hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
深部脳電気刺激による起立性低血圧治療の検討

ステップ状の血圧低下に対する血圧サーボシステムの振る舞いを比例補償係数Kp=0, 1, 2,積分補償係数Ki=0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.2の組み合わせでシュミレーションし,血圧サーボシステムがもっとも安定的かつ迅速に血圧低下を代償する係数を決定する。2)脳刺激の有無による起立負荷時の血圧データの記録を継続し症例を50例まで増やしたが、解析中である。初期の20例の患者(年齢68±8歳、男性14,女性6)中11例で、起立負荷により収縮期血圧が20mmHg以上の低下を認めた。この11例中1例に深部脳刺激がonの状態での起立による血圧低下とoffでの血圧低下の違いが認められた。3)パーキンソン病患者57例(男性20例、女性37例、平均年齢72±9歳、深部脳刺激治療中35例)で座位による血圧低下の有無を検討した。臥位および座位直後から5分後まで1分ごとに自動血圧計を用いて上腕血圧を測定した。座位後5分間の間に収縮期血圧が100未満となる症例が9例、臥位より30mmHg以上低下する症例が13例認められた。座位にても血圧が低下する症例は、座位でのリハビリも困難となるためこれらの症例を対象者とする予定である。十分な症例数でのデータが蓄積されつつあり、血圧低下の見られる症例も少ないがリクルート可能である。これらの症例でランダムチルトを行い、深部脳刺激による血圧制御の可能性を検討する。ただ、刺激強度や刺激周波数は、各患者の症状改善度および刺激時の副作用症状、たとえば、刺激側の痛みなどによって決定されており、患者によってそれぞれ異なるため、症状のない状態での検討を要する。これまでわれわれは、重度起立性低血圧治療のため、硬膜外カテーテルを用いた人工圧反射装置を開発してきた。これを発展させ、交感神経路のより上位中枢を電気刺激できないかを検討したところ、パーキンソン病治療における深部脳刺激法を用いた方法を着想し、血圧への反応性を確認した。今回、深部脳刺激が起立時の血圧低下を制御可能かどうかの実験的臨床研究を行う。平成30年度は、以下の検討を行った。1)深部脳刺激を行っているパーキンソン病患者14例(64±12歳、男性7例)で25回の試験を行い、ランダム刺激により血圧反応のあった13回のデータから得られた伝達関数を用い、サーボコントローラーを設計した。ステップ状の血圧低下に対する血圧サーボシステムの振る舞いを比例補償係数Kp、積分補償係数Kiの値を変化させながらシミュレーションし、血圧サーボシステムがもっとも安定的かつ迅速に血圧低下を代償する係数Kp=10、Ki=50で起立負荷などによる動脈圧への外乱は迅速かつ効果的に減弱できることが明らかとなった。2)視床下核への深部脳刺激を行っているパーキンソン病患者33例(67±8歳、男性18例)で、深部脳刺激onとoffの状態で60度5分間の起立負荷をし、血圧低下度が刺激により10mmHg以上改善するかどうかを検討した。刺激中止による不随意運動や不快な症状により9例を除外し、検討できた24例中、14例で変化なし、8例(36%)で起立時の血圧低下が40±22mmHgから15±27mmHgまで減少した。2例で刺激により血圧低下がより顕著になった。1例は、起立時に血圧が上昇し、その上昇が刺激で抑制された。もう1例は起立による血圧低下が悪化した。起立時間は、変化のない群で40秒から5分で、刺激で変化はなく、血圧低下が減少した群では7例がon/offとも5分間起立可能で、1例だけ2分15秒から5分に改善した。
放物型偏微分方程式における動的特異点の除去可能性と漸近形

熱方程式に対し,動的特異点が除去可能であるための必要十分条件を求め,特異点の形状が変化する解の存在を示した.次に,藤田型方程式に対し,球対称な定常特異解の性質について調べ,初期値と定常解への収束レートの関係を明らかにした.吸収項を持つ半線形放物型方程式に対し,動的特異点が除去可能であるための条件を明らかにし,除去可能でないときには特異解は特異性の強さによって2種類に分類できることを示した.線形および非線形熱方程式の特異解について研究を進め,以下のような成果をあげた.・熱方程式に対し,動的特異点が除去可能であるための必要十分条件をもとめ,これをより高次の特異集合を持つ場合へと拡張するとともに,除去可能でない特異性を持つ解の存在を示した.・動的特異点を持つ線形熱方程式の解で,特に空間的特異性の強さが時刻によって変化するものを考察した.具体的には,動的特異点の動きの滑らかさに応じて,特異点近傍での解の形状が漸近的に非球対称となり,特異性の強さが変化することを突き止めた.・藤田型方程式に対し,指数に関する適当な仮定のもとで,球対称な定常特異解の挙動について調べ,重み付き空間において初期値と定常解への収束レートの関係を明らかにした.・吸収項を持つ半線形放物型方程式に対し,すべての動的特異点が除去可能であるための条件を明らかにし,除去可能でないときに,2種類の特異性が表れることを示した.・藤田型方程式に対し,ホモクリニック解の到達可能性という概念を定義し,到達可能であるための必要条件について調べ,指数がソボレフ臨界指数を超えたところに,到達不可能なホモクリニック解が存在することを証明した.線形および非線形熱方程式の特異解について研究を進め,以下のような成果をあげた.・非線形増大項を持つ半線形放物型方程式に対し,動的特異点を持つ解の構成,および特異点での漸近形の解析を行った.具体的には,まず,非線形項に対する適当な仮定の下,指定された強さの動的特異性を所持する解が存在することを示した.さらに,動的特異点を持つようないかなる解も,ほとんど至る所の時刻をとめるごとに,空間変数に関してラプラス方程式の基本解と同程度あるいはそれ以下の特異性しか持ちえないことを示した.・藤田型方程式に対し,特異な初期値に対する解の一意性について調べた.その結果,ある条件の下で,解の一意性が成り立たないことを明らかにし,これまでの予想に反例を与えることに成功した.その証明のために,ある種の放物型方程式に対するヘテロクリニックな接続解が存在することを示し,これが一意性が破れるためのメカニズムを与えることを示した.また,より一般に,任意の初期値についても,一意性が成り立たないことを示唆した.・吸収項を持つ半線形放物型方程式に対し,すべての動的特異点が除去可能であるための条件について詳細に調べ,そのほぼ必要十分と考えられる条件を明らかにした.また,除去可能でないときには,特異定常解と同じ強さの特異性を持つ特異解と,ラプラス方程式の基本解と同程度の強さの特異性を持つ特異解の,2種類のタイプしかないことを示した.最終年度は、べき乗型非線形項を持つ半線形放物型方程式に対して動的特異点を持つ解の挙動の解析を行った.まず,非線形性の増大度が適当な意味で劣臨界であるとき,動的特異点における解の漸近的振る舞いが,特異点集合上に台を持つある測度によって決まることを示した.また,有界領域において反射壁境界条件を課したとき,特異点が内部にあるいは境界に留まる場合についてほぼ最適な存在条件を得た.この結果は,特異点が複数含む場合も成立することを明らかにした.研究期間を通しては、いくつかのタイプの放物型方程式に対して特異解の存在とその性質について研究し,以下の成果をあげた.まず,線形熱方程式については,動的特異点が除去可能であるための必要十分条件を求め,これをより高次の特異集合を持つ場合へと拡張すると共に,除去可能でない特異性を持つ解の存在を示した.また,空間的特異性の強さが時刻によって変化するものを考察し,特異点近傍での解の形状が漸近的に非球対称となり,特異性の強さが変化する場合があることを示した.吸収型の非線形項を持つ場合については,全ての動的特異点が除去可能であるための条件について詳細に調べ,そのほぼ必要十分と考えられる条件を明らかにした.また,除去可能でないときには,特異定常解と同じ強さの特異性を持つ特異解と,ラプラス方程式の基本解と同程度の強さの特異性を持つ特異解の,2種類のタイプしかないことを示した.発熱型の非線形項を持つ場合については,動的特異点を持つ解の構成,および特異点での漸近形の解析を行った.動的特異点を持つようないかなる解も,ほとんど至る所の時刻をとめるごとに,空間変数に関してラプラス方程式の基本解と同程度あるいはそれ以下の特異性しか持ちえないことを示した.この他,特異な初期値に対する解の非一意性,特異定常解への収束レート,ヘテロクニック解の存在についての結果を得た.熱方程式に対し,動的特異点が除去可能であるための必要十分条件を求め,特異点の形状が変化する解の存在を示した.次に,藤田型方程式に対し,球対称な定常特異解の性質について調べ,初期値と定常解への収束レートの関係を明らかにした.

