hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
使用行為を経たサービスの機能変容の解明と設計支援

本研究では、使用行為の観点からサービスの概念設計の方法論を再構築することを目指した。「使用と密接に結びついた設計」という共通的な視点の下、提供者とユーザ間の知識移転に注目した製造業のサービス化プロセスの解明、使用情報を組み込んだ品質機能展開による工学的設計支援、および設計の仕組みを取り入れたサービスシステムの構成方法に取り組んだ。今後は、(1)(2)(3)の個別研究成果を統合した上で、それらの計測・評価と定式化を軸とした“使用学"としての展開に取り組む。本研究の目的は、使用行為と密接に結びついたサービスの概念設計の方法を、機能構成の立場から確立することにある。近年、情報技術、通信技術、センシングなどの各種技術の発達によって、ユーザの製品使用に関するデータが集まるようになったが、本研究は言い換えれば、そのようにして得られたデータや知見を次の製品・サービスの開発にどのように活かすかを明らかにすることである。本年度ではまず、製品の使用に係る「ユーザの活動サイクル」に注目した上で、知識移転の観点から提供者とユーザ間の関係モデルを構築し、製造業のサービス化のプロセスを建設機械を例に論じた。その中で、ユーザによる2種類の設計活動Design-in-useとDesign-of-useを促進するような環境整備が、サービス化を次のフェーズに進める上で重要であることを示した。また、提供者の活動サイクルとの連関を明らかにすることで、使用を経てサービスの機能構造がどのように変遷していくかを明示できる。以上は、研究代表者が取り組んできた「使用と設計」に関する研究成果を拡張したものである。次に、先の研究で構築した提供者とユーザ間の関係モデルに基づき、製品開発に広く用いられている品質機能展開に、提供者がユーザに求める「製品・サービスの使用方法に対する要求品質」と「能力・知識に関する品質要素」を組み込む方法を提案した。これは設計手法への発展を目指す取り組みであり、幾つかの例題記述を通じて、従来の品質機能展開では想定され得なかったユーザ要素の影響を含めた設計情報を得られることが示唆された。当初計画に比べてモデル精緻化のための事例記述数が少ない点は否めない一方で、研究過程で品質機能展開への応用を着想し、年度中途からはそちらを重点的に進めた。これは本研究が目指す設計方法の構築を実現する上では重要な取り組みであり、そちらについて一定の成果が得られたと考えており、(2)おおむね順調に進展している、と判断した。最終年度は,使用行為を経た上での提供者とユーザのPDCAサイクルを相互に関連づけて理解し,サービスシステムの構成における相互関係とダイナミクスを明らかにした.まず,提供と使用の仕組みに加えて,設計の仕組みを明示的に含めたものとしてサービスシステムを定義した.すなわち,「サービスシステム=提供の仕組み+使用の仕組み+設計の仕組み」である.多くのサービスシステムにおいて,提供と使用の仕組みとを完全に分離して考えることは既に難しいが、さらにここでは「提供と使用の仕組みの一部が、設計の仕組みの一部として共有されるべき」と考える.本研究の主題である使用行為を経た機能変容はこれに相当し、逆に設計ありきで言い換えれば「良い設計を取り巻く仕組みを明らかにした上で,そのエッセンスを提供と使用の仕組みにあらかじめ上手く埋め込むべき」との主張になる.本研究の元となった「ユーザによる設計と使用を起点としたサービスシステムの構成的枠組み」を「良い設計を取り巻く仕組み」とみなせる.ここに含まれる各設計サイクルの実行期間や頻度を考慮した上で部分構造を取り出していき,サービスの設計パターンを探った.代表的なものは,(a)培ってきた設計環境をユーザ側に開放する,(b)ユーザ設計の観察・蓄積を次の提供者による設計に活かす、(c)ユーザ設計の蓄積を元にコミュニティで共創する,(d)ある1種類のサービスが多数の学びや解釈が付与されコミュニティにより拡散,(e)ユーザ設計の促進とユーザ体験の共有・伝搬とを日常的に連動,である.このような使用行為を含めた設計に対する形式的なモデルを準備できれば,論理的・演繹的に様々なパターンを検討できる.こうした様々な設計のあり方をより効果的・持続的に実現することを念頭に置きながら,サービスコンテンツ本来の提供と使用の仕組みを構築していくことを“サービスシステムの思考"と呼びたい.本研究では、使用行為の観点からサービスの概念設計の方法論を再構築することを目指した。モデルの精緻化と検証をより推進するために、中規模かつ適切な情報量を有した事例をいかに多く確保していくかが課題である。一般に公開されている文献などでは、設計に活かせる粒度の情報を得ることはできないため、研究代表者が別途行っている企業との共同研究などを元に、共同研究の契約に反しない範囲内で積極的に事例を相互活用していくことを考えている。サービス工学当初計画していた国際会議Frontier in Services2016での動向調査を、研究方針の一部変更に伴い、翌年度に延期したため。そのため、旅費40万円が次年度使用額として生じた。変更した研究計画に関連した調査を行うために、国際会議、CIRP General Assembly 2017(8月開催)に参加する。
新規犬骨髄間葉系幹細胞による肝細胞成長因子デリバリーを利用した犬の脊髄再生医療

