hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心筋の興奮収縮連関に関する研究ー摘出灌流心における多核種NMRによる検討ー

本研究では、生理的、あるいは病的状態にある心臓の、収縮機能に占める興奮収縮連関の役割を、摘出灌流心レべルにおいて検討した。The Johns Hopkins大学との3年間の共同研究により得られた成果は下記の通りである。1.測定法の開発:心筋の興奮収縮連関における要素のうち、細胞内Ca^<2+>イオン濃度(〔Ca^<2+>〕_i)と、最大Ca^<2+>活性化張力の2つについて、摘出灌流心標本における測定法を開発した。(1)灌流心標本における〔Ca^<2+>〕_iの測定:Ca^<2+>と結合する試薬5F-BAPTAと弗素核磁気共鳴法(F-NMR)を組み合わせた方法を確立した。さらに、この方法を心臓ペーシングによるゲート法と組み合わせることにより、心周期内の〔Ca^<2+>〕_iの変動(Ca transient)の測定を可能とした。(2)灌流心における最大Ca^<2+>活性化張力の指標の測定:植物性アルカロイドryanodineにて感作した心筋を高頻度で電気刺激すると、定常的な収縮である強縮が作製できる。この強縮時の左室発生圧、すなわち、最大Ca^<2+>活性化圧(Maximal Ca^<2+>-activated Pressure:MCAP)は最大Ca^<2+>活性化張力の指標であることが明らかにされているので、これを用いた。以上の方法を組み合わせることにより、張力発生を決定づける興奮収縮連関の3要素、すなわち、Ca transient、収縮蛋白のCa^<2+>感受性と最大Ca^<2+>活性化張力を、摘出灌流心において評価することが可能となった。2.虚血による心収縮性低下の機序の検討:虚血に伴い変化すると考えられる心筋内代謝産物が、MCAPに及ぼす影響について検討した。無機燐酸と水素イオンの収縮蛋白に対する影響として、両者ともMCAPを低下させるが、水素イオンはさらに、収縮蛋白のCa^<2+>感受性をも低下させることが明らかになった。無機燐酸・水素イオンは共に虚血時に増加することが知られており、それぞれがMCAP/Ca^<2+>感受性を減少させることが虚血時の収縮性低下の一因であると示唆された。3.Stunned Myocardiumの病態生理の解明:心筋は、短時間の虚血後、直ちに再灌流すると、細胞壊死は生じないにもかかわらず、その収縮機能の低下が遷延することが知られている。この病態はstunned myocardiumと呼ばれており、臨床的にも重要な問題となっている。しかし、虚血は、心筋と冠循環系が同時に存在する摘出灌流心のレベル以上の系でないと模擬できず、これまでの興奮収縮連関の解析法は適用できない。そこで、本研究で開発した手法を用い、興奮収縮連関の3要素を虚血・再灌流心にて評価した。その結果、stunned myocardiumにおける収縮機能の低下は、収縮蛋白の最大Ca^<2+>活性化張力の低下によりもたらされていることが明らかとなった。さらに、5F-BAPTAとF-NMRの組合せによる観測から、stunned myocardiumにおいては、Ca transientは虚血前よりむしろ増加しており、収縮性低下の原因とはなり得ないことが判明した。すなわち、stunned myocardiumにおける収縮性の低下は、収縮蛋白それ自体の特性変化、すなわち、最大Ca^<2+>活性化張力の低下とCa^<2+>感受性の減少による事が明らかとなった。4.Stunned Myocardiumの発生機序の解明:stunned myocardiumの発生には、虚血・再灌流に伴う一過性の細胞内カルシウムのオーバーロードが関与することを明らかにし、さらに、このカルシウム・オーバーロードの存在を、F-NMRを用いた手法により直接的に証明し得た。5.非虚血性の細胞内カルシウム・オーバーロードが収縮性にもたらす影響の検討:虚血とは関係しない細胞内カルシウムのオーバーロードと収縮機能との関係を、アドリアマイシンの急性毒性において検討した。その結果、アドリアマイシンは、虚血とは全く異なった機序により細胞内カルシウム・オーバーロードを引き起こし、収縮機能の障害をもたらすことが明らかとなった。このことより、細胞内の一過性のカルシウム・オーバーロードが、収縮機能の低下の機序として重要であることが明らかにされた。心筋興奮収縮連関は,単離細胞あるいは乳頭筋標本において研究され,種々の成果が得られているが,従来の方法は,摘出灌流心標本への直接適用は不可能であった.本研究は,最近開発された多核種NMR法を応用して,灌流心標本レベルでの興奮収縮連関の解析法を確立せんとするものである.特に,冠循環の障害に基づく虚血性心疾患での興奮収縮連関の異常の解析は,現在,虚血心の疑似モデルにおいてか,間接的検討に留まっており,本研究では,虚血心での直接的評価を達成したいと考えている.今年度においては,心筋の興奮収縮連関における要素のうち,細胞内Ca濃度と,最大Ca活性化張力の2つについて,摘出灌流心標本における検討を行った.灌流心標本における細胞内Ca濃度の測定については, Caと結合する試薬5F-BAPTAと弗素核磁気共鳴法を組み合わせた方法を確立し,これにより,心周期内の細胞内Ca濃度の変動(Ca transient)の測定を可能とした.今後は,現在問題となっている虚血・再灌流後の心筋内Ca動態の観測にこの手法を適用し,問題の解明に役立てたいと考えている.