吸収項を持つ半線形放物型方程式に対し,動的特異点が除去可能であるための条件を明らかにし,除去可能でないときには特異解は特異性の強さによって2種類に分類できることを示した.線形熱方程式については,特異点の除去可能性について研究をまとめて論文を投稿し,受理された.吸収項を持つ放物型方程式については,特異点の除去可能性,特性のタイプの分類を完成させて論文にまとめ投稿中である.また,発熱項を持つ放物型方程式についても,これまでに扱われていなかったパラメータ領域について,特異解の存在条件について研究の進捗があった.数物系科学空間が全領域の場合については特異点の除去可能性のための条件と,特異性を保持する解の性質についておおよその数学的構造が明らかになった.今後は境界のある領域の内部に特異点を持つ解の性質について調べるとともに,境界上にある特異点の除去可能性について検討を加える予定である.線形熱方程式については,解の特異点の除去可能性について必要十分に近い条件を明らかにするとともに,高次元の特異性についてもある程度の結果を得た.逆に,除去可能でない動的な特異点を持つ解の存在を明らかにした.また,特異点の変性と呼ばれる現象が実際に起こることを示し,そのための条件を求めた.得られた正解について国際研究集会で発表する予定であったが,参加を予定していた研究集会が平成27年度に開催されることになり,そのための旅費が繰り越しになった.線形熱方程式の解の特異性については今年度の研究でかなり詳しく分かってきた.また,線形熱方程式の特異解を修正することにより,非線形熱方程式の優解および劣解が構成できることを発見し,これを用いることにより,非線形の場合への拡張へと拡張できる可能性が高まった.平成27年度は研究計画の最終年度であり,得られた成果を国内外の研究集会において発表するとともに,連携研究者を招へいして残された課題について研究の完成を計る.スロバキアのMarek Fila教授と非線形放物型方程式の多重可解性二関する共同研究を行う予定であったが,先方の都合により26年度へと延期になった.台湾のKin Ming Hui教授との特異点の除去可能性についての研究連絡,スロバキアのMarek Fila教授との多重可解性に関する共同研究を行うほか,バンフ研究所における国際研究集会への出席を予定している.
超短パルス光ゲートによる高品位信号検出およびデマルチプレクシング

次世代の光通信技術は点から点への高速伝送のみでは不十分であり、光チャンネル同志を自由に切り替えられるフォトニックネットワーク技術およびブロードバンドアクセス技術の革新が求められる。このような変化に対応できる基礎技術として超短光パルス技術、全光スイッチ技術、微小光学技術に注目し、その組み合わせにより、簡便性と高品位性を同時に達成する新型のハードウエアを提供することを試みた。主要な研究成果を以下に示す:1)バイナリーゾンプレートを組み込んだガラスプラットフォームを設計/試作し、無電極の全光スイッチアレイに適するノンコリニアな照射配置のパフォーマンスを調べたところ、スイッチ素子表面上にトリガー光、信号光スポットが良好な重なりを示すことを確認した。また波長によるスポット位置のシフト・変形を定量的に評価した。(Japanese Journal of Applied Physics March,2000).2)InGaAs系多重量子井戸可飽和吸収型全光スイッチを上記のガラスプラットフォームに実装し、半導体レーザーパルスによってスイッチング実験を実施したところ、入射パルス幅25ピコ秒に対して、応答パルス幅150ピコ秒のスイッチ動作が得られた。トリガー感度の面でも従来の自由空間配置の結果に劣らなかった。コジュールのコンパクトさ、実装の容易さ、環境に対するロバスト性を考えると本方式の有望性はあきらかであるといえよう。(IEICE Transaction on Electronics March 2001)3)短い光パルスを用いて中程度のビットレートの信号列(RZ信号)を送るシステムについて高速光ゲートを時間窓として用いる方式が信号対雑音比を大幅に向上させるのに有効であることを指摘し、特にパルス位置変調方式(PPM)への適用について理論的な検討を行った。(Conference on Lasers and Electrooptics CLEO 2001にて口頭発表)次世代の光通信技術は点から点への高速伝送のみでは不十分であり、光チャンネル同志を自由に切り替えられるフォトニックネットワーク技術およびブロードバンドアクセス技術の革新が求められる。(Conference on Lasers and Electrooptics CLEO 2001にて口頭発表)[研究目的]近年の超高速光エレクトロニクスの発展によってピコ秒域光パルスが容易に得られるようになり、特に全光スイッチを用いれば高速、高感度の光ゲートが可能となり、従来の電気回路の主たる制約要因であったCR時定数の制限なしにピコ秒域の信号を取り扱える。本研究は最も簡単な時間領域信号処理であるゲーティングによる雑音抑制とその受信回路への適用を実験的に検証することを目的とする。[方法]具体的には約10ピコ秒幅のパルス列によるRZ光信号列の受信回路として光前置増幅器の後にパルス光トリガーで動作する全光ゲート素子を配置して信号を切取り、フォトダイオードで光電変換する受信回路方式を想定する。全光ゲート素子が貼りつけによって容易に実装できるガラスプラットフォームを設計するとともに外部機関に委託して試作し、その基本動作を実験的に確認する。[研究の成果](1)非平行入射配置による照射光学系の微小回析光学素子による実現(最小寸法2ミクロン電子ビーム書きこみによる8レベルのバイナリー光学素子で挿入損失4dB);(2)屈折率マッチング接着剤で貼り合せた両面素子実装プラットフォームの作成と評価(スポット径13ミクロン);(3)波長1.55ミクロン帯MQW可飽和吸収型全光スイッチと利得スイッチ半導体レーザパルスペア(パルス幅30ピコ秒)による全光ゲート動作の確認(スイッチエネルギー30pJ、オンオフ比2.5)。以上の結果は国際会議CPT2000で口頭発表したほかJJAP2000年3月号の原著論文として公表する。次世代の光通信技術は点から点への高速伝送のみでは不十分であり、光チャンネル同志を自由に切り替えられるフォトニックネットワーク技術、およびエンドユーザーに大きなバンド幅を割り当てることを可能にする高品位性・簡便さを兼ね備えたアクセス伝送技術の革新が求められるようになった。このような変化に対応できる基礎技術として我々は超短光パルス技術、全光スイッチ技術、微小光学技術に注目し、これらを組み合わせることによって簡便性と高品位性を同時に達成する新型の情報ハードウエアを提供することを目標とした。主要な研究成果は以下のように要約できる:

(a)回折光学型微小光学素子を組み込んだガラスプラットフォームを設計試作し、全光スイッチアレイに適するノンコリニアな信号光、トリガー光のスイッチ素子への同時照射を試みたところ、良好なビームの重なりが得られる事を確認できた。(Jap.J.Appl.Phys.2000年3月号)(b)多重量子井戸構造可飽和吸収型全光スイッチをガラスプラットフォームに実装しパルス幅25ピコ秒の半導体レーザパルスを用いてスイッチング実験をしたところ、従来の自由空間光学系に劣らないスイッチング感度を確認した。モジュールのコンパクトさ、および実装の容易さ、環境に対するロバスト性を考慮すると従来型の実装法に対する優位性は明らかである。(IEICE Trans.Electronics2001年3月号)(c)短い光パルスを用いて中程度のビットレートの信号列(RZ信号)を送るシステムについては高速光ゲートを時間窓として用いる方式が信号対雑音比を大幅に向上させるのに有効であることを指摘し、特にパルス位置変調方式(PPM)への適用について理論的な検討を行った。(CLEO2001発表予定)
樹状細胞の機能特性に関する研究

樹状細胞は骨髄幹細胞由来の非リンパ系白血球細胞で、強力なT細胞活性化能をもち、免疫応答の誘導において抗原提示細胞として働くことが知られている。これまでの申請者らの研究において、in vitroにおいてマウス骨髄細胞をGM-CSF存在下で培養することにより、樹状細胞はマクロファージや顆粒球と同じ前駆細胞より分化増殖してくることが明らかになっているだけでなく、その分化成熟程度により異なる機能活性を発揮することも報告してきた。また、分布域により異なる表現型を呈する生体内の樹状細胞は、それぞれの分化成熟程度を反映しており、所属リンパ系器官への移動によりより強いT細胞活性化能を獲得することも示した。2年間にわたる本研究は、これらの結果を踏まえ、樹状細胞の細胞機能特性を明らかにする目的で行ったものであり、本年度は昨年度得た結果と合わせ以下のものを公表した。1)樹状細胞特異抗体として知られていたNLDC-145が認識する分子は205KDaのタンパク(DEC-205)であり、胸腺上皮細胞や肺マクロファージにも強度に発現されており、必ずしも樹状細胞にのみ発現が限定されるものではないが、細胞機能の成熟の過程で発現量を増すことが示された。本共同研究による遺伝子クローニングの結果、10個の異なるドメインをもつC型レクチンであることが明らかにされた。また、抗体を用いた実験から、この分子が抗原提示に寄与することが判明し、その構造特性から生体内糖タンパク分子の提示に関することが推測される。2)加齡に伴う免疫応答能の低下における抗原提示細胞の関与を検討するため、加齡促進モデルマウス(SAM)を用いて樹状細胞のT細胞活性化能を検討した結果、老齢マウスにおいて有意の低下が認められた。そこで、T細胞活性化に必要とされる共刺激分子の発現を調べたところ、細胞表面に発現されるMHCクラスII分子やCD54 (ICAM-1)の発現低下が認められた。しかし、CD80 (B7-1),CD86 (B7-2)では明かな差異は検出されなかった。3)HIV感染においてCD4陽性T細胞が選択的に減少することが知られているが、HIVの複製にはT細胞が活性化状態にあることが必要である。このため、強力なT細胞活性化能をもつ樹状細胞の関与が考慮されてきた。そこで、HIV-1の複製のために必要とされるプロモーターに結合する転写因子の発現を検討したところ、樹状細胞には多量のNF-kBが検出されたが、Sp1は認められず、静止期T細胞においては逆で、Sp1の発現は認められたが、活性型NF-kBは欠如していることが示された。ところが、両細胞を混合しウイルスを添加して培養すると、多核体が形成されて、その中に両複製因子が存在することになり、その結果ウイルスの複製が開始されることが示された。現在進行中であり、公表には至ったいないが、抗原提示に必要と考えられる細胞内小器官の分離精製を樹状細胞を用いて進めており、細胞内において多量のMHCクラスII分子とDEC-205が共存する分画が得られている。この分画の小器官は細胞内消化酵素を認識するLAMP-1陰性であることから、エンドゾームとは異なると考えられる。この研究は、現在更に分化段階の異なる樹状細胞を用いて更に詳細に検討を加えている。共同研究としての相手方研究分担者からは、異系ラットを用いた下肢移植実験においてサイクロスポリン投与により、末梢リンパ器官内にMHCクラスII強陽性の供与者由来樹状細胞が多数認められ、これらの細胞は下肢骨髄に由来するものであることが明らかにされており、末梢リンパ組織におけるキメリズムの成立が移植下肢の生着に必須であることが報告されている。また、インフルエンザウイルス特異的CD8陽性細胞障害性T細胞(CTL)の誘導において、樹状細胞は感染性を消失したウイルスを用いても直接CTLを活性化する機能を持つことが報告されており、これまで考えられていた経路とは異なる抗原のプロセッシングを行う可能性が示唆されている。