急性期脊髄損傷においては、他家BM-PACの静脈内投与を想定し、非免疫不全動物の脊髄損傷モデルを用いて研究を行った。自家細胞の投与と比較し、損傷部へのHomingを認めたものの、治療効果が低下したことから、他家移植においては免疫細胞との相互作用をより詳細に検討する必要があると考えられた。亜急性脊髄損傷においては、自己BM-PACの静脈内投与による脊髄再生医療の臨床応用を想定し、これまで治療効果と安全性を確認してきたが、治癒機転について明らかにした。具体的には、BM-PACsは損傷部において血管内皮成長因子(VEGF)を中心とした血管新生因子を分泌することで、新生血管数を有意に増加させ、組織損傷抑制、再生促進に寄与していると考えられた。現在、これらの結果をもとに、臨床応用へ展開するための準備を行っている。また、最終年度は慢性期脊髄損傷に対する細胞補充療法の材料としてBM-PACsが有用であるかを、神経細胞分化能の観点から検討した。その結果、BM-PACsは塩基性線維芽細胞成長因子(FGF-2)の刺激により未分化性の維持・促進を来たし、神経分化を含む多分化能が促進することを明らかにした。FGF-2暴露後のBM-PACsを神経細胞誘導することにより、MAP2発現が上昇し、Ca取り込みにより興奮する電気生理学的機能を有する細胞を作製することが可能であり、神経細胞分化能を有すると考えられた。今後、脊髄損傷により喪失する運動神経など、より特異的な機能的神経細胞への分化を試み、慢性期脊髄損傷の治療開発へ役立てたいと考えている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、ヌードマウスで急性期脊髄損傷モデルを作製し、当研究室で樹立した新規犬骨髄間葉系幹細胞である、犬骨髄脂肪細胞周囲細胞(BM-PACs)の局所および静脈内移植による治療効果を行動学的、組織学的に検証した。脊髄損傷後急性期にBM-PACsを局所投与したところ、投与後からコントロール群と比較して運動機能の改善が認められ、8週後には有意な機能改善が認められた。静脈内移植においては、投与細胞を蛍光標識し、In vivoイメージング装置により、体内動態を追跡した。静脈内投与されたBM-PACsは投与後直後に肺にトラップされたものの、1週間後には脊髄損傷部に到達し、8週後においても、損傷部における蛍光が認められた。運動機能においては、改善傾向が認められたものの、有意な改善は認められなかった。組織学的評価では局所投与群において、残存白質量が増加し、BM-PACsによる組織保護効果が示された。一方、静脈内投与群おいては、同様の組織保護効果は認められなかった。また、これまでの研究から、BM-PACsが炎症性サイトカインに反応し、脊髄損傷に対して強力な組織保護作用を持つ肝細胞成長因子(HGF)を分泌することが明らかになっていることから、HGFが脊髄損傷に対して示す作用として、グリア瘢痕形成の抑制および脊髄軸索の伸長作用を評価したが、局所投与および静脈内投与いずれにおいても、これらの作用は明らかではなかった。以上からBM-PACs移植は脊髄損傷に対し、組織保護作用をもつが、その効果を発揮するには、投与方法や時期、投与細胞数や回数についてさらなる検討が必要である。また、BM-PACsのもつ脊髄保護作用はHGF依存的ではない可能性もあり、今後、HGF分泌に関するより詳細な検討、あるいは炎症抑制に関与する新たな因子の探索が必要と考えられた。当初の計画通り、マウス脊髄損傷モデルを用いて、BM-PACsの移植効果の検討を行うことができた。また、In Vivoイメージング装置を用い、静脈内投与されたBM-PACsが損傷部に到達することを見出し、このことは、今後BM-PACsを用いた細胞治療における大きな知見であると考えられる。一方で、局所投与、静脈内投与以外に、硬膜内移植群を設定する予定であったが、手技的な問題を解決するに至らなかったため、検討できなかった。また、損傷部に到達したBM-PACsのHGF分泌能における検討が不十分であり、今後検討を加える必要がある。

今後、脊髄損傷により喪失する運動神経など、より特異的な機能的神経細胞への分化を試み、慢性期脊髄損傷の治療開発へ役立てたいと考えている。脊髄再生においては、急性期脊髄損傷モデルに加え、亜急性期脊髄損傷モデルにおける静脈内投与によるBM-PACsのHomingおよび治療効果を検討し、急性期と同様に亜急性期(損傷9-10日後)においても静脈投与されたBM-PACsは損傷部に遊走し、移植群は有意な運動機能回復促進がみられた。また、皮膚線維芽細胞との直接的な比較を行ったところ、BM-PACsと同等のHoming機能がみられたが、運動機能回復は有意ではなく、両細胞には損傷修復に与える機能的な役割の差があると考えられた。液性因子分泌能から、この効果は血管内皮増殖因子の発現や分泌能の差に起因すると考えられた。今後、組織学的検討を加えるとともに、臨床応用への移行を試みる。一方、急性期におけるBM-PACs静脈移植においては、組織学的検討を加え、静脈内投与後にBM-PACsが集簇した脊髄損傷部では肝細胞成長因子(HGF)の組織当たりの重量が有意に増加しており、急性期移植においては炎症に呼応してHGFを分泌するBM-PACsの機能が発揮されることで、組織保護に寄与していることが考えられた。急性期においては今後、他家BM-PACsの移植を考慮し、免疫細胞との相互作用について検討する必要がある。急性期以外に亜急性期におけるBM-PACsの静脈内移植の有効性と安全性を確認できた。亜急性期での投与は投与に必要な細胞を獲得するのに十分な準備期間が得られる可能性が高く、自己BM-PACsの静脈内移植は、急性期脊髄損傷と比較して臨床応用の対象になる可能性が十分に高く、今後組織学的な評価を加えることにより、理論的根拠に基づいた脊髄再生医療の実践が可能と考えられる。全身投与されたBM-PACsが脊髄損傷部位に到達可能であることが明らかとなったことから、本年度は静脈内投与による治療効果を中心に検討する。まず、損傷部への到達能力がBM-PACsに特異的なものであるかを明らかにするため、同様の実験を従来の骨髄間葉系幹細胞および犬皮膚線維芽細胞を用いて行い、損傷部への到達能力を比較するとともに、運動機能改善に与える影響を再評価する。また、実際の臨床例では急性期以外の亜急性期および慢性期での応用が望まれるため、亜急性期および慢性期脊髄損傷モデルを作製し、同様の検討を行う。運動機能改善がもたらされた条件においては、BM-PACsのHGF分泌能を解析し、作用機序について検討する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。急性期においては、他家BM-PACsの静脈投与を目指し、モデル動物で安全性、有効性の検討を行うとともに、他家移植の際に考慮が必要である免疫原性あるいは免疫細胞細胞との相互作用についてin vitroでの検証を行っていく予定である。亜急性期においては、臨床応用へつながる可能性がたかく、正常犬での自己BM-PACs投与で安全性をさらに検証するとともに、亜急性期投与がVEGFなどの液性因子を介した治療効果であるかどうかの解析を進めていく。また、慢性期については検討に至っていないため、最終年度はBM-PACsの神経細胞分化能を検討を進めていく予定である。
組織工学を用いた大動脈弁グラフトの作製