一方,灌流心における最大Ca活性化張力の指標としては, ryanodineを用いた心筋の強縮における左室発生圧,すなわち,最大Ca活性化圧が有用であることを既に報告しているが,今年度においては,この最大発生圧に影響する要因について検討を行った.心筋細胞内の無機燐酸と水素イオンの収縮蛋白に対する影響として,両者とも最大発生圧を低下させるが,水素イオンはさらに,収縮蛋白のCaに対する感受性をも低下させることが明らかにできた.また,イオン強度・浸透圧が最大発生圧に及ぼす慶響についても,一部検討を開始している.以上の結果はいずれも,ジョンズ・ホプキンス大学医学部での共同研究による得られた成果であるが,今後,これらの成果を国内において発展させるためにはいくつかの解決すべき問題がある.その1つは,これらの手法にはある程度のノウハウがあるため,技術を正確に移植するためには,日米双方の緊密な接触が必要であり,この達成のため,次年度においては米国側への出張のみならず,日本への研究者の招へいが不可欠である.また,両者で使用する実験動物に異なるため,薬剤等に対する反応の種差について,あらかじめ検討を行っておく必要がある.この点についても,次年度において系統的に検討したいと考えている.本研究では、生理的、あるいは病的状態にある心臓の、収縮機能に占める興奮収縮連関の役割を、摘出灌流心レべルにおいて検討した。The Johns Hopkins大学との3年間の共同研究により得られた成果は下記の通りである。1.測定法の開発:心筋の興奮収縮連関における要素のうち、細胞内Ca^<2+>イオン濃度(〔Ca^<2+>〕_i)と、最大Ca^<2+>活性化張力の2つについて、摘出灌流心標本における測定法を開発した。(1)灌流心標本における〔Ca^<2+>〕_iの測定:Ca^<2+>と結合する試薬5F-BAPTAと弗素核磁気共鳴法(F-NMR)を組み合わせた方法を確立した。さらに、この方法を心臓ペーシングによるゲート法と組み合わせることにより、心周期内の〔Ca^<2+>〕_iの変動(Ca transient)の測定を可能とした。(2)灌流心における最大Ca^<2+>活性化張力の指標の測定:植物性アルカロイドryanodineにて感作した心筋を高頻度で電気刺激すると、定常的な収縮である強縮が作製できる。この強縮時の左室発生圧、すなわち、最大Ca^<2+>活性化圧(Maximal Ca^<2+>-activated Pressure:MCAP)は最大Ca^<2+>活性化張力の指標であることが明らかにされているので、これを用いた。以上の方法を組み合わせることにより、張力発生を決定づける興奮収縮連関の3要素、すなわち、Ca transient、収縮蛋白のCa^<2+>感受性と最大Ca^<2+>活性化張力を、摘出灌流心において評価することが可能となった。2.虚血による心収縮性低下の機序の検討:虚血に伴い変化すると考えられる心筋内代謝産物が、MCAPに及ぼす影響について検討した。無機燐酸と水素イオンの収縮蛋白に対する影響として、両者ともMCAPを低下させるが、水素イオンはさらに、収縮蛋白のCa^<2+>感受性をも低下させることが明らかになった。
先天性胆道拡張症における胆管の神経構造ならびに機能からみた胆管拡張原因の研究

1.先天性胆道拡張症(以下本症)の胆管壁における神経線維ならびに神経節細胞の状態が正常であるか否かについてwhole-mount標本を用いて立体的に観察した。本症の8例を対象とし胆道系に異常の認められない3例を対照として検討した。手術的に採取された胆管ならびに胆嚢をザンボニ液で数日間固定した後、実体顕微鏡下で粘膜、粘膜下組織、線維筋層を順次剥離し、外膜の表面近くに存在する胆管壁神経叢を、神経の汎用マーカーである抗PGP9.5抗体に浸漬してStreptoavidin-biotin-peroxidase法による免疫組織染色を行った。2.その結果、本症の胆管は胆道系に異常のない対照胆管に比較して神経細胞数が有意に少なく、神経のネットワークは粗であり、神経細胞の集団からなる神経節の存在がまばらでその大きさも非常に小さいことが明らかとなった。他方、胆嚢においては、神経叢の網状構造や神経節の発達程度には大きな差は見られなかった。3.この所見はヒルシュスプルング病類縁疾患であるhypoganglionosisにおける腸管壁神経の所見に極めて類似している。本症においては、膵胆管合流異常が形成される過程で胆管壁神経のネットワーク形成に障害が起こり、そのため、胆管運動に障害が生じ、胆管下部狭小部の存在による通過障害と相まって胆汁の能動的排出に障害が生じる結果、特異な胆管拡張がもたらされた可能性があると考えられた。【目的】先天性胆道拡張症(以下本症)の胆道壁における神経線維を立体的に観察することにより、神経発達の面から本症の胆管拡張の原因を明らかにする。【方法】手術的に採取した本症の拡張胆管ならびに胆嚢を生食水に1晩浸食し、その後ザンボニ液で数日間固定、実体顕微鏡下において粘膜、粘膜下組織、線維筋層を順次剥離して、外膜の表面近くに認められる神経叢のwhole-mount標本を作成する。これを0.3%Tritonx-PBSに23日間浸漬した後、一次抗体として神経の汎用マーカーである抗PGP9.5抗体に67日間浸漬し、Streptoavidin-biotin peroxidase法による免疫組織染色を施行する。このようにして作製したwhole-mount標本において、神経叢の網状構造と神経節の分布、ならびに神経節間を結ぶ一次線維を顕微鏡下に観察し、デジタルカメラPP50-MACDに取り込みその数と大きさを検討。また、胆道糸に異常のない胆管を対照とした。【結果】本症の胆管は正常胆管に比較し神経細胞数が有意に少なく、神経のネットワークは粗であり、神経細胞の集団からなる神経節の存在がまばらでその大きさも非常に小さかった。胆嚢においては、神経叢の網状構造や神経節の発達程度には大きな差は見られなかったが、神経繊維が分岐する位置に存在する神経節細胞が正常胆嚢に比して少なかった。【考察】神経細胞や神経節が少ないために胆管の蠕動運動が正常に機能できず、その結果胆汁の欝滞を来して胆管の拡張を来すと考えられる。【目的】先天性胆道拡張症(以下本症)は通常の閉塞性黄疸時のような胆管拡張では無く、特異な形態を持った拡張を来す。その原因を明らかにすることが本研究の目的である。【方法】本症の拡張胆管ならびに胆嚢を手術的に採取し、これを直ちに生食水に浸食して1晩置く。次いで数日間ザンボニ液で固定した後、実体顕微鏡下で胆管、ならびに胆嚢の粘膜、粘膜下組織、線維筋層を順次剥離して、胆管ならびに胆嚢外膜の表面近くに認められる神経叢のwhole-mount標本を作成する。これを0.3%TritonX-

