hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再生視神経回路のリハビリテーションによる視覚中枢の遺伝子発現パターン修飾

視神経は網膜神経節細胞(RGC)の軸索であり、中枢神経である。哺乳類では、視神経軸索が障害を受けると、その軸索が再伸長することもない。実験動物で、視神経傷害部に末梢神経片を自家吻合移植するとRGCの一部は軸索を再生する。しかしその再生数は極めて少なく、網膜ー視覚中枢神経の1対1のシナプス結合(Retinotopy)も再構築されない。代表者が開発した視神経切断端への血管柄付き末梢神経移植術は、髄鞘の再形成と軸索の再伸長が促進され、長い視神経軸索の再生が見込める。本課題では再伸長する視神経軸索の数を増やし、かつ、高度な視覚機能の回復に欠かせない、retinotopyの再生を目指して研究を進めてきた。最終年度では、(1)retinotopy再構築に向けた分子レベルの情報を蓄積するため、retinotopyを司る分子rat ephrin A2と、rat Eph-A5のDNA断片の単離を試み成功した。現在、視神経軸索再生過程の各段階でin situハイブリダイゼーションによる、両者の転写物質の局在解析、細胞一個レベルでの定量解析を進めている。(2)一方で、血管柄付き末梢神経移植法の改良を進めた。視神経切断端への血管付き正中神経移植法に加えて、微小血管吻合術を用いた坐骨神経移植手術法の検討、血管付き顔面神経移植手術法の検討を行った。それぞれ、移植片内に視神経軸索が再伸長していることが確かめられ、本実験系の技術面での広がりが得られた。(3)さらに、これまでの研究で視神経傷害後の早期から網膜の脂質構成に変化が起こっていることが分かってきた。フォスファチジルセリン群は、その種類により正常網膜での発現に差があり、視神経傷害前後で発現変化も異なった。さらに、ドコサヘキサエン酸を構成脂質成分とするホスファチジルエタノールアミンは、視神経傷害によって網膜全層にわたって発現が上昇することが判明した。代表者は、ラットを用いて視神経の切断端に末梢神経移植を施すことで、中枢神経軸索の再生を促す実験系の解析を進めている。近年、マイクロサージェリーの手法を駆使して、栄養血管柄付きの末梢神経片を視神経切断端に移植吻合し、視神経再生を促進させることに成功した。さらには、耳側、鼻側2本の血管柄付き末梢神経片移植を施し、網膜ー視覚中枢の投射パターンの再構築に取り組んでいる。初年度は、血管柄付き末梢神経移植の術式の改訂を終了し、視覚中枢神経細胞との再シナプス実験を進めた。また、本研究の中心課題である視覚刺激による視覚投射パターンの促進実験のため、本学動物飼育室内に行動実験ができる環境を整えた。いすれも、本研究課題に遂行に不可欠な作業である。現在、ほぼ完了を見たので、予定通り次年度の作業に取り掛かりつつある。上記の研究と並行して、培養中枢神経細胞に対する細胞死の導入とその分子生理機構の解明、および細胞死の阻害実験については、重要な研究成果が得られた。グルタミン酸暴露による中枢神経細胞への細胞内カルシウム濃度上昇による細胞死導入が、高濃度ケタミンによって増強されることが、Fluo-4を利用したカルシウム・イメージング法により明らかとなった。以上のように、中枢神経細胞の細胞死の分子機構と、その再生、特に生理学的な機能回復について、統合的な研究を進めていく。網膜の耳側、鼻側への2本の血管柄付き末梢神経移植法については、極めて難しい術式であるため、手術の出来不出来が、実験結果に大きな影響を与えることが既に判明している。初年度は、本研究の中心課題である行動実験を行うための動物飼育室内の環境整備に時間がかかってしまった。次年度には、視覚刺激装置を選定・購入し、いよいよ本格的な実験を行う予定である。ラットの視神経を外科的に切断し、その切断端に同一個体の末梢神経片移植を施すことで、中枢神経軸索の再生を促す実験系の解析を遂行している。これまでに末梢神経移植手術法の改良として、マイクロサージェリーを駆使した血管柄付き末梢神経移植法の開発に成功し、視神経再生を促進させることに成功した。その術式を改良することに加えて、視神経切断と、切断部にできる瘢痕形成が軸索再生及び網膜神経節細胞の細胞体の生存に与える影響を検討している。今年度は、視神経切断による網膜内の変化について重要な所見が得られた。視神経切断部位では、脱髄現象に伴いMyelin Basic Protein(MBP)の抗体染色性が低下していた。一方で網膜内では、神経節細胞層におけるMBPの染色性が増強されていた。ミエリン鞘に存在するMBPは本来網膜内には局在しておらず、軸索切断後に発現誘導されることが示された。現在、どの細胞で染色性の誘導が起こったのか調査中である。また、質量顕微鏡法を用いて視神経切断前後で網膜内の脂質分布の変化の調査を開始している。視神経切断や末梢神経神経移植によって生存し、かつ軸索軸索をしている細胞を定性的・定量的に同定することは、本実験系の遂行にあたり極めて重要なステップである。従来我々が行ってきた逆行性標識法と他のグループで行われている順行性標識法、ならびに視神経片および移植末梢神経片の組織学的解析の結果を、様々な状況で比較し検証することは必要不可欠である。最終年度はこの点にも着目し、研究課題を遂行していく予定である。

