状況、社会参加関連要因、地域づくりの取り組み・活動状況、外出頻度、認知的ソーシャル・キャピタルなどであり、平成24年度に実施した悉皆調査のデータとリンクさせて、分析を行う。また平成26年度は、第1回調査(平成22年実施)と第2回調査(平成24年実施)のデータを用いたコホート研究による分析を進め、コミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた地域づくり、社会参加型の介入プログラムの特に高齢者における自己効力感の向上、閉じこもりの予防・解消に対する有効性について詳細な分析を行い、学会にて発表を行った。医歯薬学本研究では、コミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加を促す地域づくりが地域のソーシャル・キャピタルを強化し、さらには自己効力感の向上や閉じこもり予防を促進するとの仮説を実証するために、秋田県H町において介入研究を実施した。初年度(平成23年)は、平成23年1月1日より9月末日までに自殺者の発生した秋田県H町内A,B,Cの3自治会において、公民館・集会場を利用し、住民が積極的に集まり地域の問題点と解決策を考える住民主体の集まる場(機会)を各3回設定し、コミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加を促す地域づくり型の介入プログラムを実施した。平成24年度は、介入プログラム実施後の、住民のメンタルヘルスとソーシャル・キャピタルの変化や、それに寄与した要因を明らかにすることを目的に質問紙調査を悉皆で行い、有効回答率74.3%の貴重なデータを得ることができた。以上から、研究は研究計画どおり順調に進展している。
インフィル指向型スケルトンによる長寿命建築システムの開発研究

建築の社会的寿命を延ばすためには、ストック及びフローのいずれにおいてもSI(スケルトン・インフィル)のコンセプトを普及させていく必要があるとの観点から、本研究では、(1)「わが国の集合住宅におけるSIコンセプトの現状分析」(2)「海外におけるSIの実態把握」を行った上で、(3)「既存集合住宅のリノベーションにおけるスケルトンの制約及び既製インフィルの適用可能性の分析」並びに(4)「可変性を担保する戸建住宅のインフィル・システムの分析」を行い、スケルトンに制約を極力受けない汎用インフィル・システムとして(5)「自由連結型可動家具による空間改変手法の開発」を行った。続いて、特定のインフィルに拠ることなく従来よりも多様な内部空間構成を可能にするスケルトンとして、(6)「立体的住戸プランをもつ集合住宅の分析」を行い、最後に、立体的住戸プランを実現する汎用スケルトン・システムとして(7)「2+1.5層スケルトンによる集合住宅モデルの設計提案」を行った。本年度は、主に以下の研究を実施した。(1)中国におけるインフィル供給の実態調査及び関連ワークショップの開催中国では伝統的に、集合住宅においてスケルトン(躯体)とインフィル(内装・設備)の供給が別の主体によって行われている。そこで北京において、集合住宅、内装部品それぞれの供給主体を訪問してその実態調査を行うとともに、日本、中国、韓国の専門家によるワークショップを開催し、各国の集合住宅の現状と問題点に関する講演及び意見交換を行った。(2)オランダにおける集合住宅の実態調査スケルトン・インフィル方式の生みの親であるオランダにおいて、集合住宅の長寿命化がどのように実現されているかについて、アムステルダム・ロッテルダムにおいて実態調査を行った。1984年に建設された初期のSI型集合住宅、1995年に建設されたコーポラティブ型集合住宅が現在どのように使われているか、さらに古い時代に建設された住宅のリノベーションがどのように実現・計画されているか、再開発地区における最新の新築集合住宅の事情、等について把握した。(3)可変性を担保した戸建住宅の設計手法の調査分析長寿命化を実現するため、あらかじめ可変性が担保された住宅設計手法について、比較的制約の少ない戸建住宅を対象に、過去30年間の雑誌をもとに文献調査を行い、インフィルを中心とした計画手法の整理・類型化を行った。(1)立体的居住ユニットによるスケルトン・システムの分析インフィルの多様性や組み換え可能性を担保する柔軟かつ汎用的なスケルトンの構想に向け、集合住宅の個別事例の中からそれらの要素を有するものを調査・分析した。具体的には、異なる形態のメゾネット住戸(2層・3層)を立体的に組み合わせた複雑な住戸構成をもつ集合住宅の設計手法を分析し、それらのスケルトンの有する特性・課題等を抽出・整理した。これにより、新しいスケルトン・システムの与条件に関する知見を得た。