hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
按摩マッサージ療法のエビデンスに基づいた職域の開拓：緩和ケアチームへの参入

日本では、あん摩マッサージは視覚に障害のある人の仕事として伝統がある。日本の緩和ケアチームには、現在、マッサージ師は含まれていない。本研究の目的は、視覚に障害のあるマッサージ師の緩和ケアチームへの参入を目指して、あん摩マッサージ療法の臨床的効果のエビデンスを構築することである。パーキンソン病患者を対象とした症例シリーズ研究・前後比較研究、がんサバイバーに対するランダム化比較試験を行った。その結果、主観的評価・客観的評価の両面からあん摩マッサージ療法の効果が示された。本年は研究初年度として以下のことを行った。1.海外におけるマッサージ・補完代替医療現場の視察(1)Touch Therapy Research Workshopに参加、米国のマッサージ研究所にて研究と病院での実践を視察した。研究の背景が日本とずいぶん異なっており、心理社会学的問題に根ざしていることが理解できた。マッサージが病院内で医療として行われてはいなかった。Dr.T.Fieldにより論文指導を受けた。(3)代替医療センター視察:鍼灸師が刺鍼せずに経穴と認知を修正するイメージ療法を活用した治療を行っていた。2.本研究の先行研究として前年に行った臨床的実験研究「按摩マッサージのがん患者の心身に対する効果」の検討と論文執筆を行った。3.子宮がん摘出後のリンパ浮腫の人に対して鍼とリンパマッサージを併用して臨床効果を検討。4.前年に引き続き、按摩マッサージの臨床効果にどんなメカニズムが関与するかを明らかにするために施術により発現変動する遺伝子パターンを検討した。対象は健康女性4人。個人差が大きいが、施術により交感神経抑制や代謝系に何らかの変化を及ぼすことが示唆された。平成22年度にがんサバイバーに鍼とリンパドレナージュを行った後にリンパ管炎を発症した症例があり、治療との因果関係が不明のままであったため、研究対象の変更も視野に入れて平成23年度は以下の研究を行った。1高齢者に多いパーキンソン病にどんなマッサージ施術が有用であるかを先行研究^<1)>に基づいて臨床的に研究した。パーキンソン病患者に30分間のマッサージを8週間行い、治療初回の前後(直後効果)、また、治療初回と最終回施術前の値(治療継続効果)を比較している。現在までの結果については、平成24年6月日本温泉気候物理医学会で発表する予定である。2昨年度にインシデントが発生したが、今後のマッサージ領域の発展と国民が安全で有用な按摩施術を受けられるためにも本研究は必要であるとの見解に達し、按摩療法で初のランダム化比較試験に向けての準備を行った。著者らで行った予備研究^<2)>のデータを基に統計解析家を交えて研究プロトコルを作成した。3今後、本研究は担がん患者、ターミナルケア患者へと対象が進展していくことから、日本文化におけるスピリチュアリティについて学ぶ必要があると考え、他大学で行われている研究会に参加した。1.パーキンソン病患者に対する按摩療法の効果の研究2324年度には、研究対象の変更も視野に入れて、パーキンソン病患者に対する按摩療法の臨床研究を行った。その研究期間を終えて、データクリーニング、解析のやり直しを行い、今回の臨床研究の最終結果を学会で発表した。2.がんサバイバーに対する継続的按摩療法の効果:ランダム化比較試験の継続平成24年度にランダム化比較試験プロトコル完成、筑波技術大学医の倫理委員会承認、インターネットにて試験公開、平成24年10月13日から2年間の試験期間で研究を開始して、現在、約1年半を経過した。今年度の新たな登録者数は20人であった。按摩8回継続群と2ヶ月間コントロール群(試験終了日に按摩1回施術)に分けて被験者を割り付け、試験を継続させながら、プロトコルデザインの論文を執筆して投稿、発表した。1.パーキンソン病患者に対する按摩療法の効果の発表23年度には、研究対象の変更も視野に入れて、パーキンソン病患者に対する按摩療法の臨床研究を行った。そのデータをまとめて第77回日本温泉気候物理医学会総会(秋田県仙北市、平成24年6月8日)で発表した。高齢社会において増加しているパーキンソン病に按摩施術が有効であることが示唆された。