視神経切断および末梢神経移植により生存し、軸索再生する網膜神経節細胞の同定法に混乱が生じている。どの方法が最適であるかを、定性的・定量的に吟味していく必要性がある。従って当初の予定になかった、実験を行う必要が生じたため、研究課題の遂行にやや遅れが生じている。視神経傷害部に末梢神経片を吻合移植すると、視神経軸索が再伸長することが知られている。しかし、その再生数は少なく、臨床応用に耐えうる視覚機能再建を達成することは困難である。代表者が開発した視神経切断端への血管柄付き末梢神経移植術は、神経軸索の再伸長を促進し、視覚中枢にまで到達する長さの軸索再生が可能である。また、髄鞘の再形成が促進されるため、高度な機能回復が期待できる。今年度では、手術方法の改善を図るため、視神経切断が網膜神経節細胞の生存に与える影響と移植方法の再検討、ならびに視神経傷害による網膜神経節細胞の組織学的な変化を明らかにすることを目指した。前年度までの研究で、視神経傷害後早期に、網膜神経節細胞の細胞膜に何らかの変化が起こる可能性が示唆された。本年度は、網膜神経細胞の細胞膜の変化を明らかにすることで、網膜神経節細胞の細胞死抑制さらには軸索再生へ向けた情報を得ることをめざし、質量顕微鏡を用いて網膜内の脂質分布を確認した。神経細胞体に豊富に含まれるホスファチジルイノシトールは、正常網膜では神経節細胞層・内顆粒層・外顆粒層に発現がみられた。これに対し、視神経損傷3日目の網膜には、神経節細胞層への蓄積がみられた。さらに、視神経ホスファチジルエタノールアミン群、ホスファチジルセリン群も網膜に層状構造を成して分布するが、それらの発現が減少していることも明らかとなった。視神経損傷後早期から網膜神経細胞において脂質分布の変化が示唆された。さらに、視神経切断、末梢神経移植によって生存し、かつ軸索再生をしている細胞を定量する方法として、従来から我々が行ってきた逆行性標識法が、順行性標識法よりも正確であることの所見が得られつつある。最終年度で、逐一、確認を行っていく。前年度までの進行に遅れが生じたことが、予定研究期間全体に影響を及ぼしている。また、当初の予定になかった実験を行う必要が生じたため、取りまとめに時間を要している。1か年研究期間を延長させて頂き、当初計画の達成を目指す。視神経は網膜神経節細胞(RGC)の軸索であり、中枢神経である。哺乳類では、視神経軸索が障害を受けると、その軸索が再伸長することもない。実験動物で、視神経傷害部に末梢神経片を自家吻合移植するとRGCの一部は軸索を再生する。しかしその再生数は極めて少なく、網膜ー視覚中枢神経の1対1のシナプス結合(Retinotopy)も再構築されない。代表者が開発した視神経切断端への血管柄付き末梢神経移植術は、髄鞘の再形成と軸索の再伸長が促進され、長い視神経軸索の再生が見込める。本課題では再伸長する視神経軸索の数を増やし、かつ、高度な視覚機能の回復に欠かせない、retinotopyの再生を目指して研究を進めてきた。最終年度では、(1)retinotopy再構築に向けた分子レベルの情報を蓄積するため、retinotopyを司る分子rat ephrin A2と、rat Eph-A5のDNA断片の単離を試み成功した。現在、視神経軸索再生過程の各段階でin situハイブリダイゼーションによる、両者の転写物質の局在解析、細胞一個レベルでの定量解析を進めている。
地域高齢者におけるMRIを基盤とした脳動脈瘤の前向きコホート研究：久山町研究

くも膜下出血は脳動脈瘤の破裂を主な原因とし、脳卒中のなかで最も重症度が高い。今後のさらなる高齢化とともに急速に患者数が増加し、社会への負担となることが懸念される。福岡県久山町では1961年から地域住民を対象とした疫学研究(久山町研究)が継続されており、くも膜下出血を含む心血管病発症の追跡調査を行っている。また2012年と2017年に高齢者の約70%において頭部MRI検査を実施した実績を有する。そこで本研究では頭部MRI検査と追跡調査の成績を用いて、未破裂脳動脈瘤の有病率・危険因子、発症率とその後の破裂リスクの検討を行う。
看護臨地実習における事故等の発生に関する縦断的な分析手法の開発とシステム化

本研究は、看護基礎教育における臨地実習中に発生した事故やインシデントの情報をコホート研究の方法を用いて学生個人単位で収集し、発生事例について分析するとともに、マクロ的に発生動向を把握し実習経過日数との関連を分析する方法を検討した。このために、調査票(個票)の入力方法、テキストファイルとしての実習配置表の構造を定め、累積発生割合を算出するためのSASプログラムを新たに開発した。記述疫学的な累積発生割合の分析から、実習経過にともない、インシデント・事故が新規発生する様子は一様ではなく、実習開始から12ヶ月に発生のピークが認められること、そして一旦低下した後に、中等度の発生のピークを示すという新たな知見が得られた。この分析手法は、今回はプログラムを作成して行ったが、実習配置表と事例とを適切に結びつける工夫を、紙を用いたり、スプレッドシートを用いたりして行うことで十分可能であり、看護学校自身で事故等の発生状況をモニタリングし要因分析するための一方法として活用できるものである。今後、十分な数のデータが蓄積されれば、エラー発生の分析で発展した各種の定量的な解析方法も活用することが可能となり、発生確率のモデル化により実習体制における構造的な要因が推測される等の成果が期待されよう。さらに、収集した事例は、今回は資料として示した。今後の質的な分析が待たれるところであるが、それ自体として事故予防教育の独自教材として意義が非常に大きいと考えられる。臨地実習期間中の看護学生が起こす事故やインシデントについて、教育中にあるという特徴を踏まえながら、事故やインシデントの概念の明確化、発生状況や関連要因に関する調査票の作成、データの収集を行った。1.事故やインシデントの概念の明確化先行研究における概念規定や申請者が進めてきた事例分析の結果に基づいて、事故やインシデントの内容や概念について検討し、明確化に努めた。2.発生状況や関連要因に関する調査票の作成事故等が発生した場面や内容を把握するための妥当な項目内容の設定については、臨地実習であることの特徴を踏まえたものとし、調査項目の検討を進めた。また、既に調査協力校(都内大学附属看護専門学校7校;3年制)で利用しているインシデントリポートとの整合性に留意した。3.データの収集事故等の事例のデータ収集のための方法について、特に事例把握における見逃しがを極力少なくする方策を重視して検討した。その結果、直接的に実習指導にあたる、調査協力校の実習担当教員を調査員とすることとし、2・3年次の学生について臨地実習の全期間にわたりインシデント等の発生情報を調査票に基づいて継続的に収集することとした。このため、調査実施のためのマニュアルを作成した。なお、調査票の取り扱いにおいては被調査者のプライバシーに十分配慮し、調査票の管理のための個人番号は、調査員以外には被調査者の同定が不可能となるよう任意の数字を用いることとした。この方法によりデータ収集を開始した。なお、平成14年4月より本研究によるデータ収集開始直前までの事例についても、既存のインシデントリポートからの転記によりデータの収集を行った。4.データの分析事例データの分析およびこれと実習配置に関わる要因を併せた分析方法について検討を進めている。本研究は、看護基礎教育における臨地実習中に発生した事故やインシデントの情報をコホート研究の方法を用いて学生個人単位で収集し、発生事例について分析するとともに、マクロ的に発生動向を把握し、発生した実習領域、実習経過日数や既習領域等の実習配置に関わる要因との関連を分析する方法を検討する。そして、これら情報収集から分析までの一連の過程について標準化を進め、看護学校自身で事故等の発生状況をモニタリングし要因分析するためのパーソナルコンピュータを活用した分析システムの開発を最終的に行う。本年度は、昨年度に引き続いて、調査協力校(都内大学附属看護専門学校7校;3年制)の実習担当教員を調査員として、2・3年次の学生について臨地実習の全期間にわたりインシデント等の発生情報を調査票に基づいて継続的に収集した。

