hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規自己免疫性難聴モデルマウスの解析による革新的な感音難聴治療法の探索

当研究では自己免疫による内耳性難聴の発症について、自己免疫の本体である免疫寛容の破綻に研究の焦点を当て、発生工学を駆使してマウスモデルで解析する。これにより自己免疫発動と感音難聴の因果関係をprospectiveに免疫学的手法で直接証明し、ひいては病態生理の詳細な解析を通して新規治療標的や治療薬候補の探索を目指す。研究実績の概要を記す1)CD8陽性T細胞による内耳有毛細胞への自己免疫は緩徐進行性の高音漸減型の進行性難聴を誘導した。この表現型は小柳原田病やベーチェット病などの全身性自己免疫疾患に伴う感音難聴の像と酷似していた。2)CD4陽性T細胞による内耳有毛細胞への自己免疫は、早期(young adultの時期)からの一側性・片側性の低音障害型難聴の反復を経て、高音漸減型の恒久性難聴へ移行していった。この表現型はメニエール病の難聴像と酷似していた。さらに加齢が進むとこのマウスは前庭障害を来しすことも明らかになった。3)さらに2)においては蝸牛血管条バリアの低下(透過性の亢進)が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。耳科学、聴覚医学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた齧歯類用高精度耳音響反射測定装置(DP-OAE)の製作についてはやや予定より遅れているが、遺伝子改変動物の準備とその表現形解析が予定よりだいぶ進み、予想以上の難聴の表現形を得ることができたため。Nを増やしての長期評価により、CD4陽性細胞による内耳有毛細胞への局所免疫の破綻は一側性・片側性の低音障害型難聴の反復を経て、高音漸減型の恒久性難聴へ移行していくことが判明した。この表現形は予想外であり、臨床的にも基礎的にも興味深い。OAE含め機器の整備が整いつつあり、新規知見と合わせて、来年度には飛躍的な発展が想定される。当初予定していた齧歯類用高精度耳音響反射測定装置(DP-OAE)の技術的確立が予定より遅れているため、まずは一部の実験を聴性脳幹反応(ABR)を用いることで代用しており、これは継続する。OAEが実用レベルになり次第、追加実験を行う。引き続き、局所寛容破綻モデル、急性自己免疫モデル双方について表現形を検討する。昨年までで機能評価から現象論の記載がある程度済んでいるので、本年度はその病態生理に注目し、新規バイオマーカー探索や治療標的同定を進める。当初予定していた齧歯類用高精度耳音響反射測定装置(DP-OAE)のハードウェア部分の製作が予定より遅れたため、24年度の研究費に未使用額が生じたが、25年度に行う予定の研究計画と合わせて実施する。網羅的遺伝子解析の委託実験用に予算を用意していたが、サンプル採取が揃わずに来年度に実験が持ち越しとなった。未使用学と次年度研究費を合わせて、サンプルが集まった時点で委託研究ベースでマイクロアレイ解析を行う。
曲面結び目の不変量とバイカンドル

県立広島大学サテライトキャンパスで行われた第1回若手研究者シーズ発表会で登壇発表を行った。結び目理論の研究を通して培った数学の能力が社会で活きること、応用例の一つとして埼玉大学の下川航也教授のDNA絡み目の解消問題の結び目理論を用いた数学モデルによる問題解決についての情報を産業界に発信した。結び目理論の研究を社会に発信することに一定の成果が得られた。その後の活動方針を決める重要な要素となった。結び目理論の応用の模索を行うにあたり、DNA絡み目の解消問題を扱った埼玉大学の下川航也教授からの結び目理論の応用に関する情報収集と、私のこれまでの研究成果の講演を行い、意見交換を行った。結び目理論の研究対象は、空間内の結ばれた曲線や曲面だけではなく空間グラフもあり、空間グラフで分子の構造をモデル化できることが知られている。下川教授とのの意見交換で、結び目理論の他の応用例として、分子構造の特徴づけや、異性体分子構造の特徴づけや、素材科学への応用について情報収集を行うことができた。東洋紡株式会社の阿部研究員と意見交換を行った。結び目理論を用いて有機合成を数理モデル化できれば、シミュレーションを数学的に評価し効率化を図れると考え意見交換の場を設けた。理論研究と実際に社会の役に立つことの差、即ち実用化に至ることとの間に大きな壁があり、応用が進展したとは言えないが、今後の数学を社会に活かすことを考える上で貴重な経験となった。数学の応用として広く知られていることの一つに暗号理論があり、現代社会においても情報のやり取りには欠かせないものである。産業技術総合研究所の縫田主任研究員と研究打ち合わせを行い、結び目の数理構造を基盤とするゲノム情報の秘匿検索技術の開発を行うことにした。暗号技術の研究に結び目理論を用いる新しい試みである。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は曲面結び目の基本バイカンドルが基本カンドルよりも強力な不変量であることを示す目的で、リボン2次元結び目やリボントーラス結び目の基本カンドル、基本バイカンドルの評価を行った。曲面結び目の基本バイカンドルは、その定義から、基本カンドル以上の情報をもつ不変量であることがわかる。現在、同型な基本カンドルをもつが、異なる基本バイカンドルをもつ仮想結び目は存在することが知られている。一方、同型な基本カンドルをもつが、異なる基本バイカンドルをもつ曲面結び目が存在するかどうかは未解決である。この問いに対して以下の結果を得た。同型な基本カンドルをもつリボン2次元結び目、またはリボントーラス結び目は同型な基本バイカンドルをもつ。即ち、曲面結び目のうち、リボン2次元結び目またはリボントーラス結び目の基本バイカンドルは、その基本カンドル以上の情報をもたないのである。研究の目的でもある、バイカンドルを用いて曲面結び目のより強力な不変量を構成することに対して、部分的に否定的な結果であるが、この事実を証明するためにカンドルやバイカンドルの性質について研究を行い、カンドルのクラスからバイカンドルのクラスへの"意味のある"写像を構成することに成功したことは画期的である。このような、カンドルに対しバイカンドルを定める対応の存在は知られておらず、結び目の研究における有用な概念であるカンドルやバイカンドルそのものへの理解を深めることに貢献することが出来た。さらに、今回の結果をより高い種数のリボン曲面結び目に適用できるという予想を得た。リボン2次元結び目(トーラス結び目)の基本バイカンドルは、その基本カンドル以上の情報をもたない。

このことを証明するためには、カンドルの表示のTietze変換がバイカンドルの表示に与える影響について綿密に調べる必要があり、その議論、計算に時間がかかってしまった。今後は研究課題の一つである、同型な基本カンドルをもつが異なる基本バイカンドルをもつ曲面結び目は存在するか、という問いに対する肯定的な例の構成目指す。その候補となりうる同型な基本カンドルをもつが互いに異なる曲面結び目に対し、基本バイカンドルを具体的に求める。問題は得られた基本バイカンドルの表示が、同型なバイカンドルを定めるか否かを判定することである。その解決のために、バイカンドルそのものの不変量についての考察を行う。
肺機能ならびに形態の経時的変化を考慮した適応放射線治療技術に関する研究

