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血管浮腫の観点からみた羊水塞栓症の診断、治療、予知・予防に関する研究

日本産婦人科医会委託事業である羊水塞栓症血清診断事業で血液614症例、組織46症例を解析した。羊水塞栓症には子宮型と心肺虚脱型の2つの病型に細分類されることを明らかにした。子宮型羊水塞栓症の早期診断基準と組織診断基準を作成した。羊水塞栓症の子宮でみられた顕著なアナフィラクトイド反応、ブラジキニン受容体の強発現、子宮収縮関連タンパク質の著しい発現低下が羊水塞栓症の子宮弛緩症の本態である事を明らかにした。肺組織で細気管支と肺動脈に肥満細胞脱顆粒を認め、アナフィラクトイド反応を証明した。羊水塞栓症例に対しC1インヒビター投与により子宮収縮の著明な改善を認め羊水塞栓症の新規治療法になることを見出した。1)羊水塞栓症を血管浮腫の観点から病型を明確化:特に血管浮腫の観点から子宮弛緩症の状態について全国から寄せられた臨床情報と子宮病理組織から検討した。その結果、羊水塞栓症の子宮の臨床的特徴として子宮底が臍上2指以上(臍上34cm以上)でかつ非常に柔らかい子宮筋層所見を示すことが判明した。子宮重量がホルマリン固定前の子宮重量は600gを超え、平均1kg程度であった。ホルマリン固定後の子宮重量はコントロール子宮と比較し差を認めなかった。これはホルマリン固定すると水分が除去されるため、コントロールと差を認めなかったと考えられた。子宮重量測定はホルマリン固定前に測定することが望ましいと思われた。2)羊水塞栓症のフィブリノーゲン値:羊水塞栓症では分娩後早期に発症するDICと子宮弛緩症が特徴的所見であることが多い。臨床像としては出血量に見合わないショック、DICを認める。臨床情報を解析すると羊水塞栓症の発症時のフィブリノーゲン値はほとんどで150mg/dLで以下あった。羊水塞栓症では早期よりフィブリノーゲン値が極端に減少していることが確認された。羊水塞栓症においては凝固因子消費→DIC→大量出血の経路が改めて確認された。3)C1インヒビターを用いた羊水塞栓症の新規治療法の開発:C1インヒビター低下症によって惹起される既存の疾患として遺伝性血管浮腫、後天性血管浮腫が知られている。羊水塞栓症の子宮や肺は血管浮腫であることが示唆されている。平成28年3月末現在、浜松医科大、三重大学、聖マリアンナ医科大学、昭和大学で倫理承認が得られた。昨年後半から多施設共同研究を始動させ現在3例のC1インヒビター使用例が登録された。羊水塞栓症の子宮所見の特徴をまとめることができた。1)発症時子宮底高が臍上34cm以上2)子宮硬度がきわめて軟3)ホルマリン固定前の子宮重量600g以上4)発症時フィブリノーゲン値150mg/dL以下これらが羊水塞栓症の子宮所見の特徴であり、これらを中心に早期診断基準を作成できる状態となった。昨年度までと同様、全国から送られた羊水塞栓症の臨床情報、血清・血漿、子宮・肺組織の解析を行っている。1)羊水塞栓症の子宮の臨床的組織学的所見:昨年度と同様羊水塞栓症の子宮は1kg程度と重かった。組織所見として好中球、マクロファージといった炎症細胞が浸潤しブラジキニンB1Rの発現が強く、腫増悪への関与が示唆された。子宮収縮関連タンパク質(オキシトシン受容体、コネキシン43)は羊水塞栓症で両者の発現が著しく低下していた。2)子宮型羊水塞栓症の早期診断基準:羊水塞栓症の血液凝固異常として分娩後早期に出血量に見合わないDICを発症する。臨床的に腫大し軟らかい子宮が特徴であり、1子宮底高が臍上2指以上(臍上34cm以上)、2子宮筋層が非常に軟らかい、3フィブリノーゲン値が150mg/dL以下という項目を子宮型羊水塞栓症発症時の臨床診断(案)として日本産科婦人科学会周産期委員会に提出した。3)DICに関する検討:子宮組織に好中球が浸潤していることから好中球エラスターゼに着目すると、羊水塞栓症例ではエラスターゼによるフィブリン分解産物が上昇している症例があり、線溶亢進にかかわる可能性がある。一方で羊水そのものが血液凝固に及ぼす作用をROTEMで検討した。ROTEMは全血を使用してその粘稠度の変化を測定できる。羊水を添加すると血液凝固は促進したが、組織因子の存在下では血餅はもろく、線溶反応も早期から現れた。特殊な条件下では羊水により溶解されやすい血餅になる可能性が示された。4)C1インヒビターを用いた羊水塞栓症の新規治療法の開発:多施設共同研究として現在14施設が参加している。臨床的羊水塞栓症例に対するC1インヒビター使用例は9症例に使用された。9例中6例に子宮収縮の著明な改善を認め、有害事象もなく良好な転機をたどっている。昨年度の研究実施計画の内容通り、羊水塞栓症発症時の臨床診断基準を案として提出できた。子宮組織においてブラジキニンの関与を示すことができた。C1インヒビターを治療として使用する多施設共同研究において、参加施設、使用症例が徐々に増えてきている。