調査票の取り扱いにおいては被調査者のプライバシーに十分配慮し、調査票の管理のための個人番号は、調査員以外には被調査者の同定が不可能となるよう任意の数字を用いた。なお、本研究の実施については、東京都立保健科学大学研究倫理審査委員会の承認を得ている。そして、決められたデータ構造にしたがい、収集した情報をデータベース化した。実際にはMs Excelを用いたが、より入力作業の効率化をめざし、有用なソフトについて情報収集を行った。収集したデータについては、実習配置に関わる要因を併せ、疫学や工学領域で使われている各種の要因分析手法等を考慮して、予備的な分析を行った。本研究は、看護基礎教育における臨地実習中に発生した事故やインシデントの情報をコホート研究の方法を用いて学生個人単位で収集し、発生事例について分析するとともに、マクロ的に発生動向を把握し実習経過日数との関連を分析する方法を検討した。このために、調査票(個票)の入力方法、テキストファイルとしての実習配置表の構造を定め、累積発生割合を算出するためのSASプログラムを新たに開発した。記述疫学的な累積発生割合の分析から、実習経過にともない、インシデント・事故が新規発生する様子は一様ではなく、実習開始から12ヶ月に発生のピークが認められること、そして一旦低下した後に、中等度の発生のピークを示すという新たな知見が得られた。この分析手法は、今回はプログラムを作成して行ったが、実習配置表と事例とを適切に結びつける工夫を、紙を用いたり、スプレッドシートを用いたりして行うことで十分可能であり、看護学校自身で事故等の発生状況をモニタリングし要因分析するための一方法として活用できるものである。今後、十分な数のデータが蓄積されれば、エラー発生の分析で発展した各種の定量的な解析方法も活用することが可能となり、発生確率のモデル化により実習体制における構造的な要因が推測される等の成果が期待されよう。さらに、収集した事例は、今回は資料として示した。今後の質的な分析が待たれるところであるが、それ自体として事故予防教育の独自教材として意義が非常に大きいと考えられる。
中緯度から赤道域にわたる超高層大気へのエネルギー輸送と変換過程

本報告は,『中緯度から赤道域にわたる超高層大気へのエネルギー輸送と変換過程』を課題とし,3年にわたって実施された海外学術調査研究の最終年度の報告である.本研究は,1991年度から実施された太陽地球系エネルギー国際共同研究計画(STEP)の一環として,中緯度・赤道地域において,それぞれの国の研究者・関係者の協力を得て,磁気流体波動(ULF),プラズマ波動(VLF)に関する共役点観測を含む地球規模の観測網を設置し,地球スケールのULF波動,VLF波動の時間・空間構造を明らかにすることを目的としている.観測網の縦主軸として,日本,インドネシア,オーストラリアを結ぶ経度120度線,縦副軸としてヨーロッパ,アフリカを結ぶ0度線,ならびにカナダ,ブラジルを結ぶ310度線,主横軸として西太平洋(パラオ,ヤップ),ペル-,ブラジル,カメルーン,スリランカにまたがる磁気赤道上に観測点が設けられた.本年度は計画の最終年ではあるにも拘わらず,次のような新しい観測点を加え,観測点合計として,60点(九州大学30点,名古屋大学30点)の多きに達した.本年度,新たに設置された観測点は,キアバ(ブラジル,マットグロッソ州),コリブリ(ブラジル,マットグロッソ州)ヴィレ-ニャ(ブラジル,マットグロッソ州),プレセンチ・メヂチ(ブラジル,ロンドニア州)アリキエメス(ブラジル,ロンドニア州),ポルト・ヴェリョ(ブラジル,ロンドニア州)チェンマイ(タイ,北部),ムンテンルパ(フィリピン)ルンピン(台湾),チィリャンカ(ロシア,シベリア)などである.記すべきことは多々あるが,紙面の都合で特に重要なものだけを箇条書き的に記そう.1.機器開発本調査研究は海外野外観測という形態であるので,それに見合う機器の開発が重要な課題であった.観測の完全自動化をめざして鋭意機器の開発研究が行われ,85%の達成度を実現させたが,15%の不完全さを残してしまった.上記の太字の6観測点はブラジル内陸部の密林地帯に設置されたものであり,機器のメインテナンスが大変困難な環境であった.設置後4ヶ月を経たとき,チェックのためデータを回収し機器の動作状況を点検した.残念ながら6点中4点がトラブルを起こし,記録が中断されていた.その主原因は電源にあり,この方面の商用電源事情の想像以上の悪さによるものと判定された.本研究は今年度で一応の区切りがつくが,研究自体は継続されるので,原因を更に詳しく究明して来年度(1994/5年)に再度挑戦する予定である.2.科学上の成果・磁気赤道は予想以上に狭い地帯で,しかも,その境界がかなりシャープであると考えられること.・その狭い磁気赤道上では,電磁流体波動の経度方向の波数(m)は,m《0であること.・赤道地上のULFと静止軌道衛星高度の低エネルギー粒子とは密接な関係にあること.・Pscに伴うULFの周波数は全世界で殆ど同じであるが,波形が昼側ではシャープ,夜側ではナマルことから,Pscも伝搬性の波動であることがうかがえること.・低緯度オーロラに伴う磁場変化が同定されたこと.・低緯度におけるHとDの特異な緯度変化特性が明らかになったこと.などである.本報告は,『中緯度から赤道域にわたる超高層大気へのエネルギー輸送と変換過程』を課題とし,3年にわたって実施された海外学術調査研究の最終年度の報告である.本研究は,1991年度から実施された太陽地球系エネルギー国際共同研究計画(STEP)の一環として,中緯度・赤道地域において,それぞれの国の研究者・関係者の協力を得て,磁気流体波動(ULF),プラズマ波動(VLF)に関する共役点観測を含む地球規模の観測網を設置し,地球スケールのULF波動,VLF波動の時間・空間構造を明らかにすることを目的としている.観測網の縦主軸として,日本,インドネシア,オーストラリアを結ぶ経度120度線,縦副軸としてヨーロッパ,アフリカを結ぶ0度線,ならびにカナダ,ブラジルを結ぶ310度線,主横軸として西太平洋(パラオ,ヤップ),ペル-,ブラジル,カメルーン,スリランカにまたがる磁気赤道上に観測点が設けられた.本年度は計画の最終年ではあるにも拘わらず,次のような新しい観測点を加え,観測点合計として,60点(九州大学30点,名古屋大学30点)の多きに達した.本年度,新たに設置された観測点は,キアバ(ブラジル,マットグロッソ州),コリブリ(ブラジル,マットグロッソ州)ヴィレ-ニャ(ブラジル,マットグロッソ州),プレセンチ・メヂチ(ブラジル,ロンドニア州)アリキエメス(ブラジル,ロンドニア州),ポルト・ヴェリョ(ブラジル,ロンドニア州)チェンマイ(タイ,北部),ムンテンルパ(フィリピン)ルンピン(台湾),チィリャンカ(ロシア,シベリア)などである.記すべきことは多々あるが,紙面の都合で特に重要なものだけを箇条書き的に記そう.1.機器開発本調査研究は海外野外観測という形態であるので,それに見合う機器の開発が重要な課題であった.観測の完全自動化をめざして鋭意機器の開発研究が行われ,85%の達成度を実現させたが,15%の不完全さを残してしまった.上記の太字の6観測点はブラジル内陸部の密林地帯に設置されたものであり,機器のメインテナンスが大変困難な環境であった.設置後4ヶ月を経たとき,チェックのためデータを回収し機器の動作状況を点検した.残念ながら6点中4点がトラブルを起こし,記録が中断されていた.その主原因は電源にあり,この方面の商用電源事情の想像以上の悪さによるものと判定された.