本研究では、放射線治療後の有害事象の発生を抑制に向けて、肺機能並びに形態の経時的な変化を適切に考慮した上で、患者個別に治療計画を最適化する適応放射線治療の実現を目的とした。背景として、肺に対する放射線治療では、肺機能と治療後の肺の有害事象の発生に相関があることや、腫瘍の縮小による肺機能ならびに形態の変化があることが知られている。また、現在の放射線治療では解剖学的な情報のみに基づいた線量最適化に留まっており、肺機能を考慮した生理機能学的な線量最適化は行われていない、ということが挙げられる。この生理機能学的な線量最適化に向けて、4次元CT(4DCT)を用いて肺の機能画像を取得する研究が盛んに行われてきた。しかし、4次元コーンビームCT(4D CBCT)を用いて、肺の機能画像を取得しようという研究はほとんど行われていない。その理由として、4D CBCTの散乱による画質劣化に伴う、画像位置合わせの精度劣化が挙げられる。画像位置合わせの精度は、肺機能画像画像の精度に直接関係するため、4D CBCTの画質改善が必要である。本年度の研究においては、自前で開発した手法による4D CBCT画像の散乱補正と画像再構成を行い、最大呼気と最大吸期の画像の取得を試み、肺の機能画像を求める準備を進めた。また、肺の機能画像を求めるための画像位置合わせの技術(Deformable Image Registration)の検討を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
視覚特性の関数化による歯科疾患自動診断システムの開発

近年のコンピュータ関連技術の飛躍的な進歩に伴い、歯科領域においても種々の歯科用デジタル画像診断システムが開発され、近い将来にはフィルムに代わりデジタル画像診断が主流になるであろうと言われている。我々は、平成9年10年にかけて、文部省科学研究費基盤研究C(2)(一般)「歯科用デジタル画像診断システムの最適化のための国際標準ファントムの開発」において、最大の診断情報が得られる最適撮影条件を設定するための標準ファントムを開発し、あわせてフィルム画像とデジタル画像の特性の相違について検討した。その結果によると、最適撮影条件下に得られたデジタル画像には、フィルムよりもはるかに多くのコントラスト情報が保存されているが、これらの画像情報は、コントラスト強調処理等の画像処理を適切に加えないと可視化できないことが明らかになった。コンピュータシミュレーション画像や単純なファントムを使った信号検出実験においては、上記の結果と同様に、コントラスト強調処理等の画像処理を加えることによりその検出能が向上することが報告されており、その理論体系もほぼ確立されている。しかしながら、歯科用デジタル画像を用いた齲蝕の診断能についてはフィルムと同等であるという報告が多く、また画像処理の有用性についても、診断能の有意な向上は得られないとする報告が多い。これには、齲蝕の検出における周囲の解剖学的構造物の影響なども考えられるが、一つには観察者の視覚特性が十分把握されていないため、デジタル画像より診断に必要な情報を取り出せていないという要因も考えられる。本研究では、平均的な観察者の視覚特性を関数化することにより、齲蝕の診断にはエックス線コントラストが最も重要な因子であることを明らかにし、デジタル画像から最大の情報を取り出すための手法を確立することができた。また、デジタル画像からいくつかのパラメータを抽出し、齲蝕の診断を半自動化するシステムを構築し、実際の観察者とほぼ同等の診断能を得ることに成功した。歯科用デジタル画像を用いた齲蝕の診断能については、フィルムと同等であるという報告が多いが、これは、デジタル画像より十分な情報を取り出していないことに起因すると考えられる。本研究では、平均的な観察者の視覚特性を関数化することにより、デジタル画像から最大の情報を取り出すための手法を確立し、またそれを利用して疾患の診断を半自動化するシステムを構築することを目的とし、本年度については、以下の検討を行った。1.観察者のう蝕診断能およびその特性の評価平均的な観察者の視覚特性を関数化するために、抜去歯27本(隣接面う蝕22面を含む54隣接面)を用い、7名の観察者により隣接面う蝕の診断能を評価した。3種類の歯科用デジタル画像診断システムおよびEktaspeed plus標準型フィルムを用い、低線量から高線量へと照射線量を変化させて抜去歯の撮影を行った。また、画像の観察に際しては、画像処理を加えない標準画像と輝度やコントラストを任意に変化させた処理画像の2種類を評価した。その結果、フィルムに比較してデジタル画像診断システムは照射線量の変化が診断能に強く影響し、最大の診断能を得るためには至適照射線量による撮影が必要であることがわかった。また、画像処理の有無は診断能にほとんど影響を与えないことも確認された。フィルムおよび各種デジタルシステムの診断能には統計学的有意差を認めなかった。2.う蝕歯の画素値特性の分析とう蝕診断アルゴリズムの試作上記の結果より、う蝕の診断には検出器により記録されたX線コントラストが最重要であり、画像処理の効果はきわめてわずかであると考えられた。この結果を利用して、隣接面う蝕の好発部位の画素値分布を解析し、その結果に基づきう蝕の有無を判定するアルゴリズムを試作した。現在最大の診断

能を得るための解析条件を検討中であり、それが完成すれば、1.で得られた観察者の診断能と本研究により開発されたアルゴリズムによる診断能とを比較し、その臨床応用についても検討を加える。近年のコンピュータ関連技術の飛躍的な進歩に伴い、歯科領域においても種々の歯科用デジタル画像診断システムが開発され、近い将来にはフィルムに代わりデジタル画像診断が主流になるであろうと言われている。我々は、平成9年10年にかけて、文部省科学研究費基盤研究C(2)(一般)「歯科用デジタル画像診断システムの最適化のための国際標準ファントムの開発」において、最大の診断情報が得られる最適撮影条件を設定するための標準ファントムを開発し、あわせてフィルム画像とデジタル画像の特性の相違について検討した。その結果によると、最適撮影条件下に得られたデジタル画像には、フィルムよりもはるかに多くのコントラスト情報が保存されているが、これらの画像情報は、コントラスト強調処理等の画像処理を適切に加えないと可視化できないことが明らかになった。コンピュータシミュレーション画像や単純なファントムを使った信号検出実験においては、上記の結果と同様に、コントラスト強調処理等の画像処理を加えることによりその検出能が向上することが報告されており、その理論体系もほぼ確立されている。しかしながら、歯科用デジタル画像を用いた齲蝕の診断能についてはフィルムと同等であるという報告が多く、また画像処理の有用性についても、診断能の有意な向上は得られないとする報告が多い。これには、齲蝕の検出における周囲の解剖学的構造物の影響なども考えられるが、一つには観察者の視覚特性が十分把握されていないため、デジタル画像より診断に必要な情報を取り出せていないという要因も考えられる。本研究では、平均的な観察者の視覚特性を関数化することにより、齲蝕の診断にはエックス線コントラストが最も重要な因子であることを明らかにし、デジタル画像から最大の情報を取り出すための手法を確立することができた。また、デジタル画像からいくつかのパラメータを抽出し、齲蝕の診断を半自動化するシステムを構築し、実際の観察者とほぼ同等の診断能を得ることに成功した。
口腔癌発生におよぼす栄養の影響に関する疫学的研究 ―異民族間比較研究―

