hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フェニルプロパノイド生合成系遺伝子の発現を調節する未知可動遺伝因子の探索

高等植物において、フェニルアラニンを出発物質とするフェニルプロパノイド生合成系は、アントシアニン類などの色素、フィトアレキシンなどの植物病原体に対する防御物質なで多数の生理活性物質の生合成系路であり、この経路の産生物質は、植物由来の医薬品としても古くから注目されている。一方、可動遺伝子因は転移、挿入、欠失、逆位など種々のDNA再編成を引き起こし、遺伝子の発現を調節し得る遺伝因子の総称である。本研究では有用生理活性物質の生合成系遺伝子の調節のパラダイムとしてアントシアニン系色素の生合成系遺伝子の発現を調節する可動遺伝因子に注目し、アサガオ、マルバアサガオやサツキなどの各種絞り花の品種より、新しい可動遺伝因子を探索し、その構造解析を行わんとするものである。(1)絞りアサガオの一系統の色素生合成系遺伝子の一つDFR遺伝子中にトウモロコシの転移因子Spm類縁の新しい転移因子が存在することを見いだし、その末端領域の塩基配列の決定を行い、構造と機能の関係を検討した。(2)絞り花のマルバアサガオのゲノムDNAを種々のアントシアニン系色素生合成系遺伝子のcDNAなどをプローブとして構造解析を行ったところ、ジオキシゲナーゼと考えられる遺伝子内にDNA再編成が起こっていると考えられる結果を得たので、その構造の詳細をクローン化して検討中である。(3)野外で育成しているサツキ、ツツジなどの新芽や若葉より高分子DNAを収率よく得る技術を確立したので、種々のアントシアニン系色素生合成系遺伝子のcDNAをプローブとして、絞り花ツツジでDNA再編成が起こっているか否かを検討中である。現在、遺伝子発現の制御に関する研究はそのほとんどが遺伝子のプロモ-タ-領域の解析などの転写調節機構の解明を目的とした研究である。しかしながら、遺伝子発現の制御は転写以外にも種々のレベルで行われており、本研究のようなDNAレベルでの制御、すなわち非相同性の組換えによるDNA再編成による遺伝子発現の制御は近年注目を集めている。薬用植物の牽牛子として奈良時代に渡来し、江戸時代に各種の園芸種が作出されたアサガオの絞り花の形成も転移因子によるDNA再編成の関与した色素生合成系遺伝子の発現制御の結果ではないかと考え、絞りアサガオより未知転移調節因子を単離することを試みた。アサガオは花色や花・葉などの形態に関する種々の変異体が存在し、本研究で用いた絞りアサガオは遺伝学的には雀斑(Flecked)と呼ばれるもので江戸時代に分離され、昭和10年代に詳細な遺伝学的研究の行われた系統である。なお、濃紫色の花を咲かせるアサガオの一系統を、対照の全色花として用いた。まず、全色アサガオと絞りアサガオの両方よりDNAを分離し、すでに単離されているペチュニアなどのアントシアニン色素生合成系の遺伝子をプロ-ブとしたサザンハイブリダイゼ-ション法を行ったところ、絞りアサガオDFR遺伝子中に6kbのDNA配列が挿入されていると考えられる結果を得た。そこで、アサガオDFR遺伝子領域を絞り及び、全色アサガオよりクロ-ニングし、解析をした結果、この6kbのDNA配列の末端領域には転移因子に特徴的な逆反復配列と標的重複配列が見いだされ、その末端逆反復配列及び標的重複配列の塩基数は、よく解析されているトウモロコシの転移調節因子の一つSpmに極めて類似していた。従って、我々はアサガオより最初に転移調節因子を単離したと考えられる。高等植物において、フェニルアラニンを出発物質とするフェニルプロパノイド生合成系は、アントシアニン類などの色素、フィトアレキシンなどの植物病原体に対する防御物質など多数の生理活性物質の生合成系路であり、この経路の産生物質は、植物由来の医薬品としても古くから注目されている。一方、可動遺伝因子は転移、挿入、欠失、逆位など種々のDNA再編成を引き起こし、遺伝子の発現を調節し得る遺伝因子の総称である。

本研究では有用生理活性物質の生合成系遺伝子の調節のパラダイムとしてアントシアニン系色素の生合成系遺伝子の発現を調節する可動遺伝因子に注目し、アサガオ、マルバアサガオやサツキなどの各種絞り花の品種より、新しい可動遺伝因子を探索し、その構造解析を行わんとするものである。(1)絞りアサガオの一系統の色素生合成系遺伝子の一つDFR遺伝子中にトウモロコシの転移因子Spm類縁の新しい転移因子が存在することを見いだし、その末端領域の塩基配列の決定を行い、構造と機能の関係を検討した。(2)絞り花のマルバアサガオのゲノムDNAを種々のアントシアニン系色素生合成系遺伝子のcDNAなどをプローブとして構造解析を行ったところ、ジオキシゲナーゼと考えられる遺伝子内にDNA再編成が起こっていると考えられる結果を得たので、その構造の詳細をクローン化して検討中である。(3)野外で育成しているサツキ、ツツジなどの新芽や若葉より高分子DNAを収率よく得る技術を確立したので、種々のアントシアニン系色素生合成系遺伝子のcDNAをプローブとして、絞り花ツツジでDNA再編成が起こっているか否かを検討中である。
痒みと神経障害性掻痒の中枢性感作機構と脊髄後角の神経ネットワークに関する研究