2)加齡に伴う免疫応答能の低下における抗原提示細胞の関与を検討するため、加齡促進モデルマウス(SAM)を用いて樹状細胞のT細胞活性化能を検討した結果、老齢マウスにおいて有意の低下が認められた。そこで、T細胞活性化に必要とされる共刺激分子の発現を調べたところ、細胞表面に発現されるMHCクラスII分子やCD54 (ICAM-1)の発現低下が認められた。しかし、CD80 (B7-1),CD86 (B7-2)では明かな差異は検出されなかった。3)HIV感染においてCD4陽性T細胞が選択的に減少することが知られているが、HIVの複製にはT細胞が活性化状態にあることが必要である。このため、強力なT細胞活性化能をもつ樹状細胞の関与が考慮されてきた。そこで、HIV-1の複製のために必要とされるプロモーターに結合する転写因子の発現を検討したところ、樹状細胞には多量のNF-kBが検出されたが、Sp1は認められず、静止期T細胞においては逆で、Sp1の発現は認められたが、活性型NF-kBは欠如していることが示された。ところが、両細胞を混合しウイルスを添加して培養すると、多核体が形成されて、その中に両複製因子が存在することになり、その結果ウイルスの複製が開始されることが示された。現在進行中であり、公表には至ったいないが、抗原提示に必要と考えられる細胞内小器官の分離精製を樹状細胞を用いて進めており、細胞内において多量のMHCクラスII分子とDEC-205が共存する分画が得られている。この分画の小器官は細胞内消化酵素を認識するLAMP-1陰性であることから、エンドゾームとは異なると考えられる。この研究は、現在更に分化段階の異なる樹状細胞を用いて更に詳細に検討を加えている。共同研究としての相手方研究分担者からは、異系ラットを用いた下肢移植実験においてサイクロスポリン投与により、末梢リンパ器官内にMHCクラスII強陽性の供与者由来樹状細胞が多数認められ、これらの細胞は下肢骨髄に由来するものであることが明らかにされており、末梢リンパ組織におけるキメリズムの成立が移植下肢の生着に必須であることが報告されている。また、インフルエンザウイルス特異的CD8陽性細胞障害性T細胞(CTL)の誘導において、樹状細胞は感染性を消失したウイルスを用いても直接CTLを活性化する機能を持つことが報告されており、これまで考えられていた経路とは異なる抗原のプロセッシングを行う可能性が示唆されている。樹状細胞の免疫応答における抗原提示細胞としての重要性は、最近広く認識されている。その特異な作用は、多量のMHC分子の発現だけでなく、T細胞活性化における細胞接着分子や共刺激分子の発現によることも明らかになってきている。本研究においても、CD80(B7-1),CD86(B7-2),CD54(ICAM-1),CD40,CD48,HSA,pgp-1の発現を生体各組織から調製した細胞のみならず、骨髄細胞由来の樹状細胞についても詳細に検討し、そのT細胞活性化能の上昇と共にこれら多くの分子の発現が増加することを明らかにした。また、T細胞活性化において、CD80よりもむしろCD86が重要な役割と担っており、CD86がCTLA-4によって認識される主要な分子であることを示した。
要観察歯(CO)を有する小児の口腔環境改善に関する研究

平成16年度は,平成14年5月より平成17年1月までに乳幼児歯科保健事業に参加した小児を対象に解析した結果を報告する。0歳児1名,1歳児158名,2歳児107名,3歳児34名の計300名が対象となった。家族構成人数について回答の得られた140名のうち,3名構成(両親と当該小児)の小児は83名(59.3%),4名構成は41名(29.3%),5名構成は8名(5.7%),6名構成は6名(4.3%),7名構成は2名(1.4%)であった。平成15年度に家族構成人数とCOを含むう蝕本数との間には相関がみられなかったことを報告したが,今回う蝕を有するか否かに注目して解析したところ,3名構成家族では健全歯のみの小児の割合は71.1%,う蝕を有する小児の割合は26.5%であった。一方,4名以上の構成家族では健全歯のみの小児の割合は77.2%,う蝕を有する小児の割合は21.1%であった。また間食を摂取する時間について解析しなおしたところ,3名構成家族では48.2%が決まっていると回答しており,決まっていないとする回答(45.8%)とほぼ同じ割合であった。一方4名以上の構成家族では決まっているという回答は64.9%で,決まっていないという回答(28.1%)を大きく上回っていた。両親と兄弟姉妹で構成する家族や,小児は当該小児のみで両親と両親以外の大人が同居する家族,また両者の混在する家族がみられたが,前述のう蝕の有無や間食の摂取時間に関して家族構成員による違いは認められなかった。一般に家族が増えると,通常の家事に加えて子育てに関わる仕事量が増加し,口腔保健にまで手が回らない事態も想定される。しかし本乳幼児歯科保健事業を利用している本研究の対象者は,リスクが上昇しがちな環境下でもそれを最小限に抑えることが可能であると推察された。平成14年度は,平成14年5月より翌15年1月までに乳幼児歯科保健事業に参加した小児を対象に解析した結果を報告する。全対象者150名のうち,健全歯のみの小児は69名(男児39名,女児30名,1歳児51名,2歳児18名)であり,COを有する小児は81名(男児41名,女児40名,1歳児29名,2歳児36名,3歳児16名)であった。カリオスタットによる酸産生能については,健全歯のみの小児では(-)が44.9%,(1+)が50.7%,(2+)が4.4%で,COを有する小児では(-)が38.3%,(1+)が48.1%,(2+)が13.6%であり,特に(2+)と判定された場合はう蝕のリスクファクターとなる可能性が示された。また間食の摂取頻度については健全歯のみの小児では55.1%が時間を決めて与えられていたのに対し,COを有する小児では51.3%であり,反対に欲しがる時に与えられていたのは,健全歯のみの小児では43.5%,COを有する小児では48.7%(不明1名を除く)であり,健全歯のみの小児で,やや良好な間食摂取頻度で与えられていた割合が高かった。さらに与えられている間食の種類については,健全歯のみの小児では3種類(36.2%)が最も多く,次いで2種類(27.5%),4種類(17.4%)の順であった。COを有する小児でも,3種類(30.9%)が最も多く,2種類(27.2%),4種類(16.0%)の順で両者は同様の結果となっていた。今後は例数を増やし,食生活環境について兄弟姉妹や家族構成などとの関連性も含めて解析を,またカリオスタットについてリスク改善群,悪化群の詳細な解析を行いたいと考えている。平成15年度は,平成14年5月の調査開始から平成16年2月までに乳幼児歯科保健事業に参加した小児を対象とした解析結果を報告する。1歳児93名,2歳児65名,3歳児19名の計177名が対象となった。初回および初回から3か月6か月後の2回の事業に参加した,健全歯のみの小児(41名)と同じくCOを有する小児(56名)のカリオスタットの結果を比較したところ,健全歯のみの小児では(-)の維持または(1+)以上から(-)に変わったリスク改善群の割合は51.2%,(1+)以上の維持または(1+)以上に変わったリスク不変・悪化群の割合は48.8%であり,ほぼ同数であった。一方,COを有する小児ではリスク改善の割合は30.4%,リスク不変・悪化の割合は69.6%であり,本事業の健診ではCOの本数増加や悪化は認められなかったものの,カリオスタット法によるリスクの改善傾向はみられなかった。また健全歯のみの小児とCOを有する小児を合わせたカリオスタットリスク改善群では,間食の時間を決めて与えているという回答が52.1%であり,リスク不変・悪化群における回答の39.1%を上回っていたものの,間食の種類および種類数については差は認められなかったことから,リスク評価にカリオスタット法を併用した保障指導を行う場合には,食生活習慣にけじめをつけるような指導が必要になることが示唆された。