研究は,マレーシアにおいて口腔癌の発生頻度がタミル人に次いで高い原住民のブミプトラ(サラワク州)を対象として同様の患者,対照の手法を用いて,口腔癌の発症に及ぼす栄養の影響についてタミル人と比較して,異民族間における口腔癌のリスク要因と防護要因を検討することをの目的に行われた。口腔癌・前癌病変が高率にみられるカレイ島の椰子園農場と椰子油精製工場の労働者(タミル人)423名,クラン地方におけるタミル人138名,およびサラワク州におけるその他のブミプトラ(イバン族・ビダユー族)613名を対象にフィールド調査(口腔粘膜健診,生活習慣,学歴,喫煙・飲酒・ビンロー咀嚼習慣歴についての面接・聞き取り調査,栄養・食餌品目調査),および,末梢血中のRetinol,∂-tocophelor/Vitamin E,Zeaxanthin/Lutein,Cryptoxanthin,Lycopene,∂-carotene,β-caroteneの定量を行った。調査対象者の24.2%が白板症(前癌病変)を有し,69.8%が健常者であり,病変を持つグループの平均年齢はタミル人56.5歳,ブミプトラ47.9歳であった。ロジスティック回帰分析によるタミル人における口腔癌,前癌病変発生リスク要因を分析した結果,タミル人では基本属性,生活習慣,血清分析値の各変数のうち,口腔癌,前癌病変発生に最も寄与したのはびんろう咀嚼習慣(オッズ比:34)であった。さらに,末梢血中の低い∂カロチンレベルは約1.3倍高い疾患発症リスクを認めた。ブミプトラについても類似した結果を得た。すなわち,口腔癌,前癌病変を有すグループの全員がびんろう咀嚼習慣を持ち,他に,アルコール飲用はオッズ比5,∂カロチンレベルはオッズ比1.5を示した。びんろう咀嚼習慣が口腔癌発症のリスク要因であることは広く知られている。しかし、その習慣を持つ民族は熱帯・亜熱帯地域に広く分布しているのにもかかわらず,強い地域・民族特異性を示す。本研究ではびんろう咀嚼に加え,カロテノイドの欠乏(血清中の低い濃度)が口腔癌・前癌病変の発症に寄与することが示唆された。a.タミル人における口腔粘膜疾患罹患者の調査口腔癌・前癌病変が高率であるカレイ島の椰子園農場と椰子油精製工場における労働者(タミル系インド人)を対象として口腔検診、生活習慣、学歴、喫煙、飲酒、ビンロ-咀嚼歴についての面接調査、栄養調査(食餌品目)と分析、末梢血サンプルを用いた血清学的栄養素の定量を1996年に行ったが、これに加えて本年は同様な生活習慣を持つ地域-クランにおいて同様の調査を行った。カレイ島では現在までに423名(男性-129、女性-294)の調査が行われ、クラン地方では138名(男性-65-、女性73)の調査を行った。

結果としては、口腔粘膜疾患は45.5%(255名)と高率に認められた。生活習慣における分析の結果、口腔粘膜疾患の危険因子としてビンロ-咀嚼があげられた(オッズ比=31.07)。また、末梢血サンプルは276名(その内、白板症-72名、BCM-91名、対照者-112名)より採取した。栄養調査の分析(炭水化物、脂質、タンパク質、ビタミンA、カロテン)および血清におけるαカロテン、βカロテン、リコペン、クリプトキサンチン、ゼアキサンチン/ルテイン、αトコフェロール、レチノールの定量分析は終了し、現在それぞれの結果について検討している。白板症とBCMに対してそれぞれ、患者1名に対し性・年齢を一致させた対照1名による、患者対照研究を行い、結果について分析中である。b.その他のブミプトラにおける口腔粘膜疾患罹患者の調査サラワク州におけるその他のブミプトラ(イバン族・ビダユ-族)を対象としてタミル人と同様な調査を行った。調査は現在までにビダユ-族340名、イバン族273名の調査を行った。栄養調査の分析(炭水化物、脂質、タンパク質、ビタミンA、カロテン)は、分析が不可能な食品が多く困難な状況である。血清についてはタミル人と同様な定量分析が現在進行中である。ビダユ-族に対して100名程度の調査を再度予定しており、現在継続中である。研究は,マレーシアにおいて口腔癌の発生頻度がタミル人に次いで高い原住民のブミプトラ(サラワク州)を対象として同様の患者,対照の手法を用いて,口腔癌の発症に及ぼす栄養の影響についてタミル人と比較して,異民族間における口腔癌のリスク要因と防護要因を検討することをの目的に行われた。口腔癌・前癌病変が高率にみられるカレイ島の椰子園農場と椰子油精製工場の労働者(タミル人)423名,クラン地方におけるタミル人138名,およびサラワク州におけるその他のブミプトラ(イバン族・ビダユー族)613名を対象にフィールド調査(口腔粘膜健診,生活習慣,学歴,喫煙・飲酒・ビンロー咀嚼習慣歴についての面接・聞き取り調査,栄養・食餌品目調査),および,末梢血中のRetinol,∂-tocophelor/Vitamin E,Zeaxanthin/Lutein,Cryptoxanthin,Lycopene,∂-carotene,β-carotene,β-caroteneの定量を行った。調査対象者の24.2%が白板症(前癌病変)を有し,69.8%が健常者であり,病変を持つグループの平均年齢はタミル人56.5歳,ブミプトラ47.9歳であった。ロジスティック回帰分析によるタミル人における口腔癌,前癌病変発生リスク要因を分析した結果,タミル人では基本属性,生活習慣,血清分析値の各変数のうち,口腔癌,前癌病変発生に最も寄与したのはびんろう咀嚼習慣(オッズ比:34)であった。さらに,末梢血中の低いaカロチンレベルは約1.3倍高い疾患発症リスクを認めた。ブミプトラについても類似した結果を得た。すなわち,口腔癌,前癌病変を有すグループの全員かびんろう咀嚼習慣を持ち,他に,アルコール飲用はオッズ比5,8カロチンレベルはオッズ比1.5を示した。びんろう咀嚼習慣が口腔癌発症のリスク要因であることは広く知られている。しがし,その習慣を持つ民族は熱帯・亜熱帯地域に広く分布しているのにもかかわらず,強い地域・民族特異性を示す。本研究ではびんろう咀嚼に加え,カロテノイドの欠乏(血清中の低い濃度)が口腔癌・前癌病資め発症に寄与することが示唆された。
『和漢兼作集』を中心とする平安-鎌倉期の和歌及び漢文学の展開についての研究