DICに関しても今後の検討項目として好中球エラスターゼの関与、羊水の凝固線溶系への修飾機構を挙げることができた。昨年度までと同様、全国から送られた羊水塞栓症の臨床情報、血清・血漿、子宮・肺組織の解析を行っている。1)羊水塞栓症の血液、子宮・肺組織の解析検体数:血液は症例数195例(270検体)(うち母体死亡10例)であった。組織検体は17例であり、子宮のみ14例、子宮と肺1例、子宮と肺と心筋2例であった。2)羊水塞栓症の肺組織解析:羊水塞栓症と診断された症例の肺組織でトリプターゼ染色を行った。細気管支周囲と肺動脈周囲に脱顆粒(活性化)した肥満細胞を認め、肺組織でアナフィラクトイド反応により気管支及び肺動脈攣縮が生じている可能性があることが判明した。羊水塞栓症の発症初期に気管支喘息発作様の呼吸困難を呈することや急激な右心不全との関連が示された。3)羊水塞栓症の子宮組織解析:血管浮腫の観点からブラジキニンの子宮浮腫への関与を臨床的羊水塞栓症36例で検討した。ブラジキニン受容体B1R(炎症部位で発現)は子宮組織で強く発現しており、浮腫増悪への関与が示唆された。4)DICに関する検討:羊水そのものが血液凝固に及ぼす作用をROTEMで検討した。羊水を添加すると血液凝固は促進したが、組織因子経路の活性化状態では血餅はもろく、線溶反応も早期から現れた。羊水が母体血中に流入しただけではDICは生じないこと、またこの現象は妊娠中より産後(特に帝王切開後)に多い肺血栓塞栓症の発症に羊水が関与するものと考えられた。羊水塞栓症発症早期の血漿を用いて線溶系パラメータPIC、エラスターゼXDPを測定するとPICは心肺虚脱型羊水塞栓症では子宮型羊水塞栓症よりも高値であった。さらにエラスターゼXDPは死亡例で高値であった。消費性凝固障害に加え心肺虚脱型羊水塞栓症ではより著明な線溶亢進が認められた。日本産婦人科医会委託事業である羊水塞栓症血清診断事業で血液614症例、組織46症例を解析した。羊水塞栓症には子宮型と心肺虚脱型の2つの病型に細分類されることを明らかにした。子宮型羊水塞栓症の早期診断基準と組織診断基準を作成した。羊水塞栓症の子宮でみられた顕著なアナフィラクトイド反応、ブラジキニン受容体の強発現、子宮収縮関連タンパク質の著しい発現低下が羊水塞栓症の子宮弛緩症の本態である事を明らかにした。肺組織で細気管支と肺動脈に肥満細胞脱顆粒を認め、アナフィラクトイド反応を証明した。羊水塞栓症例に対しC1インヒビター投与により子宮収縮の著明な改善を認め羊水塞栓症の新規治療法になることを見出した。羊水塞栓症の子宮、肺の組織所見を解析する。組織所見と平成27年度に得られた臨床所見を合わせて、羊水塞栓症の早期診断基準を作成する。羊水塞栓症に対してのC1インヒビター投与は複数の施設で倫理委員会の承認が得られ現在3例が集積された。C1インヒビター投与が羊水塞栓症の救命法になる症例が登録された。医師主導の臨床研究としてC1インヒビター投与の有効性を証明するために、今後1015例程度を目指し引き続き症例を収集する予定である。羊水塞栓症の子宮組織に関して炎症細胞が子宮頸部体部にどのように浸潤していくか各部分がそろっている子宮組織で検討する。DICに関しては線溶亢進状態を評価するPIC(プラスミン)とともにエラスターゼXDP(好中球エラスターゼ)を血液で測定し、その関与を明らかにする。心肺停止をきたした羊水塞栓症例の病態を低酸素の観点から解析する。C1インヒビターの有効性を証明するためにひきつづき症例を蓄積し、15-20例程度を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。産婦人科29年度が最終年度であるため、記入しない。
固体高分子型燃料電池における気液二相流の研究

固体高分子形燃料電池(PEFC)の技術開発を目的として、単セル流路内の流れの計測法を検討し、燃料電池単セルに供給するガスの状態量と発電性能の関係を調べた。まず、PEFCに特徴的である流路を模擬したアスペクト比の異なる3種の単セル流路モデルを製作し、空気を供給し入口の圧力、流量をパラメータとして内部流路の圧力分布を計測した。その結果、ひとつの直線流路と曲がり流路に多数の計測点を設けるデータの取り方では、直線部の摩擦損失と曲がり損失を明確に分離することは困難であることがわかった。しかしながら、中央に計測点を設けた何本もの直線部から圧力データを取り、直線部の摩擦損失に比較的精度の高い予測式を用いれば、特に大きな問題を生ずることなく曲がり損失の評価が行えることがわかった。次に、前述の空気流れ計測で用いた流路と類似のガス流路をもつPEFC単セルを実際に製作し、空気と水素(デッドエンド系)を供給して発電性能を測定した。変化させたパラメータは、空気利用率(20%80%)、加湿のありなしおよび供給ガス圧力(50kPa、100kPa)とした。実験した範囲では、空気利用率が発電性能に対し最も強い影響を及ぼした。空気利用率は高い方が、加湿はない方が、また供給ガス圧力は高い方が、起電力、出力、効率などの発電性能は高かった。今後は、他のパラメータの性能に及ぼす影響を調べるとともに、詳細な内部電気抵抗を計測することにより性能を決めているメカニズムの解明することが必要である。一方で、フラッディングなどの現象に見られるように、流路内部を流れる流体の挙動にはまだまだ不明な点も多く、発電している状態での内部流れの計測も重要であると考えられる。平成13年度は研究期間の初年度であるので、固体高分子形燃料電池内の流れ計測に関する基本技術開発を行った。具体的には、燃料電池単セルの空気側流路を模したテストセクションを試作し、これに高圧空気ボンペ、フィルタ、流量調整弁、レギュレータなどを接続した空気圧回路を製作した。テストセクション内の流路は、3種のアスペクト比(それぞれ0.43、1.0、2.5)の長方形断面をもち、流れ方向に直線部と曲線部からなるものとした。燃料電池を自動車に適用した場合を想定し、実機のレイノルズ数に近い条件となるようこの装置に空気を流し、入口圧力、質量流量を制御した。流路内各部での温度、圧力は多点温度計および多点圧力計で同時にパソコンに取り込み、計測した。実験の結果、自動車のアィドル点相当の運転点では流れは層流となっており、また定格点相当の運転点では乱流となっていることがわかった。さらに流路直線部の管摩擦損失係数λはレイノルズ数に対して単調に減少するが、十分に発達した層流の理論値、乱流の実験式と比較すると23倍の値になっていることがわかった。上流の曲がり部の影響が下流の直線部に及んでいると推測される。一方、流路曲線部(半円弧部)の圧力損失係数ζはレイノルズ数に対して単調に減少するが、アスペクト比が小さい流路ほどその値は大きくなる。その差異はアスペクト比がO.43と2.5の流路を比較すると2倍以上にも及ぶことがわかった。半円弧部流路の外径から内径に向かう圧力こう配によって流路側面には二次流れが発生し、境界層が肥大して損失が増大すると考えられる。この損失はアスペクト比が小さいほど顕著となることが実験によって定量的に示された。まず固体高分子形燃料電池の最小単位である単セルの中の基本的な流動損失特性を調べた。実機と同様のレイノルズ数下で実験ができる空気極側流路の拡大モデルの設計、試作を行った。

流路断面形状は正方形(アスペクト比1)、縦長の長方形(アスペクト比0.43)、横長の長方形(アスペクト比2.5)の3種とした。電気化学反応のない最も単純な条件下で、空気を用いて流路形状と圧力損失特性の関係を計測、解析した。その結果、実機の流れは運転条件により層流から乱流まで広範囲に及んでいること、計測された直線流路部の圧力損失は理論解から得られる圧力損失よりも若干大きいこと、直線流路部の圧力損失は曲がり流路部の圧力損失の数倍のオーダであること、などが明らかになった。アスペクト比が流路の曲がり損失に及ぼす影響も具体的な定量的データとして得ることができ、実機設計に活用することが可能となった。次に、固体高分子膜、セパレータなどの部品からなる単セルを設計・試作し、この単セルに供給する水素、空気の温度、湿度、圧力、流量、電気負荷などを制御できる実験システムを構築した。実験は、水素極側はデッドエンド系とし、空気極側は電池出口に絞り弁を取り付け、いずれも入口圧力一定の条件下で電池性能を計測した。なお、実験は単セルの定格出力点20W付近で行った。その結果、電池の出力、発電効率ともに、空気、水素の湿度による影響が大きく、実験した範囲では湿度が100%に近づくにつれ出力、発電効率は低下した。さらに空気利用率や水素利用率の影響度も少なくないことが予想されるので、今後この点に着目した計測が必要であることもわかった。
糖代謝調節・動脈硬化症における血管内皮インスリン受容体基質-2の役割の解明