また食生活習慣は家族構成に影響を受け,またそれに伴いう蝕数にも影響することも考えられるが,調査協力の得られた41名の対象者については,家族構成人数が増えても間食摂取習慣に変化はみられず,また家族構成人数とう蝕の本数(COを含む)との相関係数は-0.2であり相関を認めることはできなかった。平成16年度は,平成14年5月より平成17年1月までに乳幼児歯科保健事業に参加した小児を対象に解析した結果を報告する。0歳児1名,1歳児158名,2歳児107名,3歳児34名の計300名が対象となった。家族構成人数について回答の得られた140名のうち,3名構成(両親と当該小児)の小児は83名(59.3%),4名構成は41名(29.3%),5名構成は8名(5.7%),6名構成は6名(4.3%),7名構成は2名(1.4%)であった。平成15年度に家族構成人数とCOを含むう蝕本数との間には相関がみられなかったことを報告したが,今回う蝕を有するか否かに注目して解析したところ,3名構成家族では健全歯のみの小児の割合は71.1%,う蝕を有する小児の割合は26.5%であった。一方,4名以上の構成家族では健全歯のみの小児の割合は77.2%,う蝕を有する小児の割合は21.1%であった。また間食を摂取する時間について解析しなおしたところ,3名構成家族では48.2%が決まっていると回答しており,決まっていないとする回答(45.8%)とほぼ同じ割合であった。一方4名以上の構成家族では決まっているという回答は64.9%で,決まっていないという回答(28.1%)を大きく上回っていた。両親と兄弟姉妹で構成する家族や,小児は当該小児のみで両親と両親以外の大人が同居する家族,また両者の混在する家族がみられたが,前述のう蝕の有無や間食の摂取時間に関して家族構成員による違いは認められなかった。一般に家族が増えると,通常の家事に加えて子育てに関わる仕事量が増加し,口腔保健にまで手が回らない事態も想定される。しかし本乳幼児歯科保健事業を利用している本研究の対象者は,リスクが上昇しがちな環境下でもそれを最小限に抑えることが可能であると推察された。
高所トレーニング効果の個人差を予測する生理指標の開発~ストレス反応に着目して~

本研究は、高所トレーニング後の効果に生じる個人差を評価する生理的な指標を開発することを目的とし、1)高所順化の個人差の背景にある生理応答としてストレス反応性の違いに着目し、高所順化時における急性高山病(AMS)症状の程度とストレスホルモン動態および血液性状変化の関係性について検討し、2)その際のストレス関連でその発現が変化する遺伝子群について、遺伝子解析を用いて探索する2つの実験を実施した。結果、低圧低酸素環境下(高地と同様の環境)では肺動脈圧と成長ホルモン分泌に大きな個人差が生じること、ストレス反応の指標となるコルチゾール分泌には大きな個人差が認められなかったことが明らかになり、その際の候補となる遺伝子群についても探索した。本研究では,高所順化の個人差の背景にある生理的機構としてストレス反応性の違いに着目し,1)高所順化時におけるストレスホルモン動態および血液性状変化の関係性について検討し,2)その際に発現が変化する遺伝子群について探索することを目的とした.今年度は,1)・2)を検討する上で,a)ストレス・造血反応が顕著に見られるモデル構築と,b)候補となる遺伝子群を探索する実験を行った。a)実験モデルの検討:低酸素環境下における個人差を検討する上で最も効果的なモデルを探るため,(1)低酸素環境下に12時間曝露した場合,(2)低酸素環境下で1時間運動した場合の2条件でストレス反応・エリスロポエチン(EPO)分泌などの造血反応について検討した。結果,(1)の実験条件において特にEPO分泌において,その反応性が顕著に異なること(曝露前に比べて分泌レベルが80-200%増加)が示された。ストレス反応に関しては両条件においてもストレス反応に変化が認められたものの,1回の低酸素曝露による顕著な個人差は認められなかった。先行研究では,EPO反応性の違いでトレーニングにおけるパフォーマンスの違いが報告されている。このためEPO反応性が顕著に異なる(1)の実験モデルで例数を増やし,詳細な実験を行うことが有効であると考えられる。1回の低酸素曝露ではストレス反応に個人差は認められなかった。これは,急性の低酸素曝露によるストレス反応はヒトの普遍的な生体反応として位置づけられており,個人差を検証する場合は,さらに慢性的な低酸素環境(トレーニング等)での検討が必要であることを示唆している。b)候補となる遺伝子群の探索:(1)の条件下で最もEPOの反応性が高かった被験者3名において,そのプロフィールを分析した。今年度はそれに基づいて低酸素曝露後の遺伝子発現だけでなく,その前(安静状態)でも低酸素感受性を予測できるかどうかについても検討する。本研究では、高所順化の個人差の背景にある生理的機構としてストレス反応性の違いに着目し、1)高所順化時におけるストレスホルモン動態および血液性状変化の関係性について検討し、2)その際に発現が変化する遺伝子群について探索することを目的とした。今年度は、前年度1)・2)を検討する上で構築したモデルを基に、a)低圧低酸素環境下での各種生理指標の変化とb)その生理応答の個人差の背景となる遺伝子発現変化について検討した。a)低圧低酸素環境下での各種生理指標の変化:(1)成人男性20名を用いて、低圧低酸素曝露の前後で低酸素換気応答、肺動脈圧、動脈酸素飽和度などの生理指標と、ストレス反応(コルチゾール・成長ホルモン応答など)・エリスロポエチン(EPO)分泌などの造血反応について検討した。結果、低酸素環境と同様に、エリスロポエチン分泌が増加し、成長ホルモン分泌応答にも同様の傾向が認められた。その際、低圧低酸素曝露前後において、肺動脈圧・成長ホルモン分泌応答の反応性が個人間で顕著に異なっていた。この反応性の違いをもとに、最も反応性の高い被験者2名と、応答がほとんど認められなかった被験者2名を抽出し、遺伝子発現変化の違いについて検討した。b)生理応答の個人差の背景となる遺伝子発現変化:低圧低酸素曝露前後で肺動脈圧および成長ホルモン応答が顕著に異なる被験者各2名を用いて、低圧低酸素曝露前後の遺伝子発現変化について網羅的に検討した。個人の遺伝子発現プロフィールの類似度をクラスタリング解析により検討したところ、低圧低酸素曝露前において、肺動脈圧・成長ホルモン応答が高かった2名の遺伝子発現プロフィールが他の2名と比較して近い関係にあった。これは、低圧低酸素曝露後の反応性の違いを、事前の遺伝子発現プロフィールから予測できる可能性を示唆している。どの遺伝子群に顕著な差が認められるかについて、現在詳細な検討を行っている。本研究では、高所順化の個人差の背景にある生理的機構としてストレス反応性の違いに着目し、その際に発現が変化する遺伝子群について探索することを目的とした。