今後、高齢者施設やリハビリの現場に視覚に障害のあるあん摩マッサージ指圧師の職域を拡げる可能性が考えられた。2.がんサバイバーに対する継続的按摩療法の効果:ランダム化比較試験の実施平成23年度にプロトコルを作成したが、試験開始に向けて、研究協力者や統計解析家とともに何度も検討を重ねた。その結果、割り付け法をランダム化ブロック法とし、エンドポイント項目・測定時期を改め、プロトコルを完成させた。その後、研究代表者の研究機関内の医の倫理委員会に研究申請を行った。倫理委員会承認後、速やかにインターネットにてランダム化比較試験を公開、試験を開始した。試験登録期間は平成24年10月13日平成26年10月12日である。

現在、他施設の研究協力者から適格基準を満たす患者の紹介を受け、9人が登録、試験中である。また、世界的にがんサバイバーに対する継続的按摩(日本式マッサージ)療法のランダム化比較試験は行われていないため、デザインペーパー(論文)を書き、英文雑誌に投稿中である。また、平成25年5月24日、第78回日本温泉気候物理医学会(別府市)にてデザインを発表する予定である。1.パーキンソン病患者に対する按摩療法の効果の研究:前年度までの臨床研究を論文にまとめて発表した。2.がんサバイバーに対する継続的按摩療法の効果(ランダム化比較試験の継続):がんサバイバーに対する継続的あん摩療法の効果の検証を目的に、平成24年11月2日より開始したランダム化比較試験は、開始当初の予定通り2年間(平成26年11月1日)で終了することができた。主要評価項目は、Visual Analogue Scale (VAS)により測定した身体の自覚症状の強さの変化とした。副次的評価項目として、Hospital Anxiety Depression Scale (HADS)による抑うつと不安の変化とした。対象数は40人。ランダム化により、あん摩継続群(毎週1回40分のあん摩施術を8週間合計8回継続的に受け、初回施術前と最終回施術前に測定を行う)・経過観察群(8週間の試験期間の始めと終わりに測定を実施)それぞれに20人が割り付けられた。試験終了後、速やかに医療統計学者によりIntention-To-Treatの原則に従って第1次統計解析(年齢および施術前値を共変量とした共分散分析)を行った。その結果、あん摩継続群では、あん摩最終回の施術前値は初回の施術前値より-21.5低減した(95%信頼区間:-30.1 to -12.8,施術前値50,年齢50歳における最小2乗平均)。一方、経過観察群では、試験終了日の値は試験開始日の値より0.8増加した(95%信頼区間:-7.7 to 9.2)。上記の変化量に対する仮説検定の結果、両群間に統計的有意性が認められた(F値=13.8, p=0.0007)。一方、HADSで測定した抑うつスコア・不安スコアについては、両群間に有意差は見られなかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。社会科学26年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度のインシデント以来、対象の変更も考えた(介護・リハビリ・ターミナルケアの観点からマッサージはさらに高齢社会に必要とされ、視覚障害者の職域の確保に大切な領域であるという面は本研究テーマと合致する)が、研究協力者との意見・情報交換を重ねて、研究採択の対象で研究が遂行できる見通しが立ち、平成24年度に向けての研究プロトコルが仕上がった。予備研究を基に妥当な被験者数を再計算したところ60人となり、科研申請時に予想していた数(30人)を大幅に超えたため。他施設所属の研究協力者がランダム化比較試験プロトコルの適格基準に合った患者をリクルートしている。平成25年度登録者は20人であった。
海水ウナギの飲水行動調節機構の総合的解析