(2)長寿命建築システムの改修設計過程におけるインフィルの考え方公共施設の整備に際し、計画構想から実施設計に至るまでの一連の改修設計活動は、改修時の条件が新築と異なり多様であるため、個別的に実践されることが多く、改修プロセス、特にインフィルの効果が体系的に整理されていない。本研究では、既存公共施設の改修設計活動における参画組織の構造、計画活動の流れ、施設の主な用途空間の決定プロセス等から、計画に参画する組織間の意思決定プロセスを明らかにすると共に、公共施設スケルトンに対する効果的なインフィルのあり方について、改善の余地や推奨すべき点を明らかにした。(3)集合住宅計画における「SI」の使われ方と構法的要素の関係分析一般住宅情報誌・建築系雑誌・書籍から「SI」と称する集合住宅の事例を収集し、用語の使われ方とSI集合住宅の特徴として採用された構法的要素を抽出・整理した。(1)わが国の集合住宅におけるSIコンセプトの現状分析昨年度に引き続き、文献に掲載されたSI集合住宅事例のSI項目に関する内容分析を行った。「一般事例」と「先進事例」では、いくつかの項目で両者に顕著な差が認められ、現状の一般的なSI集合住宅は物理的な耐久性に偏り、社会的耐久性にとって重要な可変性の実現・普及が不十分である実態を明らかにした。(2)自由連結型可動家具による空間改変手法の開発スケルトンの制約を極力受けない汎用インフィル・システムの一つとして、自立・移動可能な家具の自由連続配置による空間分割手法の提案・理論的考察を行った。具体的には、端部を円弧形状とする家具を接しつつ連続すれば、全体として自由な配置形状が得られることを、ボールチェーンのアナロジーを用いた幾何学的分析により示した。

(3)2+1.5層スケルトンによる集合住宅モデルの設計提案立体的住戸プランを実現する新しい汎用スケルトン・システムとして「2+1.5層スケルトン」の考察を行った。3層分の階高をもつスケルトンの一部を3層(1層×3)、残りを2層(1.5層×2)とし、これらを上下2つの住戸で分割することにより、各住戸は(1層×2)の部分と(1.5層×1)の部分で構成される。通常階高部分(1層)には変化が少ない水回りや個室、高階高部分(1.5層)には居間や台所など変化の大きな室を配することで、空間利用効率1を高めるとともに、無理のない改修設計が可能になる。また、3層のうち中間階をこれら2つの住戸へのアクセス階とすると、1層目と3層目はアクセスのための廊下が不要になり、自由度の高い開口部をより多く確保できる。この「2+1.5層スケルトン」を上下左右に連続することで、小規模から大規模まで様々な住棟構成が可能になる。以上の設計手法を整理した上で、集合住宅のモデル設計を行った。
肥満治療におけるうつ状態に基づいたリバウンド防止と心血管病予防法の確立

多施設共同前向きコホートの肥満症・糖尿病1334例中、SDSテストの回答が得られた622例における平均SDSスコアは41.6±9.1点であり、うつ状態は60.0%、うつと判断できる症例は12.1%であり、健常人の報告より高率であった。治療1年後の減量非成功群やリバウンド群は初期のSDSが有意に高く、リバウンド群では精神科通院歴を有する症例が多かった。5年追跡した肥満症460例では脳心血管病(CVD)イベント発症は29例であった。イベント発症に対するCox分析の結果、初期SDSが高いほどCVD発症リスクが上昇する傾向を認めた。肥満症の減量治療効果には抑うつ状態が大きく関与することが示された。1、肥満症・糖尿病多施設共同前向きコホート構築とうつ関連因子の検討:肥満症・糖尿病患者(BMI≧25、またはHbA1c≧6.5%)を対象に、Self-rating Depression Scale (SDS)等ネガティブな心理・うつ尺度及び笑い・楽観性・主観的幸福感・生きがい・社会的支援等のポジティブな心理的因子に関する質問紙調査と下記評価項目に関するデータベースを構築し、食事・運動療法による減量治療を施行し、うつと肥満・減量治療に関する因子の関連を解析している。2、現在、肥満者516例と非肥満者117例にて遺伝子タイピングが終了し、各SNPs多型別減量成功率・リバウンド率を解析し、うつ関連SNPsと減量治療効果との関連を解析している。3、コホートの結果:2014年4月時にコホート登録数が1334例に達し大規模データベース構築に成功している。追跡調査においても80%前後の追跡率を維持し、5年追跡症例数も300例に達している。5年間での脳心血管イベント発症は29例(累積発症率8.0%)と確認済である。