1.研究目的現在種々の大動脈弁疾患対して用いられている各種人工弁には耐久性、抗凝固療法の継続、拒絶反応などの欠点が指摘されている。本研究では組織工学を用い、異種細胞外構築を使用した大動脈弁グラフトを作成し、その有用性および臨床応用の可能性を検討している。2.方法と結果健康ウサギより大動脈弁付き動脈グラフトを採取し、0.05%トリプシンで48時間incubateし、除細胞化異種大動脈弁グラフトを作成した。同グラフトをビーグル成犬の腹部大動脈に間置するように移植し(n=15)、さらに、3例に人工心肺下に上行大動脈壁への移植を行った。腹部大動脈移植後4週、12週、24週(各n=5)に儀死せしめ形態学的、組織学的、免疫組織学的検討を行った。12週の一例にグラフトの閉塞と石灰化を認めたが、他のグラフトは全例開存、内皮化して血栓形成はほとんど認めなかった。全例において弁葉構造を確認することはできなかった。組織学的には動脈壁の内膜側に内皮細胞の形成および動脈壁への線維芽細胞の侵入を認め、弾性線維、膠原線維は保たれていた。また、FactorVIII、α-SMA、Vimentinによる免疫組織学的検討では、グラフトにイヌ動脈壁と同様の内皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞の発現を認めた。走査型電子顕微鏡による検討では、4週で島状に形成されていた内皮細胞が経時的にグラフト全面に形成されていく像が確認された。人工心肺下に移植を行った3例中2例は周術期に失った。生存例一例については今後検討を行う予定である。3.まとめ以上の結果より除細胞化異種大動脈弁グラフトは自家細胞により部位特異的な細胞の再分布が起こることが確認され、同グラフトの体循環下における有用性が示唆された。一方、今回の検討では弁葉構造を確認することができず、人工弁としての有用性は、他の実験モデルによる再検討が必要であると考えられた。1.研究目的現在種々の大動脈弁疾患に対して用いられる各種人工弁には耐久性、抗凝固療法の継続、拒絶反応などの欠点が指摘されている。本研究では組織工学を用い、異種細胞外構築を使用した大動脈弁グラフトを作成し、その有用性および臨床応用の可能性を検討する。今年度は異種細胞外構築を作成するための除細胞法を確立させる実験を行った。2.方法と結果健康ブタより大動脈弁付き動脈グラフトを採取し、同グラフトをTritonX(1%,5%,10%),SDS(1%,5%),Trypsin(0.05%)を用いて各solutionで24時間または48時間の除細胞を行い(n=36)、除細胞後のグラフトの形態学的、組織学的検討を行った。TritonXを用いた除細胞法ではいずれの条件においても大動脈弁および大動脈の表層のみが除細胞され、組織全層にわたる除細胞は行えなかった。SDSを用いた除細胞法では1%SDS(48時間)によってほぼ全層が除細胞され、5%SDS(48時間)で全層の除細胞が可能であった。0.05%Trypsin(48時間)でもほぼ全層の除細胞が可能であったが、一部中膜の弾性線維のに断裂を生じているものがあった。いずれのsolutionにおいても24時間のincubateでは十分な除細胞はできなかった。3.まとめ以上の結果からSDSまたはTrypsinは異種細胞外構築作成に使用することができると考えられた。今後両solutionを用いて動脈グラフトを作成し実験を継続する予定である。今年度は昨年度に確立した異種細胞外構築用いた大動脈弁グラフトを作成し、同グラフトをイヌの腹部大動脈に移植し、形態学的、組織学的検討を行った。2.方法と結果健康ウサギより大動脈弁付き動脈グラフトを採取し、同グラフトを0.05%トリプシンで48時間incubateし、異種大動脈弁グラフトを作成した。同グラフトをビーグル成犬の腹部大動脈に間置するように移植した(n=12)。移植例12例のうち4例は術後早期にグラフトの破裂により出血死した。5例は術後1ヶ月後に儀死せしめ形態学的、組織学的検討を行った。形態的にはグラフトは移植前に比べ拡大傾向にあった。グラフト内部は一部内皮化しており同部には血栓形成は認めなかった。組織学的には動脈壁の内膜側に内皮細胞の形成および動脈壁表層への線維芽細胞の侵入を認めた。中膜は膠原繊維からなっており線維芽細胞などの侵入は認めなかった。動脈壁に炎症細胞浸潤は認めなかった。電子顕微鏡においてグラフトの内膜側には未成熟な内皮細胞の形成を島状に認めた。残りの3例については遠隔期成績(3ヶ月)を検討する予定である。3.まとめ以上の結果より異種大動脈弁グラフトは高圧系における耐圧性を持ち、生体内で拒絶反応などなく内皮化され抗血栓性を有するようになると考えられた。

今後は遠隔期における形態学的、組織学的検討を行うと共に、ビーグル犬の大動脈弁位への移植を試みる予定である。1.研究目的現在種々の大動脈弁疾患対して用いられている各種人工弁には耐久性、抗凝固療法の継続、拒絶反応などの欠点が指摘されている。本研究では組織工学を用い、異種細胞外構築を使用した大動脈弁グラフトを作成し、その有用性および臨床応用の可能性を検討している。2.方法と結果健康ウサギより大動脈弁付き動脈グラフトを採取し、0.05%トリプシンで48時間incubateし、除細胞化異種大動脈弁グラフトを作成した。同グラフトをビーグル成犬の腹部大動脈に間置するように移植し(n=15)、さらに、3例に人工心肺下に上行大動脈壁への移植を行った。腹部大動脈移植後4週、12週、24週(各n=5)に儀死せしめ形態学的、組織学的、免疫組織学的検討を行った。12週の一例にグラフトの閉塞と石灰化を認めたが、他のグラフトは全例開存、内皮化して血栓形成はほとんど認めなかった。全例において弁葉構造を確認することはできなかった。組織学的には動脈壁の内膜側に内皮細胞の形成および動脈壁への線維芽細胞の侵入を認め、弾性線維、膠原線維は保たれていた。また、FactorVIII、α-SMA、Vimentinによる免疫組織学的検討では、グラフトにイヌ動脈壁と同様の内皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞の発現を認めた。走査型電子顕微鏡による検討では、4週で島状に形成されていた内皮細胞が経時的にグラフト全面に形成されていく像が確認された。人工心肺下に移植を行った3例中2例は周術期に失った。生存例一例については今後検討を行う予定である。3.まとめ以上の結果より除細胞化異種大動脈弁グラフトは自家細胞により部位特異的な細胞の再分布が起こることが確認され、同グラフトの体循環下における有用性が示唆された。一方、今回の検討では弁葉構造を確認することができず、人工弁としての有用性は、他の実験モデルによる再検討が必要であると考えられた。
ミクロデータを用いた受診行動の計量分析