平成30年度は痒みの伝達経路を探索するために、fos-GFPマウスを用いてc-fosの発現を指標に脳の網羅的探索を行った。ヒスタミン等注射による急性痒みモデルでは注射の際のハンドリング等によるストレスが脳の神経活動を上げて痒み応答部位の探索が困難になるため、長期にわたり自発掻破を引き起こす慢性掻痒モデルとして、ビタミンD塗布モデルとジニトロフルオロベンゼン(DNFB)塗布モデルを作製し、全脳におけるc-fos発現解析を行った。ビタミンD塗布による慢性掻痒モデルでは1週間のコンディショニングにより頬に乾燥や表皮肥大化や炎症メディエーターであるthymicstromal lymphopoietin (TSLP)のmRNAの発現増加が見られ、それに伴い自発的な掻破行動が見られた。一方、このモデルでは塗布1週間でマウスの体重減少と衰弱が見られ、ビタミンD過剰摂取による副作用で食欲低下が起こっていると考えられた。6日目の脳全域におけるc-fos発現を解析したところ、1parasubthalamic nucleus (PSTh)、2central amygdala (CeA)、3parabrachial nuclei (PB)やその他領域でビタミンD塗布モデルに特異的なc-fos発現細胞群が見られた。現在、DNFB塗布による慢性掻痒モデルにおいてもc-fos発現解析を行っている。ビタミンD塗布モデルとの発現を比較しながら、慢性掻痒に共通する脳部位の同定を進めている。今後、明らかになった脳部位に対して、Tet発現誘導システムを用いて、痒みに応答して活性化したニューロン特異的な細胞破壊や人為的活性化を行う。これにより掻破行動や神経活動マーカーの発現がどう変化するか解析し、脳領域の痒みの情報処理に対する役割や領域間の情報の流れを解析する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1)起痒物質の頬への注入による掻痒モデルの中枢性感作機構の解明ー抗マラリア薬クロロキンを頬に注入して、クロロキンで誘発される痒み行動の経時変化と濃度依存性を比較検討した後に、c-fosの発現で中枢性感作機構の解明を進めた。さらに、セロトニンを頬に注入して痒みを起こし、延髄の三叉神経脊髄路核でc-fosの上昇が限局して見られることを示した。野生型マウスに比べてグルタミン酸受容体GluN2Bの1492番目のTyr残基がリン酸化できないY1472Fノックインマウスを用いるとクロロキンの掻痒行動は有意に減少したが、セロトニンは掻痒行動に差が無かったことから、2つの起痒物質で中枢神経経路と中枢性感作機構が異なることが示唆された。現在、延髄でのc-fosの発現の時空間的解析により中枢神経系の伝達経路と関与する神経伝達物質の解明を進めている。2)慢性掻痒モデルによる中枢性感作機構の解明ー乾燥性皮膚掻痒モデルを野生型マウスとY1472Fノックインマウスに適用して、誘発される痒み行動の反応強度と経時変化を比較検討した結果、野生型マウスに比べてY1472Fノックインマウスで掻痒行動が減少したことから、慢性掻痒でもグルタミン酸NMDA受容体GluN2Bのリン酸化が関与していることを明らかにした。3)下肢における掻痒モデルの確立と脊髄後角での中枢性感作機構の解明ー下肢における掻痒モデルと痛覚の中枢性感作機構の違いを解明するために、下肢にクロロキンを注入して、掻痒モデルの確立を行った。4)脊髄後角の神経ネットワークの解析ーCa2+インディケータータンパクが発現する遺伝子改変マウスの刺激応答パターンを脊髄スライス標本あるいはin vivoで多光子励起顕微鏡を用いて検討を行った。クロロキンに関する痒みの論文を発表することができた。その後、セロトニンの掻痒行動がY1472Fノックインマウスで差が無いことから、脊髄後角の中枢性感作機構の解明の糸口がつかめた。さらに、脊髄後角の中枢神経系のネットワークを解明するためのツールとしてc-fos-YFPトランスジェニックマウスを入手し、クロロキンとセロトニンのc-fosの発現の違いを検討している。慢性掻痒モデルの中枢性感作機構を解明するために乾燥性皮膚掻痒モデルの作製を行った。脊髄後角のネットワークをin vivoで解析するために多光子励起顕微鏡システムを確立していることから、おおむね順調に進展していると考えている。脊髄や三叉神経脊髄路角において痒み刺激や痛み刺激に対するc-fosの発現位置は非常によく似ており、異なる細胞群において伝達されているのか識別するのは容易でない。そこでFos-tTA、Fos-EGFP、TRE-hM4Diマウスを作製し、痒みや痛み刺激に応答したc-fos発現ニューロンの人為的な活動抑制を行い、それにより他の痒みや痛み刺激に対する応答が変化するか解析した。その結果、生食を注射したコントロール群と比較してカプサイシン、クロロキン投与群は共に2度目のクロロキン注射に対する掻破行動を低下させた。2)In situハイブリダイゼーションと免疫染色による痒み経路の比較セロトニンの伝達経路とヒスタミンやクロロキンの伝達経路が異なるかを明らかにするためにmRNAとタンパクの発現時間の差を用いてin situハイブリダイゼーションと免疫染色による発現比較解析を行った。しかし、ヒスタミン-ヒスタミンやα-メチルセロトニン-α-メチルセロトニンの組み合わせにおいても二重染色される割合が低く同じ細胞が同じ刺激に応答しているというコントロールを取ることが難しかった。

これはin situハイブリダイゼーションと免疫染色の感度の差が大きいためであると推測された。3)慢性的な痒みマウスの作製と脳における痒み経路の探索ビタミンD3のアナログ体を用いて慢性的な痒みモデルの作製を行った。1週間のコンディショニングにより頬に乾燥や表皮肥大化や炎症メディエーターであるTSLPのmRNAの発現増加が見られ、自発的な掻破行動が見られたが、痒みの伝達物質GRPへの応答の上昇などの可塑性は見られなかった。現在、このマウスを用いて脳におけるc-fos発現解析を行っている。クロロキンに関する痒みの論文を発表することができた。その後、セロトニンの掻痒行動がY1472Fノックインマウスで差が無いことから、脊髄後角の中枢性感作機構の解明の糸口がつかめた。さらに、脊髄後角の中枢神経系のネットワークを解明するためのツールとしてFos-tTA、Fos-EGFPダブルトランスジェニックマウスとTRE-hM4Diマウスを入手し、これらのマウスを掛け合わせFos-tTA、Fos-EGFP、TRE-hM4Diマウスを作製した。現在、急性掻痒モデルと慢性掻痒モデルでc-fosの発現の違いを検討している。慢性掻痒モデルの中枢性感作機構を解明するために乾燥性皮膚掻痒モデルだけでなく、ビタミンDアナログを用いた慢性掻痒モデルの作製に成功した。現在、本研究に必要な遺伝子改変マウスを次々と作製している。そして、脊髄後角のネットワークをin vivoで解析するために多光子励起顕微鏡システムを確立していることから、おおむね順調に進展していると考えている。平成30年度は痒みの伝達経路を探索するために、fos-GFPマウスを用いてc-fosの発現を指標に脳の網羅的探索を行った。ヒスタミン等注射による急性痒みモデルでは注射の際のハンドリング等によるストレスが脳の神経活動を上げて痒み応答部位の探索が困難になるため、長期にわたり自発掻破を引き起こす慢性掻痒モデルとして、ビタミンD塗布モデルとジニトロフルオロベンゼン(DNFB)塗布モデルを作製し、全脳におけるc-fos発現解析を行った。ビタミンD塗布による慢性掻痒モデルでは1週間のコンディショニングにより頬に乾燥や表皮肥大化や炎症メディエーターであるthymicstromal lymphopoietin (TSLP)のmRNAの発現増加が見られ、それに伴い自発的な掻破行動が見られた。一方、このモデルでは塗布1週間でマウスの体重減少と衰弱が見られ、ビタミンD過剰摂取による副作用で食欲低下が起こっていると考えられた。6日目の脳全域におけるc-fos発現を解析したところ、1parasubthalamic nucleus (PSTh)、2central amygdala (CeA)、3parabrachial nuclei (PB)やその他領域でビタミンD塗布モデルに特異的なc-fos発現細胞群が見られた。現在、DNFB塗布による慢性掻痒モデルにおいてもc-fos発現解析を行っている。ビタミンD塗布モデルとの発現を比較しながら、慢性掻痒に共通する脳部位の同定を進めている。
アクチビンA/EDFの生理活性の解析-巨核球分化誘導時の細胞周期調節因子の動態