うつの割合については、SDSテストの有効回答が取得できた622例において、その平均は41.6±9.1点であり、「うつ状態」と判断できる症例(39点以上)は373例(60.0%)、「うつ」と判断できる症例(53点以上)は75例(12.1%)であり、健常人の報告より高率である事が判明した。1、肥満症・糖尿病多施設前向きコホートとして、1334例の大規模データベース構築した。体組成、血液検査、動脈硬化の検査に加え、Self-rating Depression Scale (SDS)や心理的因子の調査を施行し、うつと肥満・減量治療・心血管指標の関連解析を行った。うつの割合は、SDSの有効回答が取得できた622例において、その平均は41.6点であり、うつ状態(39点以上)は373例(60%)、うつ症例(53点以上)は75例(12%)と健常人の報告より高率であった。減量治療開始1年で、減量非成功群やリバウンドが生じた群は初期のSDSが有意に高いことを認め、さらにリバウンド群では精神科通院歴を有する症例が多いことを認めた。更に、5年間の追跡症例数が460例に達し、脳心血管イベント発症は29例であった。イベント発症に対するCox分析の結果、初期SDSが高値であるほどイベント発症リスクが上昇する傾向を認めた(ハザード比:1.1, P=0.168[年齢、性別調整])。2、肥満・糖脂質関連272遺伝子712SNPsを解析し、インスリン・レプチン抵抗性に関するPTP1BSNPsと減量治療非成功との有意な関連を認めた(論文投稿中)。また、うつ・報酬系に関連するSNPsを検討し、抗うつ薬・選択的セロトニン再取り込み阻害薬の標的であるセロトニントランスポーター遺伝子:5-HTTLPRSNPsに減量治療効果との関連する傾向を認めた。3、肥満症患者を減量成功群(5例,平均-15.4kg)、減量非成功群(3例, +4.8kg)、無変化群(3例, -1.3kg)に分類し、減量前後の血清にてメタボローム解析を行った。減量非成功群では成功群に比して、グルタミン酸(Glu)・アスパラギン酸(Asp)が顕著に高く、無変化群ではその中間となる傾向にあった。また、減量前後のGlu・Asp濃度差と体重の変化には正の相関を認めた(r=0.61, r=0.59)。以上、減量の成否はうつに関連のある脳内Glu・Asp濃度に影響を与える可能性が示唆された。

肥満症1、2014年4月時点で肥満症・MetSの多施設共同前向きコホート登録数が目標例数・1000例を超え、1334例(昨年より59例増加)に達し大規模データベース構築した。また、研究計画の評価項目の測定も順調である。また、80%前後の追跡率を維持し、5年追跡症例数も300例に達した。5年間での脳心血管イベント発症は29例を確認した。今後、肥満症における心血管イベントとうつ状態との関連の後ろ向き解析も可能となり、順調である。2、申請者は、肥満・糖脂質関連272遺伝子712SNPs遺伝子多型を既に解析して、その中でも特に、インスリン・レプチン抵抗性に関するPTP1B遺伝子SNPsと最高体重及び減量治療不成功との有意な関連を認めた(第32回日本肥満学会, 2012,論文投稿準備中)。また、肥満者516例と非肥満者117例において、うつ・報酬系に関連する遺伝子の遺伝子多型(SNPs)を検討し、うつや摂食調節に関与するBDNF遺伝子(BDNF Val66Met)、アルコール依存症と関連が報告され報酬系に働くドーパミン受容体(dopamine D2, D4 receptor:DRD2, DRD4)、抗うつ薬・選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)の標的であるセロトニントランスポーター遺伝子多型(5-HTTLPR)等の遺伝子多型を検討し、一部のSNPsと心血管疾患(CVD)リスクや減量治療効果との関連を認めている。3、現在、肥満外来通院肥満患者186例において、初診時のポジティブな心理的因子に関する質問調査、身体・血液検査を行い、追跡調査を施行している。今後、うつテストによる抑うつ状態との関連も解析を行い、心理的にポジティブな要因とネガティブな要因各々の肥満形成に対する関与が解析でき、SNPsとの関連も検討できる点が画期的である。I.臨床的研究:糖尿病・肥満症前向きコホートにおける縦断研究:前年度の研究計画にて、うつ関連因子(ホルモン・SNPs)の長期の減量治療効果(成功率・リバウンド率)や予後に対する影響を検討する。(1)減量不成功者・成功者(リバウンド有・無)別にうつ状態・遺伝素因・CVDリスク改善度を比較する。(2)うつ状態の有無別に減量成功・不成功・リバウンド率・CVDリスク改善度を比較する。(3)肥満症コホートにおける介入研究として、うつの強いタイプ・弱いタイプと減量成功・不成功群のタイプ別に治療プログラムを考案する。