2007年度に、血管内皮細胞において主要なIRSであるIRS-2に着目し、インスリン抵抗性と血管内皮機能について、血管内皮細胞特異的IRS-2欠損マウス(ETIRS2KOマウス)を用いて検討を行った。その結果、血管内皮細胞におけるIRS-2欠損により血管内皮機能が低下し、インスリンによる骨格筋血流の増加や骨格筋間質へのインスリン移行の増加が障害され、その結果インスリン抵抗性を惹起した可能性が示唆された。そこで2008年度は、血管内皮機能改善薬をETIRS2KOマウスに投与し、骨格筋のインスリン抵抗性が改善するかどうかについて検討したところ、血管内皮機能改善薬の投与によりETIRS2KOでは骨格筋血流や骨格筋間質のインスリン濃度の回復が認められ、骨格筋のインスリン抵抗性が改善した。肥満症やメタボリックシンドロームに伴うインスリン抵抗性状態では、しばしば血管内皮機能障害が認められ、血管内皮機能障害自体が個体のインスリン抵抗性を惹起するという仮説も出されているが、十分な実験的根拠に欠けている。そこで我々は、血管内皮細胞において主要なインスリン受容体基質(IRS)であるIRS-2に着目し、血管内皮機能障害とインスリン抵抗性について血管内皮細胞特異的IRS-2欠損(ETIRS-2KO)マウスを作製し解析した。ETIRS-2KOマウスは、血管内皮細胞におけるインスリンシグナル障害と血管内皮機能低下を呈していた。興味深いことに、このマウスでは骨格筋のインスリン抵抗性が認められた。ところがこのマウスの単離骨格筋のインスリン刺激による糖取り込みには障害は認められず、このことからこのマウスでは骨格筋そのものではなく、骨格筋において血流を介する糖取り込み障害が存在する可能性が示唆され、実際このマウスでは骨格筋における血流とインスリン刺激後の間質のインスリンの増加に有意な障害が認められた。以上より、ETIRS-2KOマウスは、血管内皮細胞におけるIRS-2欠損により血管内皮機能が低下し、インスリンによる骨格筋血流の増加や骨格筋間質へのインスリン移行の増加が障害され、その結果インスリン抵抗性を惹起した可能性が示唆された。そこで我々は昨年度、血管内皮細胞において主要なIRSであるIRS-2に着目し、インスリン抵抗性と血管内皮機能について、血管内皮細胞特異的IRS-2矢損マウス(ETIRS2KOマウス)を用いて検討を行った。そこで本年度は、血管内皮機能改善薬をETIRS2KOマウスに投与し、骨格筋のインスリン抵抗性が改善するかどうかについて検討した。ETIRS2KOに血管内皮機能改善薬を投与するとeNOSのmRNAと蛋白レベルがコントロールマウスの約2倍に増加した。また、ETIRS2KO,で認めたインスリン刺激後のeNOSのリン酸化の低下は、コントロールマウスとほぼ同程度まで増加し、血管内皮機能が改善した。さらにETIRS2KOで認めた骨格筋の間質のインスリン低下は、血管内皮機能改善薬投与によりコントロールマウスとほぼ同程度まで増加し、骨格筋のインスリン抵抗性が改善した。以上の結果から血管内皮機能が骨格筋インスリン感受性調節に重要な役割をはたしていることが明らかとなった。
超伝導量子ビットを用いた量子情報処理

人工原子としての超伝導量子ビットに関する研究を行い、自然にある原子に対するものと類似した問題を追及しました。巨大人工原子がどのように、光、伝搬路,電磁的共振器,機械的共振器等と相互作用するか、という課題を含み、量子光学、原子物理、固体物理、ナノサイエンス、コンピューターサイエンスに及ぶ、分野横断的な理論的研究を行い、その研究成果は物理学のトップレベルのジャーナルに掲載されました。平成22年度において、我々は人工原子としての超伝導量子ビットに関する研究を行った。"巨大原子"がどのように、光、伝搬路、電磁的共鳴器,機械的共鳴器等と相互作用するか、という課題を含んでいるところの、自然にある原子に問うであろうに類似した疑問を追及した。我々はまた、量子光学、原子物理、固体物理、ナノサイエンス、コンピューターサイエンスに及ぶ、分野横断的に理論的な研究の一端を進めた。これらのタイプの問題は、光子がどのように量子ビットや超伝導量子ビットを用いたレージング現象、単一光子生成器、光子数制御(Fock状態生成)、共鳴器による量子ビットカップリング、量子ビットによる共鳴器カップリング、及び量子測定等と影響し合うかということを含む課題である。我々は主に微細回路の量子ダイナミクスに関する研究、それらが光子と、また機械的共鳴器どのように相互作用するかという課題を含む研究を行った。さらに、最新の実験結果に基づき、これらの課題を成し遂げる方法を探すことによって、カップリングの制御及び集積可能な回路を可能にするより良い方法を探索した。我々はまた超伝導量子ビット状態における連続弱測定、及び量子演算におけるマイクロ波パルス形状の効果に関する研究をも推進した。その研究と並行して、原子物理現象及び超伝導回路におけるレージングに関する研究も行い、また超伝導量子回路の制御性をナノメカニカル共鳴器の冷却に応用する方法を探究した。これらの研究成果は、19件の論文として、また、13件の学会での発表として発表された。2011年度の最初の10ヶ月間に、我々はISIデータベースにより索引されうる28の論文を出版した。その中のネイチャー誌の長い二つの論文は、世界において少なからぬ注目を集めている。2011年6月にネイシャーに出版された論文は9ページの長さがあり、我々が創造の一端に寄与した物理学の領域について言及している。記事は私の前ポスドク研究員と私自身の共著である。ネイチャーによると、"Nature News"に掲載された我々の研究が、2011年中で最も多く読まれたニュースである、とのことである。この研究は世界中の著名な新聞や雑誌に於いて非常に多く報道された。(フランスの一流の新聞である"Le Monde"にも掲載された。)この研究に関するさらなる情報は、以下のリンクに記されている。http://dml.riken.jp/outreach.php数週間前、Reviews of Modern Physicsに我々の記事が出版された。そしてこの論文は、APS(APS=American Physical Society)がその55,000人に上るメンバーに送る2012年2月号の"APS News"に宣伝を載せた、唯一の研究論文であった。26年度が最終年度であるため、記入しない。理論物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。これも我々の研究計画は順調に進展しており、2011年度中にNatureを含む数多くの論文を出版することができた。2012年度においても研究に対する真摯な姿勢を失わず、研究計画を遂行していくものである。そして研究成果を良い論文として出版したいと計画している。
医師養成における卒前・卒後に連携した新たな臨床能力試験の構築