PBSに23日間浸潰した後、一次抗体として神経の汎用マーカーである抗PGP9.5抗体に67日間浸漬し、Streptoavidin-biotin-peroxidase法による免疫組織染色を施行する。このようにして作製したwhole-mount標本において、神経叢の網状構造と神経節の分布、ならびに神経節間を結ぶ一次線維を顕微鏡下に観察してその数と大きさを検討する。対照は胆道系に異常のない小児の胆管を用いた。【結果】本症の胆管は正常胆管に比較し神経細胞数が有意に少なく、神経のネットワークは粗であり、神経細胞の集団からなる神経節の存在がまばらでその大きさも非常に小さかった。これに対して胆嚢は神経叢の網状構造や神経節の発達程度は正常対照と比較して大きな差は見られなかったが、神経繊維が分岐する位置に存在する神経節細胞が少なかった。【考察】神経細胞や神経節が少ないためにHirshsprungと同様に、胆管の蠕動運動が正常に機能できないことが考えられ、その結果、胆汁の欝滞を来して胆管の拡張を来すのではないかと考えられる。1.先天性胆道拡張症(以下本症)の胆管壁、ならびに胆嚢壁における神経線維構築をwhole-mount標本を用いて立体的に観察し、本症における特異的な胆管拡張の原因について考察した。2.本症の胆管ならびに胆嚢を手術的に採取し、これをザンボニ液で数日間固定した後、実体顕微鏡下で粘膜、粘膜下組織、線維筋層を順次剥離し、外膜の表面近くに存在する胆管壁神経叢を、神経の汎用マーカーである抗PGP9.5抗体に浸漬してStreptoavidin-biotin-peroxidase法による免疫組織染色を行った。3.このようにして作製したwhole-mount標本における神経叢の網状構造と神経節の分布、ならびに神経節間を結ぶ一次線維を、デジタルカメラDP50-MACDに取り込みコンピューター処理を行ってその数と大きさを比較検討した。4.その結果、本症の胆管は胆道系に異常のない対照胆管に比較して神経細胞数が有意に少なく、神経のネットワークは粗であり、神経細胞の集団からなる神経節の存在がまばらでその大きさも非常に小さいことが明らかとなった。他方、胆嚢においては、神経叢の網状構造や神経節の発達程度には大きな差は見られなかったが、神経節細胞が対照胆嚢に比して少なかった。5.以上の結果から、本症ではヒルシュスプルング病のように胆管の蠕動運動が正常に機能できないために、胆汁の排泄障害を来した結果胆管の拡張を来したと考えられた。
次世代降雨レーダーのメソ数値予報モデルへのデータ同化と降雨・流出予測の高精度化

平成16年度の梅雨期及び台風、平成18年度の梅雨期、台風、秋冬季において、COBRA,400MHzWPR、地上降雨観測装置による同期観測を実施し、対流性、層状性の様々な降雨を観測を実施した。観測されたデータを用い、鉛直構造を含む雨滴粒形分布特性の解析、COBRA偏波パラメータ特性の評価、400MHzWPRによる融解層上層の降水粒子直径推定アルゴリズムの開発などを行った。二偏波ドップラーレーダー(COBRA)の水平,垂直偏波面によるレーダー反射因子ZH, ZV,ならびにその反射因子差ZDR,伝搬位相差変化率KDPといった観測パラメータに加えて、ディスドロメータ観測による降雨粒子の粒径分布からノンパラメットリックに推定したものと比較により、LDR等のパラメータの観測優位性の検証を行った。また、これらのパラメータを加えた形で、実時間での地上雨量推定手法の構築し、検証を加えた。以上を、べースに雲解像モデルによる二偏波ドップラーレーダー(COBRA)による観測パラメータの同化手法を構築するために、レーダーエコー、ドップラー速度の同化手法として、独自開発の静力学モデルをべースに、拡張カルマンフィルター、アンサンブルカルマンフィルター、4次元変分法による予測実験を行い、各同化手法の比較を行い、偏波レーダー観測情報の同化にはアンサンブルカルマンフィルターが最適であることを示した。また、台風内部のメソ擾乱過程の詳細な調査という新たな視点により台風の発達・伝搬過程を解明を深め、数値実験を通してこの検証を行った。すなわち、台風内部の眼の壁雲組織の中で、壁雲組織と南方から北上しながら成長した対流セルの衝突により、眼の壁雲組織が破壊する現象を捉えた。さらに,その組織破壊の原因を追及すべく、CReSSを用いて同台風を再現し、台風内部での風の振る舞いを観察し、その中でも渦度と収束・発散に着目し考察を行った。以上の成果を、報告書としてまとめるとともに、本研究の第2ステージである基盤研究(A)(平成19年度21年度)に大いに活かす予定である。降雨の概念モデルをベースにした降雨予測モデルを,3次元ドップラーレーダー情報のエコー強度情報ならびにドップラー速度情報が4次元同化できるように発展させた.予測初期値の空間分解能が改善されたり,風速場の予測が改善されることにより,3時間先の予測結果が改善される等の結果を得ている.2004年の梅雨期に、雲解像モデルCReSSを用いて、沖縄・東シナ海域の毎日の予報実験を行なった。これにより梅雨期に発生する様々な降水システムをシミュレーションし、このモデルがどの程度正確に降水システムを再現できるかを調べた。実験では水平格子間隔5kmを用いたが、これにより前線に伴う降雨帯、積乱雲群の豪雨、梅雨前線帯の小低気圧、さらに台風などが概ねよくシミュレーションされ、観測と組み合わせることで現象の理解に有効であった.今後は,開発した同化手法とCreSSとの結合を図ってゆく予定である.一方,新世代レーダーであるCOBRAの利用に関しては,データベースの整備をはかるとともに,二編波観測情報を用いた降水粒子の識別解析をスタートし,問題点を整理した.また,COBRAを用いて観測された台風T0310のZHHおよびZDRデータを3次元動画に可視化した上で,台風内部に発生している降水セルの発達過程および消滅過程に注目して解析を行い,内部降水セルの結合に伴う降水粒子の増大メカニズムについての仮説を立てることができた.

一方,ドップラー風速を用いた水平風の収束発散の算定限界を調査した.さらに,非静力数値予報システム(CReSS)を用いて,T0310の3次元気象場を再現した.水文モデルへの応用に関しては,表層の微細な起伏による流れや土中への浸透など、雨水挙動の物理過程を詳細に考慮した雨水流動モデルを構築した。具体的には、平面二次元地表流モデルと鉛直一次元飽和不飽和地中流モデルを結合するで、地表層付近の雨水流動を詳細に再現するモデルを開発した。本モデルを実験領域に適用したところ、モデルによる計算結果と観測結果は比較的良好に一致した。2004年の台風23号に伴う近畿地方の豪雨を例として、地球シミュレータで雲解像モデルを用いた大規模予報実験を実行した。この実験は特に豪雨についての量的高精度予測をめざして水平解像度1kmの高解像度で行った。その結果この事例では観測とよく対応した降水分布が得られ、沖縄から東北地方南部までの地上観測データを用いて、降水の量的評価(観測との相関係数、RMSE、スレットスコア、バイアススコアなど)を行った。これらにより特に強い降水について予報が顕著に改善されることが示された。また、近畿地方の豪雨は発達した対流雲群ではなくむしろ層状の降水システムによりもたらされたことが示された。二偏波ドップラーレーダー(COBRA)の水平,垂直偏波面によるレーダ反射因子Z_H,Z_Vならびにその反射因子差Z_<DR>,伝搬位相差変化率K_<DP>といった観測パラメータが,ディスドロメータ観測による降雨粒子の粒径分布からノンパラメットリックに推定したものと比較した結果,Z,Z_<DR>に関しよく一致し,また,バイアスがあるものの小さい値を除き,K_<DP>もよく一致していることを明らかにした.降雨強度時系列の推定結果からは,アメダス,光学式雨量計の観測地との比較から,推定式のパラメータの最適化を実施していないことを考慮すれば,偏波パラメータによる降雨量推定は,コンベンショナルレーダーによる推定を向上させる可能性が極めて高いことを明らかにした.一方,台風内部のメソ擾乱過程の詳細な調査という新たな視点により台風の発達・伝搬過程を解明することを目的として,レーダーおよび気象数値モデルからの膨大なデータを整理し,図示し,解析を行うことによって,台風内部のメソ擾乱過程についてきわめて重要な事実を発見し,その現象を理解した.ウインドプロファイラーを用いた融解層より上層における粒径分布の推定手法の開発を行った.これは,これまで実現されてこなかった手法であり,結果,高高度から下層までの推定を実現した.平成16年度の梅雨期及び台風、平成18年度の梅雨期、台風、秋冬季において、COBRA,400MHz WPR、地上降雨観測装置による同期観測を実施し、対流性、層状性の様々な降雨を観測を実施した。観測されたデータを用い、鉛直構造を含む雨滴粒形分布特性の解析、COBRA偏波パラメータ特性の評価、400MHz WPRによる融解層上層の降水粒子直径推定アルゴリズムの開発などを行った。二偏波ドップラーレーダー(COBRA)の水平,垂直偏波面によるレーダー反射因子ZH, ZV,ならびにその反射因子差ZDR,伝搬位相差変化率
ケニアにおける障害者と非障害者の相互関係：介助実践から考える