うつの強いタイプや減量不成功群には、通常治療に以下の強化療法・介入プログラムを加える。1頻回な個別栄養指導、2生活習慣改善ツールを用いた療養指導(体重グラフ・食事記録指導・万歩計携帯)、3心理カウンセリング、4対面・電話カウンセリング。以上のストレスマネジメントによるうつ状態改善度と行動変容(減量成功・リバウンド)やCVDリスク改善効果との関連を通常療法群と比較する。II.基礎研究:(1)単球系細胞,血管構成細胞や脂肪細胞との共培養系を用いた検討:肥満・MetSの単球やTHP-1細胞等の共培養系を用い、うつ関連因子(コルチゾールや減量治療に関連があった遺伝子・新規分子)の炎症惹起・動脈硬化作用とその作用機序を検討する。(2)糖尿病・肥満モデル動物における検討:1)遺伝性肥満・高脂肪食負荷肥満モデルにおいて、減量治療過程におけるうつ関連遺伝子の中枢・末梢での発現変化を検討し、その作用機序をin vivoで検証する。肥満度別にうつテストによる耐性やストレス性内分泌機能調節(ACTH、プロラクチンの分泌亢進など)を検討する。以上、うつ関連因子の肥満・CVD進展への影響と作用機序を基礎・臨床的に検討する。平成25年度中に実施を予定していた研究計画のうち、一部の生理活性物質の測定が期間内に終了しなかったため、当該計画の実施に必要な経費を次年度使用分とした。
子宮頸部好銀性小細胞癌の分化能検討と有効な治療法開発

(1)子宮頚部好銀性小細胞癌(ASCC)由来細胞株に及ぼす分化誘導剤の影響dB-cAMP処理により、マクロファー一ジ(MΦ)系細胞特異的な表面マーカーCD14とHLA-DRの発現増強、インターフェロン-γ(IFN-γ)の発現、非特異的エステラーゼ染色の陽転(90%以上)、細菌の貪食像/吸着像(1%/22%)が認められた。さらにGM-CSF添加により細胞の増殖が促進された。以上より、dB-cAMPはASCC細胞株がMΦ系細胞に分化する過程を促進していることが示唆された。一方、dB-cAMP処理により10%弱の細胞が神経系の細胞への分化を示唆する星型の形態変化を示した。このように、TC-YIKはdB-cAMP処理によりMΦ系の細胞および神経系の細胞の両方に分化することが明らかとなった。これらのことは、ASCCが多分化能を有する未分化な細胞から発生することを示唆している。(2)シスプラチン(CPDP)によるアポトーシス誘導とIFN-γの影響CDDP単独投与群に比べ、IFN-γ併用投与群では有意な生細胞数の減少ならびにアポトーシス増強効果が認められた。Fas抗原の発現がIFN-γによるアポトーシス増強の程度とよく相関していた。また、カスパーゼ阻害剤Z-VAD-fmkによりIFN-γによるアポトーシス増強が完全に抑制された。これらの結果より、IFN-γはFas抗原の発現を増強させることにより、CDDPにより誘導されるアポトーシスを増強させること、そしてIFN-γがASCCの治療にCDDPの補助療法剤として用いられる可能性が示唆された。1新たなヒトASCC由来ヌードマウス移植腫瘍株からのin vitro培養細胞株の樹立現在分担研究者澤田益臣博士が樹立したヒトASCC由来ヌードマウス移植腫瘍株からのin vitro培養細胞株の樹立を試みている段階である。2 ASCC由来培養細胞株に及ぼす分化誘導剤の効果ASCCの発生起源を調べるため、分化誘導物質として知られているdebutyryl cyclic AMP(dB-cAMP)がASCCのin vitro実験モデルであるTC-YIK細胞の種々の特徴に及ぼす影響を綱べた。dB-cAMP処理したTC-YIK細胞では、マクロファージ系細胞特異的な表面マーカーであるCD14ならびにHLA-DRの発現の増強がフローサイトメトリーを用いた検討で検出され、RT-PCRならびにELISA法によりIFN-γの発現が検出された。また90%以上の網砲で非特異的エステラーセ染色が陽性になり、それぞれ1%ならびに22%の細胞に細菌(Micrococcus lysodeikticus)の貪食像ならびに吸着像を認めた。さらに、GM-CSFによりTC-YIK細胞の増殖が促進された。以上の結果より、dB-cAMPはASCC細胞株がマクロファージ系の細胞に分化する過程をプロモートしていることが示された。一方,TC-YIK細胞をdB-cAMPで処理することにより10%弱の細砲が神経系の細砲への分化を示唆する星型の形態変化を示した。このように、TC-YIKはdB-cAMP処理によりマクロファージ系の細胞ならびに神経系の細胞の両方に分化することが明らかとなった。これらのことは、ASCCが未分化な肝細胞から発生することを示唆していると考えられた。(1)子宮頚部好銀性小細胞癌(ASCC)由来細胞株に及ぼす分化誘導剤の影響