今年度は、19年度および20年度の結果をまとめ、候補となる遺伝子群を探索することを主な目的とした。平成19年度実験のまとめ:低酸素環境下における個人差を検討する上で最も効果的なモデルを探るため、(1)低酸素環境下に12時間曝露した場合、(2)低酸素環境下で1時間運動した場合の2条件について検討した。結果、(1)の実験条件において特にEPO分泌において、その反応性が顕著に異なること(曝露前に比べて分泌レベルが80-200%増加)が示された。平成20年度では、低酸素曝露よりもより大きな内分泌反応・AMS反応が惹起されると考えられる低圧低酸素環境下での実験を行った。平成20年度実験のまとめ:19年度の実験で得られたデータをもとに、低圧低酸素環境下における生体応答(内分泌反応やAMS反応、肺動脈圧変化)の個人差と低酸素換気応答(HVR)や遺伝子発現プロファイル変化との関係性について検討した。結果、低圧低酸素曝露前後において、肺動脈圧・成長ホルモン分泌応答の反応性が個人間で顕著に異なっていた。この反応性の違いをもとに、最も反応性の高い被験者2名と、応答がほとんど認められなかった被験者2名を抽出し、遺伝子発現変化の違いについて検討した。個人の遺伝子発現プロフィールの類似度をクラスタリング解析により検討したところ、低圧低酸素曝露前において、肺動脈圧・成長ホルモン応答が高かった2名の遺伝子発現プロフィールが他の2名と比較して近い関係にあった。
ペルフルオロ化合物の都市環境域内での動態解析とヒトへのリスク低減シナリオ提案

ペルフルオロ化合物の都市環境域内での動態解析とヒトへのリスク低減シナリオ提案を主目的とし、(1)各種形態の測定方法の開発、(2)都市水環境中の移行量の定量的把握、(3)産業社会構造解析に基づくマスフロー解析、(4)ヒトへの暴露量推定モデル作成とリスク回避シナリオ作成を行った。その結果、1)下水試料懸濁態の簡便かつ再現性の高い分析方法を開発した。2)特許情報を元に用途および関連製品の探索を行い18の用途と1, 589の関連製品を特定した。3)各種ポリマーによる吸着処理の有効性が示された。本研究は、都市域でのペルフルオロ化合物の都市環境域内での動態解析とヒトへのリスク低減シナリオ提案をめざすものである。都市水環境系でのPFOS/PFOAを中心とする有機フッ素化合物の挙動に加え、産業社会系の動態を研究し、総合的にヒトへの暴露実態を評価する。また、炭素鎖の異なるペルフルオロ化合物(PFCs)、その各種テロマーなどそれらの前駆体、有機フッ素全量、さらにはそれらの吸着態など、多様な関連物質についても対象とする。1年目は、PFCsの一斉分析条件の検討、PFCsの浮遊物吸着態の抽出方法の開発、全有機フッ素量測定、水環境中での動態調査、都市水環境での水循環調査、フッ素関連会社と関連企業間の産業連関構造解析を実施する。2年目は、前年度に引き続きPFCsの浮遊物吸着態の抽出方法の開発、全有機フッ素量測定、水環境中での動態調査、都市水環境での水循環調査、フッ素関連会社と関連企業間の産業連関構造解析を行い、さらに固体中のPFCs測定法検討、PFCsポテンシャル量測定法開発、浄水場での挙動調査、下水処理場での挙動調査、降水および降塵負荷調査を行う。加えて、フッ素系商品の全マスフロー推定、市場製品中のフッ素およびPFCs含有量調査を行う。3年目は、前年度に引き続きPFCsポテンシャル量測定法開発、水環境中での動態調査、浄水場での挙動調査、下水処理場での挙動調査、降水および降塵負荷調査、フッ素系商品の全マスフロー推定、市場製品中のフッ素およびPFCs含有量調査を行い、さらに大気成分中のPFCsの測定法検討、大気中の含有量モニタリング、市民のPFCs含有物質の利用状況アンケート、フッ素各成分の都市社会内マスフロー詳細解析を行う。最終年度は、前年度に引き続き大気中の含有量モニタリング、フッ素系商品の全マスフロー推定、市場製品中のフッ素およびPFCs含有量調査、市民のPFCs含有物質の利用状況アンケート、フッ素各成分の都市社会内マスフロー詳細解析を行うとともに、以上の結果を集約し、都市、水環境・社会環境合体のPFCs動態把握モデルの開発とその定量結果評価、PFCs動態把握モデルに基づくリスク回避シナリオの作成を行う。本研究は、新規残留性有機汚染物であるペルフルオロ化合物PFCsの流域内物質循環を主要テーマとし、その水環境および産業社会活動中の動態を検討するものであり、その結果に基づき、ヒトへのリスク評価・低減シナリオ提案を目指すものである。研究初年度の平成20年度においては、以下の研究成果を得た。(1) PFCsの一斉分析条件の検討:C鎖412のPFCsの一斉分析を検討し、C鎖6以下のPFCsは、カートリッジによる捕集が不十分で回収率が低いこと、C鎖10以上は器具類への吸着が大きく誤差を生むが十分なメタノール洗浄で回避可能なことが分かった。(2)共存有機物による分析妨害低減の検討:下水等共存有機物が多い試料でのその分析妨害低減のため、a)ウルトラフィルタとEnvi-Carbフィルタなどによる前処理、b)過マンガン酸カリウムによる分解試験、c)複数固相カートリッジの組み合わせなどの方法を検討し、他有機物を高濃度で含む試料でもPFCsを高精度で分析するための測定手順を確立した。(3)水環境中での動態調査:国内においては、淀川水系、北上川水系、海外でもChaopraya川などいくつかの水系で調査を行い、PFCsの動態を検討した。これらデータは、前年度までに蓄積した他水系データをと総合解析し、その濃度レベル影響因子を検討する。(4)都市水環境での水循環調査:上記水系を中心として、水道、下水処理場で調査を実施した。PFCs濃度レベルは、測定場所や日時、さらにPFCs化合物種によって、種々のパターンはみられるものの、全体傾向として、浄水場・下水処理場ともPFCsの除去にあまり効果がないことが示された。(5)フッ素関連会社と関連企業間の産業連関構造解析:マクロレベルでのPFOS量動向を半導体(フォトレジスト)を事例とした検討し、産業連関表(2000)にある401部門のうち、54部門において間接的なPFOS利用が認められ、部門によるPFOS量の多寡を把握することが出来た。