本研究は障害者と非障害者の相互関係の実態とこれらが変化する様相を介助実践に着目して明らかにすることを目的とする。長期的なフィールドワークでの参与観察と半構造化インタビューから「1介助される場面における障害者と非障害者の相互関係の調査」と「2介助を必要としない場面での障害者と非障害者の相互関係の調査」を実施する。調査対象地域として、ケニア共和国で牧畜を主たる生業とする人々が住んでおり、かつ人類学的な研究の厚い蓄積があるにもかかわらず、障害者の生活実践に着目した研究がおこなわれてこなかったサンブル県(Samburu County)を選定した。本研究の成果としては、アフリカ地域で障害者支援に取り組む政府当局や国際機関、NGO/NPOが有効な支援プログラムを策定することに貢献することを目指す。2018年度では、当初の計画通り「1介助される場面における障害者と非障害者の相互関係」についての現地調査および文献調査をおこなった。とくに、障害をもつ子どもたちを支援する障害者支援施設に着目し、ここで生活する脳性麻痺児への介助実践および障害者と介助者の相互関係を明らかにするためのフィールドワークを3ヶ月にわたって実施した。そこで明らかとなったのは(1)おむつや衣類など物資が限られている環境下においても、施設に勤務するスタッフ(介助者)が介助の方法を工夫することでケアを成立させていること(2)スタッフだけではなく同施設で生活する軽度の障害をもつ子どもも介助を担っていることである。この施設の特徴は、施設で生活する子どもたちの自立度はさまざまで、介助をほぼ必要としない子どもから全介助を必要とする子どもまでいることである。本研究で明らかになった重要な点は、障害をもつ子どもによる自発的な介助の実践が存在し、これは、障害の程度が一様でない子どもたちが共に生活することで形成されたケアの実践であることである。2018年度には、学会誌等への投稿を2件、学会での口頭発表を3件実施した。これらの発表では、2017年度に実施した障害者支援施設における介助実践に関する予備調査の結果を報告した。これらの研究活動をとおして、専門分野である地域研究に留まらず、文化人類学や障害学、開発学の専門家からのフィードバックを受けて、補完すべきデータを確認する作業に努めた。これらの成果発表に対するフィードバックを参考にして、フィールド調査の計画を再考し、ケニア共和国のサンブル県にある障害を持つ子どもを支援する障害者支援施設でのフィールドワークを実施した。また、アウトプット活動として、進行中の研究課題とフィールドワークの調査手法に関する講演を他大学において2件実施した。これらのインプット活動とアウトプット活動は予定通りに実施することができた。また、フィールドワークで収集したケアの実践に関するデータは、日常生活における障害者と非障害者のインタラクションや介助現場でみられるケアの様相など多面的かつ詳細なもので、その分析、解釈に多くの作業と慎重さを必要とするため、現在も2018年度から引き続いて取り組んでいる最中である。以上の点から、当該研究課題についての進捗状況は「おおむね順調に進展している」と判断した。2018年度の調査から、障害者支援施設において、障害の程度が一様でない子どもたちが共に生活することで形成されたケアの実践の様子を明らかにした。こうした介助が成立している状況を、(1)この地域における家庭での子どもの役割、(2)障害者支援施設のケニア社会とサンブル社会における社会的位置づけを考慮にいれながら、より詳細に明らかにすることが2019年度の課題である。そして、当初の研究計画に沿って「2介助を必要としない場面での障害者と非障害者の相互関係」に着目しつつ、施設でみられる障害者と非障害者の全体的な相互関係を描き出すことを目標とする。そして、博士論文執筆に必要となるデータ補完のために、短期間のフィールドワークを実施し、学会や学会誌などでの研究発表などアウトプット活動にも尽力する。

本研究で明らかになった重要な点は、障害をもつ子どもによる自発的な介助の実践が存在し、これは、障害の程度が一様でない子どもたちが共に生活することで形成されたケアの実践であることである。2018年度には、学会誌等への投稿を2件、学会での口頭発表を3件実施した。これらの発表では、2017年度に実施した障害者支援施設における介助実践に関する予備調査の結果を報告した。これらの研究活動をとおして、専門分野である地域研究に留まらず、文化人類学や障害学、開発学の専門家からのフィードバックを受けて、補完すべきデータを確認する作業に努めた。これらの成果発表に対するフィードバックを参考にして、フィールド調査の計画を再考し、ケニア共和国のサンブル県にある障害を持つ子どもを支援する障害者支援施設でのフィールドワークを実施した。また、アウトプット活動として、進行中の研究課題とフィールドワークの調査手法に関する講演を他大学において2件実施した。これらのインプット活動とアウトプット活動は予定通りに実施することができた。また、フィールドワークで収集したケアの実践に関するデータは、日常生活における障害者と非障害者のインタラクションや介助現場でみられるケアの様相など多面的かつ詳細なもので、その分析、解釈に多くの作業と慎重さを必要とするため、現在も2018年度から引き続いて取り組んでいる最中である。以上の点から、当該研究課題についての進捗状況は「おおむね順調に進展している」と判断した。2018年度の調査から、障害者支援施設において、障害の程度が一様でない子どもたちが共に生活することで形成されたケアの実践の様子を明らかにした。こうした介助が成立している状況を、(1)この地域における家庭での子どもの役割、(2)障害者支援施設のケニア社会とサンブル社会における社会的位置づけを考慮にいれながら、より詳細に明らかにすることが2019年度の課題である。そして、当初の研究計画に沿って「2介助を必要としない場面での障害者と非障害者の相互関係」に着目しつつ、施設でみられる障害者と非障害者の全体的な相互関係を描き出すことを目標とする。そして、博士論文執筆に必要となるデータ補完のために、短期間のフィールドワークを実施し、学会や学会誌などでの研究発表などアウトプット活動にも尽力する。
生活習慣病に係わる環境化学物質に対する新しい細胞障害評価システム