平成16年度は、研究最終年度にあたり、初年度に行った医療制度の改定が受診行動に与える効果と、医療需要分析におけるcount dataのモデル開発を行った。第1の医療制度の改定に関する研究成果は、3点ある。生涯医療費、終末期医療費、老人保健制度を間近に控える慢性疾患患者の適用による受診行動を分析したものが増原他(2004)である。続いて、今挙げたものを慢性疾患患者でなく全加入者に拡張した分析を行った増原(2005)である。この研究はcount dataにおける医療経済学的に重要な受診行動に関する仮定を、統計学的な立場から特定化し、より一般化された条件のもと老人保健の効果を分析している。わが国には類似の研究は存在せず、貴重な成果と考えられる。最後が、1999年7月に実施された老人保健適用者外来薬剤費一部負担無料化の効果を分析した増原・村瀬(2005)である。増原(2005)と同様にcount dataを用いて行っており、外来受診が抑制されたにも関わらず、調剤の受診が増加したことを示し、無料化の効果を定量的に測定した。第2のcountdataモデルの開発に関する成果は、増原(2004)である。この研究では患者が受診全てを決定するという仮説と、受診の有無と一度受診した後の日数が独立した意思決定であるという仮説について、従来ではどちらか片方のみを考慮しモデル化していたところを、2つの長所を取り入れた計量モデルを提案している。また推定に用いるアルゴリズムについても初期値に対してより頑健なものを提唱している。その結果、2つの仮説を取り入れた計量モデルの妥当性が高いことを示し、従来の分析では不十分であることを示した。平成15年度は、研究初年度にあたり、わが国における医療制度の改定が患者の受診をどのように変化させたのかを探るべく、医療機関が保険者に対して医療費の請求をする際に発生するレセプトデータと被保険者の台帳であるマスターデータを用いて、厳密に制度の効果を分析した。第1の研究として、70歳になり老人保健制度に適用される個人が制度適用後に受診行動を変化させるのかを、70歳の誕生日を間近に控える個人を直接抽出し分析した。この研究の特徴は、近年医療経済分析において活発に利用されているcountdataモデルをわが国のデータを用いて検証したことと、この手法を用いると未受診者の行動も明示的に分析でき、さらに患者が自らの受診を医師に委託するのか、それとも自ら全て決定しているのかを統計的見地から明らかにした上で、制度適用の政策的効果を検証した点にある。その結果、老人保健に適用されることは健康な人も含めて全ての個人の受診を促すことはないが、特定の個人の受診を増加させることが明らかとなり、老人保健制度という一般的に自己負担率の引き下げに対して、確かに受診の増加は存在しえることがわかった。続いて1997年9月に実施された医療保険制度の改定を、上で述べたcount dataモデルを用いて分析した。この研究では、自己負担率の据え置かれた家族よりも、引き上げられた本人の方が受診抑制効果は大きく、先行研究で指摘された家族の受診抑制効果が大きいという制度改定とは一致しない結果を覆すことができた。今あげた2つの研究はすでに日本経済学会春季大会(大分大学)応用計量分析セッション、同学会秋季大会(明治大学)医療経済学セッションで発表を行い、討論者からの高い評価を得た。コメントを論文に生かした上で、雑誌への投稿を行い、現在審査中である。
複素環を含む高輝度かつ安定な蛍光材料の開発

液晶およびLB膜の研究の過程でピラジン誘導体は、置換基によっては強い蛍光を示すことを見いだした。ピラジンは複素芳香環であるため強固な骨格であり、安定かつ高輝度の蛍光物質の開発を目的として本研究を開始した。まず、ピラジン環の2-および5-位に同じアリール基を導入したピラジンの合成を行った。アリール基を置換フェニル基としたとき、p-メチルフェニル、フェニルおよびp-ブロモフェニル基置換体に比べ共鳴能大きいp-メトキシフェニル基が強い蛍光を示した。また、大きいπ電子系を持つ1-および2-ナフチル基を導入した場合はいずれも強い蛍光を示したが、平面構造が可能な2-ナフチル基の場合により強い蛍光発光が見られた。これらの知見をもとに、大きいπ電子系と大きい電子供与性を併せ持つベンゾフランを導入した場合、蛍光波長は長波長にシフトするが、2,5-位に同じアリール基持つものの中で最も強い蛍光が見られた。蛍光波長と蛍光強度に対する置換基の効果をさらに明確なものとするため、2,5-位に異なった置換基のを持つ非対称置換ピラジンの合成を計画し、最初に、二種のアミノメチルアリールケトン塩酸塩の熱反応を試みた。非対称ピラジンの収率は悪いものであったが、一方に、5-メチルフラン-2-イル基あるいはp-メチルフェニル基とし、他方に種々の置換基を導入した非対称置換ピラジンの合成することができた。一方を5-メチルフラン-2-イル基としもう一方を2-ナフチル基とした場合、これまで合成したピラジン誘導体の中で最も強い蛍光を示し、蛍光発光波長の大きい長波長シフトは見られなかった。非対称置換ピラジンの合成については、アミノメチルアリールケトン塩酸塩とアジリンの反応により収率の向上を達成することができた。本研究の結果は、今後、対称、非対称置換とすることにより様々な波長で蛍光を示すピラジン誘導体の合成とその応用に新たな指針を与えるものと考えられる。本研究は,含窒素複素環であるピラジン誘導体の蛍光強度と分子構造の関連を検討することにより,高輝度かつ安定な蛍光材料を開発を目的とするものである.前年度までの予備的な研究においては,ピラジン環の2及び5位に置換フェニル基や1-及び2-フチル基を導入した2,5-ジアリールピラジンの合成を行い,その蛍光スペクトルの測定から,電子供与共鳴可能な置換基や大きいπ電子系置換基を導入する事により蛍光強度が大きくなることを明らかにしている.本年度は,まず大きいπ電子系を有しておりかつ電子供与共鳴が可能なベンゾフラン環を2, 5-位にもつピラジンの合成を2-アジドアセチル-4,6-ジメチルベンゾフランとトリフェニルホスフィンの反応により行った.得られたピラジン誘導体は化合物はこれまでで最高の蛍光強度を示した.また,キノキサリンの2位に1一及び2-ナフチル基を有する化合物と2-ペンゾフラニル基を有するキノキサリンの合成を,相当するアリールグリオキサールとo-フェニレンジアミンの反応により行い,蛍光強度を比較すると,この場合もベンゾフラン環をもつ化合物が最も強い蛍光を示した.現在これらの結果をまとめて投稿原稿を作成している段階であるが,大きいπ電子系をもつ電子供与性の置換基がピラジンの蛍光を強めることが明らかになり,これらの結果・考察を次年度以降の指針として研究を進展させたいと考えている.