PFCsの浮遊物吸着態の抽出方法の開発では、高速溶媒抽出器に種々の溶媒を適用し高い抽出効率を得るための条件を検討した。全有機フッ素量測定では、全有機ハロゲン計を導入し、全有機フッ素量の分析を行った。この際、塩素系、臭素系などの他のハロゲン物質量が高いことが、フッ素量分析に影響することが分かった。今後は脱塩化等の前処理の検討を行う必要がある。固体中のPFCs測定法検討では、PTFEを使用した布、部品類を高速溶媒抽出器に入れ、PFCsの溶出試験を行った。抽出条件を活性汚泥混合液と同じで分析を行った。今後はPFCsの種類別の最適抽出方法を検討する必要がある。PFCsポテンシャル量測定法開発では、フッ素テロマーアルコールに着目し分析方法の検討を行った。一部のFTOHについてはLC-MS/MSにて測定可能であったが、大部分はGC-MSを用いた分析が必要であり、現在、測定条件の検討を行っている。水環境中での動態調査では、2010年3月3日に淀川流域の河川表層水および下水処理水を対象にPFCsの一斉調査を実施した。支流については流量調査も分析し、量的な議論を可能とした。都市水環境での水循環調査では、上記調査結果に基づき、PFCsの循環経路を淀川流域を対象に検討した。下水処理場での挙動調査では、滋賀県の流域下水処理場において処理工程別のPFCs挙動調査を行った。懸濁態、溶存態別にPFCsを分析し、生物反応槽での増加要因の検討を行っている。降水および降塵負荷調査として、ハイボリュームエアサンプラーを導入し、大気中のフッ素テロマーアルコール濃度の分析を行うため、設置を始めた。フッ素系商品の全マスフロー推定では、PFOS系について特許情報から使用経路の調査を実施した。PFCsの浮遊物吸着態の抽出方法の開発では、従来提案してきた高速溶媒抽出法よりもより迅速な抽出方法の検討を始めた。具体的には、超音波や溶媒による振とうによる抽出を試みている。全有機フッ素量測定ではTOX計による分析手法の検討を行った。前躯体の分析方法の検討では、GC-MSによるFTOH3種の分析条件の検討を行った。検討段階ではあるが、一部実産業廃水から数百ng/L程度のFTOHを検出した。従来、大気中での検出が主体であった前躯体が水環境中にも存在することが分かれば、下水処理場等における特殊な挙動の解明に役立つと推察される。水環境中での動態調査では、ベトナムハノイにおけるPFCs挙動調査を実施し、2006年時と比較し約5倍PFOS濃度が上昇していることが明らかとなった。また一部地下水からもPFCsが検出された。浄水場、下水処理場での調査では、滋賀県の流域下水処理場において挙動調査を実施し、生物反応槽でのPFCsの上昇傾向に直鎖の長さが関係していることが明らかとなった。現在は、活性汚泥による吸着過程について詳細な検討を進めており、前駆物質を含めた挙動を明らかにすることを目的としている。大気中の有機フッ素化合物類の調査としては、ハイボリュームエアサンプラーを大阪に設置し、吸着したサンプルからFTOHをGC-MSにて分析するための諸条件の検討を行った。その他、各種部品からのPFCs溶出試験を実施したところ、一部の部品から溶出することが明らかになった。平成23年度は、本研究に関して、査読論文5編、口頭発表8編の研究成果を発表した。
高比重リポ蛋白(HDL)の細胞内輸送経路に関する免疫組織化学的、超微形態学的研究

ラットおよびウサギの胸部大動脈、冠状動脈、肝臓、副腎および腎臓におけるHDLの代謝に関して、LDL、HRP、アセチル化LDLレセプターなどと比較しながら、組織化学的、免疫組織化学的、細胞化学的および超微形態学的に検索を行った。肝臓では、ビオチン化HDLの反応産物が肝小葉の中心静脈近辺の肝細胞内に強く認められた。このことから、肝臓では肝小葉の中心静脈近辺の肝細胞が辺緑部の肝細胞よりもHDLの代謝により関与していることが示唆された。同時に、コレステロールの代謝においても、それらの部域により関連があると考えられる。ビオチン化HDL、ビオチン化LDLおよびHRPをトレーサーとして用いた細胞化学的、超微形態学的検索より、ビオチン化HDLの反応産物は肝細胞のディッセ腔側および細胞側壁の細胞膜、それらの細胞膜の陥入部、被覆小胞、初期エンドゾーム内腔側、後期エンドゾーム内およびライソゾーム内に認められた。これらのことから、肝細胞におけるHDLの吸収機構は肝細胞のディッセ腔側および細胞側壁の膜に結合し、それらは細胞膜の陥入部より結合したまま取り込まれ、被覆小胞、初期エンドゾームに輸送され、後期エンドゾーム内でビオチン化HDLは膜から離れ、さらにライソゾーム内へ輸送されることが示唆される。LDLにおいても同様の吸収機構と細胞内経路を観察できたが、ラットにおいて、HDLはLDLと比較すると膜に対して多くの結合部位が認められた。ウサギに高コレステロール食を長期投与した肝臓では、肝小葉の中心部から中間部にかけて脂質の蓄積が認められた。副腎皮質では網状帯から束状帯にかけて脂質の蓄積が観察された。それらのウサギにビオチン化HDLを投与し、検索を行った結果より、脂質の蓄積が観察された肝細胞および副腎皮質細胞内にビオチン化HDLが取り込まれたことから、これらの細胞にコレステロール負荷による障害が起こり脂質の蓄積が認められても、細胞によるHDLの吸収制限はされず、細胞内に取り込まれることが示唆された。血清リポ蛋白の代謝過程を解明する目的で、我々は高比重リポ蛋白(HDL)の細胞内輸送経路に注目し、組織化学、細胞化学、免疫組織化学および超微形態学的方法を用いて検索を行った。1.ラットまたはウサギの血清より、HDLおよび低比重リポ蛋白(LDL)を生化学的方法を用いて精製した。さらにそれぞれビオチンを結合し、ビオチン化HDLおよびビオチン化LDLを作成した。2.ラットの門脈にビオチン化HDLまたはビオチン化LDLを投与し、電子顕微鏡を用いて肝細胞における吸収機構および細胞内経路を検索した。ビオチン化HDLはディッセ腔側肝細胞膜の陥入部、小胞、エンドゾームおよびライソゾーム内に反応産物が認められた。ビオチン化LDLも同様の膜系に観察された。これらの結果より、HDLは末梢組織の細胞膜から余分なコレステロールを引出し、逆転送系の経路で肝臓へ運び返され、ディッセ腔側の肝細胞膜に結合し、エンドサイトーシスによって取り込まれ、小胞、エンドゾームさらにライソゾームに運ばれることが示唆された。しかしながら、HDLとLDLは同一の小胞、エンドゾームの膜系によって輸送されるのかについては検討中である。3.ラットの静脈にビオチン化HDLまたはビオチン化LDLを投与後、腎臓の凍結切片を作成し、光学顕微鏡を用いて比較検討した結果、両者の反応部位に差異が認められた。4.コレステロール付加食を長期投与し、実験的動脈硬化を作成したウサギにビオチン化