L8057の同調培養系の確立を試み、ハイドロキシウレア(HU)、ノコダゾール、トリコスタチンAを用いたが、これら試薬への細胞の抵抗性が弱く、処理により十分な数の同調生細胞を得られず、現在新たな方法を模索中である。そこで今年度は既に当教室で同調培養法を確立した巨核芽球性白血病細胞株CMKを用い、PMA刺激時の巨核球系の分化マーカーGPIIb/IIIaの発現を指標として、巨核球分化誘導時の細胞周期調節因子の動態を解析した。その結果、HUにより細胞周期を同調したCMKをG1/S期(同調培養開始:0時間)にPMA刺激するとG2期に、G1早期(同調開始後13時間)に刺激するとG1期後半に細胞周期は一時的に停止した。Northern blottingを行うと、細胞周期の停止に一致して、細胞周期調節遺伝子であるcyclin A,B,D1のmRNAのdownregulationが見られた。最も興味深い所見は、G2期およびG1期後半いずれの時期の周期停止においても、同時に細胞表面上のGPIIb/IIIaの劇的な発現誘導が認められたことである。さらにGPIIB/IIIa発現は、Zn finger型転写因子であるGATA-1のmRNA発現と同調することも明らかになった。GATA-1は赤血球系に特異的な遺伝子のpromoterあるいはenhancerに結合することが知られているが、同時に巨核球系にも発現し、GPIIb遺伝子のpromoter領域に結合することが報告されている。アクチビン処理によるK562の分化誘導には、G1期における再病周期の一時的停止が伴うと報告されている。このことから増殖の遅延もしくは停止は細胞の分化と密接に関連していることが伺われる。今回、CMKにおいてはG1期停止のみならずG2期においても細胞周期が停止し、同時に細胞分化が進展することが明らかになった。従つて巨核球系においても、増殖の停止が分化と密接に関連していることが推定される。特にG1,G2両期における分化誘導は、巨核球の多核化の現象を解明するうえで重要な所見と考えられ、現在IL-3などの生理的因子によるCMK刺激での解析、他の巨核球系細胞株での検討を行っている。今年度得た上記の知見については、現在投稿中である。
膵癌に対する超音波内視鏡下薬物局注法及び動注化学療法による新規集学的治療の開発

実現可能性を動物実験において検討した。はじめに、薬液の粘性、注入量などから実際に投与しうる注入量、割合を検討し、薬液の混合割有の至適範囲を決定した。その後、膵癌患者を対象とした臨床試験で、超音波内視鏡下に薬液を標的病変に対し注入し、安全性と薬液拡散程度を検討した。具体的には、有害事象発生頻度やCT検査における薬液の拡散面積を算出した。これらの結果をもとに、ランダム化比較試験にむけての至適濃度を決定した。切除不能膵癌に対する動注化学療法の弱点は、動注灌流域外となる後方浸潤部や転移リンパ節のコントロールに弱い点がある。今回の研究はこれらの部位への超音波内視鏡下局注療法にある。エタノールは局注療法として、HCCなどを中心に用いられてきたが、目的部位より拡散してしまう可能性がある、特に後方浸潤部などの間質部などに局注した場合は、拡散が強く効果が期待できない可能性がある。そのため、エタノール(あるいはフェノール)にグリセリンを混合し、粘度を上昇させる方法を考えた、まずは、実験に先立ち、実際エタノール(フェノール)にグリセリンを混合する濃度を変えて、藁液を作製した。エタノール:グリセリンを9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7で薬液を作製し、粘度試験機にて粘度を測定した。またフェノールは粉末剤であるたね、フェノール濃度はそのままで、グリセリン濃度だけを90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%で薬液を調整し、同様に粘度試験機にて粘度を測定した。さらに実際に局注する際に用いる、針(22G)に薬液を通して、注入可能かを検討した。エタノールは.80%以上でないと殺細胞効果が乏しいことが予想され、80%以上で有効な粘度が得られることを期待したが、有効な粘度は得られなかった。一方フェノールはグリセリン濃度が70%以下であれば、実際に注入が可能であり30%以上で適度な粘度がえられていた。この結果をふまえ、まずは30%と60%グリセリン濃度での7%フェノール溶液を作製し、これを用いて膵癌患者での臨床試験を計画し、登録を開始した。まずは造影剤をまぜた薬液を注入し、術直後のCTでの集積部位を測定し、至適濃度を決定する。切除不能膵癌は近年、抗癌剤(Gemcitabine, TS1)により治療成績が改善してきているが、生存期間中央値(MST1)は5-10ヶ月と十分な成績ではない。我々は、切除不能膵癌に対し、膵周囲血行改変術と動注化学療法を行い良好な成績(MST22ヶ月)を報告してきた。しかし、膵周囲神経叢浸潤や転移リンパ節などの動注灌流域外の効果に乏しく、これらの領域のコントロールが課題である。これらの部位はアプローチが困難であることから治療の対象とはならなかったが、近年超音波内視鏡で認識が可能となりリアルタイムに安全に穿刺治療できることがわかってきた。現在疼痛緩和のため腹腔神経叢へのエタノール局注療法は行われているが、標的部位外に薬剤が拡散したり、アルコール不耐症では使用できないなどの問題点がある。そこで、従来より申言諸らが独自に行ってきた動注化学療法に加え、動注灌流域外となる部位を超音波内視鏡下にエタノールグリセリン局注療法を行うことで治療成績の改善を図る。エタノールにグリセリンを混合することで薬液が浸濁潤する部位を比較的限定できること、緩徐に薬液が浸潤することから治療効果がより発揮できる可能性がある。また本邦では欧米に比してアルコール不耐の患者が多く、そういった患者にはフェノールグリセリンを用いることで治療可能となる。すなわち、本研究では膵周囲血行改変術+動注化学療法に加え、癌浸潤神経叢/転移リンパ節に対し超音波内視鏡下エタノールグリセリン局注療法を行うことで、膵癌への局所治療と癖痛緩和治療を同時にあわせもった新たな集学的治療の開発を目論む。
脳卒中片麻痺上肢の回復状態に適応して訓練の難易度が変わる促通的運動療法装置の開発