dB-cAMP処理により、マクロファージ(MΦ)系細胞特異的な表面マーカーCD14とHLA-DRの発現増強、インターフェロン-γ(IFN-γ)の発現、非特異的エステラーゼ染色の陽転(90%以上)、細菌の貪食像/吸着像(1%/22%)が認められた。さらにGM-CSF添加により細胞の増殖が促進された。以上より、dB-cAMPはASCC細胞株がMΦ系細胞に分化する過程を促進していることが示唆された。一方、dB-cAMP処理により10%弱の細胞が神経系の細胞への分化を示唆する星型の形態変化を示した。このように、TC-YIKはdB-cAMP処理によりMΦ系の細胞および神経系の細胞の両方に分化することが明らかとなった。これらのことは、ASCCが多分化能を有する未分化な細胞から発生することを示唆している。(2)シスプラチン(CDDP)によるアポトーシス誘導とIFN-γの影響CDDP単独投与群に比べ、IFN-γ併用投与群では有意な生細胞数の減少ならびにアポトーシス増強効果が認められた。Fas抗原の発現がIFN-γによるアポトーシス増強の程度とよく相関していた。また、カスパーゼ阻害剤Z-VAD-fmkによりIFN-γによるアポトーシス増強が完全に抑制された。これらの結果より、IFN-γはFas抗原の発現を増強させることにより、CDDPにより誘導されるアポトーシスを増強させること、そしてIFN-γがASCCの治療にCDDPの補助療法剤として用いられる可能性が示唆された。
大動脈解離病態解明への挑戦：ストレス防御の分子機構とその破綻

大動脈解離は、強い痛みとともに大動脈中膜が突然断裂する致死的疾患である。突然死がしばしば経験され、救命し得ても慢性期に大動脈脆弱性による様々な合併症を起こす。遺伝性疾患を除いて原因不明であり分子病態は殆ど解明されておらず、安静・降圧の他に内科的治療法は存在しない。今回の研究から、細胞ストレスセンサーであるMRTF-Aが内皮障害、壁内血腫、解離発症を促進しており、MRTF-A阻害薬で解離発症を阻止できることが示された。大動脈解離の病態には不明な点が多いが、大動脈壁へのストレスとストレス応答のインバランスが病態の基本と考えている。大動脈のストレス応答を血管平滑筋細胞が担っており、その中心的な分子としてMRTF-Aが重要な役割を果たすとの仮説で研究を進めた。血管平滑筋細胞に機械的あるいは液性因子ストレスが加わった場合、最初に変化するのはアクチン細胞骨格であり、MRTF-Aはアクチン細胞骨格のダイナミックスで制御される転写共役因子である。まず、解離の時間経過を観察するモデルとして、コラーゲン・エラスチン架橋酵素阻害薬であるベータアミノプロピオニトリル(BAPN)とアンジオテンシンIIを同時に持続投与するモデルを開発した(BAPN+AngIIモデル)。2週間の経過で解離が発症し進行するモデルである。血管へのストレスとしてアンジオテンシンIIを投与し、MRTF-Aの発現をmRNAおよびタンパクレベルで解析した。アンジオテンシンII投与によりMRTF-AのmRNAレベルは変化しなかったが、蛍光免疫染色では大動脈壁中膜平滑筋細胞のMRTF-Aは非常に強く誘導され、核に局在することが示された。このことから、血管壁へのストレスは翻訳後レベルでMRTF-Aを制御していることが示唆された。アンジオテンシンII負荷が、既知のMRTF-A標的遺伝子(ACTA2, CCN1, MHC11, TNC)の発現に及ぼす影響を検討した。アンジオテンシンII投与はCCN1およびTNCの発現を著明に誘導し、ACTA2およびMHC11の発現を軽度低下させた。MRTF-A阻害薬CCG203971は、CCN1の発現をほぼ完全に抑制し、TNCの発現を軽度抑制した。本研究では、大動脈解離は大動脈に機械的ストレスおよび液性因子によるストレスが加わった際の応答機構の破綻であるとの仮説を検証している。具体的には、ストレスセンサー分子としてMRTF-Aの機能を中心に解析を進めている。MRTF-Aは種々のストレスを感知して細胞核内に移行し、遺伝子発現を制御することでストレス応答を制御する転写制御因子である。初年度にはアンジオテンシンIIを持続投与によるストレスで大動脈解離を発症するモデルを確立し、発症までの時間経過を詳細に解析した。その結果、アンジオテンシンII投与3日目で大動脈内膜の破綻と中膜の血腫を認め、7日目には中膜破綻の拡大、14日目までに大動脈破裂を含む重症解離を発症することを明らかにした。このモデルの時間経過でMRTF-Aの発現、核内移行、MRTF-Aの標的遺伝子の発現を検討したところ、アンジオテンシンII投与1日目から3日目にかけてMRTF-Aの核内局在が亢進し、これと並行してMRTF-A標的遺伝子であるCCN1、CCN2、TNCの発現が亢進することを見出した。