1.『和漢兼作集』所収の詩歌の出典について:『御所本和漢兼作集』所収の和歌のうち、平安時代の歌合での作は41首あるが、『御所本』の詞書に「歌合」の記述があるものは規模の大きい晴れの行事としての歌合で詠まれた歌であり、記述のないものは比較的私的な集まりでの作である。また、従来、他の歌集では歌合の歌と認められていない歌で、『御所本』によって歌合での作であることが判明したものや、『平安朝歌合大成』で作者不明とされていた歌で『御所本』によって作者が明らかになったものもある。鎌倉時代の歌合での歌は33首であるが、平安時代の歌合の場合と違い、私的な歌合での作はほとんど見えない。2.『御所本和漢兼作集』の構成を考える場合、『和漢朗詠集』の部立の影響を無視するわけにはいかないが、中国の類書の影響の残る『和漢朗詠集』に比べると、『御所本』はむしろ、『古今和歌集』等の勅撰和歌集の構成・配列になっている所が大きい。八代集以降の鎌倉時代の勅撰集との比較はできなかったが、一般的に節月意識が消え、暦月による季節の推移が文芸の季節観の根本になったといわれる鎌倉時代において、節月的な「年内立春」の詩句が巻頭におかれた『御所本和漢兼作集』の文学史上の意味は大きい。3.『和漢兼作集』作者の事跡・伝記については未だ調査の途中である。今後、院政期から鎌倉時代にかけての公家日記から『和漢兼作集』の無名作者についての記事を探す予定である。
無脊椎動物の体液凝固機構の解明

1.カブトガニの体液凝固セリンプロテア-ゼ前駆体Factor BのcDNAクロ-ニング:IleーIle結合の切断を伴う新しい型の活性化機構:カブトガニの体液凝固系はFactor C,Factor B,Proclotting enzyme三種のセリンプロテア-ゼ前駆体を含むカスケ-ド機構からなる。このうち、Factor BについてcDNAクロ-ニングを行い、全アミノ酸配列を決定すると共に、その活性化機構について検討した。Factor Bは400残基よりなるプレプロ体として生合成され、シグナル配列とプロペプチドの除去をへて、377残基よりなる64kDaの一本鎖糖タンパク質へと成熟する。また、分子内にニックを生じ、L鎖(25kDa)とH鎖(40kDa)を生じるが、このうちL鎖内にはDisulfideーknottedドメインが存在し、その構造はDrosophilaの形態形成に関与するプロテア-ゼ前駆体easterのN末側配列と類似していた。一方、H鎖はセリンプロテア-ゼドメインを含んでいた。L鎖とH鎖間の結合はArg103ーSer104であったが、Factor Cによる活性化に伴うH鎖内の切断部位はーGlyーArgーGlyーIleーIleーという配列中のIle124ーIle125間であり、新しいタイプの活性化機構が示唆された。2.カブトガニ血球細胞内のβー(1,3)ーDーglucan感受性プロテア-ゼ前駆体Factor Gの精製法の改良と活性化に伴う構造変化:精製Factor Gは還元および非還元条件下のSDSーPAGEにおいて、2本のバンドを示し、還元条件下の72kDaと37kDaの2本のバンドは1μg/ml以下のβー(1,3)ーDーglucanによる活性化に伴い、共に消失し、新たに55kDaと34kDa,17kDaの断片が出現した。従ってFactor Gは72kDaと37kDaの非共有供給によって結合した二つのサブユニットよりなるプロテア-ゼ前駆体と推定され、βー(1,3)ーDーglucanの存在下で、両サブユニット内に限定水解を受け活性型プロテア-ゼへと変換すると考えられる。1.カブトガニ血球細胞内のProclotting enzymeの全SーS結合の決定カブトガニ血球細胞内の大型顆粒に存在するProclotting enzymeはLPS,及び(1ー3)ーβーDーグルカン両経路によって活性化され、コアギュロ-ゲンをコアギュリンゲルに変換する。我々はProclotting enzymeのcDNA cloningを行ない、そのアミノ酸配列から、H鎖は哺乳類凝固XIa因子と35%の相同性を持つことを見い出した。また、このタンパク質内には、合計14個のCys残基が存在するが、それら全てのSーS結合の様式を決定した。以上の結果より、セリンプロテア-ゼドメインを構成するH鎖はトロンビンと同様のSーS結合を持つが、一方、L鎖内のCysの集中した領域は、これまでの凝固因子にはない新しいタイプのSーSル-プをもつことが明らかとなった。2.カブトガニ血球細胞に含まれる抗菌性ペプチド(タキプレシン族)のゲノム解析とmRNAの組織分析タキプレシン族はカブトガニ血球の酸抽出画分より単離された、17ー18アミノ酸残基からなる塩基製ペプチドである。タキプレシンをコ-ドするcDNA

塩基配列を決定し、それより導かれる前駆体構造、及び推定されるprocessing機構を明らかにした。また、タキプレシン生合成の解析をさらに進める目的で、Southern blotによるゲノム解析を行ない、タキプレシンmRNAの組織分布をNorthern blotにより同定した。Southern boltでは、タキプレシンがmultigene familyによってコ-ドされている可能性が示唆された。また、血球のほか肝、膵臓、心臓、胃、腸、筋肉、中枢神経、基節腺のRNAを用いたNorthern blotの結果では、血球以外に、心臓と神経組織においてもタキプレシン族が発現されていることが明らかとなった。従って近縁といわれるクモ形類と同様、カブトガニの造血組織は心臓であることが示唆された。カブトガニの血球内には、β(1→3)ーDーグルカンによって惹起される凝固系も存在し、Proclotting enzymeの活性化を介してゲルを形成する。β(1→3)ーDーグルカンは真菌類の細胞壁の主要な構成成分であり、この凝固系もカブトガニの異物排除機講において重要である。本年度、我々はβ(1→3)ーDーグルカン感受性プロテア-ゼチモ-ゲン(G因子と命名)を血球抽出液から精製するとともに、G因子前駆体の活性化に伴う構造変化及びそのcDNAクロ-ニングを行った。G因子の活性は、Dーグルカンの共存下で発現するアミダ-ゼ活性を直接蛍光性ペプチド基質で測定した。先ず、血球抽出液をDextran Sul=fateーSepharose CLー6Bカラムにかけ、他の凝固因子と分別し、次いでG因子画分をCon AーSepharose→SephacrylーS200→MonoーSカラムに順次かけつつ、その前駆体の精製を進めた。血球抽出液中でのG因子の含量は、他の凝固因子に比べて極端に少なく、未だ高純度標品を得るに至ってないものの、SDSーPAGE上でのG因子の検出は可能であった。精製G因子は、還元及び非還元条件下のSDSーPAGEにおいて、72kDaと37kDaに相当する2本のバンドを示した。また、非還元条件下での72kDaと37kDaのバンドは、1μg/m1のβーグルカンによる活性化に伴い、共に消失し新たに55KDaと34KDa、17KDaの断片が出現した。従って、G因子は72kDaと37kDaの二つのサブユニットから成るプロテア-ゲチモ-ゲンと推定され、βーグルカンの存在下で、両サブユニット内に限定水解が起き活性型プロテア-ゼに変換すると考えられる。目下、このプロテア-ゼの全構造を明らかにする目的で、cDNAクロ-ニングを試みつつある。
電磁波による癌遺伝子発現誘導ならびにその機構解析