1.ディーゼル排出物含有フェナントラキノンの細胞毒性についてフェナントラキノンが強い細胞毒性を持ち、細胞死を誘導することを示した。鉄キレータのフェナントロリンがこの細胞毒性を防御することを見出した。2.ヒ素の細胞毒性についてヒ素化合物が生体防御系の転写因子Nrf2を活性化し、HO-1、Prx I、A170の転写活性化がおきることを見出した。A170についてはタンパク質がユビキチンと結合して蓄積することを見出した。Nrf2活性化剤のスルフォラファンがヒ素毒性を緩和することを初めて見出した。3.生活習慣病モデルマウスの解析抗酸化酵素パーオキシレドキシン1(Prx I)遺伝子破壊マウスを作製した。鉄錯体(Fe-NTA)の投与で肝臓と腎臓の組織障害が多く見られた。また、Prx I欠損マウスにおいて安定なニトロキシルラジカル化合物の消去速度が有意に遅いことが明らかになった。シグナル伝達因子A170遺伝子破壊マウスを作成した。このマウスは過食肥満が起き、インスリン抵抗性が見られた。(1)ディーゼル含有キノン、フェナントラキノン(PQ)が強い細胞毒性を持つこと、そして、金属結合試薬フェナントロリンがPQの細胞毒性をほぼ完全に防ぐことを見出した。さらに、PQの毒性に関連して酸化ストレス防御系タンパク質群が特異的に分解される現象を見出した。この研究成果は、日本生化学大会、日本衛生学会総会などで発表した。現在、投稿論文を作成中である。(2)無機砒素化合物が抗酸化防御系を制御する転写因子Nrf2を活性化することを明らかにした。さらに、骨芽細胞において無機砒素化合物特異的にストレスタンパク質ユビキチンで修飾されたA170が著しく蓄積する新しい現象を見出した。Nrf2の活性化とユビキチン化A170を用いた砒素細胞毒性の定量評価の可能性が示唆された。本研究成果は、BBRC誌に発表し、日本生化学大会、日本衛生学会総会などで発表した。(3)動脈硬化発症に関連する新知見として、酸化ストレスで産生される酸化LDLやハイドロキシノネナールがNrf2を活性化し、Nrf2が酸化LDLの受容体であるCD36の発現制御を行うことを初めて見出した。本研究成果は、ロンドン大学キングスカッレッジMann教授との共同研究でありCir.Res誌に発表した。(4)Prx I、A170遺伝子破壊マウスの作成に成功し生活習慣病モデル動物として解析する準備ができた。いずれの遺伝子破壊マウスともに繁殖可能であり、顕著な表現系は見られていない。C57BL株との交配を進め、野生型との違いを検討中である。また、繊維芽細胞や血管平滑筋細胞を分離して種々の実験に用いることを計画中である。平成16年度の研究成果が期待できる。1.茨城県神栖町における地下水の有機ヒ素汚染事故についての臨床医学的な調査報告を行った。主要成分のジフェニルアルシン酸は化学兵器として旧日本軍が開発した物質が分解して出来た物と予想された。小脳に機能障害があることが確認された。2.パーキンソン病のLewy小体は分解されない蛋白質により形成されるが、この形成過程を培養細胞モデルで解析した。ヒト神経由来細胞PC12を蛋白質分解阻害剤MG132で処理すると、細胞内に蛋白質の会合体が蓄積する。この蛋白質の会合体の形成にA170ストレスタンパク質が関与していることを明らかにした。3.転写因子Nrf2欠損マウスの歯が白くなる仕組みを明らかにした。上顎部にある鉄を分泌する上皮細胞が同マウスでは発達に伴い死んでしまうために鉄の分泌は起こりにくくなるためと推測した。4.ディーゼル排出微粒子に含まれるキノンのなかでフェナントラキノンがヒドロキシラジカルを産生することを証明し、細胞死を誘導することを示したが、同時にその毒性を防御する方法として幾つかの鉄キレータが有効であることを見出した。Cu,Zn-SODの発現低下がフェナントラキノンの毒性を高めていることを示した。5.ヒ素による細胞死の過程でPKCデルタが大切な役割を果たしていることを示した。抗酸化酵素パーオキシレドキンI(Prx I)

遺伝子破壊マウスのC57BL株とのバッククロスが十分進行したので、野生型との違いを調べた。外見上全く差が無く、血液のパラメーターにも差が出なかった。2003年にNeumanらがNatureに発表した加齢に伴う溶血も確認できなかった。生体内でスーパーオキサイドを産生することが知られている鉄錯体(Fe-NTA)を投与して肝臓と腎臓の組織障害を比較したところ、Prx I^<-/->マウスにおいて末梢血中のAST、ALTの上昇が4時間後と12時間後に2倍程度高く、酸化障害が大きいことが推測された。また、安定なニトロキシルラジカル化合物を腹腔に投与してEPRによりラジカルが肝臓と腎臓において消去される速度を定量したところ、Prx I^<-/->マウスにおいてラジカル消去速度が有意に遅いことが明らかになった。これらのことから、Prx Iは間接的に組織内でのFe-NTAによるスーパーオキサイド産生の抑制とラジカル化合物の消去に一定の役割を果たしていることが明らかになった。また、Prx Iがなくても組織の抗酸化能力が高いことが示され、Prx I以外の抗酸化酵素が補っていることが推測された。ヒ素化合物の細胞毒性についての研究で、最近Nrf2活性化剤として注目されているスルフォラファンがヒ素毒性を緩和することを初めて見出した。スルフォラファンで前処理をしておくとヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)とHSP70が誘導される。その後に無機ヒ素化合物で処理すると未処理細胞に比べて細胞死、DNA切断などが少なくなることを示した。HSP70の誘導はヒ素に対して細胞防御効果があることが知られているので低濃度のスルフォラファンによるHO-1とHSP70の事前の誘導が細胞の抗ヒ素力を高めていると推測した。
アップルペクチンの大腸癌発生抑制と肝転移抑制メカニズムの解析