HDLまたはビオチン化LDLを投与後、胸部大動脈を採取し、検索した結果、実験群と対称群の内膜においてHDLまたはLDLの分布に差異が認められた。1.平成6年度は平成5年度と同様に、高比重リポ蛋白(HDLと略す)をラットまたはウサギの血清より生化学的方法を用いて精製を行った。同時に低比重リポ蛋白(LDLと略す)およびアポAl蛋白の精製も行った。精製したHDLおよびLDLにビオチンを結合させてビオチン化HDLまたはビオチン化LDLを作製した。2.正常ラットの静脈内にビオチン化HDLを投与後、胆汁酸合成系に関与している肝臓を採取し、細胞化学的方法(アビジン-ビオチン-HRP法等)を用いてコレステロールの逆転送系に関する詳しい検索を行った結果、ビオチン化HDLの反応産物は、肝細胞のディッセ腔側細胞膜および側壁細胞膜に認められた。さらに細胞膜の陥入部、小胞および初期エンドゾームの内腔側、後期エンドゾーム内おびライソゾーム内に反応産物が認められた。しかしながら、HRP投与群において肝細胞のディッセ腔側細胞質内および毛細胆管周辺部に観察された膜性の小管状構造内にはほとんど反応産物が認められなかった。これらのことからHDLとHRPの細胞内輸送経路に差異があることが示唆された。3.正常ラットのビオチン化HDL投与群とビオチン化LDL投与群を比較検討した結果、肝細胞のディッセ腔側細胞膜および側壁細胞膜の反応部位に差異が認められた。4.正常ラットの静脈内にビオチン化HDLまたはビオチン化LDLを投与後、腎臓を採取し、比較検討した結果、腎系球体内の反応部位に差異が認められた。5.正常ウサギまたはコレステロール負荷ウサギの静脈内にビオチン化HDLまたはビオチン化LDLを投与後、胸部大動脈、冠状動脈、肝臓、副腎および腎臓を採取し、比較検討した結果、反応部位に差異が認められた。
血管内皮細胞へのアクアポリン1過剰発現による骨格筋再生能促進と筋疾患治療への応用

正常とmdxのマウス後肢筋を壊死再生させ、そこへ実験群(AQP1)、対照群(Lac Z)のベクターを注入し、3日後に同部位を採取した。両群とも抗AQP1抗体染色陽性の血管は多数存在したが明らかな増加とは思われなかった。採取組織片のAQP1 mRNAレベルは正常マウスでは両群で有意差なし(P>0.1)。mdxマウスでも実験群でやや多い傾向がみられたが有意差なし(0.2<P<0.3)。更にAQP1過剰発現Tgマウスの発現系(LNL-AQP1)を作りこのDNA断片をC57BL/6マウスの受精卵の前核に計13回188匹のマウスに注入し、トランスジーンの入った1匹の雄マウスを得た。アクアポリン(AQP)1が血管内皮細胞の増殖を促進し、組織の再生、修復、腫瘍の増殖などに促進的に作用すると報告された(Nature434:786-792,2005)。従って、AQP1を筋内血管内皮に過剰発現させ、Duchenne筋ジストロフィー症をはじめとする筋萎縮性疾患の骨格筋再生を促進させ、治療への応用を検討するため本研究を開始した。平成20年度には、マウスAQP1をクローニングしアデノウイルスベクターを構築した。マウス骨格筋の血管内皮には元々AQP1が発現しているので、これとの区別のためにアデノウイルスベクターに組み込んだAQP1遺伝子のC端にはV5tag蛋白の発現遺伝子を付した。対照用としてAQP1を組み込まない空のアデノウイルスにLacZを組み込んだアデノウイルスベクターを構築した。正常マウスの後肢筋にブビバカインを注入し正常マウス骨格筋の壊死再生モデルを作製したが壊死再生が概して弱いため、これに一部機械的挫滅操作を加えて、壊死再生を強くした。ここへ実験群としてAQP1を組み込んだアデノウイルスベクターを注入した。また対照群としてAQP1のないLacZを組み込んだアデノウイルスベクターを注入し、実験群、対照群ともそれぞれのアデノウイルスベクターを注入後3日目にマウスをcervical dislocationで屠殺し、骨格筋壊死再生部位を採取した。組織をHE染色や免疫組織化学的に抗AQP1抗体、抗V5tag抗体、抗PECAM抗体などで染色し標本を作製した。実験群、対照群とも抗AQP1抗体染色陽性の血管は多数存在し、実験群にて抗V5抗体染色陽性血管も存在したが、骨格筋の壊死再生部位には雑多な種類の細胞が入り乱れて存在しているので、現在2群間での筋再生能の差異を詳細に検討中である。アクアポリン(AQP)1が血管内皮細胞の増殖を促進し、組織の再生、修復、腫瘍の増殖などに促進的に作用すると報告された(Nature 434 : 786-792,2005)。従って、AQP1を筋内血管内皮に過剰発現させ筋萎縮性疾患の骨格筋再生を促し、治療へ応用するため本研究を開始した。平成20年度には、実験群には(1)クローニングしたマウスAQP1を、対照群には(2)Lac Zを組み込んだアデノウイルスベクターを構築した。マウス骨格筋の血管内皮の内因性のAQP1との区別のためにAQP1遺伝子のC端にはV5tag蛋白の発現遺伝子を付した。正常マウス(平成20年度)、mdxマウス(平成21年度)の後肢筋にブビバカインを注入し組織を壊死再生させ、実験群、対照群用としてそれぞれ作製した(1)(2)のアデノウイルスベクターを注入し、注入3日後にマウスを屠殺し、骨格筋壊死再生部位を採取した。実験群、対照群とも抗AQP1抗体染色陽性の血管は多数存在し、実験群にて抗V5抗体染色陽性血管も存在し、現在2群間での筋再生能の差異を検討中である。更に採取組織片からtotal RNAを抽出し、real-time RT-PCR法にてAQP1 mRNAレベルを測定した。結果は、正常マウスでは上記(1)のベクターを投与した群8匹と(2)のベクターを投与した群6匹でmean±SEがそれぞれ0.30±0.04、0.36±0.06で有意差なし(P>0.1)。

mdxマウスでは(1)、(2)のベクターを投与した群がそれぞれ9匹、8匹でそれぞれ0.19±0.03、0.15±0.02で、AQP1遺伝子を組み込んだベクターを投与した方がAQP1 mRNAはやや多い傾向がみられたが統計的に有意ではなかった(0.2<P<0.3)。アクアポリン1(AQP1)が血管内皮細胞の増殖を促進し、組織の再生、修復、腫瘍の増殖などに促進的に作用すると報告された(Nature 434:786-792, 2005)。本研究ではAQP1を筋内血管内皮に過剰発現させDuchenneジストロフィー症(DMD)をはじめとする筋萎縮性疾患の骨格筋再生を促進させ、治療に応用しうる可能性を検討する目的で、平成22年度にはAQP1過剰発現Tgマウス作製実験を実施した。Tgマウスは組織および時期特異的にAQP1を発現させる系を用いた。具体的にはCAGプロモーターの下流にloxP-neor-loxP(LNL)のストッパー、AQP1cDNAポリAシグナル配列をつなげたAQP1の発現系(LNL-AQP1)を作製した。このDNA断片をC57BL/6マウスの受精卵の前核に注入してTgマウスの作製を行った。このTgマウスはなかなか得ることができなかった。計13回のインジェクションを行い188匹のマウスを得たが、そのうちやっと1匹の雄マウスにトランスジーンが入っていることがわかった。このマウスをC57BL/6野生型マウスと交配した結果、トランスジーンを持った子孫が得られることがわかった。現在Creマウスと交配することで遺伝子の組換えによりAQP1が発現できるかについて検討している。従ってこのTgマウスを用いての筋壊死再生実験は、平成22年度にはTgマウスの作製に時間がかかり実施する時間が得られなかった。