本研究は今年度で一応の区切りがつくが,研究自体は継続されるので,原因を更に詳しく究明して来年度(1994/5年)に再度挑戦する予定である.2.科学上の成果・磁気赤道は予想以上に狭い地帯で,しかも,その境界がかなりシャープであると考えられること.・その狭い磁気赤道上では,電磁流体波動の経度方向の波数(m)は,m《0であること.・赤道地上のULFと静止軌道衛星高度の低エネルギー粒子とは密接な関係にあること.・Pscに伴うULFの周波数は全世界で殆ど同じであるが,波形が昼側ではシャープ,夜側ではナマルことから,Pscも伝搬性の波動であることがうかがえること.・低緯度オーロラに伴う磁場変化が同定されたこと.・低緯度におけるHとDの特異な緯度変化特性が明らかになったこと.などである.本年度は、本研究課題『中緯度から赤道域にわたる超高層大気へのエネルギ-輸送と変換過程(3年計画)』を遂行するための初年度にあたる。従って、本年度の行動目的を、最終年に実施する観測を成功に導くための現地調査ならびに現地機関との打ち合せに重点をおき、加えて観測開始可能地では、試験的に予備観測を開始することにした。事前の通信などによる現地機関との打ち合せは、現地が遠隔の地であることもあって必ずしもスム-スに行われなかったが、実際に現地に赴いてみると、各現地機関の準備万端が整っており、20数観測候補地のうち、10点(ヴィクトリア、タマンラッセ、グアム、ベレン、サンルイス、ユ-ゼビオ、テレシナ、サンタマリア、ダ-ウイン)以上で観測をスタ-トさせることが出来た。しかしながら、各観測点は観測環境が悪く安定な商用電源が期待できないことが多いため、将来は現地の電源を使用せず、かつ、人手が一切不必要な計測機器(メインテナンスフリ-;完全自動観測システム)をつくることが要求された。そのため、本年度は太陽電池による準自動観測を試験的に2地点(ヴィクトリア、ダ-ウイン)で実施した。結果は上々で、現在(1992年3月)までは太陽電池システムは順調に稼働し、デ-タを送り続けてきている。これらの本年度の経験は、本年度以降に大変有益なものになるものと思われる。本年度は,本研究課題『中緯度から赤道域にわたる超高層大気へのエネルギー輸送と変換過程(3年計画)』の第2年目にあたり,従って本計画の山場にあたる年である.作年の準備が計画通りうまく進んだこともあって本年は予期以上の成果が得られたことをここに報告する.【新観測点設置】まず,新しい観測点としてピニョン・フラッツ(アメリカ,カリフォルニア)に1点,ラキラ(イタリア)に1点,シャンボン・ラ・フォーレ(フランス)に1点,計3点の新設観測点が増えた.この内,ピニョン・フラッツとラキラはいずれも地磁気緯度40度で,ハートランド(英国)とヴィクトリア(カナダ)のペアとともに本計画の重要なペア観測点である.また,ニューオルスン(ノールウェー)やシベリア地域にも,新らたに4点(パラワンカ,マガダン,ティキシィ,チョコロダーク)の観測点が設置された.これで計30点の常時観測点が設置されたことになり,本計画の新設計画の90%達成したことになる.これらの高精度の新データから新しい結果が期待される.【機器開発】赤道域では観測不調の原因の大部分は電源事情の悪さによるものであった.
滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化を誘導する刺激伝達経路の解明

1.滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化を誘導する細胞刺激:滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化を誘導する酵素(peptidylarginine deiminases:PADIs)発現および活性の検討2.滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化を誘導する、刺激依存性kinase cascadeの同定-I3.滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化は、CaMKIIアイソフォーム特異的に誘導されうるか?4.滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化を誘導する、刺激依存性kinase cascadeの同定-II:RNAiとdominant negative遺伝子導入を用いた、データの検証の研究課題のうち、まず課題1の、滑膜線維芽細胞でRT-PCR法を用いてPAD4のmRNAを検索し、ウエスタンブロット法を用いて蛋白発現レベルを検討した。滑膜線維芽細胞では、PAD4のmRNAは検出できなかった。蛋白レベルではPAD4が発現していたが、シトルリン化蛋白の発現は捕らえることはできなかった。炎症性サイトカインやCaMKIIインヒビターで刺激したがその発現に変化は認められなかった。そこで、顆粒球由来の白血病細胞であるHL-60細胞株を用いてPAD4の発現とシトルリン化蛋白の発現を検討した。HL-60細胞株でRT-PCR法を用いてPAD4のmRNAを検索し、ウエスタンブロット法を用いて蛋白発現レベルを検討した。HL-60細胞株では、PAD4のmRNAが発現していた。また、PAD4蛋白の発現およびシトルリン化蛋白の発現が検出された。HL-60細胞株を用いて、ATRAで好中球様細胞に分化させると、PAD4のmRNAは亢進し、PAD4蛋白の発現およびシトルリン化蛋白の発現が亢進した。以上の結果より、PAD4および蛋白シトルリン化は細胞の分化に関わっていることが示唆された。1.滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化を誘導する細胞刺激:滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化を誘導する酵素(pep tidylar ginine deiminases: PADIs)発現および活性の検討2.滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化を誘導する、刺激依存性kinase cascadeの同定-I3.滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化は、CaMKIIアイソフオーム特異的に誘導されうるか?4.滑膜線維芽細胞の蛋白シトルリン化を誘導する、刺激依存性kinase cascadの同定-II: RNAiとdominant negative遺伝子導入を用いた、データの検証の研究課題のうち、まず課題1の、滑膜線描芽細胞でRT-PCR法を用いてPAD4のmRNAを検索し、ウエスタンブロット法を用いて蛋白発現レベルを検討した。滑膜線描芽細胞では、PAD4のmRNAは検出できなかった。HL-60細胞株でRT-PCR法を用いてPAD4のmRNAを検索し、ウエスタンプロット法を用いて蛋白発現レベルを検討した。また、TNF-αを始めとした炎症性サイトカインの刺激によってPAD4発現および蛋白シトルリン化が亢進していることを示唆する結果がでている。そこで、今後はHL-60細胞株での蛋白シトルリン化を誘導する細胞刺激経路を同定するとともに、蛋白シトルリン化検出の感度を高め(ウエスタンブロットや酵素活性測定法の改良)、滑膜線維芽細胞での上記24の検討をする予定である。