アップルペクチンオリゴ糖のSOD活性及びハイドロキシラジカル消去活性とオリゴ糖投与マウスにおける門脈血のSOD活性についてESRを用いてフリーラジカル消去活性から検討を行った.【材料および方法】オリゴ糖はSetereum perpureumの培養上清より調製した.またPectinase-GODOendo-PGによりOligosaccharideとし,平均重合度によりLL(26.6),L(19.9),M(14.6),S(4.1)の4群に分けて分析した.これらを0.2,2,20mg/mlのオリゴ糖水溶液としフリーラジカル消去活性の測定に供した.生理食塩水で溶解した150mg/Kgのオリゴ糖を一日一回,8日間,連続経口投与を行い(n=5),等量の生理食塩水のみの投与を行い対照群とした(n=5).8日目に,門脈血を採取し,血清を分離,SOD活性を測定した.ESRによるSOD活性の測定はJES-FR30を用い,スピントラップ法により行った.トラップ剤としてDMPOを用い,ハイドロキシラジカル消去活性の測定はFenton反応によった.【結果】オリゴ糖投与群,非投与群のラット門脈血血清のSOD活性に有意差は認められなかった.オリゴ糖におけるin vitroでは、活性酸素消去能は0.2mg/mlで0.89%,2mg/mlで8.35%,20mg/mlで30.38%と用量に比例した.ハイドロキシラジカル消去活性は,0.2mg/mlで-0.16%,2mg/mlで30.67%,20mg/mlで88.57%とやはり用量に比例して増強した.LL,L,M,Sの分画による4群では重合度の低いSにのみ消去活性がみとめられ,熱処理されたS分画も同じ程度の相対強度を示した.【考察】オリゴ糖投与群,非投与群の門脈血のSOD活性に差を認めず,in vitroでは用量依存性にSOD活性の増強をみた.同様の結果はハイドロキシラジカル消去活性にも認められた.重合度差によるハイドロキシラジカル消去活性は,最も低いSの領域に高く,熱処理後にも変化しない.この事実は腸管内細菌叢のオリゴ糖代謝における関連がどのように影響しているかを分析する必要が示唆され,また各分画におけるSOD活性とも比較したい・アップルペクチンオリゴ糖のSOD活性及びハイドロキシラジカル消去活性とオリゴ糖投与マウスにおける門脈血のSOD活性についてESRを用いてフリーラジカル消去活性から検討を行った.【材料および方法】オリゴ糖はSetereum perpureumの培養上清より調製した.またPectinase-GODOendo-PGによりOligosaccharideとし,平均重合度によりLL(26.6),L(19.9),M(14.6),S(4.1)の4群に分けて分析した.これらを0.2,2,20mg/mlのオリゴ糖水溶液としフリーラジカル消去活性の測定に供した.生理食塩水で溶解した150mg/Kgのオリゴ糖を一日一回,8日間,連続経口投与を行い(n=5),等量の生理食塩水のみの投与を行い対照群とした(n=5).8日目に,門脈血を採取し,血清を分離,SOD活性を測定した.ESRによるSOD活性の測定はJES-FR30を用い,スピントラップ法により行った.トラップ剤としてDMPOを用い,ハイドロキシラジカル消去活性の測定はFenton反応によった.【結果】オリゴ糖投与群,非投与群のラット門脈血血清のSOD活性に有意差は認められなかった.オリゴ糖におけるin vitroでは、活性酸素消去能は0.2mg/mlで0.89%,2mg/mlで8.35%,20mg/mlで30.38%と用量に比例した.ハイドロキシラジカル消去活性は,0.2mg/mlで-0.16%,2mg/mlで30.67%,20mg/mlで88.57%とやはり用量に比例して増強した.LL,L,M,Sの分画による4群では重合度の低いSにのみ消去活性がみとめられ,熱処理されたS分画も同じ程度の相対強度を示した.【考察】オリゴ糖投与群,非投与群の門脈血のSOD活性に差を認めず,in vitroでは用量依存性にSOD活性の増強をみた.同様の結果はハイドロキシラジカル消去活性にも認められた.重合度差によるハイドロキシラジカル消去活性は,最も低いSの領域に高く,熱処理後にも変化しない.この事実は腸管内細菌叢のオリゴ糖代謝における関連がどのように影響しているかを分析する必要が示唆され,また各分画におけるSOD活性とも比較したい・アップルペクチンにおいてもエステル化度により腸管内pH変化に差があり、高メトキシル(HM)と低メトキシル(LM)とにおける癌発生抑制効果をシュトラスペクチンと比較して検討した。【対象と方法】アップルペクチン(AP)とシュトラスペクチン(CP)のエステル化度による癌発生抑制効果をみるために両者の高メトキシル(HM)と低メトキシル(LM)の20%含有基礎飼料を投与する4群とし、4週令の雄ドンリュウラットを用いAOM誘発大腸癌モデルとした。1週間基礎飼料(MM-3)で予備飼育した後に各々の20%HMおよびLMを投与した。AOMは7.4mg/kgを背部皮下に週1回、連続10週間注射し大腸発癌を誘発した。

AOMと投与開始後30週で犠死解剖し、腫瘍発生率および個数を比較した。【結語】今回の大腸癌発生抑制実験では、最も高い抑制率はHM-CP群57.9%(11/19)であり、次にLM-AP群75%(15/20)であった。平均腫瘍個数においてもHM-CP群(1.05±0.31)が最も少なく、次はHM-AP群(1.90±0.42)であった。高メトキシル(HM)と低メトキシル(LM)の20%含有基礎飼料の投与では高メトキシル(HM)群において平均腫瘍個数が少ない傾向にはあるが有為の差を見い出せなかった。アップルペクチンオリゴ糖のSOD活性及びハイドロキシラジカル消去活性とオリゴ糖投与マウスにおける門脈血のSOD活性についてESRを用いてフリーラジカル消去活性から検討を行った.【材料および方法】オリゴ糖はSetereum perpureumの培養上清より調製した.またPectinase-GODOendo-PGによりOligosaccharideとし,平均重合度によりLL(26.6),L(19.9),M(14.6),S(4.1)の4群に分けて分析した.これらを0.2,2,20mg/mlのオリゴ糖水溶液としフリーラジカル消去活性の測定に供した.生理食塩水で溶解した150mg/Kgのオリゴ糖を一日一回,8日間,連続経口投与を行い(n=5),等量の生理食塩水のみの投与を行い対照群とした(n=5).8日目に,門脈血を採取し,血清を分離,SOD活性を測定した.ESRによるSOD活性の測定はJES-FR30を用い,スピントラップ法により行った.トラップ剤としてDMPOを用い,ハイドロキシラジカル消去活性の測定はFenton反応によった.【結果】オリゴ糖投与群,非投与群のラット門脈血血清のSOD活性に有意差は認められなかった.オリゴ糖におけるin vitroでは,活性酸素消去能は0.2mg/mlで0.89%,2mg/mlで8.35%,20mg/mlで30.38%と用量に比例した.ハイドロキシラジカル消去活性は,0.2mg/mlで-0.16%,2mg/mlで30.67%,20mg/mlで88.57%とやはり用量に比例して増強した.LL,L,M,Sの分画による4群では重合度の低いSにのみ消去活性がみとめられ,熱処理されたS分画も同じ程度の相対強度を示した.【考察】オリゴ糖投与群,非投与群の門脈血のSOD活性に差を認めず,in vitroでは用量依存性にSOD活性の増強をみた.同様の結果はハイドロキシラジカル消去活性にも認められた.重合度差によるハイドロキシラジカル消去活性は,最も低いSの領域に高く,熱処理後にも変化しない.この事実は腸管内細菌叢のオリゴ糖代謝における関連がどのように影響しているかを分析する必要が示唆され,また各分画におけるSOD活性とも比較したい.
西地中海沿岸地域におけるムギ類,雑草および野生近縁植物の比較生態遺伝学的研究