海水ウナギの腹腔内にEvans Blueを注射することにより、間脳のMagnocellular preoptic nucleus(pM)とAnterior tuberal nucleus(NAT)及び延髄のArea postrems(AP)のニューロンが直接血液に接していることを示した(Mukuda et al.,2005)。これら3箇所にAngiotensin II(ANG II)やAtrial natriuretic peptide(ANP)を作用させると、いずれのペプチドによってもPMとNATの神経活動は抑制されるが、APでは効果が見られない。PMとNATでANG IIとANPの双方に反応するニューロンは見つからないので、これらのペプチドはそれぞれ別のニューロンに作用していると思われる(準備中)。一方脳から上部食道括約筋(UES)を支配している、延髄のGlossopharyngeal-vagal motor complex(GyC)は自発的に発火しているが、この神経活動はカテコールアミンで抑えられる(Ito et al.,2006)をカテコマルアミンを合成しているニューロンとして、Vagal lobe(LX)やCommissural nucleus of Cajal(NCC)やAPが考えられるが(チロシンハイドロキシラーゼ抗体で染まる)、APを電気刺激してもGvgの活動は変化しない。LXを電気刺激するとGVCの活動は抑えられるが、この効果はカテコールアミン受容体のアンタゴニストではブロックできず、GABA_B受容体のアンタゴニストでブロックされた(準備中)。一方NCCの電気刺激はGVC活動を抑制し、この効果はカテコールアミン受容体アンタゴニストで抑えられた(準備中)。延髄を出た迷走神経は鰓の裏側で10本に枝分かれするが、そのうちのX2,X3,X4,X5と命名した分枝を電気刺激すると食道上部は収縮する。4本の分枝の内ではX5が一番強力で、この効果はクラーレで抑えられた。X5は食道上でさらに枝分かれし、1部は胃に行っている。この神経は胃を拡張すると発火頻度を高めるので、胃からの感覚神経だと思われる(準備中)。ウナギの上部食道括約筋(UES)は迷走神経によってコリナージックな支配を受けているが、ヴァソトシン(VT)、によって収縮が、イソトシン(IT)によって弛緩が惹起される。また静脈中にこれらペプチドを注射すると、VTによって飲水が抑えら、ITで促進された(投稿中)。またITによるUESの弛緩は、TTXで神経活動を遮断しても生じるととから、筋肉に対する作用だと考えられる。他方でITは神経刺激によるUESの収縮を増強するが、この効果はTTX存在下では全く見られない(投稿中)。

ウナギの腹腔内にEvans blueを注射することにより、間脳のmagnocellular preoptic nucleus (PM)とanterior tuberal nucleus (NAT)および延髄のarea postrema (AP)のニューロンが直接血液に接していることを示した。またPMのニューロンはバソトシン抗体で染まり、APニューロンはチロシン脱水素酵素(TH)の抗体で染まった(Mukuda et al.,2005)。PMとNATの神経活動は飲水調節因子であるアンギオテンシンや心房性ナトリウム利尿ペプチドの影響を受ける(準備中)。ウナギの飲水行動の律速段階は上部食道括約筋(UES)の収縮であるが、この筋肉はアセチルコリンで収縮する(Kozaka & Ando 2003)だけではなしに、イソトシン(IT)で弛緩する。ITの効果は濃度依存的であり、オキシトシン受容体のAntagonistで阻害される。またこの効果はTTXで神経活動を押さえた後でも見られることから、ITは筋細胞に直接作用していると考えられる。一方、神経刺激をしたときの収縮はITによって逆に増強された(準備中)。UESは迷走神経の第5分枝によってコリナージックに支配されている。このとき迷走神経の至適周波数は20Hzであった(準備中)。迷走神経によってUESをコントロールしているのは延髄のGlossopharyngeal-vagal motor complex (GVC)である(Mukuda & Ando,2003)。GVCはコリナージックなニューロンであり、UESを収縮させることしかできないが、GVCの神経活動はカテコールアミンによって用量依存的に抑えられた。またこの抑制はαタイプの受容体Antagonistで完全に抑えられた。GVCをカテコールアミナージックに支配する神経としてVagal lobe (LX)やCommissural nucleus of Cajal (NCC)およびAPが考えられる(これらの神経核はTH抗体で染まる)(Ito et al.,2006)。