また、PAD4蛋白の発現およびシトルリン化蛋白の発現が検出された。HL-60細胞株を用いて、ATRAで好中球様細胞に分化させると、PAD4のmRNAは亢進し、PAD4蛋白の発現およびシトルリン化蛋白の発現が亢進した。以上の結果より、PAD4および蛋白シトルリン化は細胞の分化に関わっていることが示唆された。
ネットワーク上のノンパラメトリック統計理論の構築

我々はネットワーク上で定義されたデータを取り扱う統計的理論を構築する。ネットワークデータは、分岐、閉路や開路等をもち、ユークリッド空間上の統計理論を適用できない。我々は、閉路や分岐のある場合も適用できる方向統計学を応用する。パラメトリックな統計理論では取り扱える問題が極めて限定されることから、ノンパラメトリック統計理論を方向統計学に導入した。先行研究では未整備であった理論的性質に関する結果を導いた。具体的には、巻き込みコーシーカーネルの漸近的性質、カーネル方向密度関数の新しいクラスの提案とその漸近的性質を導いた。方向カーネル関数のバンド幅推定法(CV法とプラグイン法)の収束レートを導いた。1.確率変動を含む産業連関表分析に関する考察、金沢大学経済論集、2014年3月、第34巻第2号347-400.単著:最終需要データに想定される異なる確率構造を取り入れることで、予測値や確率的な変動を含むインプットデータを利用した産業連関分析を提案し、生産誘発額を統計量に基づいた分析が可能となった。応用分析として、金沢大学の地域経済波及効果を推定した。2.特徴抽出データを用いたカーネル密度推定法による非線形判別、第14回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計、2014年3月89-102.共著:ビン化カーネル密度推定とk平均法を用いて非線形判別性能が向上する方法を提案した。手書き数字データの判別では、サポートベクタマシンと同等な性能を達成し、ノイズのあるデータでは優れていることがわかった。3.研究集会「第14回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計」の後援:本研究集会を開催した。この研究集会はノンパラメトリック統計に関連した研究者が一堂に会する貴重な機会を提供し、活発な情報交換や議論が行われた。開催期間2014年3月15,16日(2日)、場所慶応大学三田キャンパス、講演数15件、参加者約70人(2日延べ人数)平成24年度の研究実績について列挙します。1.今年度の研究成果は次のとおりである:高次元データを低次元の分析手法に適応するために主成分分析、非負値行列分解、ベクトル量子化を用いた次元縮約化を行い、それぞれの方法に対応した特徴データ空間を構成し、カーネル密度推定法を適応する方法を提案し、それぞれの次元縮約化の特徴を調べた。その推定結果を利用して、画像や文字認識で利用可能な非線形判別法へ応用した。この成果は「特徴抽出データに基づくカーネル密度推定による非線形判別」として、まとめた。また、2の研究集会でその成果を報告した。ネットワークデータの統計解析に関する最新研究動向については、資料収集及び、WEB等による検索、資料整理をおこなっった。2.本研究費の一部を利用して下記のシンポジウムを開催した:タイトル:第14回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計、開催日(平成25年3月15ー16日、場所慶應義塾大学)、ノンパラメトリック統計及びベイズ統計に関する15件の研究報告、情報交換を行った。3.ネットワークデータの統計解析やモデリングに関する研究動向を把握するために資料収集及び、ネットワーク及びグラフ理論の研究者を招聘し、タイトル「グラフ理論入門ー小さな目と大きな目ー」、講師:金子美博先生(岐阜大学工学部応用情報学科准教授)、日時:12月7日場所:金沢大学、情報交換及び研究打ち合わせを行った。平成26年度の研究実績は、下記の通りである:1ネットワーク上の確率変数に対して、分岐、閉路上で適用可能な確率密度関数を定義した。具体的には、新しいカーネル関数を用いたノンパラメトリック確率密度関数を定義した。満たすべきカーネルの公理的な定義を行い、この確率密度推定量がネットワークの一様性をチェックするために完全空間ランダム性に関して不偏性をもつことを示した。2上記のネットワーク上のデータ構造で取り扱いが難しいサイクル(閉路)型のネットワーク構造にも対応する確率変数として、新しく角度確率変数に対応する方向カーネル確率密度関数を導入した。この角度データを扱うための方向カーネル密度推定の問題に取り組み、現在、角度バンド幅パラメータの推定理論を構築中である。1,2に関する成果は、平成27年3月の「第16回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計」シンポジウムにて、タイトル「ネットワーク上のフォン・ミーゼス型カーネル密度推定法」で発表を行った。また、ノンパラメトリック統計の判別問題に関して、今年度の成果について平成26年11月、日本OR学会中部支部研究会にて、タイトル「統計的非線形判別分析法とその周辺」で講演を行った。本年度は、大別して、「ネットワーク統計理論に関する理論研究成果」と「国保データベースの地図上のネットワーク分析への応用」と「科研費研究集会の開催」の3つに分かれる。1.ネットワーク統計解析の理論として、方向データ構造がネットワーク統計学の構築に役立つことが分かり、方向統計学におけるノンパラメトリック密度推定の理論的な性質を明らかにした。その成果は2編の研究論文としてまとめ、3件の学会等で報告を行った。2.ネットワーク上のデータ解析の応用としては、GIS上のデータに関して注目し、本研究計画に沿って、共同研究を行った。具体的には、国保データベースのデータ提供を受け、10万都市の国民健康保険加入データに基づいた災害時要援護者の被災リスクに関する分析、高額医療費疾患と通院実態に関する一考察、高額医療費疾患の発症要因分析等の要介護者や要支援者の地域的な方よりに基づいた避難経路の検討、レセプト情報に基づいた発症要因の因果分析、高額医療費疾患患者の通院実態のGIS分析を行い、応用研究を開始した。