前年度スキルス・シミュレーションラボとして管理運営ができるようになったことにより、今年度よりすべての学生、看護師、医師の実技訓練学習が一箇所で横断的・集中的に行われるようになった。Advancedな内容のシナリオとしては、兵庫医療大学と連携してリハビリ/看護/薬学/医学の4学部合同で多職種間の横断的なテュートリアルを行ったり、遺伝相談のシナリオの作製(trained SPが参加してAdvanced OSCEで実施)が成果である。また傾聴トレーニング(聴くトレ)を導入し、医師-患者間のコミュニケーションスキルの改善に効果があった。(この内容は医学教育学会で発表し現在論文執筆中であるが)結果として性別と関係なく、もともと会話スキルが平均より低い群は高い群より傾聴トレーニングの効果が有意に上昇したことから、会話スキル度に応じた教育の必要性が示唆された。このほかにもbad-news telling、禁煙指導のシナリオ作製が現在進行中である。本年度も6学年全員に対してadvenced OSCEを施行した。医学教育センター(研究分担者:鈴木敬一郎)、卒後臨床研修センター(研究分担者:芳川浩男)と協力し、4年生に対する共用試験OSCEと6年生のadvenced OSCEとの整合性を考えながら、臨床終了時に必要な態度・技能の習得を評価するための項目「(仮称)研修終了OSCE」の7ステーションを策定した。(1)基本的な身体診察法(2)基本的な臨床検査(血液型/交差適合試験・心電図・血ガス・超音波)(3)基本的手技(包帯・注射・採血・穿刺・導尿・胃管・気管挿管)(4)医療記録(5)救急医療(ACLS)(6)予防医療(食事・運動・休養・飲酒・禁煙の指導)(7)緩和・終末期医療(臨終立会い経験)大学・病院の各部署でばらばらに管理されていたシミュレータを調査、把握し、次年度はスキルラボとして一箇所で集中的に管理運営できるよう準備を進めている。また現在上記の7ステーションにおける細かい評価項目を作成中である。大学・病院の各部署でばらばらに管理されていたシミュレータを前年度より調査、シミュレーションラボとして一箇所で横断的・集中的に学生、看護師、医師が学習する管理運営ができるようになった。これにより医療人育成センターや兵庫医療大学と連携し、卒前卒後や学部を超えた横断的な教育システムの基礎ができた。またこのことにより、他大学ではあまり行われていない手洗い手技のOSCEを取りいれることができた。卒後の研修終了OSCE(仮称)やAdvanced OSCEでの使用に耐えうるシナリオつくりの開始に着手、現在進行中である。具体的にはBad News tellingや、検査を嫌がる患者の説得、禁煙指導の医療面接シナリオ、気管挿管や印フュージョンポンプのセッティングの実技など。
既知のメカニズムから予測される地震波伝搬時磁場変動と実際の磁場変動の比較

地震波の伝搬と同時に電磁場の変動が観測されることがある。この研究では、震源からある程度離れた場所での現象に焦点を絞って、既知の物性理論から予測される地震時電磁場変動を計算し、それを観測事実と比べることにより、仮定した既知の理論だけで観測事実を説明しうるのかを明らかにすることを試みた。その結果、既知の理論だけでは説明できない変動が含まれていることが確認された。このことは、地震動を電磁場変動に変換する未知のメカニズムがまだ存在することを示唆している。(1)大地が一様な電気伝導度を持つ場合について,線状に並んだ電流あるいは磁化が時間変化する場合にそこから生じる電磁場の表現式の一般形を求めた。当初(計画時)には周波数領域でのみ解を求めることを考えていたが,フーリエ変換を閉じた形で求めることができたため,観測値との比較においてより有効な時間領域での解を求めることができた。この結果を,学術雑誌に投稿する準備を現在進めている。(2)得られた表現式を用いて,これまでに報告されている磁場変動の中で,理論値と計算値が十分には一致していないために生成原因が同定できないものについて,簡単な再計算を行った。その結果,先行研究で生成原因と推定されていた応力磁気効果が,実際に生成原因である可能性が高まった。これは,地震時磁場変動がどのような原因から生じるのかを考える上での重要な材料となるのに加えて,「地震発生を電磁場変動でとらえることができるか?」という疑問に答えるうえでも重要な判断材料になると期待できる。なお,当初予定していたデータ以外にも,東北地方太平洋沖地震の際に解析対象となりうるデータが国内の研究機関により得られていたことがわかったため,現在データが利用可能か相手方と打合せをすすめつつある。上記結果は,この追加データが利用可能か否かが確定し,可能ならば追加解析も行ったうえで,誌上等で発表する予定である。地震波伝搬時に生じる磁場変動について、既知のメカニズムから生じる理論値をまず求め、観測値からそれに合わないものを除いてゆき、説明できないものがあるかを明らかにするのが本計画の具体的内容である。この計画の中で平成24年度に得た主な成果は次の3点である。[1]平面波近似できる地震波が層構造の電気伝導度をもつ地殻内を伝搬する際に電磁誘導により生じる磁場変動について数値計算を実施した。その結果、地震波の位相と磁場変動の位相は、詳細な電気伝導度構造によらずにほぼ一定である、という結果を得た。この結果を用いれば、もし観測される磁場変動の振幅・位相がある範囲を外れた場合に、地下の電気伝導度構造の詳細を知らなくても観測された磁場変動が電磁誘導起源ではないと結論できる。[2]これまで周波数領域で表現されてきた有限電気伝導度地殻内部の電流源から生じる磁場変動の伝達を、時間領域で表現することに成功した。これにより、地震発生後、地震波到達する前に生じた磁場変動の観測値を電磁誘導その他から生じる磁場変動の理論値と比較して観測される磁場変動の成因を議論ことが可能となる。[3]東北地方太平洋沖地震の際に報告されている地磁気強度の変化量と応力磁気効果の理論計算値を比較することにより、応力変化と磁化変化の比例係数である応力磁化係数を見積もった。その結果、この地域の応力磁化係数は、いくつかの先行研究で得られているほど大きくはないが、実験室スケールで得られる値よりは数倍程度大きそうだ、という結論を得た。この結果は、地震波伝搬時に観測される磁場変動が応力磁気効果起源か否かを判定する際に必要となる理論計算のパラメータ設定において有用である。(注:この段落に記載した成果の達成および発表に科研費は使用していないが、実施課題の遂行において重要な意味を持つので、本欄および成果欄に記載した。)電磁誘導の場合について、成層構造をもつ媒質中を伝搬する弾性波によって励起される電磁場変動の表現式を得た。深部の電気伝導度によって期待される電磁場変動の振幅が影響をうけること、弾性波と電磁場変動の位相差が比較的狭い範囲に限定され、それゆえ位相情報が変換メカニズム推定に有用であること、などが示された。また、単純な構造境界を持つ場合について、数値解を検討した。この研究を開始する以前にすでに実施者が応力磁気効果について得ていた結果、および実施期間中に他の研究者によって発表された界面導電効果に関して得ていた結果と合わせることで、構造境界が存在する場合の特性のいくつかが明らかになった。さらに、周波数領域で得られた解をフーリエ変換することで、二層構造の場合についての時間領域解を得た。これによって、時間領域のままで観測値と理論値を比較することが可能となった。得られた表現式にもとづき、主目的である「地震時に観測される地磁気変動が既知のメカニズムで説明できるのか」について議論した。