これらの標的遺伝子の発現はMRTF-A阻害薬CCG-203971で抑制された。大動脈解離におけるMRTF-Aの役割を検討するために、MRTF-Aノックアウトマウスと野生型マウスを比較した。MRTF-Aノックアウトマウスでは内膜の破綻、中膜の血腫形成ともに野生型マウスより有意に少なく、MRTF-Aが解離促進的に働くことが示された。MRTF-Aノックアウトの発生学的な関与を除外するために、野生型マウスにおいてCCG-203971の効果を検討した。アンジオテンシンII投与前日からCCG-203971投与を開始したところ、大動脈解離の発症は有意に抑制された。以上の知見から、MRTF-AはアンジオテンシンIIによるストレス応答に直接関与し解離促進的に働くことが示された。本研究の目的は、大動脈解離の病態において大動脈壁のストレス応答機構が果たす役割を解明することである。これまでの研究から、大動脈壁ストレス(アンジオテンシンII負荷)が血管平滑筋細胞のMRTF-A発現レベルを翻訳後レベルで制御していることを強く示唆する実験結果を得た。また、ストレスによる遺伝子発現制御にMRTF-Aが関与することも明らかにした。同時に、MRTF-Aの役割を検証する実験システムとして、コラーゲン・エラスチン架橋酵素阻害薬BAPNとアンジオテンシンIIを同時に持続投与するモデル(BAPN+AngIIモデル)を開発した。

再現性良く解離を発症し、比較的時間をかけて病態が進行するため、分子的解析や介入が可能なモデルである。このようなモデルは大動脈壁ストレス応答を分子レベルで解明するのに必須であり、その開発は本研究の遂行に大きく寄与する。さらに、BAPN+AngIIモデルで発症する大動脈解離を定量的に評価する手法を確立した。解離病変を数値的に定義し、病変長から解離重症度を測定する手法である。この評価法開発により、MRTF-Aの役割を部位特異的かつ定量的に評価することが可能になった。分子循環器学今後は、MRTF-Aが解離において果たす役割を明らかにするために、大動脈解離モデル(BAPN+AngIIモデル)にMRTF-A阻害薬CCG203971を投与し、その効果を定量的に解析する。大動脈壁のストレスおよびストレス応答は部位により異なる可能性が高い。この点に着眼し、部位特異的かつ定量的な大動脈解離の重症度評価方法によりMRTF-Aの役割を明らかにする。MRTF-AノックアウトマウスでBAPN+AngIIモデルを作成し、野生型と比較することでMRTF-Aの役割を遺伝学的に明らかにする。ヒト大動脈解離組織でMRTF-Aの発現、MRTF-A標的分子の発現、および解離病態で重要な役割を果たす炎症シグナル分子や細胞外マトリックスの発現を解析し、相互の量的・空間的な関連を明らかにする。血管平滑筋細胞の伸展培養において、MRTF-Aによる遺伝子発現制御ネットワークを明らかにし、大動脈壁ストレス応答におけるMRTF-Aの役割を明らかにする。ほぼ予定通りの使用状況であるが、MRTF-A阻害薬のバルク購入による割引等で次年度使用額15,007円が生じた。次年度繰越金は測定試薬の購入に充てる予定である。
静脈グラフト-冠動脈吻合部にみられる新生内膜肥厚の機序に関する研究

【対象、方法】CABG後2日から9ヶ月の間に死亡した剖検7例、14枝を対象とした。標本はメタノール・カルノア液にて固定後パラフィン包埋し、LSAB法にて免疫染色した。使用したモノクローナル抗体は抗筋細胞アクチン抗体HHF35、抗平滑筋細胞アクチン抗体CGA7、ミオシン重鎖アイソフォーム(SMemb、SM1、SM2)に対する各抗体、抗ビメンチン抗体、抗デスミン抗体、抗マクロファージ抗体、坑内皮細胞抗体、抗Tリンパ球抗体の10種類である。【結果】CABG後2日から9日までの5例では、新生内膜内にはマクロファージやTリンパ球が多く、その間に存在する平滑筋細胞は抗ビメンチン抗体及びSMembにのみ陽性であった。同33日例では、平滑筋細胞はHHF35陽性で、CGA7は約半数に発現していた。一方ミオシン重鎖アイソフォームについてはSMembとSM1は陽性であったが、SM2は陰性であった。CABG後9ヶ月になると、新生内膜の平滑筋細胞は、HHF35とCGA7、およびSMemb、SM1、SM2の各抗体にすべて陽性であった。【結論】グラフト吻合部の新生内膜増殖過程では、アクチンアイソフォームのみならずミオシン重鎖アイソフォームの変化による平滑筋細胞の形質変換がもたらされることが明かとなった。
大気-積雪系放射伝達モデルの高精度化、及び雪氷圏リモートセンシングへの応用