I.0.2T均一定常磁場によるc-fos癌遺伝子の誘導0.2T均一定常磁場の癌遺伝子発現に対する影響について培養細胞を用いて検討した。細胞はヒト子宮頚癌由来のHeLaS3を用いた。定常磁場は永久磁石(住友特殊金属社製:Nd-Fe-Bマグネット)にてCO2インキュベータ内で細胞に負荷した。シャーレ低部の磁束密度は、はぼ均一で0.2Tであった。RNAの分析はNorthern blotting法で行なった。温熱処置は恒温槽を題い、放射線照射は線量率1.6Gy/minの50KVpのX線を用いた。1-6日間の磁場負荷はHeLaS3細胞の増殖に影響よ与えなかった。温熱処理、放射線照射による細胞増殖遅延に対して、磁場負荷は影響は影響を与えなかった。c-fosmRNAは、未処置のHeLaS3細胞で認められなかったが、2-24時間の磁場負着にて発現した。このmRNA涼は負荷時間に依存し、6時間で最大であった。既に報告されているように、45°C、10分の温熱処置にてc-fosの発現が見られたが、温熱後4時間磁場を負荷するとその発現は著明に増強された。II.極低周波変動磁場装置の試作と細胞のシグナル伝達系への極低周波変動磁場の影響細胞培養還内蔵の極低周波変動磁場(ELFMF)曝露装置を試作した。この装置は、磁極間隙40mm、曝露面積約200×280mm、周波数50MHz(または60MHz)で最大磁場密度0.4T(テスラ)の条件で細胞への磁場曝露が可能である。この装置を用いて細胞のジグナル伝達に与えるELFMFの影響を検討した。ラット褐色細胞腫由来の培養、(PC21)にキメラ違伝子(ヒトvasoactive intestinal peptide違伝子のプロモータにベータガラクトシダーゼ(Gal)違伝子を結合して得た)を導入した形質転換細胞(PCVG)を用いた。PCVG細胞は非刺激状態では殆んどGal活性を示さない。細胞膜に存在するadenylate cyclaseを活性化するforskolinにTPA(25ng/ml)を加えて4時間刺激した場合、gal活性はforskolin単独に比ベて約2倍の上昇が見られた。この刺激をELFMF(0.4)曝露下で行なうと非曝露に比ベgal活性はさらに上昇した。
細胞内記録によるサッケードジェネレータへの入力解析

サッケードジェネレー夕を構成する最も重要な神経要素は、バーストニューロンとポーズニューロンであり、いずれも極めて特徴的な発射パタンを示す。前者はサッケードに一致してバースト発射し、その頻度はサッケード速度をコードする。ポーズニューロンは注視時に高い発射活動を示し、バーストニューロンを持続的に抑制しているが、サッケードに一致して活動を休止し、その結果抑制が解除されてバーストニューロンの発火が可能になる。しかし、サッケードの開始と持続を決めるポーズニューロンの活動休止が、どのような入力により生ずるかは明らかにされていない。本研究では、覚醒ネコのポーズニューロンから細胞内記録を行い、サッケードの上位中枢である上丘からの入力とならびにサッケード時の膜電位変化を解析した。上丘の電気刺激はポーズニューロンに対し、単シナプス性興奮と2シナプス性抑制を誘発した。またポーズニューロンはサッケードに一致して急激な抑制性入力を受けることが明らかにされた。定量解析の結果、この抑制は眼球速度に比例した成分、すなわちバーストニューロンからの入力と、これに先行する早い成分からなることが明らかにされた。早い成分は、活動休止の開始を決めるトリガーの役割を果たすこと、上丘からの2シナプス性抑制経路が関与することが示唆された。以上の結果から、ポーズニューロンの活動休止の開始、したがってサッケードの開始は上位中枢からの入力により制御され、一方その持続はサッケードジェネレータ内部のバーストニューロンからの帰還入力により制御されることが明らかになった。サッケードを直接起こす信号は脳幹のバーストニューロンにより運動ニューロンに伝えられる。このバーストニューロンの活動は橋網様体のオムニポ-ズニューロンからの抑制入力により制御されていることは良く知られてる。オムニポ-ズ-ニューロンは注視時に持続的な発射を示すが、サッケードに一致して活動を休止し、この活動休止により始めてバーストニューロンの発射が可能になる。オムニポ-ズニューロンの活動休止はサッケードの開始と持続を決める最も重要な信号であるが、活動休止がどのようなメカニズムにより生ずるかは不明である。本研究では、覚醒状態のネコ慢性標本を用い、実際にサッケードがおこる際のオムニポ-ズニューロンの膜電位変化を細胞内記録法により調べ、活動休止がどのようなシナプス入力により引き起こされるかを解析した。その結果、膜電位はサッケードに先行して急激な過分極性変化を示し、この膜電位変化はクロールイオン注入により脱分極性応答に逆転したことから、抑制性入力により生ずるIPSPであることが明らかにされた。さらに定量解析の結果、IPSPの持続時間はサッケードの持続に等しく、その振幅の時間経過は眼球速度の時間経過とよく一致することが示された。すなわち、活動休止は眼球速度をコードするニューロン群からの抑制性入力により引き起こされることが明らかにされた。以上の結果から、オムニポ-ズニューロンへの抑制はバーストニューロンに由来すること、両者の相互抑制により注視とサッケードの急速なスイッチングが起こると考えられた。しかし、サッケードの開始と持読を決めるポーズニューロンの活動休止が、どのような入力により生ずるかは明らかにされていない。本研究では、覚醒ネコのポーズニューロンから細胞内記録を行い、サッケードの上位中枢である上丘からの入カとならびにサッケード時の膜電位変化を解析した。またポーズニューロンはサッケードに一致して急激な抑制性入カを受けることが明らかにされた。

定量解析の結果、この抑制は眼球速度に比例した成分、すなわちバーストニューロンからの入カと、これに先行する早い成分からなることが明らがにされた。早い成分は、活動休止の開始を決めるトリガーの役割を果たすこと、上丘からの2シナプス性抑制経路が関与することが示唆された。以上の結果から、ポーズニューロンの活動休止の開始、したがってサッケードの開始は上位中枢からの入カにょり制御され、一方その持読はサッケードジェネレータ内部のバーストニューロンからの帰還入カに上り制御されることが明らかになった。
大強度パルスミューオンビームで解き明かす荷電レプトン間のフレーバー混合