脳卒中片麻痺上肢の運動機能回復訓練において,訓練課題に対する誤差情報を低減して患者に提示し,患者の症状に合わせて訓練の難易度を調整することで,訓練の導入と継続が容易になるシステム(誤差低減提示法)を開発した.そして,鹿児島大学附属病院霧島リハビリテーションセンターに設置し,臨床試験を実施した.その結果,以下の知見が得られた.・訓練前後に行った検査結果から,麻痺症状の改善が認められた.・訓練前後に行った検査結果では,提案手法を用いなかった場合と比べて,有意な差は認められなかった.・訓練後に行ったアンケートの結果,提案手法を用いた場合の方が訓練の容易さについて患者の評価が高かった.さらに,脳卒中片麻痺上肢の運動機能回復訓練において,安全性を考慮した介助力を患者に提示するため,電磁石を用いた新しい力覚提示装置を開発した.開発した力覚提示装置を用いて,健常者に対して仮想的なばね力を提示する実験を行ったところ,設定した力覚を安全に提示することに成功した.その結果,提案した力覚提示装置は,鹿児島大学において職務発明として認められ,特許申請(特願2007-326502)するに至った.以上により,誤差低減表示法と電磁石を用いた力覚提示装置を組み合わせた上肢運動機能回復訓練支援システムを開発することができれば,訓練時の患者の負担を軽減し,意欲的に運動機能回復訓練を継続できるようにすると同時に,脳が指令すべき筋肉を刺激して,脳から筋肉までの指令系統が活性化されることが期待できる.脳卒中片麻痺上肢の運動機能回復訓練において,訓練課題に対する誤差情報を低減して患者に提示し,患者の症状に合わせて訓練の難易度を調整することで,訓練の導入と継続が容易になるシステム(誤差低減提示法)を開発した.そして,鹿児島大学附属病院霧島リハビリテーションセンターに設置し,臨床試験を実施した.その結果,以下の知見が得られた.・訓練前後に行った検査結果から,麻痺症状の改善が認められた.・訓練前後に行った検査結果では,提案手法を用いなかった場合と比べて,有意な差は認められなかった.・訓練後に行ったアンケートの結果,提案手法を用いた場合の方が訓練の容易さについて患者の評価が高かった.さらに,脳卒中片麻痺上肢の運動機能回復訓練において,安全性を考慮した介助力を患者に提示するため,電磁石を用いた新しい力覚提示装置を開発した.開発した力覚提示装置を用いて,健常者に対して仮想的なばね力を提示する実験を行ったところ,設定した力覚を安全に提示することに成功した.その結果,提案した力覚提示装置は,鹿児島大学において職務発明として認められ,特許申請(特願2007-326502)するに至った.以上により,誤差低減表示法と電磁石を用いた力覚提示装置を組み合わせた上肢運動機能回復訓練支援システムを開発することができれば,訓練時の患者の負担を軽減し,意欲的に運動機能回復訓練を継続できるようにすると同時に,脳が指令すべき筋肉を刺激して,脳から筋肉までの指令系統が活性化されることが期待できる.1.研究目標本研究の目的は、脳卒中片麻痺上肢のリハビリ訓練において、訓練時の患者の負担を軽減し、意欲的に運動機能回復訓練を継続できるような新しい運動療法装置を開発することであり、本年度は以下の内容を目標においた。(1)上肢の運動軌道を計算機上で補正して提示するソフトウェアの開発(2)患者の症状に適応して、誤差情報を補正するソフトウェアの開発(3)ビジュアル計測技術を利用して上肢の運動軌道を計測するシステムの開発(4)麻痺上肢の運動を促す介助力を電磁石を用いて安全に生成するシステムの開発2.研究成果上記の研究目標(1)および(2)について、まず目標軌道の座標データをもとに、上肢の運動軌道を目標軌道に近づけて補正・提示する誤差低減表示法を開発した。また、目標軌道に対する誤差の大きさを患者の回復レベルの指標として、その値に応じて誤差情報を補正して提示する計算機プログラムを開発した。そして、従来から用いていた上肢運動機能回復訓練・検査装置に、これらの計算機プログラムを実装して臨床応用を試みた。被験者(患者)に対するアンケートの結果、訓練時の患者が感じる負担が軽減されることを確認した。一方、研究目標(3)および(4)については、臨床応用には至っていないが、実験装置を製作してそれらの実現可能性を確認した。具体的には、上肢の運動をスライダを使って1自由度に制限し、CCDカメラで撮った画像を処理することで、上肢の位置を測定するシステムを開発した。さらに、電磁石と永久磁石を組合わせて、上肢に力覚を伝えるシステムの実現に成功した。【本研究の目的】脳卒中片麻痺上肢のリハビリ訓練において、訓練時の患者の負担を軽減し、意欲的に運動機能回復訓練を継続できるような新しい運動療法装置を開発することを本研究の目的としている。そこで、上肢の運動軌道を計算機上で補正し、目標軌道との誤差を低減して表示することによって患者の精神的負担を軽減する誤差低減表示法を考案している。またさらに、麻痺上肢の運動を促すための介助力を電磁石を用いて安全に生成する一軸力覚提示装置を開発している。本年度は以下の内容を目標においた。(1)誤差低減表示法を組込んだ運動療法装置を用いて,臨床応用データを蓄積しその効果を検討する。(2)電磁石を用いた力覚提示装置の臨床応用に向けた改良を行う。【研究成果】研究目標

(1)について、鹿児島大学附属病院霧島リハビリテーションセンターにて、入院患者を対象に誤差低減表示法を用いた場合と用いなかった場合との比較検討を行った。上肢の運動軌道と目標軌道との誤差時間積分値をもとに訓練効果の評価を行った。その結果、両方において改善が認められた。誤差低減表示法の目的は、患者が訓練を容易に持続して行うことができるようにすることであるが、その評価には今後のデータの蓄積と検討が必要である。研究目標(2)について、CCDカメラを用いたビジュアルサーボによる電磁石の位置決め制御系の構成方法を見直して改良を行った。そして、鹿児島大学附属病院霧島リハビリテーションセンターにて、入院患者を対象に試用した結果、訓練に応じて麻痺上肢に安全に力覚を提示できることを確認した。今後、麻痺上肢の運動を促すための介助力を生成するソフトウェアを開発し、誤差低減表示法を組込んだ運動療法装置と統合することができれば、患者が意欲的に運動機能回復訓練を継続できるような新しい運動療法装置が実現できるものと期待される。
HIVプロウィルス転写活性制御におけるAP-1の役割