本研究成果は3つの学会発表を行い、研究論文として、H28年度に完成予定である。3.「第17回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計」を本予算で主催し、平成28年3月29-30日に慶應義塾大学三田キャンパスで行われ、関連分野の研究者延べ約60人の参加者が集まり、討論と情報交換が活発に行われた。我々はネットワーク上で定義されたデータを取り扱う統計的理論を構築する。ネットワークデータは、分岐、閉路や開路等をもち、ユークリッド空間上の統計理論を適用できない。我々は、閉路や分岐のある場合も適用できる方向統計学を応用する。パラメトリックな統計理論では取り扱える問題が極めて限定されることから、ノンパラメトリック統計理論を方向統計学に導入した。先行研究では未整備であった理論的性質に関する結果を導いた。具体的には、巻き込みコーシーカーネルの漸近的性質、カーネル方向密度関数の新しいクラスの提案とその漸近的性質を導いた。方向カーネル関数のバンド幅推定法(CV法とプラグイン法)の収束レートを導いた。ネットワーク上のデータ構造に対応できるノンパラメトリック統計モデルを構築した。このノンパラメトリック統計モデルの理論上の焦点となる平均積分2乗誤差の導出とバンド幅推定に関する議論の見通しがついたことである。また、異なるネットワーク上のデータの類似性や差異を測るために、推定後の密度推定値間の近さや類似度を測るために判別分析法の開発も平成25年から平成27年にかけて完成しつつある。その成果は、日本統計関連学会連合大会、及び、研究集会で発表し、現在、論文投稿の準備に入った。ノンパラメトリック統計学本研究期間は、平成27年度を含めて、あと2年を残し、後半となる。今後は、方向カーネル関数によるノンパラメトリック密度推定で重要な漸近理論に基づいた平均2乗誤差とバンド幅の推定を解決する予定である。そして、ネットワーク上のデータに実際に適用できるソフトウェアをオープンソース言語「R」にて、構築し、実装化する予定である。今後の研究展開の方向として、ネットワーク上のホットスポットを検出するための検定法の開発とネットワークの類似性を測る尺度を導入し、ネットワーク構造の差異や類似性を調べるための乖離の程度を測る尺度を開発する予定である。ネットワーク上の統計理論を整備してから当初は応用分野へ展開予定であったが、手書き文字判別法への応用、産業連関分析への応用が先行して成果がまとまった。先行して応用事例での成果と問題点の発見は、今後の理論展開に大変役立つ。ネットワーク統計学のニーズの高い適応領域が発見できたことは思わぬ成果であった。理論的な整備は平成26年度で集中して実行したい。計画の順番がよい意味で変更されたが、全体としては、順調に本研究は進んでいる。平成24年度の計画ではネットワークデータの特徴抽出、ネットワーク構造と統計理論の整合性・非整合性の整理、ネットワーク概念の統計的解釈と適用可能性を検討する予定であった。
肺癌における血管新生阻害剤（ベバシズマブ）のバイオマーカー探索

肺癌細胞株におけるFDG集積は、Glucose transporter 1 (Glut1)とHIF-1による糖代謝、低酸素が強く関与していた。In vitroとin vivo研究では、VEGF阻害剤であるbevacizumabを投与すると腫瘍細胞におけるFDG集積はわずかであるが、paclitaxelを併用することでFDG集積は明らかに低下した。また、ヒト肺癌症例における検討でもFDG-PETはbevacizumabの治療効果を予測するのに有用であることが明らかになった。肺癌細胞株を使用して、マウスに腫瘍を形成した。その腫瘍に対してBevacizumab (Bev)を投与して抗腫瘍効果をみたが、明らかな縮小傾向はみられなかった。そこで、シスプラチン、タキソールをBevに併用して治療効果をみたところ腫瘍傾向を認めた。マウス用のFDG-PETを用いて、腫瘍縮小効果を2日ごとに1週間かけて治療効果を測定した。Bev単剤の時は、治療前に比べて2日後でややFDG集積は低下したが、ほぼ横ばいであったが、シスプラチンあるいはタキソールをBevに併用すると2日後にFDG集積は明らかに低下した。治療前後の腫瘍組織を採取して免疫染色をしてGlucose transporter 1などのF糖代謝にかかわるマーカーを染色した。腫瘍の縮小に伴い、Glut1, VEGF, HIF-1の発現は低下していた。In vivoのレベルにて、Bevの治療効果におけるFDG-PETの意義を検証して特に早期にFDG集積が低下していることが重要な点であると考えられる。Bev併用の抗がん剤治療におけるFDG-PETの治療効果をみるため、治療前後にてPET検査を施行して評価を開始した。症例数は10例程度であり、今後の集積する予定である。抗がん剤の内容については、シスプラチン+ペメトレキセド、シスプラチン+TS-1、カルボプラチン+パクリタキセル、カルボプラチン+ペメトレキセドを主治医の判断で使用した。肺癌細胞株におけるFDG取り込みは、Glucosetransporter 1(Glut1)、HIF-1αの発現が強く関与していた。さらに、HIF-1の上流にあるmTORのリン酸化もGlut1の発現、FDGの使用細胞内への取り込みに関与していた。mTORを阻害することで、S6Kなどの下流のシグナルだけでなく、Glut発現、FDG取り込みの抑制されることも明らかになったこともmTORとGlut1との関係を裏付けるものと考えられた。In vivoの検討では、VEGF阻害剤であるべバシズマブを投与することで腫瘍縮小効果はわずかに認めるが、パクリタキセル併用に縮小効果は強くなった。FDG-PETでの検討は、べバシズマブ投与にてFDG集積が低下することより、VEGF発現とFDG集積は密な関係にあることが分かった。しかし、その詳細なメカニズムまでは本研究では明らかにできなかった。肺癌症例に、べバシズマブ含む併用療法を施行してその治療前後にFDG-PETを施行したところ、腫瘍の形態が縮小する前に、FDG集積の低下が先行した。べバシズマブの治療効果判定としてFDG-PETが有効であることを裏付けるのもと考えた。基礎的な裏付け、臨床的な検討よりべバシズマブ治療のバイオマーカーとしてFDG-PETは有用であることが示唆された。今後の研究課題としてそのメカニズムについて詳細な検討が必要であると考えられた。細胞実験については、肺癌細胞におけるFDGの取り込みに、Glucose transporter 1(Glut1)、Hypoxic inducible factor-1(HIF-1)が密に関与していることを、その阻害剤であるフロレチニンやYC-1を使い、さらにHIFを高発現させるCoCl2を用いて実験を行った。In vitroにおいて、FDG取り込みがGlut1とHIF-1に強く依存していることを示した。動物実験については、肺癌細胞株をマウスに移植して、腫瘍モデルを作成した。現在、bevacizumabの投与量の調節、スケジュールの検討を行っている。PETでの評価をするためその条件設定についても完了した。さらに、FDG uptakeにかかわるGlut1, HIF-1, Akt, mTOR, EGFRや細胞の増殖をみるMIB-1やp53などの免疫染色の条件設定を行い、準備は完了した。マウスの腫瘍組織でいつでも評価できる準備ができた。今後はマウスを50匹程度用いて、腫瘍組織におけるbevacizumabの治療効果をPETと病理学的な評価を併せて検討していく予定。さらに、進行非小細胞肺癌におけるbevacizumab含む併用療法の治療効果判定にFDG-PETが有効かどうかを検討する臨床試験を当院IRBに計画書を提出して、臨床試験を開始している。10症例程度登録され、現在臨床試験が進行中である。In vivoの研究については、条件設定で躓く点はあったが、治療効果をFDG-PETで見れた点は計画通りできた点であった。臨床でFDG-PETの治療効果をみることが開始できた点もおおむね予定通りである。今後は症例集積などが大事な点になると考えられる。