電気伝導度などのパラメータの選択によっては、変化の存在自体は説明できるものの、まれに観測される地震波到達前の変動については、電磁誘導によっては説明できそうにない、という結論が導かれた。地殻活動電磁気学当初計画は「地震時電磁場変動の表現式の導出」と「観測値と理論値の比較」、および「結果の発表」よりなる。電磁場変動の表現式については、当初計画していた周波数領域解だけでなくより有効な時間領域解を得ることができたという点で,当初の計画以上に進んでいると評価できる。観測値と理論値の比較については,あるていどの結果を得たため,これもおおむね順調と評価できる。ただし,追加すべきデータがあることが研究開始後にわかったため,現在データ取得機関との交渉をすすめており,可能ならば最終的な結果をまとめるのを保留している。そのため,結果の発表には至っていない。計画は結果をまとめて発表するところまでで完成するため,全体評価は「やや遅れている」とした。当初の目的で掲げた初年度の達成目標は、「電磁誘導」と「界面導電現象」の2つについて地震波伝搬時磁場変動の定式化を行い、定量的な性質を明らかにすることであった。電磁誘導については研究実績の概要[1]に記載した通りの成果を得た。大地の電気伝導度構造についてまだ議論が尽くされているわけではないが、これはほぼ当初計画に見込んでいた通りである。よって電磁誘導に関わる部分については計画通りに進行していると評価できる。一方界面導電現象については、研究開始後に、実施者の想定していなかった一般的な成果が海外の研究者によって発表された[Gao, 2012, Geophys. J. Int.]。そのため、界面導電現象についての当初計画の一部を取りやめた。つまりこの部分は、実施者自身は計画通りに実施していないにもかかわらず、より強い結果が得られる見込みである。界面導電現象についての研究実施にあてる予定であったエフォートは、電磁誘導の部分をさらに発展させることに費やした。その結果、研究実績の概要[2]に記載した成果を得た。これは当初の予定を超えるものであり、平成25年度に実施を予定している観測値との比較の際に当初予定していたよりも多くの観測データを対象とすることが可能となる見込みが生まれた。また、研究実績の概要[3]に記載した成果も、平成25年度計画を実施する上で有用である。以上を総合すると、当初計画の全てを実行してはいないが、計画全体を通じた最終目標である「既知のメカニズムと観測値との比較」という観点からはより高い結果を期待しうる準備が整ったと言える。そのため、最終目標への接近の度合いという観点からは「当初の計画以上に進展している」と言えるのだが、その一部は実施者以外の要因によってもたらされた結果であるので、この点を差し引いて、自己評価を「(2)おおむね順調に進展している」とした。前項に記載した通り,解析対象としうるデータの存在がわかり,その利用について観測機関と交渉しているので,交渉が終了したのちに可能ならば追加解析を実施し,速やかに最終結果のとりまとめに進む。なお,この実施のために,当初2年であった本計画実施期間は1年延長した。すでに得られている結果のうちまだ論文として発表していない部分(研究実績の概要[2])をまとめ、国際誌に投稿する。
膵癌の後腹膜、神経叢浸潤におけるK-ras点突然変異と術中変異と術中迅速遺伝子診断への応用

平成8年度は、膵癌進展の正確な把握を目的とし、外科的切除時の膵切除断端における膵内微少浸潤の有無を、病理組織学的検索とK-ras変異とにより比較し、潜在的微少浸潤の検討を行なった.【対象と方法】対象は切除可能であった膵癌18症例.内訳は膵管癌14例、良性粘液産生膵腫瘍3例、悪性粘液産生膵腫瘍1例であった.パラフィン包埋された切除標本を用い、癌本体及び切除断端のブロックより、DNAを抽出し、K-ras exonlcodonl2を含む領域のPCRを行い、そのproductをmembraneにdot-blotし、6種類の変異型probeを用い、hybridizationを行い、変異型を決定した.また同じDNAを使用し、PCR-RFLP法によりK-ras変異の有無を検索した.【結果】18症例60検体のうち42検体でDot-Blot hybridizationが可能であり、その内の14症例29検体にK-ras変異を認めた.膵管癌14例中11例(78.6%)良性粘液産生膵腫瘍3例中3例(100%)悪性粘液産生腫瘍1例中0例(0%)であった.その変異型は膵管癌11例中GTT 5例TGT 5例GAT 1例、良性粘液産生膵腫瘍3例TGT 2例GTT 1例であった.今回検討した内で、病理組織学的には断端部癌陰性と診断されている症例のうち2例にK-ras変異を認めた.その2例は癌本体と断端部での変異型は一致していた.【考察】今回の検討により、病理組織学的には断端部癌陰性と診断されている症例の中にもK-ras変異が認められ、組織学的検索では検出できない癌進展の可能性を示唆した.今後、症例数を増やし、リンパ節における変異や再発形式との関についても検討を加え、また術中の迅速遺伝子診断についても研究を継続していく予定である平成8年度は、膵癌進展の正確な把握を目的とし、外科的切除時の膵切除断端における膵内微少浸潤の有無を、病理組織学的検索とK-ras変異とにより比較し、潜在的微少浸潤の検討を行なった.【対象と方法】対象は切除可能であった膵癌18症例.内訳は膵管癌14例、良性粘液産生膵腫瘍3例、悪性粘液産生膵腫瘍1例であった.パラフィン包埋された切除標本を用い、癌本体及び切除断端のブロックより、DNAを抽出し、K-ras exonlcodonl2を含む領域のPCRを行い、そのproductをmembraneにdot-blotし、6種類の変異型probeを用い、hybridizationを行い、変異型を決定した.また同じDNAを使用し、PCR-RFLP法によりK-ras変異の有無を検索した.【結果】18症例60検体のうち42検体でDot-Blot hybridizationが可能であり、その内の14症例29検体にK-ras変異を認めた.膵管癌14例中11例(78.6%)良性粘液産生膵腫瘍3例中3例(100%)悪性粘液産生腫瘍1例中0例(0%)であった.その変異型は膵管癌11例中GTT 5例TGT 5例GAT 1例、良性粘液産生膵腫瘍3例TGT 2例GTT 1例であった.今回検討した内で、病理組織学的には断端部癌陰性と診断されている症例のうち2例にK-ras変異を認めた.その2例は癌本体と断端部での変異型は一致していた.【考察】今回の検討により、病理組織学的には断端部癌陰性と診断されている症例の中にもK-ras変異が認められ、組織学的検索では検出できない癌進展の可能性を示唆した.今後、症例数を増やし、リンパ節における変異や再発形式との関についても検討を加え、また術中の迅速遺伝子診断についても研究を継続していく予定である
日本産発音魚の新たな探索とその種名リストの作成