HIVプロウイルスの転写活性制御に関わるAP-1の役割を具体的に検討し、さらに従来知られているNF-κBとどのような関連があるのかについて検討を加えるために以下の実験を行なった。1.細胞培養およびHIV1-LTRの転写活性の測定細胞としてヒトプロモノサイトのU937とT細胞クローンのJurkat細胞を用いた。HIV-1のプロモーターであるLTRとレポーター遺伝子であるクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)発現遺伝子を連結したプラスミド(pHIV1-CAT)をエレクトロポレーションにてトランスフェクトした後、PMAで刺激するとHIV1-LTRの転写活性が促進される。ゲルシフトアッセイにてNF-κBおよびAP-1の活性化をみると高濃度のPMAではNF-κBが活性化されるが、4ng/ml以下のPMAではNF-κBの活性化はみられず、AP-1のみが活性化されていた。2.HIV-1 LTRの転写活性に与えるAP-1とNF-κBの役割についての検討AP-1を細胞内で過剰に発現させ、それがHIV-1 LTRの転写活性にどのような影響を与えるかを検討した。このためにはNF-κBの構成因子であるp65とp50の発現ベクターおよびAP-1の構成因子であるc-Jun,c-Fosの発現ベクターをpHIV1-CATとともにトランスフェクトして24時間後に細胞内蛋白を回収し、CAT蛋白の発現をCAT ELISAにて測定した。NF-κB(p65とp50)のトランスフェクションではHIV-1 LTRが活性化されるが、AP-1(c-Junとc-Fos)のトランスフェクションではHIV-1 LTRは活性化されなかった。NF-κB,AP-1を同時にトランスフェクトすると、AP-1はNF-κBのHIV-1 LTRが活性化を抑制した。内因性のAP-1の影響を完全に消去するためにc-Junの転写活性ドメインの欠如したJun dominant negativeを用いた。このJun dominant negativeは過剰に発現されると正常なc-Junが働けなくなる。このJun dominant negativeを加えるとAP-1のNF-κB抑制効果は消失した。
拡張現実感（VR）が拓く没入型運転者危険予測教育システム

平成30年度は,実写の360度運転映像の収集と運転者教育システムの開発を行った。全方位映像収集には,360度カメラ「GoPro Fusion」を用い,運転者の左目に近い位置にカメラを固定して撮影する。走行環境(交差点,高速道路,山道,バス停留場付近,横断歩道など),時間帯(日中,薄暮,夜間など),気象条件(晴天,霧,降雨,降雪,積雪など)などの条件に応じて分類された。また,映像収集段階では,衝突事故,交通違反など危険度が高い場面を表現することが難しいので,本研究では,事故発生する直前の映像に対しUnityエンジンを使い,3DCG技術で作成した仮想的な立体対象物を実写の360度運転映像に追加処理を行った。この技術により,出会い頭の事故(信号のない交差点),交差点における自動車の左折巻込み事故,路側帯から車道への進出事故などの危険場面を手軽かつ安価的に再現できた。現時点では,実写映像と合成した仮想物体の違和感が多少残ってしまうため,今後は差が目立たないように調整する必要がある。さらに,事故が発生するまでの運転者の危険場面に対する認知行動を計測する機能を開発した。仮想のレーザーポインターの動作を体験者の視界として追跡及び分析することで,周囲の状況に気を配れているか,安全確認を正しく行っているかなども計測する。上記の運転者教育システムを用い,訓練効果の検証実験を行った。その結果,従来の運転者危険予測教育システムよりも臨場感と自主性を高めて訓練を行うことが可能となった。本研究では,臨場感と使用者の自主性を高めることを目的に,全方位映像とヘッドマウントディスプレイ,入力用の小型端末を用いた運転者に対する危険予測教育システムの開発を行った。また,本システムを使用した場合の訓練効果を確認する為に検証実験を行ったところ,来年度は危険予測能力の向上を推移として評価することを行う予定である。当初の計画通りに進展している。今後は,より詳細に場面の種類を統一し,多くの場面映像を用いて検証実験を行うことで,本システムの利用における訓練効果を明らかにしていく予定である。走行環境,時間帯,気象条件の異なる条件の映像に対し評価実験を実施する。計測結果をもとに,各条件における平均反応時間について傾向を分析する。また,仮想のレーザーポインターの動作を体験者の視界として追跡及び分析することで,周囲の状況に気を配れているか,安全確認を正しく行っているかなども計測する。検証実験の計測内容は平均反応時間とし,同じ映像シナリオに対して複数回計測を繰り返した後,さらに提示される異なる映像シナリオに対しても同様に実施する。計測結果を最初の計測結果と比較し,平均反応時間に有意差が見られるかを検証する。なお,被験者毎の差異および若年層と高齢層での傾向の違いについても明らかにする。
特異な脂肪酸による神経細胞のプログラム細胞死に関する研究

特異な脂肪酸の一つであるエレオステアリン酸(ESA)の神経細胞死のメカニズムを解明するために,各種阻害剤およびノックダウン実験を行った。その結果,ESAは形態学的には,典型的なアポトーシス様(細胞の縮小,核の凝集,アポトーシス小体)を示したが,カスパーゼ非依存性でかつPARP-1の活性化やDNA酸化的損傷を伴うことなくAIF(apoptosis-inducing癒ctor)の核移行およびERK(extracellular signal-regulatedkinase)リン酸化依存的に細胞死を誘導した。この細胞死はERKの阻害やトコフェロール存在下で完全に抑制された。共役トリエン脂肪酸(eleostearic acid,ESA)およびそのメチルエステル体を用いてアポトーシス誘導メカニズムについて検討した。神経細胞株PC12,SH-SY5Y,NG108-15細胞に対して低濃度でアポトーシスを誘導した。そのメカニズムを解明するために,各種阻害剤を用いてその阻害効果を検討したところ,MAPKのひとつERKの阻害剤で強くアポトーシスが抑制されることが,また,カスパーゼ3/7の活性化が起こらないこと,AIF(a__-poptosis-i__-nducing f__-actor)がミトコンドリアから核に移行することが分かった。ウェスタンブロットでERKのリン酸化(活性化)が見られたが,カスパーゼ3の活性型のバンドは検出されなかった。一方,レーザー共焦点顕微鏡を用いたタンパク質局在について調べたところ,AIFは脂肪酸ESA刺激で核に移行すること,ERKもリン酸化に伴い核に移行することが判明した。さらに,総DNAを抽出し,パルスフィールド電気泳動で解析したところ,アポトーシスに典型的なDNA断片化は観察されなかったが,40-50kbase付近に,AIFによるものと考えられるDNA断片が見られた。同様のメカニズムで細胞死を起こす,MNNG(DNAアルキル化剤)やNMDA刺激を介した場合に見られる,AIF活性化に伴うPARP-1分子の活性化がESA刺激では見られず,同じカスパーゼに依存しないアポトーシスでありながらメカニズムは異なることが強く示唆される。以上の結果は,これまでには見出されていないアポトーシス経路がまだ存在することが考えられ,その機構を明らかにすることは,神経変性疾患治療の新たなターゼットとして有望なだけでなく,これまで原因の分からない神経変性の形成機構の理解に繋がる可能性を持つものと期待している。共役トリエン脂肪酸(eleostearic acid, ESA)のアポトーシス誘導メカニズムについて,これまでの研究から,ESAはカスパーゼ非依存性のアポトーシス性細胞死を誘導すること,AIFが細胞死に重要であること,このタイプの細胞死には必修とされるPARP-1分子の活性化が見られないことを明らかにしてきた。そこで,今回は,さらにESAによる細胞死のメカニズムを解明するために,Bcl-2,Bcl-X_Lの過剰発現やMEKやPARP-1のsiRNAによるノックダウン実験を行った。その結果,培養神経細胞PC12細胞にBcl-2,Bcl-X_Lを過剰発現させてもESAによる神経細胞死は抑制されないこと,同様にPARP-1の阻害剤およびsiRNAによるノックダウンでもESAによる神経細胞死(PC12細胞)は抑制されないが,MEKの阻害剤およびsiRNAによるノックダウンではESAによる細胞死を抑制されることが分かった。これまで,カスパーゼ非依存性のアポトーシス性細胞死ではDNAアルキル化剤MNNGのようにDNAに損傷を与え,それが刺激となってPARP-1が活性化され,次にAIFがミトコンドリアから核内に移行して細胞死を誘導すると考えられてきた。しかしながら,ESAによる細胞死ではPARP-1はウェスタンブロットによる解析で活性化された結果の切断型が検出されず,上記の実験結果と合わせてPARP-1も非依存性である,新規の経路で細胞死が進行していることが強く示唆された。MEKの阻害で細胞死が止まることから,MEKを経る経路が重要であることが分かったが,MEK-ERKの下流のシグナルは現在まで特定できていない。今後,検討すべきところである。一方,MEKの他にESAによる細胞死を完全に抑制するものにトコフェロールがある。活性酸素生成などについても詳細に検討したところ,これは,ESA刺激により細胞に,特にミトコンドリアにおいてスーパーオキシドの生成が刺激後4-6時間程度で認められ,トコフェロールがこれを消去できると考えられた。共役トリエン脂肪酸(eleostearic acid, ESA)のアポトーシス誘導メカニズムについて,cytochrome-cやBaxのミトコンドリアへの局在,DNA損傷やPARP-1の活性化を伴わなずにAIFのミトコンドリアからの遊離とそれに続く核移行を誘導する,これまでにない作用機構で進行する非カスパーゼ依存性細胞死であることを明らかにしてきた。