これまで、ピラジンの2及び5位にP-アニシル基、フリル基、1-及び2-ナフチル基を持つ化合物の合成と蛍光特性に関する研究を行ってきた。電子供与共鳴可能でかつ大きいπ電子系を有するアリール基の場合に強い蛍光が見らることから、2-ベンゾフラニル基を導入したところ、最強の蛍光を示すことが明らかとなった。さらに、蛍光強度と蛍光波長をコントロールする事を目的として、2位と5位に異なるアリール基を持つ非対称置換ピラジンの合成を計画し、アジリンおよびアミノケトン塩酸塩を用いた2分子環化2量化反応の検討を開始した。これまでに、フェニル基、,P-アニシル基、2-ナフチル基、P-ブロモフェニル基の内の2つの異なったアリール基を持つピラジンの合成を行うことができた。現在のところ異なるアリール基を有するピラジンは、それぞれの置換基のみを2つ有する二種の対象置換ピラジンの中間的な蛍光波長・強度を示すことが明らかとなった。今後、二つのアリール基の一方を電子供与性、もう一方を電子吸引性とした2,5-ジアリールピラジン類の合成を行い、その蛍光波長・強度を検討して行きたいと考えている。液晶およびLB膜の研究の過程でピラジン誘導体は、置換基によっては強い蛍光を示すことを見いだした。ピラジンは複素芳香環であるため強固な骨格であり、安定かつ高輝度の蛍光物質の開発を目的として本研究を開始した。まず、ピラジン環の2-および5-位に同じアリール基を導入したピラジンの合成を行った。アリール基を置換フェニル基としたとき、p-メチルフェニル、フェニルおよびp-ブロモフェニル基置換体に比べ共鳴能大きいp-メトキシフェニル基が強い蛍光を示した。また、大きいπ電子系を持つ1-および2-ナフチル基を導入した場合はいずれも強い蛍光を示したが、平面構造が可能な2-ナフチル基の場合により強い蛍光発光が見られた。これらの知見をもとに、大きいπ電子系と大きい電子供与性を併せ持つベンゾフランを導入した場合、蛍光波長は長波長にシフトするが、2,5-位に同じアリール基持つものの中で最も強い蛍光が見られた。蛍光波長と蛍光強度に対する置換基の効果をさらに明確なものとするため、2,5-位に異なった置換基のを持つ非対称置換ピラジンの合成を計画し、最初に、二種のアミノメチルアリールケトン塩酸塩の熱反応を試みた。非対称ピラジンの収率は悪いものであったが、一方に、5-メチルフラン-2-イル基あるいはp-メチルフェニル基とし、他方に種々の置換基を導入した非対称置換ピラジンの合成することができた。一方を5-メチルフラン-2-イル基としもう一方を2-ナフチル基とした場合、これまで合成したピラジン誘導体の中で最も強い蛍光を示し、蛍光発光波長の大きい長波長シフトは見られなかった。非対称置換ピラジンの合成については、アミノメチルアリールケトン塩酸塩とアジリンの反応により収率の向上を達成することができた。本研究の結果は、今後、対称、非対称置換とすることにより様々な波長で蛍光を示すピラジン誘導体の合成とその応用に新たな指針を与えるものと考えられる。
薬物代謝遺伝子解析用アレイを用いた、CPT-11副作用予測因子の探索

塩酸イリノテカン(CPT-11)は主要な固形癌においてKey drugの一つである。今回我々は、DMETマイクロアレイを用いて末梢血から採取した14例のCPT-11投与患者の遺伝子多型を網羅的に解析しCPT-11による治療の有害事象との関連性を検討した。Grade 4の好中球減少症と遺伝子多型との間には有意な相関を認めなかったが、Grade 2≦の下痢との間には、検定の多重性を考慮しても1種類の遺伝子多型との有意な相関が認められた。24例の別コホートを用いた検討でも同遺伝子と下痢の発現との間に関連性が示唆された。UGT1A1*6多型と好中球減少の怠惰にも有意な関連を認めた。CPT-11の副作用を予測しうるバイオマーカー探索として14名のCPT-11を使用した胃癌、大腸癌患者の血清よりDNAを抽出し、DMETマイクロアレイを用いて遺伝子多型のスクリーニングを行った。DMET TM PlusはAffymetrix社から発売されている薬物代謝・トランスポーター遺伝子解析用マイクロアレイであり、網羅的に225遺伝子上の1,936個の薬物代謝マーカーの解析が可能である。。特長として、一般的なSNPのみならず、挿入、欠損、トリアレル、コピー数など様々な遺伝子変異をカバーしており、従来のSNPアレイで測定不可能であった遺伝子マーカーも検討対象に加えることができ、これら多数のマーカーを一度に網羅的に解析することができるため、未知のバイオマーカーを探索するのに適している。現在測定作業をほぼ終えつつあり、今後はそのデータの正確性の検証と統計学的な確認作業に入っていく予定である。今後、臨床データ、特に副作用のデータと遺伝子多型との関連性を検証して、有害事象を予測しうるマーカーの絞り込みを行っていく予定である。候補となるマーカーが抽出された時点で、来年度以降にその検証を行っていきたいと考えており、CPT-11を使用した今回のデータ抽出群とは別の患者群においての再現性をReal-time PCRを用いて確認していきたいと考えている。DMETマイクロアレイを持ちいて、胃癌大腸癌患者で塩酸イリノテカンを使用した患者14名の血清から抽出したDNAより遺伝子多型スクリーニングを行った。特長としては従来の一塩基変異(SNP)だけではなく、挿入、欠損、トリアレル、コピー数など様々な種類の遺伝子変異をカバーしているため、従来のSNPアレイのみでは測定できなかった様々な種類の多型を測定することができる。14名の患者の臨床データ、特に副作用データと遺伝子情報を統計的に解析することにより、イリノテカンの副作用発現に関連する遺伝子多型を同定することを目的としている。好中球減少と多型との関連解析では14の多型で有意な関連が見られた。また下痢との関連では28の多型で有意な関連が見られた。検定の多重性を考慮しても1つのSNP Xに有意な関連(P<0.00001)が認められた。今後このSNPに関する、別集団のコホート検体を用いたValidationと、機能解析を行う予定である。【研究目的】塩酸イリノテカンは胃癌、大腸癌、肺癌など主要な固形がんにおいて重要な役割を果たすKey drugの一つである。殺細胞性抗癌剤である塩酸イリノテカン(CPT-11)の副作用予測マーカーとして、SN-38代謝関連遺伝子のUGT1A1の遺伝子多型の測定が保険収載されているが、その予測精度はまだ満足のいくものではない。本研究の目的は、1900個を超える遺伝子マーカーを網羅的に解析可能なDMET TM plusマイクロアレイを用いて、CPT-11の副作用、特に好中球減少と下痢の発現予測マーカーを同定することにある。【研究経過】DMET TM Plus (Affymetrix)を用いて、イリノテカンを使用した胃癌および大腸癌患者の血清から抽出したDNAより遺伝子多型スクリーニングを行った。患者の副作用データと遺伝子情報を統計解析して、特に臨床上問題となる好中球減少と下痢に相関する遺伝子多型を抽出した。好中球減少とは14箇所の遺伝子多型において有意な相関がみられた。また下痢との関連では28個の多型において有意な関連が認められた。検定の多重性を考慮して候補遺伝子を絞り込み、別のコホート集団において、手術標本からDNAを抽出して、候補遺伝子の多型をReal-time PCRを用いて測定し、Validationを行っている。現在、SNP Xにおいて下痢のGradeとの相関が認められているが、さらに症例を集積して行きたいと考えている。実験補助員を昨年雇用して実験を進めていたが、昨年末に退職となり、後任の確保ができていない。【研究目的】塩酸イリノテカン(CPT-11)は胃癌、大腸癌、肺癌など主要な固形がんにおいて重要な役割を果たすキードラッグの一つである。CPT-11の副作用の予測マーカーとして、SN-38の代謝関連遺伝子であるUGT1A1の遺伝子多型の測定が保険収載されているが、その予測精度はまだ満足のいくものではない。本研究の目的は1900個を超える遺伝子マーカーを網羅的に解析可能なDMET M plusマイクロアレイを用いて、CPT-11no副作用、特に好中球減少と下痢の発現予測マーカーを同定することにある。【研究結果】DMET