本研究によって、新たに23種の発音魚が記載された。マツカサウオ(キンメダイ目マツカサウオ科1種)、カマキリ(カサゴ目カジカ科1種)キントキダイ科魚類(7種)、キンチャクダイ科魚類(11種)、コトヒキ(スズキ目シマイサキ科1種)、イシダイとイシガキダイ(スズキ目イシダイ科2種)などが発音器を持つことが正確に記載された。マツカサウオ、カマキリ、コトヒキ、イシダイとイシガキダイは後頭神経を使って鳴き、キントキダイ科魚類とキンチャクダイ科魚類は脊髄神経を使って鳴くことがわかった。とくに、キンチャクダイ科魚類では、7属26種のうちサザナミヤッコ属(6種)とアブラヤッコ属(5種)だけが発音することもわかった。いずれの発音魚類も後頭神経か脊髄神経のどちらか一方だけを使って鳴き、両方の神経を使って鳴く魚種は観察されなかった。魚類の世界では、すべての魚類(科のレベル)の約10%が発音によるコミュニケーションをすると推測されているが、まだ研究は十分に進んでいない(宗宮2002)。Salmon & Winn(1966)は世界で初めて、キントキダイ科魚類の2種(Priacanthus meekiとゴマヒレキントキHeteropriacanthus cruentatus)が発音することを観察し、その鳴音を記録し発音筋を簡単に記載した。その後、Starnes(1988)は世界のキントキダイ科魚類を再検討し、クルマダイ属とチカメキントキ属には発音器はないが、その他のキントキダイ属はすべて似たような発音筋をもつと報告した。また、魚類は発音する際に2つの異なった神経(後頭神経か脊髄神経のどちらか)を利用する(Onuki & Somiya 2007)。発音性のキントキダイがどちらの神経を使うかは、まだわかっていない。当該年度の計画として、日本産キントキダイ科魚類の2属5種(ゴマヒレキントキ属のゴマヒレキントキとキントキダイ属のイトヒキキントキ、キントキダイ、ホウセキキントキ、キビレキントキ)の発音器の構造とその神経支配を調査し、生体で入手できたホウセキキントキについては鳴音の記録を行った。その結果、発音するすべてのキントキダイが脊髄神経を使って発音することが判明した。また、発音筋は種によって大きさが異なり、イトヒキキントキ、キビレキントキが比較的大きな発音筋をもっていた。驚いたことに、分類形質の点から、ホウセキキントキと分類された魚種に発音筋のよく発達したものと、未発達な2つのタイプの存在が判明した。ホウセキキントキは2種に再分類される可能性があるのかもしれない。本年度はその点について再度調査をする予定である。なお、上記の点については魚類学会年会において報告した。1)マツカサウオの発音器:キンメダイ目マツカサウオ科のマツカサウオは、古くから発音すると言われてきたが、その鳴音も発音器も未記載のままであった。今回の研究により、マツカサウオは鰾に付着する発音筋を持ち、その振動で発音することが判った。発音のスペクトルは500Hz前後のもので、発音筋は後頭神経によって支配されていた。この結果をCOPEIAに発表した(Onuki et al. 2010).2)イシダイとイシガキダイの発音器:イシダイの発音はNakazato & Takemura (1987)に報告されたが、発音器の形態については検討がなされなかった。そこで今回、イシダイとイシガキダイの鳴音を記録するとともに、その発音器の構造を解明した。その結果、イシダイとイシガキダイはともに発音魚であり、その発音器の構造は良く似ていた。発音筋は頭骨と鰾に付着する外在筋であった。また発音筋は後頭神経によって支配されていた(現在投稿論文作成中)。3)キンチャクダイ科の発音器:これまで、キンチャクダイ科魚類の発音器は記載されていない。また、どの種が発音魚で、どの種が発音魚でないかについての研究もない。そこで、琉球大学が所蔵する本科魚類の7属26種(外国産も含む)についてその発音器の有無を観察した。その結果、観察されたサザナミヤッコ属の6種(タテジマキンチャクダイ、ワヌケヤッコ、サザナミヤッコ、ロクセンヤッコ、アデヤッコ、イナズマヤッコ)すべてに発音器が観察された。

一方、アブラヤッコ属10種のうち5種(アブラヤッコ、ナメラヤッコ、コガネヤッコ、ヘラルドコガネヤッコ、ソメワケヤッコ)に発音筋が確認され、他の5種(オハグロヤッコ、カヒロヤッコ、アカハラヤッコ、ルリヤッコ、ダイダイヤッコ)には発音筋は観察されなかった。今年は、分類学の観点から、アブラヤッコ属について観察を進めたいと考えている。1)マツカサウオの発音器:キンメダイ目マツカサウオ科のマツカサウオが、鰾筋振動による発音魚である事を世界で初めて記載した。マツカサウオは源に付着する発音筋を持ち、その振動で発音し、音の周波数は約500Hzであった。発音筋は後頭神経によって支配されていた。この結果をCOPEIA(米国魚類・は虫類学会)に報告した(Onuki et al. 2010).2)冷水性降河回遊魚カマキリ(カサゴ目、カジカ科)の発音と発音筋:日本産のカマキリが発音する事を確認し、発音筋の大きさの季節的変化を調べた。発音の周波数特性は約100Hzであり、発音と言うよりは振動によるコミュニケーションと考えられた。発音筋の相対的な大きさは、雌雄ともに産卵期に最大となる事がわかった。天然魚と養殖魚の比較では、養殖魚の発音筋の発達が悪い事が判明した(Iwatani et al. 2011)。3)イシダイとイシガキダイの発音器:イシダイとイシガキダイの鳴音を記録するとともに、その発音器の構造を解明した。イシダイとイシガキダイはともに螺筋振動による発音魚で、その発音筋は頭骨と鯨に付着する外在性筋であった。また発音筋は後頭神経によって支配されていた(現在投稿論文作成中)。4)キンチャクダイ科の発音器:これまで、キンチャクダイ科魚類の発音器は記載されていない。また、おの種が発音魚で、どの種が発音魚でないかについての研究もない。そこで、本科魚類の7属26種(外国産も含む)についてその発音器の有無を観察した。その結果、観察されたサザナミヤッコ属の6種すべてに発音器が観察された。一方、アブラヤッコ属10種のうち5種(アブラヤッコなど)に発音筋が確認され、他の5種(オハグロヤッコなど)には発音筋は観察されなかった。現在分類学的な観点から、キンチャクダイ科魚類の進化様式の見直しを行っている。
太古海洋環境を理解するための温泉微生物マットのキャラクタライゼーション