そこで次にLXを電気刺激してみると、GVC活動は抑制された。しかしこの抑制は、αタイプの受容体Antagonistでは全く抑えられず、カテコールアミン以外の伝達物質を放出していると考えられる。そこでふたたびGVCの受容体を探してみると、GVCにはGABAとATPの受容体も存在していることがわかった。そこでGABAとATPの受容体Antagonistsで処理した後に、LXを刺激してみた。するとLXによる抑制の40%程度が抑えられた。しかし2種類のAntagonistsを併用しても、それ以上の抑制は見られなかった。このことはLXがGABAまたはATPを放出することによってGVCの活動を抑えていることを意味している(準備中)。残りの60%が何によるのかをさらに調べる必要があるが、金魚のLXでは口中の味雷からの神経が直接入力していることがわかっている(Morita & Finger,1985)。またウナギの頭部にCl^-を作用させると飲水が誘導される(Hirano,1974)ので、味雷-LX-GVCの神経回路網はウナギの飲水行動を調節する主要な回路だと思われる。
XAFSによる化学形態情報を用いたバイオミネラルへの微量元素濃集過程の解明

海産二枚貝の貝殻には海水中より微量金属が濃縮されるが、そのメカニズムは明らかではない。そこで微量元素の取り込まれかたについて、無機的な結晶生成と生物による殻形成の両面から研究を行った。採集した貝を一定期間人工海水で飼育後、貝殻に含まれる微量重金属分析したところ、貝が成長した水域の化学組成の特徴を示すものの、人工海水で飼育した結果からは同じ種であっても個体差が明確であり、貝殻の重金属存在度から成育した環境を評価するためには、個体差を考慮する必要があることが示された。本研究は、バイオミネラリゼーションの結晶生成過程に着目し、X線吸収微細構造(XAFS)による微量元素の化学形態情報の解析を行うことで、生体内での微量元素の挙動・濃縮・隔離過程を理解することを目指している。まず、本年度は、無機的な炭酸カルシウムの生成をバイオミネラル形成の素反応として捉え、無機的な沈殿生成による結晶への微量元素の取り込まれ方・微量元素による炭酸カルシウムの固-液平衡状態の変化を系統的に解析するために、化学的な性質が類似しているが系統的にイオン半径が変化する希土類元素を不純物として添加した炭酸塩の合成実験を中心に研究を実施した。カルシウムイオンのイオン半径(6配位で1.00Å)より大きいイオン半径を持つLa(6配位で1.05Å)において、きわめて高い溶解度の上昇効果を示した。しかしながら、希土類元素イオンの性質は類似しているにもかかわらず、イオン半径がわずかに小さな希土類元素(Ce,Pr,Nd)を添加した系では、イオン半径が小さくなるにし従い、系統的に溶解度の上昇効果が減少した。さらに、イオン半径が0.96Åより小さい希土類元素(Sm以降)では、炭酸カルシウムの溶解平衡に与える効果が一切みられなくなることが示された。これは、不純物イオンの影響はその化学的性質に加え、イオン半径による影響が大きいことを示している。本年度は装置が整備途上であったため微少量の結晶サンプルのX線回折による解析、結晶に含まれる不純物の定量分析や存在状態解析ができなかったが、今後、結晶の解析を行うことで、次年度計画している二枚貝を飼育することで得られる貝殻中に取込まれた不純物の存在状態との比較を可能にし、バイオミネラルへの微量金属の濃集課程を議論することができるようになると考えている。本年度は、アラゴナイトの無機的な合成研究に加え、海産二枚貝の人工環境下での飼育方法の検討と天然環境下および人工環境下で成長した殻体中の微量重金属の存在度について解析を行った。飼育実験は条件検討の結果、当初予定していたアサリからホンビノスガイに変更したが、人工海水・人工飼料・室内環境下で8ヶ月を越える長期飼育が可能となった。殻体を成長方向に切り出し、採集以前の水域で成長した部位と人工環境で飼育した部位に分け、微量金属(Al, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Se, Cd, Sb, Pb)の分析を行い、個体間の変動を比較したところ、異なる水域で成長した部位では個体間の差異が大きく、同じ人工海水で成長した部分では個体間の元素存在比が1に近づくことから、殻体中の金属の存在度は成育環境を反映させていることが示された。