非球形粒子の光学特性を考慮した放射伝達モデルを用いて,衛星観測に必要な積雪の双方向反射率について考察した.球形粒子を仮定した積雪放射伝達モデルを用いると双方向反射率パターンに虹が現れるが,現実の雪面に虹はほとんど出現しないため,この虹の効果が積雪物理量を推定する際に誤差を引き起こす可能性がある.そこで本研究では積雪の双方向反射率パターンに虹が現れる事を防ぐために,非球形粒子の光学特性と粒子の結晶表面にラフネス(凹凸)を取り入れた幾何光学モデルを開発し,粒子の形と結晶表面ラフネスの有無による双方向反射率の効果を理論計算と分光観測によって調べた.その結果,粒子の形に円柱及び回転楕円体を仮定し,結晶表面ラフネスを入れない場合,虹のパターンは消えたが不連続な双方向反射率パターンが出現した.一方,結晶表面にラフネスを入れた場合,新雪のときには双方向反射率の観測値は円柱粒子を用いた理論計算反射率パターンと可視域,近赤外域ともに良く一致し,また古雪(ざらめ雪)のときの観測値は結晶表面にラフネスをいれた回転楕円体粒子の理論計算値と可視域においてほぼ一致することが確認された.近赤外域では前方散乱側の双方向反射率において観測値と理論計算値の間に差があるものの,前方散乱側以外の双方向反射率においては両者ほぼ矛盾のない結果が得られた.これらの結果より,積雪の双方向反射率パターンは粒子の形と結晶表面のラフネスに依存することを数値計算と分光観測から明らかにした.本研究の目的は衛星搭載光学センサから積雪物理量を推定するために用いられている積雪放射伝達モデルの高精度化にある.積雪アルベド,反射率は近年高精度のモデル化が行われるようになり,積雪物理量との対応関係も分かってきた。しかし,これらのモデルは積雪粒子を球と仮定しており,実際の雪の結晶形態が十分反映されていないため,衛星データから得られる積雪物理量に誤差が含まれている可能性がある。そこで本研究では積雪粒子の光学特性を明らかにするために,防災科学技術研究所長岡雪氷防災研究所新庄支所,雪氷防災実験棟において,氷球状と樹枝状の人工積雪の分光測定を行い,積雪放射伝達モデルと比較した。測定に用いた個々の氷球状の粒子の直径は20-60μm以下であった。この積雪に対して分光測定を行い,波長別アルベドを測定した。氷球状の積雪粒子に対して,粒子を球形に仮定した積雪放射伝達モデルと比較したところ,氷球状の積雪粒子の大きさはモデル計算から直径約40μm以下と推定され,この値は測定結果とほぼ一致した。一方,樹枝状の積雪粒子も同様に波長別アルベドを測定し,積雪放射伝達モデルと比較を行った。測定に用いた樹枝状結晶の直径は約500μm,枝の太さは約20-60μmである。樹枝状粒子の波長別アルベドは,積雪粒子の大きさが異なるにもかかわらず,氷球状の積雪粒子の波長別アルベドとほぼ同じ結果が得られた。この現象を再現するため,積雪粒子に円柱を仮定して非球形効果を取り入れた積雪放射伝達モデルを用いて計算したところ,樹枝状粒子の波長別アルベドは樹枝状結晶の枝の太さ関係していることが明らかになった.また,非球形粒子の体積と表面積の比が球のそれと等しいとき,樹枝状結晶の光学特性は球の光学特性にほぼ等しくなることが明らかになった.非球形粒子の光学特性を考慮した放射伝達モデルを用いて,衛星観測に必要な積雪の双方向反射率について考察した.球形粒子を仮定した積雪放射伝達モデルを用いると双方向反射率パターンに虹が現れるが,現実の雪面に虹はほとんど出現しないため,この虹の効果が積雪物理量を推定する際に誤差を引き起こす可能性がある.そこで本研究では積雪の双方向反射率パターンに虹が現れる事を防ぐために,非球形粒子の光学特性と粒子の結晶表面にラフネス(凹凸)を取り入れた幾何光学モデルを開発し,粒子の形と結晶表面ラフネスの有無による双方向反射率の効果を理論計算と分光観測によって調べた.その結果,粒子の形に円柱及び回転楕円体を仮定し,結晶表面ラフネスを入れない場合,虹のパターンは消えたが不連続な双方向反射率パターンが出現した.一方,結晶表面にラフネスを入れた場合,新雪のときには双方向反射率の観測値は円柱粒子を用いた理論計算反射率パターンと可視域,近赤外域ともに良く一致し,また古雪(ざらめ雪)のときの観測値は結晶表面にラフネスをいれた回転楕円体粒子の理論計算値と可視域においてほぼ一致することが確認された.近赤外域では前方散乱側の双方向反射率において観測値と理論計算値の間に差があるものの,前方散乱側以外の双方向反射率においては両者ほぼ矛盾のない結果が得られた.これらの結果より,積雪の双方向反射率パターンは粒子の形と結晶表面のラフネスに依存することを数値計算と分光観測から明らかにした.