太古の海洋に幅広く発達したストロマトライトの成因を考察するために,同様の縞状組織を持つ温泉成炭酸塩トラバーチンに発達する微生物マットとバイオフォルムに関する研究を行った。組織発達と水質変化を現地で連続観測し,微生物試料の遺伝子解析を学術研究員とともに実施し,トラバーチンに発達する縞状組織のほぼ全てが日輪であることを解明した。日輪は基本的にシアノバクテリア等の光合成微生物の日周期の代謝活動を反映する。調査を行った大分県長湯温泉,鹿児島県妙見温泉等の研究成果は3編の国際誌を含む学術論文として公表した。特に長湯温泉での研究はストロマトライトとの類似点が多く,その成因を考察するための重要な成果である。始生代原生代の地層に残された微生物作用の痕跡を解く鍵を求め,トラバーチンを沈殿させる温泉環境での微生物マットの研究を進めた。今年度は,大分県長湯温泉・鹿児島県妙見温泉・スマトラ島北東部のシホポロン温泉等において調査を行った。長湯温泉では,微生物マットが厚く発達する場所に焦点を当て,そこで可動性の高いフィラメント状シアノバクテリアが日周期でトラバーチン表面にマットを作ることを確認した。比較的水温が高い妙見温泉では,単細胞のシアノバクテリアが表面にバイオフィルムを作っていた。いずれの堆積場でも縞状組織は日輪であると認定できた。これらの研究成果は国際誌に公表されている。また,シホポロン温泉では50°Cを境に2つのタイプの日輪トラバーチンが発達していることが認定された。50°C以下の場所ではフィラメント状のシアノバクテリアが,50°C以上の場所では非イオウ紫色細菌が表面にバイオフィルムを形成していた。後者は非酸素発生型の光合成細菌であり,地球上に酸素が乏しかった時期のストロマトライト形成のモダンアナログとして有力である。本研究では学術研究員を6ヶ月間雇用し,トラバーチンの組織観察と微生物群集解析を行った。クローンライブラリー法を用いた遺伝子解析の結果,トラバーチン環境に生息するシアノバクテリアが,高い走光性を持ち,大量の細胞外高分子物質を分泌する種によって占有されていることが分った。これは急速な鉱物沈殿に対応するための微生物の戦略であると考えられる。さらに,昨年度までの研究で認定された炭酸塩鉱物の沈殿速度と二酸化炭素の脱ガス速度の相関に関する研究を進めるために,高二酸化炭素濃度の水からの脱ガス速度を計測し,数式化を試みている。まだ,データが不十分ではあるが,二酸化炭素の脱ガスについての傾向が流速などの水文的条件に大きく依存する傾向がつかめてきた。温泉環境での微生物マットは始生代原生代の地層に残された微生物作用の痕跡を解く鍵である。マット内での微生物ー水ー鉱物の相互作用は,培養実験により評価されるべきだが,温泉における水環境を再現し,微生物群集組成を維持するのは困難である。そこで,本研究では炭酸系温泉に発達するトラバーチンに焦点を絞り,その表面に生息する微生物群集の代謝効果を現地で観測した微環境プロファイルと溶存成分フラックスから評価することを目的とする。今年度は,大分県長湯温泉等において,トラバーチン表面に発達する微生物マット内での微環境プロファイルを作成し,あわせて,マット試料への溶存成分フラックスを測定した。その結果,シアノバクテリアの光合成が微環境において過飽和度を高めていることを観測した。学術研究員を3ヶ月間雇用し,トラバーチンの組織観察と微生物群集解析を行った。クローンライブラリー法を用いた遺伝子解析の結果,トラバーチン環境に生息するシアノバクテリアが,高い走光性を持つ種によって占有されていることが分った。また,雇用した学術研究員が中心となって,本研究に関連する内容の2つの論文を国際誌に執筆した。さらに,炭酸塩鉱物の沈殿速度が二酸化炭素の脱ガス速度に大きく依存することを見いだし,独自に開発した装置を使って,脱ガス速度を測定した。この成果は,複数の学会で公表しており,現在,論文を準備中である。微環境プロファイルを観測するための装置開発が遅れ,本格的な観測研究に入ったのは9月以降になってしまった。しかし,長湯温泉で実施した観測結果は予想していた光合成誘導沈殿を明確に実証した。また,研究の課程で「炭酸塩鉱物の沈殿速度が二酸化炭素の脱ガス速度に大きく依存する」という新たな知見を見いだした事で,観測研究開始の遅れを十分に取り戻す成果が得られた。今年度使用しなかった補助金を繰り越すことで,長期間の学術研究員の雇用が可能になった。この状況を生かし,微生物学的な検討を中心に行う。まず,マット内の微生物種を遺伝子の塩基配列から特定する。

堆積場での微生物群集を変質させないために,凍結保存した試料を速やかに無菌環境下で粉砕する。次に,粉末試料に,プライマー・ポリメラーゼ・デオキシヌクレオシド三リン酸を添加し,PCR装置を用いて,遺伝子(16Sr DNA)を増幅する。増幅された遺伝子は株ごとにシーケンシングされ,得られた塩基配列情報を,データベース(GenBank等)と比較し,微生物マットを構成する微生物種を特定する。次に,検出された微生物の空間分布とバイオマスを遺伝子蛍光プローブ法で評価する。この方法は,微生物群集に占める特定の細菌グループの割合を定量的に評価することができるため,微生物群の解析に広く利用されている。さらに,中国とオーストラリアで採集した始生代原生代のストロマトライトの組織的検討も行う。特に,硅化した試料では微生物の痕跡が残されている可能性があり,それをトラバーチンと比較する事で,ストロマトライトの縞状組織の形成プロセスを特定できるかもしれない。研究費は以下の項目に使用する。物品費:遺伝子解析,試料観察,化学分析に持ちいる消耗品。旅費:インドネシア国スマトラ島の大規模トラバーチンの海外調査。大分県長湯温泉,秋田県奥々八九郎温泉などへの国内旅費。学会発表のための国内旅費雇用費:学術研究員の雇用(9ヶ月間を予定)
脂肪細胞のエストロゲン依存性レドックス制御に対するmiRNA-222の機能解析