ミューオンビーム診断を行うためのStrEcal検出器の製作を開始した。StrEcal検出器の構成要素の一つであるストロー飛跡検出器の製作は別途進行中であり、本研究ではもう一方の構成要素であるLYSOカロリメータ検出器を建設を推進した。研究開始後、まずはカロリメータ検出器のコストダウンの方法を検討し、カロリメータ検出器の構造体の設計検討も行った。その後、連携研究者・協力研究者の協力を得て、結晶モジュールの製作を開始した。カロリメータ検出器の製作は当初計画していた通り、結晶メーカーにLYSO結晶の製作を依頼して入手し、光センサーとしてAPDを使用した。LYSO結晶の製作に当たっては国内外を含む複数の結晶メーカーに製作検討を依頼し、結晶の性能向上を達成するとともにコストダウンを行うことに成功した。結晶にAPDを装着して完成させた結晶モジュールは、順次検査を行いコストダウンを行っても要求性能を満たしていることを確認した。検査には、実際の実験で使用するデータ収集用エレクトロニクスを使用することでエレクトロニクスの検査も同時に行っている。これらの開発研究と平行して、ビーム診断実施時に円滑にデータ解析を進めるためのシミュレーション研究も行った。シミュレーションを進めるに当たっては海外共同研究者の協力を得た。これらの開発研究と並行して、ビーム運転中にビームの状況を監視するためのモニター検出器の開発も行った。検出器としては放射線耐性に優れたダイヤモンド検出器を陽子加速器トンネル中で使用することに成功し、ミューオンビームのプロファイルを測定するためのファイバー検出器の設計開発も行った。また次年度以降の研究を円滑に進めるため、ビームコリメータを配置するブリッジソレノイドの設計検討、陽子標的物質の検討を実施した。研究遂行中に結晶製作メーカーより性能が向上したLYSO結晶の作成が可能になったとの連絡を受け、研究グループ内で検討したところ検出器性能が向上できる可能性があることが判明した。この検討を進めるために当初予定よりも長い制作準備期間を要したが、研究費を次年度に繰り越すことにより当初の研究予定を変更することなく研究を継続できている。LYSO結晶以外の研究開発に関しては、連携研究者、海外共同研究者の協力を得ながらすべてが当初の予定通り進捗している。前年度に引き続き、LYSO結晶モジュールの製作を継続しつつカロリメータ構造体の設計を行う。その他の研究も連携研究者、海外共同研究者の協力を得ながら継続する。またミューオンビームラインのビームコリメータを格納するためのブリッジソレノイドの製作を開始する。これらの研究を円滑に進めるため次年度からは若手研究員一名を採用する。また検出器試験結果等、すでに得られた研究成果に関しては、物理学会、国際会議の場で順次成果発表を行うとともに学術論文としての出版を積極的に進めていく。
がんの物理療法としての分子標的型内用放射線治療法の確立

がん組織に選択的に、かつ高く集積する内用放射線治療薬剤の開発を目的とし、チミジンホスホリラーゼ(TP)を標的とする放射性薬剤の評価を行った。TPは種々の腫瘍において高く発現し、その発現量が腫瘍の悪性度とよく相関することが知られていることから、TP活性の高い腫瘍に選択的に放射能を送達することにより、内用放射線療法としての効果が期待される。そこで、前年度に合成に成功した6-[(2-imino-pyrrolidinyl)methyl]-5-[^<125>I]iodouracil([^<125>I]5I6IPU)に関し、TP発現腫瘍への集積性を検討した。まず、TP発現遺伝子を導入した腫瘍細胞であるKB/TPと、そのコントロールであるKB/CVへの[^<125>I]5I6IPUの取り込み量を評価したところ、KB/TPへの集積量は経時的に増加し、KB/CVと比較して有意に高い値を示した。また、[^<125>I]5I6IPUのKB/TPへの集積は、TP阻害剤の添加により濃度依存的に抑制されたことから、TP特異的であることが示された。一方、KB/TP移植マウスに、[^<125>I]5I6IPUを投与したところ、腫瘍への集積は、血液と比較して高い値を示し、この集積はTP阻害剤の同時投与により有意に減少した。これらのことから、[^<125>I]5I6IPUを用いることにより、腫瘍に高発現したTPへ放射能を特異的に送達できることが示され、TPを分子標的とする腫瘍内用放射線治療への展開が期待される。がん組織に選択的に、かつ高く集積する内用放射線治療薬剤の開発を目的とし、本年度はチミジンホスホリラーゼ(TP)を標的とする放射性薬剤の開発を行った。そこで、TPの阻害剤として報告されている化合物、6-[(2-iminopyrrolidinyl)methyl]-5-iodouracil(5I6IPU)を標的化合物として選択し、5位のヨウ素原子を放射性ヨウ素原子に置換した標識化合物([*I]5I6IPU)を設計した。まず、6-chloromethyluracilにN-bromosuccinimideを反応させることにより、5位に臭素原子を導入し、さらに2-iminopyrrolidine hydrochlorideを反応させ得た5Br6IPUを標識前駆体とし、臭素-ヨウ素交換反応により、標識体[^<125>I]5I6IPUを放射化学的収率28%、放射化学的純度97%以上で合成した。得られた[^<125>I]5I6IPUをマウスに投与したところ、TP発現の認められる肝臓への高い集積を示し、その集積は非標識体5I6IPUの同時投与により有意に減少した。このことは、本標識化合物の肝臓への集積がTPとの特異結合によることを示唆するものである。また、甲状腺、胃への集積は少なく、生体内での脱ヨウ素化反応に対して、安定であることが分かった。以上のことから、放射性ヨウ素標識5I6IPUにより、生体内TPへ放射能を送達できる可能性が示された。
トランスジェニックナミテントウを用いた昆虫翅の多様性のメカニズムの解析

RT-PCR法により、数種の無翅昆虫及び有翅昆虫より、vestigial(vg)とscalloped(sd)の部分配列を得た。次に、無翅昆虫および有翅昆虫から得たvg cDNAをショウジョウバエに導入し、異所的な翅形成能を調査したところ、有翅昆虫のVGのみならず、無翅昆虫のVGも異所的な翅を誘導した。以上の結果より、無翅昆虫が出現した時点で既にVGとSDが存在しており無翅昆虫のVGは既に潜在的に翅形成に必要な機能を有する分子であったと考えられる。従って、無翅昆虫から有翅昆虫へと進化した際に、VGおよびSDの発現時期・部位の変化や、VG/SD複合体の標的遺伝子の変化が、翅獲得に重要なステップであったと推察される。数種昆虫から翅形成遺伝子群をRT-PCRによりcDNAの部分配列をクローニングした。いずれの昆虫においても遺伝子の配列は非常に高く保序されていた。抗体染色法により、数種昆虫の翅原基における発現パターンを調査し比較したところ、翅の形態が著しく異なる鞘翅目、鱗翅目、双翅目の昆虫はいずれも蛹になる以前の翅原基では、翅の基本的なパターン形成に関与する遺伝子の発現は進化的に保存されていることが明らかとなった。GFPを形質転換マーカーに用いたピギーバックベクターにより、形質転換ナミテントウの作出に成功した。形質転換効率は、3.7%であった。また、ナミテントウにおいてもRNAiによる遺伝子機能阻害が有効であることが明らかとなった。遺伝子の異所的な発現誘導系による遺伝子の機能解析を行うため、テトラサイクリンOFFシステムを用いたピギーバックベクターを作製した。さらに、遺伝子発現をレポーター遺伝子の発現によりモニターするピギーバックベクターの作製も行った。
明治維新期薩摩藩の政治動向をめぐる総合的研究