今年度は,AIFの遊離を誘導する分子が何であるかを突き止めるために細胞死関連分子について検討した。Death-associated protein kinase (DAPK)は,セラミド刺激など細胞死刺激により活性化されるキナーゼである。WTおよびkinase-dead DAPK-K42Amutantを用いた実験からESA刺激による細胞死にはDAPKは関与しないと考えられた。また,ミトコンドリア分裂が細胞死を誘導する因子の放出を促進することがこの細胞死に関与しているかを調べた。Drp1の阻害剤Mdivi-1およびDrp1に対するsiRNAを用いた検討から,分裂阻害により長くつながったミトコンドリアが確認されたがESA刺激による細胞死を阻害しなかったことから,ミトコンドリア分裂の抑制も重要ではないことが判明した。さらに,Cyclophilin Aやリン酸化histone-H2AXの核でのAIFとの共局在化が必須と報告されていたことから検討したが,Cyclophilin A siRNAにおいても細胞死阻害効果が認められず,またESA刺激ではリン酸化histone-H2AXそのものが観察されなかった。また,細胞質および核に局在化するAIFのdeletion mutantであるΔN102AIF-GFPを発現させて同様の検討を行った。その結果,ESA刺激しない条件での実験からΔN102AIF-GFPの強い核移行およびCyclophilin Aの局在化にも関わらず細胞死は見られず,ESA刺激が必要であった。以上の結果から,ESAにより誘導される細胞死はカスパーゼ非依存的であるだけでなく,これまで必須と考えられてきたcyclophilin-AやH2AXリン酸化およびPARP-1の活性化が一切必要ではない新しいメカニズムで進行していると考えられた。どのような分子がcritical factorであるかさらに検討中である。
てんかん発作感受性遺伝子MMPの機能的役割と発現機構の網羅的解析

本研究では、ペンチレンテトラゾール(pentylenetetrazole:PTZ)連続投与によりキンドリングを形成したマウスの海馬におけるマトリックスメタロプロテアーゼ-9(matrix metalloproteinase-9:MMP-9)の動態と機能解析について検討した。PTZの連続投与はキンドリング形成に伴ったMMP-9の発現増加と活性化を引き起こした。キンドリングマウスで認められるMMP-9の活性化は痙攣誘発因子であるbrain-derived neurotrophic factor(BDNF)のmature化を引き起こすことで、キンドリングの形成を導く可能性が示唆された。本研究では、「難治性てんかんは、神経突起の伸展作用などを有するマトリックスメタロプロテアーゼ-9(matrix metalloproteinase-9:MMP-9)による異常なシナプス可塑性が関与する」との作業仮説を立て、ペンチレンテトラゾール(pentylenetetrazole : PTZ)連続投与によりキンドリングを形成したマウス(てんかんモデルマウス)の海馬におけるMMP-9の機能解析と発現機構の解明を最終目標とする。平成21年度は以下の点を明らかにした。1.てんかんおよび痙攣発作におけるMMP-9の機能的役割PTZを連続投与したキンドリングマウスの海馬において、MMP-9の活性化および発現の増加が認められた。キンドリングマウスの海馬脳において苔状線維の異常発芽が確認できた。この異常発芽はMMP-9遺伝子欠損[MMP-9-(-/-)]マウスの海馬脳では確認できなかった。現在、定量結果を得るため例数の追加を行っている。2.神経栄養因子や細胞外マトリックスの発現変化3. MMP-9-(-/-)マウスにおけるBDNFの発現変化野生型マウスにPTZを連続投与すると、海馬におけるmature型BDNFタンパクの発現が増加したが、MMP-9-(-/-)マウスでは認められなかった。以上の結果から、キンドリングマウスで認められるMMP-9の活性化は痙攣誘発因子であるBDNFのmature化を引き起こすことで、キンドリングの形成を導く可能性が示唆された。本研究では、「難治性てんかんは、マトリックスメタロプロテアーゼ-9(matrix metalloproteinase-9 : MMP-9)による異常なシナプス可塑性が関与する」との作業仮説を立て、ペンチレンテトラゾール(pentylenetetrazole : PTZ)連続投与によりキンドリングを形成したマウス(てんかんモデルマウス)の海馬におけるMMP-9の機能解析と発現機構の解明を最終目標とする。昨年度は、キンドリングマウスで認められるMMP-9の活性化は痙攣誘発因子であるbrain-derived neurotrophic factor (BDNF)のmature化を引き起こすことで、キンドリングの形成を導く可能性をタンパク発現レベルで示した。平成22年度は以下の点を明らかにした。1.てんかんおよび痙攣発作におけるMMP-9とBDNFとの関係:行動学的解析野生型マウスにおけるPTZ誘発キンドリングの形成は、BDNF scavengerを脳室内に注入すると抑制された。PTZ誘発キンドリングの形成に抵抗性を示すMMP-9-(-/-)マウスの脳室内にBDNFscavengerを注入しても、PTZ誘発キンドリングに対する相加的抑制効果は認められなかった。野生型マウスの海馬歯状回にpro-BDNFを微量注入すると、PTZ誘発キンドリングの形成は増強された。MMP-9-(-/-)マウスの海馬歯状回にpro-BDNFを微量注入すると、若干の増強は認められなかったが有意なものではなかった。2.クロマチンリモデリングPTZを連続投与すると海馬内ヒストンH3タンパクのアセチル化が有意に増加した。以上の結果から、キンドリングマウスで認められるMMP-9の発現増加・活性化はヒストン修飾を介しており、BDNFとの相互的関与によりキンドリングの形成を導く可能性が示唆された。
経済ミクロデータへの共分散構造分析における外れ値と欠測値処理に関する研究