チグリス・ユ-フラティス川流域からトルコ東部を経てパレスチナ至る肥沃なな三日月地帯はコムギの起源地かつムギを生産基盤とした西欧文明の発祥地である。さらに,穏やかな地中海の内海水運と周辺の多様な生態学的生産環境に恵まれ,地中海周辺地域でムギ類が多様化した。例えば,オオムギ,ライムギあるいはエンバクは展開してゆくコムギ畑の雑草から起源した。一方,エンバクの野生種はアフリカ大陸北西部にたくさん分布している。また,コムギ近縁植物は野草や随伴雑草として当該調査地域にも分布しているので従来中近東から地中海東部の島々やあるいは東部沿岸地域で採集された植物と比較することによりこれらの植物の種内分化や種の進化のメカニズムを比較生態遺伝学的に検討できる。平成7年度はモロッコとスペイン,平成8年度は主としてエジプトとチュニジア,本年度は東欧西部と中欧を中心に調査した。有畜ムギ類農業の全体を観察しつつ,ムギ類とその雑草をつぶさに観察し種子と錯葉を採集した。各地でムギ類を中心としたかなりの系統の種子が収集ができ,膨大な写真や聞き取り調査による記録もできた。予期に反し,フランス東部山岳地帯で一粒系コムギが栽培されていたり東欧を中心に日本型雑草の侵入が観察された。現在,本研究の近い将来の本格的報告書作成に向け,鋭意増殖と各種の形質についての分析ならびに調査資料整理を日本で進めている。地中海の東部とくにパレスチナからトルコ東部を経てチグリス・ユ-フラティス川流域に至るいわゆる肥沃な三日月地帯はコムギの起源地かつムギを生産基盤とした西欧文明の発祥地として知られている。さらに,穏やかな地中海の内海水運と周辺の多様な生態学的生産環境に恵まれ,地中海周辺地域はムギ類の二次的多様化地域と考えられる。例えば,オオムギ,ライムギあるいはカラスムギ(エンバク)などは拡大展開してゆくコムギ畑の雑草から起源したと考えられる。さらにエンバクの野生種はアフリカ大陸北西部にたくさん分布している。また,コムギに近縁なエギロプス属は野草や随伴雑草として当該調査地域にも分布を広げているので従来中近東から地中海東部の島々やあるいは東部沿岸地域で採集されたエギロプス属植物と比較することによりこれらの植物の種内分化ひいては種の進化のメカニズムを比較生態遺伝学的に検討できる。今,世界の各地で生態環境が破壊されつつある。調査地域も砂漠化や都市化などの問題に直面している。さらになぜかコムギの多様な地域は昔から民族紛争が絶えない。そこで,今のうちにムギ類の遺伝資源の採集と評価が緊急の課題でもある。これに関しては世界一の伝統を誇るわが国のわれわれの使命とも考えている。調査地域とくにモロッコはこの種の研究に遅れているため現地の中堅研究者の本研究への参加で従来まったくなかった研究交流が期待される。本年度調査で上記のほとんどが実施できカナリー諸島,スペイン北部およびモロッコ北西部で総数1000点余りのサンプルを採集でき,膨大な写真や聞き取り調査による記録もできた。現在,来年度以降に継続計画されている本研究と近い将来の本格的報告書作成に向け,鋭意増殖と分析を日本で進めている。パレスチナからトルコ東部を経てチグリス・ユ-フラティス川流域に至る肥沃な三日月地帯はコムギの起源地かつムギを生産基盤とした西欧文明の発祥地である。さらに,穏やかな地中海の内海水運と周辺の多様な生態学的生産環境に恵まれ,地中海周辺地域はムギ類の二次的多様化地域である。例えば,オオムギ,ライムギあるいはエンバクは拡大展開してゆくコムギ畑の雑草から起源した。

世界の各地で生態環境が破壊されつつある。調査地域も砂漠化や都市化などの問題に直面し,なぜかコムギの多様な地域は昔から民族紛争が絶えない。そこで,今のうちにムギ類の遺伝資源の採集と評価が緊急の課題でもある。これに関しては世界一の伝統を誇るわが国のわれわれの使命とも考えている。昨年のモロッコとスペインに続き本年度はエジプトとチュニジアを中心に調査した。加えて,以前調査できなかった地中海のサルジニア島,コルシカ島および昨年調査し残したスペイン南東部を調査した。エジプトではナイル川と地中海沿岸および内陸オアシスを,チュニジアでは中部の山岳・農業後進地域を中心に4名と現地協力研究者とで調査した。後半は2班に別れ,1隊はイタリア・フランスの島々,第2隊はスペイン南東部を調査した。各地でかなりの種子が収集ができ,膨大な写真や聞き取り調査による記録もできた。しかし,過去調査した分布の中心地と異なり生態環境に対応して不連続分布あるいは人里植物的分布になっていた。現在,来年度も継続計画されている本研究と近い将来の本格的報告書作成に向け,鋭意増殖と分析を日本で進めている。パレスチナからトルコ東部を経てチグリス・ユ-フラティス川地域に至る肥沃な三日月地帯はコムギの起源地かつムギを生産基盤とした西欧文明の発祥地である。さらに,穏やかな地中海の内海水運と周辺の多様な生態学的生産環境に恵まれ,地中海周辺地域はムギ類の二次的多様化地域である。例えば,オオムギ,ライムギあるいはエンバクは拡大展開してゆくコムギ畑の雑草から起源した。一方,エンバクの野生種はアフリカ大陸北西にたくさん分布している。また,コムギに近縁なエギロプス属は野草や随伴雑草として当該調査地域にも分布を広げているので従来中近東から地中海東部の島々やあるいは東部沿岸地域で採集されたエギロプス属植物との比較で,これらの植物の種内あるいは種の分化のメカニズムを比較生態遺伝学的に検討できる。これに関しては世界一の伝統を誇るわが国の使命と考える。一昨年モロッコとスペイン,昨年のエジプトとチュニジアに続き本年度は東欧西部と中欧を中心に調査した。5名を2隊に分け,機動的に調査した。東隊は東欧西部とオーストラリア・スイスを,西隊はドイツ南部とフランスを中心に調査した。有畜ムギ類農業の全体を観察しつつ,ムギ類とその雑草をつぶさに観察し種子採集した。とくに,古い普通系コムギであるスペルタコムギについて栽培状況と利用状況を聞き取り調査した。当初予想した以上にスペルタコムギが温存されていた。各地でかなりの種子が収集でき,膨大な写真や聞き取り調査による記録もできた。現在,本研究の近い将来の本格的報告書作成に向け,鋭意増殖と分析を日本で進めている。
超高精細４Ｋ映像による可視化金型粉砕機を用いたアルファ穀物粉の粉砕挙動の解明