本研究は明治維新期における薩摩藩の政治動向について、総合的に研究することを目的とした。研究代表者および研究分担者は、本研究開始以前においては必ずしも薩摩藩および鹿児島県を直接の研究対象としてこなかったが、共同研究および個人研究を通じて鹿児島および各地で薩摩藩および鹿児島県に関する情報や史料を収集し、なおかつ鹿児島県居住の研究者と緊密な交流を行うことができた。そして、従来の個人研究の成果を新しい薩摩藩・鹿児島県研究に反映させるように努めてきた。研究においては単一の事象に論点を集中させず、それぞれの専門性を重視して多様な分析を行ったが、それによる主要な成果は次の通りである。1、近衛家を筆頭とする公家社会と密接な交際がある薩摩藩の情報収集と政策形成との連関を検討。2、大久保利通の政治活動を再検討し、薩摩藩の位置や大久保の政局との関わりをより具体化させた。3、五代友厚を中心とした経済外交とその特色を明らかにした。4、薩摩藩と諸藩の往復書簡の分析を通じ、相互の連関を分析。5、鹿児島藩における藩祖顕彰を検討。6、吉田清成など留学経験者の帰国後における役割を検討。7、征韓論政変後に置ける鹿児島県士族の動向と、不平士族と西郷隆盛および島津久光との関係を分析。8、鹿児島県における秩禄処分の特質について、協力高問題を通じ解明を試みた。そのほか、幕末期における薩摩藩の組織や人事、家臣団内部における権力構造の推移などについては、従来の研究史では不明確であり、本研究においても十分に明らかにすることができなかったが、今後の検討課題としていきたい。平成11年度はまず、薩摩藩に関する基礎的な情報を確保するため、幕末・維新期の薩摩藩に関連する文献の蒐集を行った。まず、鹿児島県歴史資料センター黎明館及び鹿児島県立図書館の調査は全員が参加し、幕末維新期の薩摩藩に関する基本的資料の把握に努めるとともに、鹿児島県在住の研究者たちと積極的な情報交換を行い、今後の研究を展望するうえで大いに便宜を得ることができた。また、研究代表者および研究分担者は、東京大学史料編纂所、熊本県立図書館、宇和島市立伊達博物館、愛媛県歴史文化博物館、山内家宝物資料館、高知市立自由民権記念館など、各地の史料保存施設を手分けして調査し、薩摩藩と諸藩の関係を分析するうえで必要な資料の収集に努めた。あわせて国立公文書館、国立国会図書館、防衛研究所戦史部図書館が所蔵する公文書の調査を行い、薩摩藩および鹿児島士族が中央政局に与えた影響についての基礎的史料を収集した。こうした調査によって収集した資料は、それぞれの専門領域に応じて分析を進めているが、幕末・維新期の薩摩藩の全体的動向を簡易に把握できるようにするため、収集した文献や史料から得られた情報をコンピューターに入力している。最終的にデータを年表形式に整理して公表する予定であるが、当該時期の薩摩藩に関する詳細な年表は現在のところ作成されていないので、今後の明治維新史研究にあたえる便益は非常に大きいといえよう。平成12年度は、幕末・維新期の薩摩藩に関連する伝記史料および西南戦争関連文献の蒐集を行った。また、鹿児島県歴史資料センター黎明館および鹿児島県立図書館の調査は全員が参加し、幕末維新期の薩摩藩に関する基本的資料の把握に努めた。さらに研究代表者および研究分担者は、東京大学史料編纂所、防衛研究所戦史部図書館、宮内庁書陵部、熊本県立図書館、佐賀県立図書館、など各地の史料保存施設を、各自のテーマに応じて個別に調査し、薩摩藩と諸藩の関係を分析するうえで必要な資料を収集した。現在は、昨年度および今年度の調査の蓄積をもとに、それぞれの専門領域に応じて分析が進められている。また、幕末・維新期の薩摩藩の全体的動向を簡易に把握できるようにするため、収集した文献や史料から得られた情報をコンピューターに入力している。最終的には、文献目録および年表としてデータを公開する予定である。

最終年度にあたる本年度は、研究代表者および研究分担者が、研究期間における調査と蓄積をもとに、それぞれの成果を取りまとめることを重視した。また、これまでに収集した資料の整理や解読をすすめた。全体的作業として資料収集のため、国立公文書館の各省文書および内閣文庫、国立国会図書館の憲政資料、東大史料編纂所所蔵の島津家文書、防衛研究所所蔵の陸軍省文書の閲覧と撮影を続行した。現地調査としては、研究の主要な対象地である鹿児島市において、鹿児島県歴史資料センター黎明館所蔵の史料および鹿児島県立図書館所蔵の郷土史料の閲覧・複写などを行ったほか、薩摩・琉球の関係史にかかわる資料収集のため沖縄県那覇市の調査、黒糖専売および西郷隆盛の関連資料を収集するために沖永良部島(和泊町)・奄美大島(名瀬市、龍郷町)の調査、西南戦争関連の資料収集のため、大分市、宮崎市、宮崎県北川町、高千穂町、諸塚村、南郷村、西米良村、椎葉村、鹿児島県小林市での調査を実施している。また、香川県歴史博物館において讃岐松平家文書の調査、山口県立文書館で毛利家文庫の調査を行った。幕末維新期薩摩藩年表作成の作業は、情報量が膨大となったため、現在も継続中であり、研究期間終了後の作業を続行させる予定である。現在までのデータはCD化している。研究の成果は研究成果報告書によって公表する。また、報告書以外にも、雑誌論文や著書を通じて成果を公表していく予定である。
末梢動脈圧脈波から中心血圧の新たな推定法の検討