コンピュータの発展に伴い、多変量解析の需要が高まってきた。とくに、共分散構造分析はそのモデルの柔軟性のため、今後一層適用範囲が広まると思われる。経済ミクロデータの分析において、その適用を考えた場合、外れ値と欠測値を如何に処理するかが問題とされている。平成9年度の重点領域研究(A)「ミクロ統計データ」の研究において、研究代表者が外れ値や欠測値が含まれる経済ミクロデータに対する共分散構造モデルの有効な推定法を得た。平成10年度は、この推定理論に加え、外れ値と欠測値を同時に処理した場合の検定論の研究を行った。一方、共分散構造分析の実行にはコンピュータソフトウェアの使用は不可欠で、得られた理論を速やかにコンピュータで利用できるようにしなければならず、そのために並行してソフトウェアの開発も行った。作成したプログラムはWindows上でのダイナミックリンクライブラリ(dll)として一般公開されている。プログラムは研究代表者のホームページ(http://www.ir.rikkyo.ac.jp/kazunor/)からダウンロードできる。なお、理論的な研究成果については、この特定領域研究の全体での研究集会で既に報告済であり、詳細な研究成果報告集を現在印刷中である。
気候安全保障に立脚した環境ガバナンスの制度構築

本研究はこれまでの環境ガバナンス論研究の成果の上に立ち、現下の国際政治上の重要な課題となっている、「気候安全保障」に関し、環境ガバナンス論の観点から制度構築への諸課題と論点を明らかにしたものである。主な成果として、(1)「気候安全保障論」の概念とその意義の研究、(2)これまでの「地球環境安全保障論」、「人間の安全保障論」等との関連における「気候安全保障論」の意味の同定、(3)気候安全保障論の一環としてのグリーンニューディール、(5)2013年以降の国際気候変動枠組みにおける気候安全保障論の動向に関する研究、(6)今後の制度構築に向けた提案、がある。本研究は、これまでの環境ガバナンス論研究の成果の上に立ち、現下の国際政治上の重要な課題となっている、「気候安全保障」に関し、環境ガバナンス論の観点から制度構築への諸課題と論点を明らかにしようとするものである。これまでの主な研究実績としては、(1)「気候安全保障論」の概念とその意義の研究、(2)これまでの「地球環境安全保障論」、「人間の安全保障論」、「総合安全保障論」等との関連における「気候安全保障論」の意味の同定がある。2008年度においては、グローバリゼーション下の新たなエコロジカル・シチズンシップの概念とそれが気候安全保障にもたらす含意の考察、国際的な気候安全保障の制度設計の議論の中で、主として日本政府が提唱しているセクトラルアプローチの問題点、さらには低炭素革命への具体的な道筋に必要とされる要件などにつき研究を行った。本研究はこれまでの環境ガバナンス論研究の成果の上に立ち、現下の国際政治上の重要な課題となっている、「気候安全保障」に関し、環境ガバナンス論の観点から制度構築への諸課題と論点を明らかにしようとするものである。これまでの主な研究実績としては、(1)「気候安全保障論」の概念とその意義の研究、(2)これまでの「地球環境安全保障論」、「人間の安全保障論」等との関連における「気候安全保障論」の意味の同定がある。2008年度のエコロジカル・シチズンシップと気候安全保障の含意の考察に引き続き、2009年度においては、持続性に向けた環境政策統合論の考察を進めるとともに、気候安全保障論の一環としてのグリーンニューディール、COP15に向けた議論とその成果を検証し、2013年以降の国際気候変動枠組みにおける気候安全保障論の動向に関する研究を行った。また、参議院の国際・地球温暖化問題調査会で、気侯安全保障に関する審議が行われることとなり(2010年4月7日)、参考人として研究代表者が招致されることとなったので、そのための発表資料をとりまとめた。その内容としては、気候安全保障に関する最近の国際的議論(英国ベケット外相演説(06.9)、中環審気候変動に関する国際戦略専門委員会報告(「気候安全保障に関する報告」(07.6)、独連邦政府気候変動諮問委(WBGU):「安全保障リスクとしての気候変動」(07)、米下院「米エネルギー・安全保障法案」(気候安全保障への言及)可決(09.6)等)をレビューし、そのうえで気候安全保障問題に関する我が国の取り組み方向に関する提案を行うものであった。2011年度においては、気候安全保障論の一環としてのグリーンニューディール、COP16に向けた議論と国内法制制定の状況を検証し、2013年以降の国際気候変動枠組みにおける気候安全保障論の動向に関する研究を行った。また、参議院の国際・地球温暖化問題調査会での、気候安全保障に関する審議(2010年4月7日)に参考人として研究代表者が招致され、次のような内容の発表を行った。すなわち、気候安全保障に関する最近の国際的議論(英国ベケット外相演説(06.9)、中環審気候変動に関する国際戦略専門委員会報告(「気候安全保障に関する報告」(07.6)、独連邦政府気候変動諮問委(WBGU):「安全保障リスクとしての気候変動」(07)、米下院「米エネルギー・安全保障法案」(気候安全保障への言及)可決(09.6)等)をレビューし、そのうえで気候安全保障問題に関する我が国の取り組み方向に関する提案を行うものであった。これらに加え、気候安全保障との関連で、生物多様性、森林保全、グリーン経済に関する考察も進めた。
血清ＮＭＲデータを用いた電気けいれん療法の効果予測