マイクロアレイを用いて、CPT-11による治療をうけた胃癌患者5例、及び大腸癌9例の血清から抽出したDNAより遺伝子多型スクリーニングを施行した。G3≦の好中球減少との関連では11個の多型が有意な関連(P<0.05)を示したが、検定の多重性を考慮すると有意なものはなかった。下痢のGradeとの相関では、12個の多型で有意な関連を認め、共変量を考慮した検定の結果、多重性を考慮してもCYP関連SNPXに有意な関連(p<0.00001)を認めた。UGT1A1*6,*28と副作用の解析では、Grade4≦の好中球減少と*6多型との間に有意な関連(p=0.044)を認めたが、*6と下痢、*28と下痢、好中球減少との間には有意な関連を認めなかった。続いてSNP Xについて、24例のCPT-11を使用した別コホートの大腸がん患者を用いて下痢との間の関連性の検証を行った。G/G症例においてはG1以上の下痢の出現割合が20%(3/15)であったのに対してA/AのGenotypeでは100%(3/3)であり、このSNPと下痢との関連性が示唆された。塩酸イリノテカン(CPT-11)は主要な固形癌においてKey drugの一つである。今回我々は、DMETマイクロアレイを用いて末梢血から採取した14例のCPT-11投与患者の遺伝子多型を網羅的に解析しCPT-11による治療の有害事象との関連性を検討した。Grade 4の好中球減少症と遺伝子多型との間には有意な相関を認めなかったが、Grade 2≦の下痢との間には、検定の多重性を考慮しても1種類の遺伝子多型との有意な相関が認められた。24例の別コホートを用いた検討でも同遺伝子と下痢の発現との間に関連性が示唆された。UGT1A1*6多型と好中球減少の怠惰にも有意な関連を認めた。実験補助員の確保に難渋していたが、昨年末より補助員の雇用に成功し、予備実験を行っている。DMETによる測定と臨床データとの統計的関連性の検討から得られた候補遺伝子多型において、別のコホートを用いた検証と機能解析を行っていきたいと考えている。癌化学療法におけるバイオマーカー探索DMETによる測定と臨床データとの統計的関連性の検討から得られた候補遺伝子多型において別のコホートを用いた検証と、機能解析を行っていきたいと考えている。実験補助員の確保に難航したため実験補助員の確保ができず実験が遅れている実験補助員の手配が進まず、人件費が消費できなかった。学会出張費が予定に満たなかった。人件費、物品購入に使用予定今後、臨床データ、特に副作用のデータと遺伝子多型との関連性を検証して、有害事象を予測しうるマーカーの絞り込みを行っていく予定である。候補となるマーカーが抽出された時点で、来年度以降にその検証を行っていきたいと考えており、CPT-11を使用した今回のデータ抽出群とは別の患者群においての再現性をReal-time PCRを用いて確認していきたいと考えている。実験補助員も確保できたため、今年度実験を遂行していく。実験補助員の確保に難航し、人件費を消費できなかった。実験補助員の確保を行い、実験を遂行する。
陰圧吸引を用いた神経延長法並びに陰圧下の末梢神経再生に関する研究

創部における陰圧吸引は組織血流の増加、組織新生の促進、組織浮腫の軽減など、多くの利点を有すると考えられている(Venturi et al. : Am J Clin Dermatol 2005 6 : 185-94, Morykwas et al. : Ann Plast Surg 1997 38 : 553-62)。本研究は神経断端を陰圧で吸引することで断端を持続的もしくは断続的に牽引し、結果として神経の延長をもたらそうとするものである。陰圧吸引を末梢神経延長に応用した報告は現在までには見あたらず、まずは安定した実験モデル並びにそれに必要なデバイスの確立が必須である。また、陰圧環境そのものによって末梢神経再生がどのように変化するのかに関する研究、報告も数少なく、これに関して新たな知見を得ることも本研究の目的である。平成24年度も平成22、23年度に引き続き陰圧発生のためのデバイスの計画、設計、試作、動物への装用を行ったものの、なお体内埋め込み型デバイスの動物への装用において改良、克服すべき問題点が多く、学会発表を行う程度までの進捗が達成出来なかった。研究代表者の非研究機関への異動に加え、これ以上の研究計画の続行そのものに困難をきたしてきたため、24年度を6ヵ月残した時点での、研究計画の廃止申請ならびに研究費残額を返還することとした。また、本年度も本研究の基礎となる末梢神経再生に関する研究発表を複数行い、国内の研究者と研究計画、成果についての意見交換を行った。創部における陰圧吸引は組織血流の増加、組織新生の促進、組織浮腫の軽減など、多くの利点を有すると考えられている(Venturi et al.: Am J Clin Dermatol 2005 6 : 185-94, Morykwas et al.: Ann Plast Surg 1997 38 : 553-62)。平成22年度は当初の計画通りに安定した陰圧を発生させるデバイスの計画、設計、試作をおこなった。初年度ということもあり、現時点ではデバイスの開発そのものに関して学会にて発表を行う程度の進捗状況にはなく、来年度も引き続きデバイスの試作、試行を行っていく予定である。初年度での進捗状況は当初の予定よりはやや遅れてはいるが、安定した陰圧を確保することは本研究において基礎をなす極めて重要な点であり、デバイスの開発にはある程度の時間がかかることが予想される。一方で本研究の基礎となる末梢神経再生に関する研究発表を国内外で複数行い、国内外の研究者と研究計画、成果についての意見交換を行った。創部における陰圧吸引は組織血流の増加、組織新生の促進、組織浮腫の軽減など、多くの利点を有すると考えられている(Venturi et al.:Am J Clin dermatol2005 6:185-94, Morykwas et al.:Ann Plast Surg 1997 38: 553-62)。平成23年度は平成22年度に引き続き陰圧発生のためのデバイスの計画、設計、試作、動物への装用を行った。現時点においても体内埋め込み型デバイスの動物への装用において改良、克服すべき問題点が多く、依然として学会にて発表を行う程度の進捗状況にはない。来年度も引き続きデバイスの試作、試行を行っていく予定である。進捗状況は当初の予定よりは遅れてはいるが、安定した陰圧を確保することは本研究において基礎をなす重要な点であり、さらに時間がかかることが予想される。