末梢動脈圧脈波から中心血圧の一般化伝達関数を用いない簡便な推定法の開発を目的として、12および24か月齢の正常および遺伝性高コレステロール血症ウサギで同時記録した中心動脈、腕頭動脈および上腕動脈の圧脈波、血流波を解析した結果、末梢動脈圧波の第1、第2ピーク圧の平均値pSBPmは、動脈硬化の程度、月齢、血圧レベルに関係なく中心収縮期血圧に近似することが明らかになった。また、上腕動脈圧波形と末梢脈圧増幅機序は主に前肢末梢からの反射により説明された。中心血圧指標pSBPmは、反射圧脈波や脈波伝播特性を反映する末梢第1、第2ピーク圧の実測に基づくので、個体差を考慮した推定値であることが期待される。本研究は、末梢動脈圧脈波から一般化伝達関数(generalized transfer function; GTF)を用いずに中心動脈収縮期血圧を簡便かつ正確に推測できる方法を開発することを目的とする。平成24年度は、動物実験を一部追加するとともに、データ解析を実施し、さらに論文作成を行った。まず、実験についてである。昨年の計画では、22-24か月齢のKHCウサギ12匹を追加実験に用いる予定であったが、東日本大震災と度重なる余震により実験動物業者で飼育されているKHCウサギにPTSDが現れ、大部分のウサギが実験に供する状態ではなかった。その後、母ウサギの育児拒否により系統維持が困難な状況に陥り、この実験は断念せざるを得なかった。実際に追加実験としては、10-12か月齢の正常ウサギを用いて行った。実験方法は昨年度と同様である。つぎに、昨年記録した圧脈波を用いて末梢動脈部位からの反射波成分の割合を表す指標であるaugmentation index (AI)を求めた。その結果、動脈硬化の有無や血圧レベルに関係なく末梢動脈AIの変化は中心動脈AIの変化に追従することが明らかになった。摘出した大動脈内膜面の硬化病変面積率は画像解析ソフトを用いて解析し、加齢により硬化病変は進行することが定量的に示された。それから、末梢動脈圧脈波の最初のピークの圧(pSBP)と二番目のピークの圧(pSBP2)との平均値(pSBPm)を算出し、pSBPmの値は動脈硬化の有無や進展の程度、血圧レベルに関係なく中心動脈収縮期血圧(cSBP)の正確かつ簡便な推定値になりうることが明らかになった。上記結果は現在、共同研究者を含めて3編の論文にまとめているところであり、1編は高血圧関係の国際専門雑誌に投稿した。1編は35th Annual International IEEE EMBSにacceptされた。本研究の目的は、末梢動脈圧脈波から中心動脈収縮期血圧を一般化伝達関数(GTF)を用いず、簡便かつ正確に推測する方法を開発することである。最終年度(平成25年度)は、未実施であった24か月齢の正常ウサギにおける上行大動脈および上腕動脈における圧脈波と血流波の記録を行った。圧脈波に占める末梢からの反射波成分の指標であるaugmentationindex (AI)は、12および24か月齢の遺伝性高コレステロール血症(KHC)ウサギや12か月齢の正常ウサギと同様に、末梢動脈AIの変化は中心動脈AIの変化に追従することが明らかになった。また、末梢動脈圧脈波の最初のピーク圧(pSBP)と2番目のピーク圧(pSBP2)との平均値(pSBPm)は、12および24か月齢のKHCウサギおよび12か月齢の正常ウサギで得られた結果と同様に、中心動脈収縮期血圧(cSBP)に近似することが示された。したがって、pSBPmは、粥状硬化病変の有無や病変の進行度および血圧レベルにかかわらずcSBPの正確かつ簡便な推定値になりうることが明らかになった。末梢動脈における中心動脈圧のamplification (末梢動脈圧の中心動脈圧に対する%)であるrAI(%)とpSBP-cSBPとの関係は、rAI(%)とpSBP2-cSBPとの関係と鏡像的であった。したがって、単純にそれらの平均値pSBPmを取ると、上記の関係は相殺されるので、rAI(%)とpSBPm-cSBPとの関係はフラットになる。このことは、pSBPmがcSBPに近似する理由の一つと考えられる。同様の結果は共同研究者の宮下らによって、ヒトにおいても確認されている。本研究の目的は、一般化伝達関数(GTF)を用いずに末梢動脈圧脈波から中心動脈収縮期血圧を簡便に推測できる方法を開発することである。平成23年度は動物実験を行い、その基礎データの取得に努めた。

実験には10-12か月齢の正常および遺伝性高コレステロール血症(KHC)ウサギならびに22-24か月齢のKHCウサギを用いた。ペントバルビタール麻酔下(30mg/kg、i.v.)にて仰臥位固定し、右総頸動脈より2本のミラー社製カテーテル圧トランスデユーサー(2Fr)を先端がそれぞれ上行大動脈および右鎖骨下動脈分岐部付近に位置するように挿入・固定した。右橈骨動脈よりもう一本のカテーテル圧トランスデューサー(2Fr)を肘関節部の上腕動脈遠位端にまで挿入した。超音波血流計プローブは、右鎖骨下動脈起始部、右上腕動脈遠位部および上行大動脈に装着した。右心房に刺激用電極を装着し、レギュラーペーシングに続いてランダムペーシングを行った際に上記部位における圧脈波と血流波を同時記録した。つぎに、昇圧剤であるアンジオテンシンII(30-40 ng/kg/min)および降圧剤である塩酸ニトロプルシッド(20-30 μg/kg/min)をそれぞれ輸液ポンプを用いて静脈内に投与し、血圧レベルがほぼ一定になったところで(昇圧:135145mmHg、降圧:7585mmHg)レギュラーペーシングに続いてランダムペーシングを行い、上記部位における圧脈波と血流を同時記録した。実験終了後、KHCウサギの大動脈を起始部から総腸骨動脈分岐部まで摘出して長軸方向に切開し、内膜面の画像をスキャナーを用いてコンピューターに入力した。実験が終了した個体から、中心動脈および末梢動脈における圧脈波について、末梢動脈部位からの反射波成分の割合を表す指標であるaugmentation index (AI)の算出を行っているところである。昨年度に計画した10-12および22-24か月齢のKHCウサギならびに10-12か月齢の正常ウサギにおける実験に関しては終了し、上行大動脈および上腕動脈における圧脈波と血流波のデータを取得した。中心動脈と末梢動脈の圧脈波についてはAIの算出がすべて終わり、動脈硬化の有無や血圧レベルに関係なく末梢動脈AIの変化は中心動脈AIの変化に追従することを明らかにした。大動脈の硬化病変面積率に関しては画像解析ソフトを用いて計算が終了し、加齢に伴って硬化病変が有意に進展することが定量的に示された。末梢動脈圧脈波から中心血圧の簡便な推定法については、末梢動脈圧脈波の最初のピークの圧(pSBP)と二番目のピークの圧(pSBP2)との平均値(pSBPm)の値が動脈硬化の有無や進展の程度、血圧レベルに関係なく中心動脈収縮期血圧(cSBP)の正確かつ簡便な推定値になりうることが明らかになった。これらの成果は3編の論文としてまとめ、共同研究者である宮下氏が投稿した論文は4月に35th Annual International IEEEEMBSにacceptされた。残りの論文のうち1編は高血圧の国際専門雑誌であるHypertension Researchに投稿し、reviewerからのコメントに従ってreviseを行っているところである。もう一編は現在、作成を開始するところである。また、本研究テーマと関連して、中心動脈AIは加齢による動脈硬化の進行に伴ってほとんど変化しないことを示した論文が本年3月にAmerican Journal of Hypertensionに掲載された。この論文には、本研究を発表する際の参考となる内容が含まれている。上記理由より、研究はおおむね順調に進んでいると思われる。