細胞実験、動物実験については研究協力者とよく打ち合わせをしていたため、開始時期も適切であった。動物について、治療効果を評価するmicro- PETの設定や、各種抗体の蛋白発現を評価するための免疫染色の条件も準備ができた。マウスについては現在、腫瘍細胞を移植して、bevacizumabの投与について検討を開始できている。臨床試験は、当初の目的では研究後半の予定していたが、早めに開始することが研究を遂行するにあたり、重要と判断して開始した。In vivoレベルで、Bevのみでなく、抗がん剤の併用でFDG-PETの治療効果の意義を検証したが、薬剤の組み合わせによりPETの治療効果判定の意義が変わるかもしれないので、今後は、日常臨床で使用される、カルボプラチン、ペメトレキセド、ジェムザール、タキソテールを使用して同様な研究を展開する予定である。臨床でも抗がん剤の種類によりPETの治療効果の意義が変わるのか?維持療法でBev単独で使用したときにFDG-PETは抗腫瘍効果の意義をきちんと評価することができるのかに注意して研究を進める予定である。今後については、動物実験でbevacizumabの治療効果をPETで評価していく予定。さらに腫瘍組織を採取して病理学的な効果も併せて検討していく。臨床試験としてbevacizumab含む治療を肺癌患者に施行しているが、今後は症例集積をしていく予定。次年度の研究費の計画は、上記に示した抗がん剤(カルボプラチン、ペメトレキセド、ジェムザール、タキソテール)を購入して、in vivoの研究に展開する予定である。FDGなどの試料の一部購入にも研究費を充てる予定である。24年度はこれらの抗がん剤の購入はしなかったので25年度に購入予定であり、マウスの購入も25年度に多く行う予定である。動物実験について、マウスの追加購入、PETに関する試薬の購入、腫瘍組織を免疫組織学的に評価するため、抗体の購入や免疫染色にかかわる試薬一式を購入する予定。
MAFFTアルゴリズムの拡張によるRNAおよびタンパク質の構造多重アラインメント

多重アラインメントは、基本的な配列解析技術の一つであり、広い応用範囲をもつ。系統樹推定、構造予測などに用いられる。本研究の目的は、研究代表者がこれまでに開発した配列多重アラインメントプログラムMAFFTを拡張して、(1)タンパク質やRNAの構造情報を利用した多重アラインメントを計算可能にすること、および、(2)より使いやすいものにして配列解析に関連する研究に広く貢献すること、である。大阪大学と産総研CBRCにおいて計算サービスとプログラム配布を開始し、その結果MAFFTプログラムは広く普及した。また、並列化、既存のアラインメントの拡張といった新規機能を追加した。*MAFFTプログラムを並列計算に対応させた。近年普及してきている、メモリを共有する数コアをもつPC上で並列的に動作するバージョンを開発した。POSIX Threadsライブラリを用いた。数コア程度の規模の並列計算に適した計算手法を比較検討し、それに関する論文をBioinformatics誌に投稿した。*タンパク質立体構造と配列から構造-配列多重アラインメントを計算する方法として、研究代表者によるプログラムMAFFTと構造アラインメントプログラムASHを組み合わせることを試みた。ASHの開発者であるDaron M.Standley博士および藤博幸教授との共同研究として行った。一般に、与えられた配列のホモログの情報を加えるとアラインメントの正確さは向上する。構造配列アラインメントを計算する際もホモログの選択方法は重要であり、適切な選択方法を検討中である。現時点までの成果に基づく計算サービスを開始した。*本研究費で購入した計算機により、外部向け計算サーバの増強を行った。また、簡単な編集機能や類似性の図示といった機能強化を行った。その結果、アラインメント・系統樹計算件数は、週2000件程度から週5000件程度に増加した。*分子系統樹を用いたベンチマークテストを行った。配列アラインメント段階と系統樹推定段階における解析手法の選択が系統樹推定結果に与える影響を明らかにするためである。Christophe Dessimoz博士らとの共同研究として行った。多数の配列を推定に含めた場合、推定の正確さが手法の選択に依存することがわかった。系統樹推定手法については、広く信じられているように、最尤法が、近隣結合法などに比べて、いろいろなタイプの入力データに対して頑健な推定をあたえることが確認された。配列アラインメント手法については、タンパク質の構造に基づくベンチマークとは少し異なる結果が得られた。以上の結果は、投稿準備中である。ASHの開発者であるDaron M.Standley博士らとの共同研究として行った。数コア程度の規模の並列計算に適した計算手法を比較検討した。以上の結果に関する論文をBioinformatics誌に昨年度投稿した。今年度受理された。*分子系統樹推定の正確さに対する配列アラインメントの影響を調べるためのベンチマークテストを行った。第一に、広く信じられている生物種の系統関係をどのくらいよく再現するか、という基準に基づくテストを行った。第二に、遺伝子重複の回数に基づくテストを共同研究者であるChristophe Dessimoz博士らが行った。多数の配列を推定に含めた時の影響に特に注目した。その結果、従来広く行われてきたタンパク質の構造に基づくベンチマークとは異なる結果が得られた。以上の結果を、SMBE2011学会およびISMB/ECCB2011学会において報告した。*既存のアラインメントに、系統関係を考慮しながら新規配列を付け加える機能を実装した。大量配列を処理するための手法として、アルゴリズムの高速化や並列化に加えて、既存のアラインメントを使用する方法の重要性が最近認識されてきている。この方法は、技術的に容易である上に、生物学的知識に基づくマニュアルキュレーションや構造情報を利用しながら大規模なアラインメントを構築できるというメリットを持つ。この機能を記述した論文を準備中である。*アラインメント計算サービスの機能を拡張した。上記新機能に加えて、入力された塩基配列の方向を自動的に判定して逆方向の配列を生成し、それをアライメントに含めることができるようにした。*上記2点の機能拡張と他の要因によって、アラインメントサービスへのアクセス数は30%程度増加した。

2011年度の訪問数は、約140,000、ユニークユーザ数は約35,000であった。アクセス元の地理的分布は、ヨーロッパ37%、南北アメリカ34%、アジア2%、その他5%である。
生活習慣病の発症に関わる食生活と遺伝要因の相互作用に関する研究