既に20症例の検体収集と臨床データの取得を終えている。全59検体についてNMR計測を終えており、効果、再発の有無といった臨床データとの相関を調べている。ただし、成果の詳細には未公開の特許、投稿予定の論文に関連する内容など、現時点では、秘密保持するべき事項が含まれるため後日成果を再提出する。本研究は、電気けいれん療法(ECT:1クール816回)を施行する患者の血清を用いて、我々が独自に開発した「NMR(nuclear magnetic resonance、核磁気共鳴)計測とパターン認識によるデータ解析」を行い、1)ECTの経過中に各症例の血清データは時系列でどのような傾向と推移を示すか、2)ECT前後の患者血清データとECT終了後の治療反応性との間に関連を見出すことは可能かを検討し、「ECTの治療効果予測、治療効果判定、予後予測」に役立つ新しい臨床検査法の開発を目指し行っている。平成27年度は当初の計画に沿って、以下のような実績を積んできた。1対象・検体採取対象の募集、検体の採取に先立ってディープフリーザークライオポーターCS-80Cを購入した。被験者のリクルートが予定より遅れてはいるが計画自体は順調に進んでおり、これまでに、ECT適応となった4名のうつ病患者をリクルートした。血清採取は、いずれの被験者においても、1)ECT前、2)ECT5回目後、3)ECT終了後の計3回行っている。2精神症状評価いずれの被験者にもハミルトンうつ病評価尺度(HAM-D)を用いて精神症状の評価を行った。評価は、3回の検体採取日(ECT前、ECT 5回目後、ECT終了後)に行っており、ECT終了から6ヶ月後にも4回目を行って予後について評価する予定である。3新規解析技術の開発これまではフーリエ変換後のNMRに対するパターン認識解析を行っていたが、この解析方法では疾患群・治療効果に対する特徴抽出が困難であった。そのため、今回新たにNMR計測および信号処理手法の検討を行った。NMR信号の解析においては、サンプルの静的な局所磁場分布(chemical shift)を正確に知ることが重要であり、その考えに基づいて信号特性をさらに詳細に評価することで解析精度が飛躍的に向上することが判明した。なお、この新たな解析手法は現在論文投稿の準備段階にあり、今年度前期中に投稿予定である。解析技術の開発は順調であり、より制度の高い解析が可能となっている。平成27年度の京大病院におけるECTの適応となった症例が例年より少なかったこと、本人もしくは御家族の同意が不可能な症例があったこと、分担研究者に一時的な健康面の問題が生じたことなどより予定を下回る4症例の検体採取にとどまった。本研究は、電気けいれん療法(ECT )を受けることで精神疾患の患者に生じる複数の生理的変化を、「血清のNMR計測と独自のデータ解析」を行うことにより、包括的に識別し、ECTの反応・再燃予測モデルの確立を目指すことを目的とする。本法は、生体試料に含まれる豊富な情報を活用して、個々の試料を識別することを可能にする。京都大学医学部附属病院でECTの適応となった統合失調症・うつ病患者のうち、本人もしくは代諾者の書面による同意が得られた症例を対象に、1)ECT前、2)ECT5回目後、3)ECT終了後の3回のタイミングで血清採取と精神症状評価を行う。ECT群は30例程度の検体を収集することを目標としている。採取された血清については7テスラFT-NMR装置を使用したNMR計測を行い、数値化処理、解析の上で、治療反応性や再燃などの臨床指標との関連を調べる。平成28年度に、代表者らは当院で電気けいれん療法の対象となった気分障害・統合失調症の患者のリクルートを進め、治療前、治療5回終了後、全治療終了後におけるデータ収集を行った。平成28年度にリクルートした12名を含め、現在までに16名の検体採取、臨床データの取得を終えている。そのうち10例における治療前、5回治療後、全治療終了後の計30の検体については研究分担者の平川らが所属する日本医科大学においてNMR計測を終えており、診断、治療反応、副作用、再発の有無と言った臨床データとの相関を調べる準備を進めているところである。検体が増えたために従来使用していた小型ディープフリーザーに加え、9月には新たに中型のディープフリーザーを購入し、京大病院での検体保存に使用している。平成29年5月には16症例、48検体のNMR計測が終了する。その結果と臨床指標との相関を調べた結果を年度内に発表する予定である。NMR計測の条件や信号処理法の開発に関しては十分な成果が得られた。一方、平成28年度は12症例検体の検体採取がおこなえたものの、平成27年度と合わせた検体の総数は16症例と予定を下回っている。解析可能な数の検体の収集に遅れが生じたために解析の開始も平成29年度にずれ込んだ点が残念であった。本研究は、電気けいれん療法(ECT)を受けることで精神疾患の患者に生じる複数の生理的変化を、「血清のNMR計測と独自のデータ解析」を行うことにより、包括的に識別し、ECTの反応・再燃予測モデルの確立を目指すことを目的とした。

京都大学医学部附属病院でECTの適応となった統合失調症・うつ病患者のうち、本人もしくは代諾者の書面による同意が得られた症例を対象に、1)ECT前、2)ECT5回目後、3)ECT終了後の3回のタイミングで血清採取と精神症状評価を行った。ECT群は30例程度の検体を収集することを目標とした。採取された血清については7テスラFT-NMR装置を使用したNMR計測を行い、数値化処理、解析の上で、治療反応性や再燃などの臨床指標との関連を調べた。平成28年度に、代表者らは当院で電気けいれん療法の対象となった気分障害・統合失調症の患者のリクルートを進め、治療前、治療5回終了後、全治療終了後におけるデータ収集を行った。平成29年度にリクルートした4名を含め、現在までに20名の検体採取、臨床データの取得を終えている。全59検体について研究分担者の平川らが所属する日本医科大学においてNMR計測を終えており、診断、治療反応、副作用、再発の有無と言った臨床データとの相関を調べ、治療前の検体を用いた統合失調症9例、うつ病症例11例におけるECTへの治療反応予測について、現在学会発表、論文化の準備を進めている。既に20症例の検体収集と臨床データの取得を終えている。全59検体についてNMR計測を終えており、効果、再発の有無といった臨床データとの相関を調べている。ただし、成果の詳細には未公開の特許、投稿予定の論文に関連する内容など、現時点では、秘密保持するべき事項が含まれるため後日成果を再提出する。京大病院におけるECT症例の減少に特別の理由は無く一時的なものと考えられる。分担研究者の健康面の問題も平成27年度後半からは解消されており、検体採取に必要な手順は定まってきたので、本年度は疾患群15から20症例程度の検体採取を見込む。平成29年5月には日本医科大で新たに6症例18検体のNMR計測を行う予定である。先に計測を完了した検体と併せて16症例の計測結果について、診断、治療反応、副作用、再発といった臨床的指標との相関を調べる。そうして得られた予備的な結果が出次第に発表する予定である。NMR計測と並行して疾患群のリクルートを平成29年度中も続け、年度中に更に5症例、15検体程度の解析を行い検体のNMR計測結果からの臨床指標予測の可能性について検討した内容を論文の形で発表する。精神医学検体採取に遅れが生じており、予定していた数の解析が行えていないため。平成28年度疾患群のリクルートが遅延したことにより計測費用の出費が予定よりも低く抑えられたこと、計測の遅れによって学会発表を行わなかったために旅費が使用されなかったことによって当初の予定よりも使用額が低くなった。本年度は1520症例、一症例あたり3回の検体採取を予定しており、その解析を行う予定。平成29年度前半に更に疾患群5例、15検体程度の採取を予定しており、そのNMR計測費用に30万円ほどを充てる予定。加え、論文投稿費用に10万円程度、学会発表のための旅費に10万円程度の支出を行う。