本研究の目的は、災害時における非常食品として貢献できるアルファ化穀物粉砕機の粉砕機構メカニズムの解明・粉砕臼の形状最適化を決定することである。具体的には(1)超高精細な4Kビデオカメラにより可視化金型臼を使った実験をとおして直接観察による粉砕状態を撮影、(2)4K映像ディスプレイを使って粉砕過程における紛体の軌跡に着目して映像解析を行った。2枚の臼を用いて粉砕処理を行う。その際、上部の粉砕部をアクリル等の透明な樹脂製の臼で置き換え粉砕挙動を直接観察できるような構造にした特別仕様の粉砕機を用いた。上下の臼の表面には一定間隔の溝が掘られている。臼表面にある溝の間隔を「ピッチ長(P)」、溝の深さを「溝深さ(D)」と定義する。撮影は、高速で回転する粉砕物の撮影が可能なビデオカメラを粉砕機上部に設置し行った。粉砕臼の条件としては、溝のピッチ長1.5mm、溝深さ0.2mmのアクリル製透明上臼およびピッチ長、溝深さの違う2種類の金属製下臼を組み合わせた粉砕機で粉砕し、撮影を行った。米は、食紅で赤色を付けてわかりやすくした市販のはえぬきを使い、上臼の中心の投入口から数粒ほど入れて粉砕した。4Kカメラで動画撮影し、パソコン上の編集ソフトで編集し、動画から4K解像度の静止画を切り出した。解析は、購入した大型58インチ4K液晶ディスプレイを使い、粉砕物の軌跡や1粒から複数に粉砕される過程等を動画と切り出した静止画を用いて行った。今回の実験で米1粒が最初の溝で複数個に粉砕され、徐々に粒径が小さく粉砕されていく過程が観察できた。また、米粒粉体の軌跡も記録することに成功した。
呼気凝縮液中バイオマーカーの迅速診断法の開発と難治性喘息管理への応用

呼気凝縮液(EBC)を用いて、喘息患者の気道炎症状態を反映する炎症性マーカーを見いだし、point of care testing (POCT)に応用可能な迅速診断法の確立を試みた。EBC中の好酸球性炎症マーカーとして主要塩基性蛋白(MBP)が、好中球性炎症マーカーとしてミエロペルオキシダーゼ(MPO)がELISA法により測定可能であった。POCTとして免疫クロマト法によりEBC中のMBPとMPOを半定量的に測定できる迅速診断デバイスの構築と測定結果の評価を行った。本法によりMPOとMBPが同時に測定できた喘息患者では好中球性マーカーが優位の群と、好酸球性マーカーが優位の2群にわかれることが判明した。気道炎症状態をベッドサイドで把握し、喘息患者の治療、管理に応用可能と考えられた。呼気凝縮液を用いて、好酸球性炎症と好中球性炎症を判別できるマーカーを見いだし、point of care testing (POCT)に応用可能な迅速診断法を確立する。迅速診断法として免疫クロマト法を用いて、短時間で判別できるデバイスを開発する。これを用いて気管支喘息患者、とりわけ重症難治性患者の気道炎症状態をベッドサイドで把握し、喘息患者の治療、管理に応用可能なシステムを構築することを考えた。1.呼気凝縮液中の好酸球性マーカーと好中球性マーカーの検出と定量これらのマーカーは呼気凝縮液中では非常に低濃度であることが予想され、微量定量法を確立するを行なった。呼気凝縮液中の好酸球性マーカーとして主要塩基性蛋白(MBP)が、好中球性マーカーとしては骨髄性ペルオキシダーゼ(MPO)が、ELISA法により測定可能であった。ELISAはサンドイッチ法により行い、免疫クロマトに応用可能な抗体をそれぞれ2種類選択した。2.気道炎症判別デバイスの作製免疫クロマトデバイを作成するための基礎的検討を行った。(1)抗体の調整・金コロイド標識抗体の調整をした。・抗原特異的第二抗体を調整をした。(2)免疫クロマトメンブレンの作製ニトロセルロースメンブレンを用いて、金コロイド標識抗原特異抗体を塗布して、免疫クロマトメンブレンを作製するため、展開メンブレン選択、抗体濃度、調整バッファーの検討を行った。3.呼気凝縮液の採取健常人および喘息患者の呼気凝縮液の採取を行い、ELISA法により対象マーカーの測定が可能かの検討を行った。呼気凝縮液(EBC)を用いて、好酸球性炎症と好中球性炎症を判別できるマーカーを見いだし、Point of care testing (POCT)に応用可能な迅速診断法を確立する。1.呼気凝縮液中の好酸球性マーカーと好中球性マーカーの検出と定量好酸球性マーカーとして好酸球カチオン蛋白(ECP)の検討を行い、ELISA法により測定可能であった。そこで気管支喘息患者44名(男性29名、女性17名)と健常者41名(男性1名、女性40名)より採取したEBC中のECPと好中球性マーカーとして骨髄性ペルオキシダーゼ(MPO)の測定を行なった。EBC中ECP濃度は、健常者で0.02±0.02ng/ml、喘息患者で0.33±0.08ng/mlと、喘息患者は健常者に比し有意に高値を示していた(p<0.01)。喘息患者の重症度別に比較すると、重症難治性群が最も高値を示す傾向にあった。喘息患者においてEBC中ECP値は末梢血好酸球数と有意の正の相関が認められた(r=0.65、p<0.05)。また1秒量(r=-0.5、p<0.01)、ピークフロー値(r=-0.47、p<0.02)と有意の負の相関が認められた。EBC中MPO活性は健常者では9.9±2.5mU/ml、喘息患者では27.9±3.8mU/mlと、喘息患者で有意の高値が認められた(p<0.01)。重症度別では、重症度が増す毎に、MPO活性が増加する傾向にあった。ECPとMPOが同時に測定できた喘息患者の両者の関連を見るとr=0.438、p<0.02と有意の負の相関が認められ、更に好酸球性気道炎症群(ECP高値、MPO低値)と好中球性気道炎症群(ECP低値、MPO高値)の2群に大別されることが判明した。