平成24年度も平成22、23年度に引き続き陰圧発生のためのデバイスの計画、設計、試作、動物への装用を行ったものの、なお体内埋め込み型デバイスの動物への装用において改良、克服すべき問題点が多く、学会発表を行う程度までの進捗が達成出来なかった。研究代表者の非研究機関への異動に加え、これ以上の研究計画の続行そのものに困難をきたしてきたため、24年度を6ヵ月残した時点での、研究計画の廃止申請ならびに研究費残額を返還することとした。また、本年度も本研究の基礎となる末梢神経再生に関する研究発表を複数行い、国内の研究者と研究計画、成果についての意見交換を行った。現時点においても体内埋め込み型デバイスの動物への装用において改良、克服すべき問題点が多く、動物体内において陰圧を安定させて発生させることが未だに困難な状況にあるため。安定した陰圧を確保することは本研究において基礎をなす極めて重要な点であり、デバイスの開発には試行錯誤を含めてある程度の時間がかかることが予想されるため、引き続きデバイスの開発を続行する以外には研究を前進させる方策は無いものと考えている。
人体通信におけるノイズ伝送メカニズムの解明

平成25年度は,静電界理論に基づいてノイズ電界を含んだ通信チャネルの等価回路を導出し,数値静電界解析を用いてノイズ電界と受信ノイズ電圧の関係について検討を行った.平成26年度は,上記の等価回路の妥当性を検証するために実測を行った.小型バッテリーで動作する簡易電力計をウェアラブル電極上に実装し,これを人体上の様々な位置に装着した際の受信ノイズレベルを計測した.その結果,高周波安定器により駆動される蛍光灯の近傍では,蛍光管から発せられるノイズ電界によって人体が分極していることが受信ノイズレベルのプロファイルから読み取れ,この現象が上記の等価回路モデルで説明できることがわかった.平成25年度は,静電界理論に基づいてノイズ電界を含んだ通信チャネルの等価回路を導出し,数値静電界解析を用いてノイズ電界と受信ノイズ電圧の関係について検討を行った.平成26年度は,上記の等価回路の妥当性を検証するために実測を行った.小型バッテリーで動作する簡易電力計をウェアラブル電極上に実装し,これを人体上の様々な位置に装着した際の受信ノイズレベルを計測した.その結果,高周波安定器により駆動される蛍光灯の近傍では,蛍光管から発せられるノイズ電界によって人体が分極していることが受信ノイズレベルのプロファイルから読み取れ,この現象が上記の等価回路モデルで説明できることがわかった.ウェアラブル機器が人体周囲で行う無線通信は人体通信と呼ばれており,様々な応用例があることから,近年,世界中で研究が行われている.搬送波として数十メガヘルツ以下の周波数帯を用いた場合,省電力性に優れるものの,環境に起因するノイズの影響が非常に大きい.したがって,実用化する上でノイズ対策は必須である.これまで,ノイズ源を含んだ通信チャネルの等価回路を仮定し,それに基づいたノイズ対策が試みられてきたが,ノイズ低減効果を最大化させるためには,厳密な理論に基づいた定量的な評価が必要である.本研究は,電磁界理論に基づいてノイズ源を含んだ正確な等価回路を導出し,通信機器設計の最適化に役立てるものである.本年度は,まず,外来ノイズ電界中の複数導体系において導体の電位と電荷が満足する連立一次方程式を導出した.この連立一次方程式を,キルヒホッフ電流則に基づく節点解析方程式と照らし合わせることで,外来ノイズ電界が回路的には電流源として振る舞うことを示した.さらに,電流源とその並列の静電容量に対して電源の等価変換を施すことで,等価電圧源による等価回路を導出し,これが先行研究で提案されていた回路モデルを拡張・一般化したものであることを示した.続いて,比較的単純な外来ノイズ電界の分布を仮定し,境界要素法(モーメント法)による静電界解析によって,上記で導出した等価回路の回路定数値を求め,その回路方程式を解くことで受信ノイズ電圧を計算した.その結果を有限差分時間領域法(FDTD法)による動的電磁界解析によって直接計算した受信ノイズ電圧と比較し,両者がほぼ一致することを確認した.これは,準静的とみなしうるノイズ電界が通信系に存在する場合,それを等価回路として完全に表現できることを意味しており,本研究のアプローチの有効性を示すものである.平成25年度は,ノイズ電界を含んだ通信チャネルの等価回路を静電界における重ね合わせの原理に基づいて導出したが,その正しさに対する疑問の声も幾つか頂いていたため,平成26年度は,数学的により詳細な証明を行った.具体的には,(1)導体上の誘導電荷によって生じる静電位は電荷密度分布とグリーン関数を含んだ積分表現となり,これが線形演算であること,(2)任意の導体電位とノイズ電界に対して導体上の電荷密度分布が一意的に決定されること,以上の2点より,導体に誘導される総電荷が,(1)ノイズ電界が存在しない場合の誘導電荷と(2)全ての導体が接地された状態でノイズ電界により誘導される電荷の合計となることを示した.この表現は線形回路網における節点方程式と同型のため,導体系に対応する等価回路を一意的に決定できる.また,上記の等価回路が実際のノイズ環境をどの程度モデル化できているのかを検証するため,実測による検討を行った.具体的には,小型バッテリーで動作する簡易電力計をウェアラブル電極上に実装し,これを人体上の様々な位置に装着した際の受信ノイズレベルを計測した.その結果,高周波安定器により駆動される蛍光灯の近傍では,蛍光管から発せられるノイズ電界によって人体全体が分極していることが受信ノイズレベルのプロファイルから読み取れ,この現象がノイズ電界の存在に基づく等価回路モデルで説明できることがわかった.一方で,ウェアラブル電極の片方を商用電源の保安アースに接続した場合,ノイズ電界の存在に無関係な受信ノイズレベルのプロファイルとなり,この効果を等価回路モデルに取り込むのが今後の課題として残された.電気電子工学平成25年度は,(1)基礎理論の整備と,(2)比較的単純なノイズ電界モデルを用いた具体的数値計算を行うことが目標であった.これらのうち,(1)に関しては,特に問題なく行うことができた.様々な図書や論文を調査してみたが,本研究のように外来電界に照射された複数導体系の回路表現について言及されたものは存在せず,全く独自のモデルであると考えている.また,(2)については,これまでに開発してきた静電界解析及び動的電磁界解析プログラムを拡張することで容易に行うことができた.上記の理由により,研究はおおむね順調に進展していると考えている.