分布制御糖鎖機能化グラフェンによる超高感度インフルエンザセンサシステムの開発

本研究で開発するバイオセンサは、グラフェンFETの表面にレセプターである糖鎖プローブを展開したものであり、糖鎖プローブのシアル酸配位によりインフルエンザウイルスの感染宿主を選択的に結合させる。高感度検出のための糖鎖プローブ構造最適化のため、展開手法の比較を行った。特に、効率的な検出のための糖鎖プローブの分布制御を行った。平成29年度に報告したように、Sialylglycopeptide (SGP)では反応性のゆらぎが大きかったが、展開プロセスの最適化により糖鎖プローブとして高効率化の可能性があったので検討した。反応性のゆらぎの原因は、分子のコンフォメーションゆらぎのために一部の分子の反応性が遮蔽されるためであるので、糖鎖を持たないタンパク質であるBovine serum albumin (BSA)を足場分子として用いることで、分子ゆらぎをむしろ反応性の向上に用いることに成功した。また、糖鎖とウイルスの結合状態のAFM観察から糖鎖の使用効率が向上していることが分かり、高感度化につながっていた。同時に反応性のゆらぎも抑えられ、使いやすい糖鎖プローブの開発が出来た。これらの結果は、学会発表を行うと共に、現在、論文を投稿中である。短い糖鎖であるシアリルラクトサミンに関してもBSAに固定化して検討を行っているので、今後比較検討を行う予定である。また、デバイスの半導体材料の高性能化として、BN膜の成長を検討し大面積化に成功したので論文発表を行った。一方、ウイルスと細胞や糖鎖の結合に関して、微小な信号を解析しなければならないため、多数の感染実験から結合性を評価する必要がある。解析効率の向上により大電流化の要件の緩和が期待されるため、反応評価実験に使用するウイルスのプラーク写真のカウンティングに関して、特徴点抽出の効果を検討した。平成30年度は、Sialylglycopeptide (SGP)の分布制御を進めた。BSA固定化を検討し、反応活性、そのゆらぎを詳細に調べて論文等にまとめた。SGPに集中することで、比較すべき条件等が明確になったが、糖鎖間の比較は実験を継続中である。データは揃ってきているがさらに積み重ねる必要があるので、やや遅れていると判断した。糖鎖を2本鎖でシアル酸を持つSialylglycopeptide (SGP)の糖鎖プローブとして展開方法を開発した結果、反応性が高い糖鎖プローブが得られた。さらに、各種糖鎖分子での比較を進めて糖鎖プローブの最適化を行う。その際に、ウイルスとの反応形態を実空間で観察することで分布構造の最適化を進める。特に、糖鎖に集中部分と疎な部分があり、適度の空間的距離を取っていて、細胞上の糖鎖に近い配置となっていることを活かして、今後ウイルスとの反応性を調べて最適化を進める予定である。人工知能の活用では、ウイルスの感染実験を進めることで教師データを増やして機械学習によるプラークのカウンティングの正確さを向上させることを目指す。さらに、開発したAIを細胞やウイルスの株等の各種条件のインフルエンザウイルスの感染実験に適用して定量化の精度を上げていきたい。そこで、効率的な検出のための糖鎖プローブの分布制御を行った。糖鎖プローブの最適化において、基板との吸着力が弱いと洗浄プロセスにより展開分子の減少が起こるため、また、糖鎖プローブ構造の最適化のため、展開手法の比較を行った。ここでは、糖鎖中のアミノ基による結合、ウシ血清アルブミン(BSA)固定化による結合、及び、高分子鎖による結合を用いる手法について述べる。シアリルラクトースのアミノ基を用いた展開に関して原子間力顕微鏡(AFM)で観察すると、展開状態は高さが1 nm以下程度とそろった状態にあるが、ウイルスとの反応性が検出できなかった。そこで、BSA固定化により展開すると、ウイルスの感染性に応じた特異的反応性を示した。この場合、BSAが基板への吸着サイトとして働いていると考えられる。高分子鎖を用いた展開でも同様にウイルスとの選択的結合を検出できた。AFM像から、高分子鎖で基板に吸着し、側鎖のみがプローブとして配置された状態であることがわかり、結合性のゆらぎが少なく比較的安定したプローブとなっていた。次に、Sialylglycopeptide (SGP)の評価を行った。SGPでは、アミノ基による展開でもウイルスとの反応性が検出可能であり、反応性が高いデータも得られた。しかし、高分子鎖を用いたプローブに比べて反応性のゆらぎが大きかった。解析効率の向上により大電流化の要件の緩和が期待されるため、反応評価実験に使用するウイルスのプラーク写真の画像解析による定量化を検討した。初年度は、シアリルラクトースとSialylglycopeptide (SGP)の分布制御を進めた。高分子鎖を用いたシアリルラクトサミンの展開では、ウイルスとの選択的結合を検出でき、この場合、AFM像から、高さが0.6 nm程度でそろっていることが分かった。また、結合性のゆらぎが少なく比較的安定したプローブとなっていた。一方、SGPを用いた分布制御ではアミノ基のみでは安定した展開ができなかった。そこで、BSA固定化による展開を検討し、AFM観察では良い結果を得ている。