しかし、同じ人工海水下で成長した部位であっても、個体により選択的に特定の元素が濃集されることが示された。その傾向は異なる水域で成長した部位のパターンにも反映されていることから、同じ種であっても元素濃集について個体差が生じることを示しており、殻体の重金属存在度から成育した環境の重金属存在度を見積もる上では、個体差を考慮する必要があることが示された。本研究期間では、放射光を用いたXAFSによる微量元素の存在状態の解析はできなかったが、平成21年度からの共同利用実験課題として採択されたことで、殻体中の重金属の局所構造解析の実施が可能となり、本研究テーマが目指すバイオミネラルへの微量金属の濃集課程を議論することができるようになると期待される。
シリコン系人工結晶の作製とその物性評価に関する研究

SiH2Cl2と原子状水素Hの交互供給によるSiの原子層成長法について、(III)面方位の成長特性を詳細に調べた。気相に於けるラジカル(SiHCl)の生成が理想的な1原子層/サイクルの成長速度を実現する鍵を握っており、これには、適正な原料圧力と原料滞留時間が存在することを明らかにした。また(100)面方位ではHのエッチング作用が顕著に生じるので、水素圧力を低く押さえることが必要であることが明らかにした。これらの結果、100度程度の広い温度ウインドを(100)および(111)面方位で実現した。Geの原子層成長を、GeH2(CH3)2とHの交互供給により、(100)面方位と(111)面方位とで実現した。(100)面では温度ウインドは100度と極めて広かったが、(111)面では20度程度と狭かった。この理由は、表面CH3基の水素引き抜き反応が修正ER機構であることによることを明らかにした。Ge(100)基板上へのSi単原子層堆積がSiH4照射によって実現できることを確認し、この上にSiH2Cl2とHの交互供給による原子層成長を行い、2原子層、3原子層、...というディジタル的な成長を実現した。またその界面をSIMSとAESとにより評価して、遷移領域幅が約1nmと極めて狭いことを確認した。遷移幅が1原子層程度と言われるSiO2/Siについての評価結果をも参考にして、上記の界面は原子層レベルで急峻であると結論した。Si(100)面上へGeCl4とHを15回程度交互照射すれば、1原子層のGeを堆積できることを確認した。この上にGeH2(CH3)2とHの交互供給を行い、Ge層がデジタル的に堆積できることを確認した。これら要素技術を組み合わせて、Si_7Ge_3人工結晶の成長と評価を行い、GeとSiの積層構造ができていることを確認した。Siの原子層成長の成長機構を理論解析して、原料にはSiH2CI2が最も望ましいこと、及び1ML/サイクルの理想的成長速度を得るには、基板付近に生じた澱み層内で原料が部分分解して、高濃度のSiHCIが発生する必要があることがわかった。この指針に沿って原料ガスの滞留時間を変えた実験をSi(111)面について行い、滞留時間を長くすると1ML/サイクルで成長速度が飽和することを確認した。この理想的成長速度は、550°C610°Cの温度範囲で得られた。また、Si(100)面についても実験して、原子層成長の様子が面方位に依存することを見いだした。Geの原子層成長について理論的に検討して、原料としてはGeH2(CH3)2が望ましいと結論した。この原料と原子状水素の交互供給による原子層成長実験をGe(100)面について行った結果、430°C530°Cの温度範囲で1ML/サイクルの成長速度が得られることを確かめた。また、Ge(111)面についても実験して、Siの場合と同様に、面方位によって成長機構に差異があることを確認した。GeH2(CH3)2を用いて、Si(100)基板上のGeの単原子層吸着を試み、xpsにより吸着量を評価した結果、520°C付近で1MLで飽和することを確かめた。前記の理想的ホモ原子層成長結果とを合わせれば、Si(100)基板上にGeをヘテロ原子層成長できると思われる。