閉経前後の女性の内臓脂肪を比較したところ、閉経後女性の内臓脂肪サイズは大きくなり、かつ酸化ストレスが亢進している状態であることが明らかになった。培養脂肪細胞を用いた研究で、エストロゲンは酸化ストレスを消去する抗酸化酵素遺伝子群の発現を増加させることが明らかになった。閉経後にメタボリック症候群が増加する要因として内臓脂肪の増加が考えられているが、閉経というエストロゲンの減少が脂肪増加と酸化ストレス亢進に関与すると考えられた。肥満とは過剰な脂肪蓄積を意味し、脂肪細胞は肥大する。脂肪細胞の肥大に伴って脂肪組織では活性酸素種(ROS)の産生が亢進し、このROSがアディポネクチンの産生を抑制しインスリン抵抗性を惹起することが知られている。肥満女性を対象にした研究では、閉経後の内臓脂肪細胞サイズは、BMIが同等の有経女性と比較して有意に大きいと報告されている。今回我々は、正常な体格の女性の内臓脂肪細胞サイズを有経群と閉経群で比較することで、閉経が脂肪細胞のサイズに及ぼす影響について検討した。さらに閉経後の脂肪組織において酸化ストレスが亢進しているかについても検討した。大網切除術を施行された婦人科腫瘍患者30例(有経群15例、閉経群15例)を対象とした。内臓脂肪細胞の面積は、有経群では1,234±432μm2、閉経群では1,793±576 μm2で、有経群に比較して閉経群で有意に面積が大きかった(p<0.05)。また、閉経群および有経群の内臓脂肪組織中過酸化脂質量は、それぞれ99.6、63.7 nmol/mg proteinであり、閉経女性における内臓脂肪の酸化ストレスが有経群に比較して有意に亢進していることが明らかになった(p<0.05)。次に、脂肪細胞に分化させたマウス線維芽細胞3T3-L1にH2O2を投与し、これにより誘導される内因性のROS産生に対するエストラジオール(E2)の影響を調べた。その結果、E2は濃度依存性にH2O2により誘導される細胞内ROS量を抑制することが明らかになった(p<0.01)。女性は閉経すると、肥満にならなくとも内臓脂肪細胞の肥大化と、さらに酸化ストレスが亢進することが明らかになった。さらに培養細胞を用いた研究により、エストロゲンは脂肪細胞において抗酸化作用を示すことも明らかになった。以上から脂肪細胞における酸化ストレス亢進にエストロゲンの関与が示されたので、今後エストロゲンの抗酸化メカニズムの研究をすすめる基礎データの集積できた。メタボリック症候群の基盤病態のひとつとされる内臓脂肪型肥満では、脂肪細胞の肥大化と脂肪組織中の酸化ストレスの亢進が認められる。内臓脂肪組織における活性酸素種(ROS: reactive oxygen species)産生亢進は、アディポネクチン産生を抑制し、メタボリック症候群発症の原因のひとつと考えられている。SOD1、SOD2、GpxはE2添加によってもmRNA発現量の増加は認められないが、HO-1、NQO-1およびGCLでは有意に発現量が増加した(p<0.01)。マウス線維芽細胞3T3-L1を脂肪細胞に分化誘導するまでやや時間がかかったが、培養系が確立してからは安定して脂肪細胞を準備できた。そのため、3T3-L1をH2O2で処理した後に行ったSOD、GPx、HO-1、NQO-1、GCLの各mRNA発現量の測定は予定通りに行うことが出来た。今回の研究で培養脂肪細胞において、E2により抗酸化酵素遺伝群のHO-1、NQO-1、GCLの発現が亢進することが明らかになった。次に我々はE2によるこれらのROS消去系酵素産生誘導が、エストロゲン受容体(ER)を介しているのかを明らかにすることにした。ERのアンタゴニストであるICI182780を用いて実験を行った。その結果、E2による脂肪細胞内のROS産生抑制作用をICIでは抑制できないことが明らかになった。ERには古くからその存在が知られているERと、小胞体膜上に存在するG protein-coupledestrogenreceptor (GPER)がある。ICIはERに対してはantagonisticに作用するが、GPERに対してはagonisticに作用する。今回我々の実験でE2の抗酸化作用をICIで解除できなかったのは、脂肪細胞中に存在するGPERを介しICIが抗酸化作用を示したためではないかと考えた。そこで3T3-L1細胞から分化誘導した脂肪細胞中にGPERが存在していることを確認した後、GPERの選択的アンタゴニストであるG15を使用し、E2の抗酸化作用がGPERを介しているか否かを検討した。実験の結果、G15はE2によるHO-1 mRNA発現促進を阻止できないことが明らかになった。G15存在下であってもE2によるHO-1 mRNA発現増加が見られたことから、3T3-L1においてE2の抗酸化作用はERを介していることが強く示唆された。しかし、今回の研究ではGPERの関与については解明することは出来なかった。今後ERをノックダウンした研究が必要であると考えている。

培養脂肪細胞を用いた研究で、エストロゲンは酸化ストレスを消去する抗酸化酵素遺伝子群の発現を増加させることが明らかになった。閉経後にメタボリック症候群が増加する要因として内臓脂肪の増加が考えられているが、閉経というエストロゲンの減少が脂肪増加と酸化ストレス亢進に関与すると考えられた。エストロゲンの抗酸化作用はestrogen receptorを介した作用か、またG protein-coupled estrogen receptor 1を介した作用なのかを明らかにしたい。また最終的にmiRNA-222がエストロゲンの脂肪細胞における抗酸化作用にどのような影響を及ぼすか明らかにする。もし、miR-222がエストロゲン依存性のレドックス制御に強く関わらないことが示唆された場合はmicro RNAの網羅的解析を行い、新規の因子を解析することを予定している。医歯薬学十分なヒト検体を集めるまで予想外に時間を要した。ヒトの研究結果を元に細胞実験を始める計画であったので、今年度は予算を使い切れなかった。マウス線維芽細胞3T3-L1を脂肪細胞に分化誘導するまでにやや時間がかかったが、培養系が確立してからは安定して効率よく脂肪細胞を準備できたため、その後のreal-time PCR実験が予定より時間がかからず行うことが出来たため残額が生じた。既にヒト検体を用いた研究は終えているので、培養脂肪細胞を用いて、E2の抗酸化作用機序解明研究をすすめる。今後の研究は概ね予想通り進むと考えている。次年度使用額は3T3-L1細胞へmiR-222に対するアンチセンス鎖を導入する実験に用いる。つまり、miRNA-222の発現を抑制した状態でE2がROS産生にどのような影響をもたらすかを調べる研究に使用する予定である。