高血圧、糖尿病、肥満に代表される生活習慣病の発症には、食生活、運動などの生活習慣と並んで個体が持つ遺伝要因の違いも重要である。本研究では、生活習慣病の発症に関わる感受性遺伝子を同定すること、さらに、どのような食生活とどのような感受性遺伝子の組み合わせが、どの程度生活習慣病の発症に影響を与えるのかを明らかにすることを目的として研究をおこなった。人間ドックを受診した成人835名を対象として、エネルギー代謝、インスリン抵抗性、インスリンシグナル伝達などに関わることが予想される16種類の遺伝子多型および活性酸素の生成や消去に関わる酵素の15種類の遺伝子多型と肥満、糖尿病、BMIとの関連を分析した。その結果、熱産生に関わるUCP3遺伝子およびインスリンシグナル伝達に関わるENPP1遺伝子の個体差が肥満の発症やBMIの決定に影響を与えている可能性が示唆された。また、活性酸素の生成や消去に関与するGSTM1遺伝子、GSTM3遺伝子、CYBA遺伝子の個体差が、糖尿病の発症に影響を与えている可能性が示唆された。高血圧については、腎尿細管での電解質輸送に関わる5種類の遺伝子を分析したところ、セリンスレオニンキナーゼ遺伝子およびNa/K/2Cl共輸送体(SLC12A1)遺伝子と血圧値の間に関連がみられた。次に、ナトリウムおよびカリウムの摂取量を考慮にいれて、これらの遺伝子型と血圧値の関連を分析したところ、カリウム摂取量の少ないSLC12A1遺伝子イントロン14T>C多型のC対立遺伝子保有者の血圧値は、特に高かった。カリウムには血圧降下作用のあることが知られているが、その効果には個体が持つ遺伝子型も影響することが示唆された。食生活をはじめとする様々な環境要因と複数の遺伝子の相互作用が個体に及ぼす影響について、さらに詳細に分析してエビデンスの収集を積み重ねていくことが重要である。高血圧や肥満、糖尿病といった生活習慣病の発症には、食生活、運動などの生活習慣が重要である。しかし、同じように食生活等の改善を行ってもその効果は個体によって異なる場合が多い。生活習慣病の発症や重症化、食生活改善効果の個体差を引き起こす原因のひとつに個体が持つ遺伝要因の違いが考えられる。本研究は、生活習慣病の発症や重症化、さらに食生活改善効果の個体差に関与する遺伝子を同定すること、また食生活と遺伝要因の相互作用が生活習慣病の発症に与える影響を明らかにすることを目的として進めている。平成17年度は、健康診断を受けた265名を対象に、エネルギー代謝やインスリン抵抗性に関与する6種類の遺伝子(アディポネクチン、アドレナリンβ2受容体、アドレナリンβ3受容体、PPARγ、UCP2、レプチン受容体)と活性酸素の生成や消去に関わる6種類の遺伝子(カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(M3、M5、T)、ペルオキシレドキシン)内に存在する遺伝子多型と肥満、糖尿病、高血圧との関連について調べた。被験者の食習慣は自記式食事歴質問表を用いて分析した。その結果、レプチン受容体遺伝子Gln223Arg多型およびグルタチオンペルオキシダーゼ遺伝子Leu2Pro多型と肥満の間、カタラーゼ遺伝子3'UTRのC/T多型と高血圧との間に関連がみられた。また、アディポネクチン遺伝子G45T多型は、被験者全体でみた場合には肥満との間に関連はみられなかったが、対象を脂質を過剰に摂取しているに限ると、TT型の人ではTG型、GG型の人に較べて肥満を発症しやすい傾向がみられた。以上の結果より、レプチン受容体遺伝子およびグルタチオンペルオキシダーゼ遺伝子の個体差が肥満、カタラーゼ遺伝子の個体差が高血圧の感受性に関与する可能性が示唆された。

さらに、脂質の過剰摂取などの食生活と遺伝子型の組み合わせは肥満の発症に重要であることがわかった。高血圧や糖尿病、肥満に代表される生活習慣病の発症には、食生活、運動などの生活習慣と並んで個体が持つ遺伝要因の違いも重要である。しかしながら、生活習慣病の発症に関わる遺伝子は数多く存在し、それぞれの遺伝子単独での作用は大きくはない。すなわち、複数の遺伝要因と食生活等の生活習慣が複雑に絡み合って、生活習慣病の発症に影響を与えている。本年度は、生活習慣病の中でも高血圧に注目し、高血圧の発症に関わる遺伝子を同定すること、またナトリウムやカリウムなどの摂取量と遺伝子型の組み合わせが血圧値の決定に与える影響を明らかにすることを目的として研究をおこなった。健康診断を受診した成人男性299名を対象として、腎臓で発現している電解質輸送に関わる11種類の遺伝子の個体差と血圧値の関連を分析したところ、セリンスレオニンキナーゼ1遺伝子のPro1056Thr多型と血圧値との間に有意な関連がみられた。そこで、分析人数を898名に増やすとともに、ナトリウムおよびカリウムの摂取量を考慮にいれて分析を行った。その結果、カリウムの摂取量が増えると被験者の血圧値は下がる傾向がみられたが、特にセリンスレオニンキナーゼ1遺伝子Pro1056Thr多型のPro/Pro型の人では、カリウム摂取量の違いが血圧値の決定に与える影響が強かった。カリウムには血圧降下作用のあることが知られているが、その効果は個体が持つ遺伝子型の違いによって異なる可能性のあることが示唆された(投稿準備中)。
土木材料の循環の実態と環境に及ぼすリスク負荷に関する研究

土木材料は国土表面を覆い、その量は多くかつ、近年公共事業の圧縮方針に基づきリサイクルを余儀なくされている。リサイクルは土木材料そのものをリサイクルする方向に加え、他業種からの廃棄物が土木材料のリサイクル材料として使用されているケースも多い。他業種のゼロエミッシュン化が、土木材料を最終処分場として成り立っている面も観察できる。本研究ではそうした材料の循環の実態を調査することにより、そのゼロエミッション計画における実現可能性と問題点の抽出を図るとともに、バ-ジン材料、リサイクル材料の環境中での安定性や、さらにそれが廃棄物となった場合を想定し、安全性を指標としたゼロエミッションを考える。毒性試験はバクテリアの遺伝毒性試験系umu-test+-S9の系に適用した。舗装材料は、粗砂、乳化剤、ストレートアスファルト、そして各種アスファルト混合物に水によるとくに酸性側での溶出成分の毒性の痕跡が認められた。粗砂は瀬戸内海海砂である。乳化剤は脂肪ジアミン塩を含む。アスファルトも酸性側での毒性成分溶出が示唆された。コンクリート材料は高炉スラグ、フライアッシュに水、酢酸エチルとも毒性が検出できた。またエコセメントに関しても低泥中から溶出する成分に陽性がS池、B湖ともに観察された。以上の結果は、構造物として存在する場合の環境への安全性のみならず、廃棄物となる場合のリスクも考えられ、建設材料のリサイクル化はさらに効率を上げていくべきであることが示された。