昨年までに実現しているGe(100)面の原子層成長の実験結果を基礎にして、(111)面への原子層成長を試みた。原子状水素のよる表面メチル基の引き抜き現象には強い面方位依存性と温度依存性があることが実験的に明かとなり、理論的のもその理由を明確にした。そして多量の原子状水素照射により、(111)面でも1原子層/サイクルの理想的な原子層成長に成功した。しかし、原子層成長が起きる温度範囲は約20°Cと狭い。温度範囲の拡大には、新しい原料を導入することが必要である。原子状水素の効果の面方位依存性をSiでも観測した。そして、原子状水素の照射量をSi(111)面に比べて1桁程度減らすことにより、Si(100)でも1原子層/サイクルの原子層成長が可能となった。しかし、原子層成長の温度範囲は狭かった。この課題は、装置の改良により解消できると考えている。人工結晶を作製の残された課題であるSi上へのGeの1原子層堆積およびGe上へのSiの1原子層堆積についても検討した。まず、GeをSi上に堆積する原料ガスを検討して、GeH2(CH3)2はSi表面が炭素で汚染されること、またGeH2C12は自己停止機能が働かないこと、から、それぞれ不適であるとの結論を得た。そして、GeC14と原子状水素の交互供給を約15回繰り返す方法を発案して、このRPALD法によって、Si(100)およびSi(111)上にGeを1原子層堆積することに成功した。さらに、Ge上のSiの1原子層堆積についても検討して、これがSiH4によって実現出来ることをXPSにより確認し、その条件についても明確にした。シリコンの原子層成長法について、(III)面方位の成長特性を詳細に調べて、原用(ジクロロシラン)の気相に於ける衝突に基づくラジカル(SiHC1)の生成が理想的な1原子層/サイクルの成長速度を実現する鍵を握っており、この大量生成には、適正な原料圧力と原料滞留時間が存在することを明らかにした。また(100)面方位では原子状水素のエッチング作用が顕著に生じるので、水素圧力を低く押さえることが必要であることを明らかにした。これらの結果、100度程度の広い温度ウインドを(100)および(111)面方位で実現した。ゲルマニウムの原子層成長を、従来の(100)面方位以外に、(111)面方位でも実現した。しかし温度ウインドは20度程度と極めて狭かった。この理由は、Ge-CH3結合の水素の引き抜き反応がMER機構であることによることを明らかにした。Ge(100)基板上へのSi単原子層堆積がシラン照射によって実現できることを確認し、この上にジクロロシランと原子状水素による原子層成長を行い、2原子層、3原子層、...というディジタル的な成長を実現した。またその界面をSIMSとAESとにより評価して、遷移領域幅が約1nmと極めて狭いことを確認した。遷移幅が1原子層程度と言われるSiO2/Siについての評価結果をも参考にして、上記の界面は原子層レベルで急峻であると結論した。
トレーニングラットの筋細胞収縮中におけるCRUs分子構造変化のバイオイメージング

筋細胞の興奮収縮連関は、2種類の筋細胞内膜系(横行小管:T管、筋小胞体:SR)とカルシラム(Ca^<2+>)チャンネルによって、時・空間的に極めて緻密にコントロールされている生理機構である。本研究では、骨格筋細胞の細胞膜を脱分極させた場合や、骨将筋細胞を疲労させた場合の筋細胞内膜系の微細構造を電子顕微鏡により観察し、興奮収縮連関の機能が筋細胞内膜系の形態変化によって引き起こされる可能性を検討することを目的とした。実験動物には、生後10週齢のWistar系雄性ラットを用い、Ringer液中にて長指伸筋(EDL)から筋束(筋線維数1020本程度)を摘出した。摘出した筋束を異なる濃度のカリウム(K^+)溶液中に浸漬して細胞膜を脱分極させた。K^+溶液と処理時間の組み合わせを変えることにより様々な実験条件を設定し、脱分極溶液処理に伴う内膜系の微細形態変化を電子顕微鏡により観察した。また、激しい運動に伴って骨格筋細胞中の乳酸濃度は10mM以上に上昇することが報告されていることから、異なる濃度(1,10,25mM)の乳酸溶液で筋細胞を処理して内膜系の微細構造を同様に観察した。脱分極に伴ってT管の走行形態が変化し、Z線からCRUsを形成しているT管までの距離が不均一となり、横断方向の連続性も失われた。さらに、脱分極に伴いT管の太さが、脱分極の程度に依存して顕著に細くなるのが観察された。これらの形態変化は可逆性の変化であり、再分極に伴い安静状態の筋細胞と同等の形態へ回復した。