平成26年度は,実際のノイズ電界の分布を測定し,ノイズ源がどのような形態で存在しているのかを推定する.ノイズ電界の分布を,測定計によって乱すことなく正確にプロービングするために,特別仕様の光電界センサを導入する予定である.測定結果に基づいてノイズ源の分布をモデル化し,このモデルを用いた数値計算によって等価回路のノイズパラメータを算出する.得られたパラメータを用いた回路シミュレーションによって,ノイズ低減のための回路部品について検討を行う.当初,平成26年度に購入予定の光電界センサの費用として100万円以内を想定していたが,特注の都合上,約115万円の見積額となり,平成26年度の申請額100万円だけではまかないきれないことが判明した.そのため,199,690円を平成26年度に繰り越した.上記の理由により,繰り越した199,690円と平成26年度の申請額を合わせて,光電界センサを購入する予定である.
「地域の文脈」モデルを用いた歴史災害研究の提案―昭和戦前期の都市水害を事例に―

本研究は昭和戦前期の都市化地域における水害の実態を、都市化という「地域の文脈」の中に位置づけて考察することを目的とする。災害の要因を「地域の文脈」の中に位置づけることによって、被害をもたらした要因の背景理解が可能になると考えられる。この研究により、とくに歴史地理学の立場から歴史災害研究に対して、従来取り組まれてきた復原研究に加え、「地域の文脈」モデルによる災害の背景理解を通じた新たな貢献可能性を提示する。
薬物誘導性肝障害発症におけるマイクロRNAの役割

本研究は、近年急速に様々な機能が明らかにされつつあるマイクロRNAの薬物代謝および薬物誘導性肝障害における役割を明らかにすることを目的とした。本研究において、(1)チオアセタミド等の投与による肝障害モデルラットにおいて、miR-21が保護作用に働くことを見出した。(2)環境化学物質や薬物の毒性を高めるCYP1B1は、miR-27bが誘導および恒常的発現に関与していることを見出した。(3)臨床で使用される薬の半分以上の代謝に関与するCYP3A4は、PXRという転写因子がmiR-148aによって制御されることがCYP3A4の活性の個体差に大きな影響を及ぼしていることを明らかにした。さらに、(4)細胞の増殖制御の役割を担っている活性型ビタミンD3の代謝酵素に、転写後調節にmiR-125bが関わっていることを明らかにした。以上、肝障害を初めとする副作用の発現に関わる多くの代謝酵素について、マイクロRNAの関与を明示することができた。本研究では、マイクロRNAが薬物誘導性肝障害発症に及ぼす役割について検討する。初年度の平成18年度の研究において、ヒト薬物代謝酵素であるチトクロームP450(CYP)1B1とCYP24において、マイクロRNA(miR)27bとmiR-125bがそれぞれのCYP分子種の発現を転写後制御していることを明らかにし、その一部を論文として発表できた(裏面業績2報目)。細胞における検討で、実際の活性を倍程度に変化させることを示した。さらに、発ガン部位においてこれらのマイクロRNA量が減少していることを示した。CYP24については、論文作成中である。典型的な肝障害性薬物であるジクロフェナクやチオアセタミドを投与したラットの肝試料について、マイクロRNAアレイによる網羅的な発現解析を行った。その結果、ジクロフェナクではmiR-22が変動することを明らかにした。肝由来HuH-7細胞ではmiR-22を発現しているため、アンチセンスオリゴで競合的に抑制すると細胞毒性が軽減され、防御機構の一つとして働くことを見出し、さらに詳細に検討中である。チオアセタミド投与においては、miR-21が変動しており、このターゲットタンパク質を検索中である。さらに、ヒトにおける代表的なCYP分子種である、CYP3A4の3'下流領域にmiR-27a,-27bの結合配列と高い相補性の配列を見出し、現在その役割について培養細胞およびヒト肝組織を用いて検討中である。本研究では、マイクロRNAが薬物誘導性肝障害発症に及ぼす役割について検討した。miRNAマイクロアレイを用い、チオアセタミド処置後早期において変動するmiRNAについて探索した。毒性に関与するmiRNAとして、miR-21が見出され、その変動は複数の肝毒性化合物において認められた。見出されたmiR-21について、in vitro実験系を用いてmiR-21抑制状態が及ぼす薬物誘導性細胞障害を検討した。検討に用いたシンバスタチン、ロバスタチンにおいて細胞障害性がmiR-21のAsO導入によって増強され、miR-21の働きは細胞の保護作用であることを薬物誘導性細胞障害の面から明らかにした。以上、miRNAという新しい分野において、薬物誘導性肝障害に及ぼす影響をいち早く検討した報告としてmiRNAの毒性学的な機能解析に情報を提供するものである。また、プレグナンX受容体(Pregnane X receptor, PXR)は、チトクロームP450(CYP)3A4をはじめとする薬物代謝酵素の誘導的な発現の制御に関わる核内因子である。この研究で、細胞レベルでの検討において、PXRタンパク質はmiR-148aを過剰発現させると発現が減少し、miR-148aをアンチセンスオリゴヌクレオチドで阻害すると発現が増加した。また、PXRの翻訳効率の指標であるPXRタンパク質/PXR mRNA比は、miR-148aの発現量と逆の相関にあることを25名のヒト肝試料について明らかにした。また、ヒト肝におけるPXRタンパク質の発現量は、CYP3A4のmRNAおよびタンパク質の発現量を相関した。本研究で、我々はmiR-148aがヒトPXRの発現を転写後調節しており、これによりヒト肝におけるCYP3A4の常在的および誘導的発現が制御されていることを見出した。本研究では、マイクロRNA(miRNA)が薬物誘導性肝障害発症に及ぼす役割について、マウスおよびラットに典型的な肝障害を惹起させて検討した。

ハロタン、フルタミド、アセトアミノフェンについて、肝障害の有無によりmiRNAの発現の種類と量について検討した。その結果、肝障害に伴って変動をするmiRNAをいくつか同定したが、バイオマーカーとして確立するには至らなかった。ハロタン肝障害モデルマウスにおいては、miRNAよりも信頼性の高い新規のバイオマーカーとしてIL-17を同定した。一方、miRNAが肝における薬物代謝の恒常性および誘導性に変化を与えるという仮説のもとに、基礎的実験も同時に遂行した。その結果、(1)ヒト肝で最も発現量が高く、臨床で使用される薬の半数以上の代謝に関わるCYP3A4について、PXRを介してmiR-148aによって転写後調節されていることを発見し、2008年に論文とした。(2)細胞増殖の抑制効果で知られる活性型ビタミンD_3のレセプターの発現にmiR-125bが関与していることを発見し、2009年のIntern J Cancerに発表した。(3)さらに、アセトアミノフェンの代謝的活性化に主たる役割をしめすCYP2E1について検討した。CYP2E1は古くから酵素の発現量とmessengerRNAの発現量が相関しないことが知られていた。ヒト肝で低分子の薬物および環境化学物質の代謝的活性化に関わるCYP2E1にmiR-378が関わり、個体差の原因になっていることを見出した。この結果については現在論文を作成中であり、2009年6月のP450の国際学会で発表予定である。以上、本研究においては、薬物誘導性の肝障害の直接的なバイオマーカーの確立には至らなかったものの、代謝的活性化に関わるCYPを中心とした複数の代謝酵素について、miRNAによる発現調節を説明できたことは大きな成果であると考える。