T管-SR間のジャンクショナルギャップの距離や細胞膜の厚さに、脱分極に伴う形態変化は認められなかった。乳酸処理を行った場合は、濃度に比例してT管の走行が乱れるのが観察され、この傾向は特に速筋線維で顕著であった。ジャンクショナルギャップの距離に、乳酸処理に伴う変化は認められなかった。骨格筋の興奮収縮連関は、興奮性の刺激を筋細胞内部へと伝達する横行小管(T管)系及び筋小胞体(SR)と呼ばれる2種類の筋細胞内膜系によって、時・空間的に極めて緻密に制御されている生理機構である。T管は筋細胞内の決まった位置でSR終末槽(TC)との間に内膜複合体のトライアドを形成している。トライアドには、T管膜側に局在して電位センサーとして機能しているdihydropyridineレセプターとTC側に局在してカルシウム(Ca^<2+>)放出チャンネルとして機能しているryanodineレセプターと呼ばれる2種類のCa^<2+>チャンネルが存在する。我々は、2種類の筋細胞内膜系とCa^<2+>チャンネルを興奮収縮連関の機能を直接制御する機能的複合体と考えてCa^<2+> Relesae Units (CRUs)と命名し、その形態的、機能的特性に及ぼす発育・加齢、運動や不活動の影響を多角的に検討した。骨格筋の収縮張力は、下り走などの伸張性収縮を繰り返すことによって収縮直後から一過性の低下を示す。この期間に骨格筋細胞の微細構造には、Z線や収縮蛋白質の部分的崩壊が観察される。運動終了直後から数日間に観察される張力低下の主たる要因は、興奮収縮連関の機能不全であることが報告されている。

収縮張力が低下している時期には、CRUsの顕著な構造破壊が観察されることから、興奮収縮連関の機能不全はCRUsの部分的な構造破壊によって引き起こされる可能性が示唆された。また、収縮張力が回復する時期には、pentad(2本のT管と3本のTC)やheptad(3本のT管と4本のTC)といった特殊な内膜複合体が数多く出現する。これらの内膜複合体は収縮張力の回復と共に漸次消失し、運動終了3週間後にほぼ完全にトライアドに再構築された。これらの内膜複合体のトライアドへの再構築は、CRUsの構造特性の可逆的柔軟性を示している。筋細胞の興奮収縮連関(E-C coupling)は、2種類の筋細胞内膜系(横行小管:T管と筋小胞体:SR)とカルシウム(Ca^<2+>)チャンネルによって、時・空間的に極めて緻密にコントロールされている生理機構である。これらの筋細胞内膜系-Ca^<2+>チャンネル複合構造体はCa^<2+> release units(CRUs)と呼ばれ、その微細構造の形態的特徴とE-C couplingの機能発現様式の関連性に関する研究が数多く報告されている。本研究では、骨格筋細胞の細胞膜を脱分極させた際のCRUs微細構造を電子顕微鏡により観察し、興奮収縮連関の機能発現がCRUsの形態変化によって引き起こされる可能性を検討することを目的とした。実験動物には、生後10週齢のWistar系雄性ラットを用い、Ringer液中にて長指伸筋(EDL)から筋束(筋線維数1020本程度)を摘出した。摘出した筋束を異なる濃度のカリウム(K^+)溶液中に浸漬して細胞膜を脱分極させた。膜電位はRinger液中で-85.9mVであり、30mMのK^+溶液中では-45.9mV、200mMのK^+溶液中では-1.6mVへと変化する。2種類のK^+溶液と処理時間を組み合わせることにより様々な実験条件を設定し、脱分極溶液処理が変化し、Z線からCRUsの微細形態変化を電子顕微鏡により観察した。細胞膜の脱分極に伴ってT管の走行形態が変化し、Z線からCRUsを形成しているT管までの距離が不均一となり、横断方向の連続性も失われた。さらに、脱分極に伴いCRUsを形成しているT管の太さが、脱分極の程度に依存して顕著に細くなるのが観察された。これらの形態変化は可逆性の変化であり。再分極に伴い安静状態の筋細胞と同等の形態(値)へと回復した。T管-SR間のジャンクショナルギャップの距離や細胞膜の厚さに、脱分極による形態変化は認めれらなかった。筋細胞の興奮収縮連関は、2種類の筋細胞内膜系(横行小管:T管、筋小胞体:SR)とカルシウム(Ca^<2+>)チャンネルによって、時・空間的に極めて緻密にコントロールされている生理機構である。本研究では、骨格筋細胞が極度に疲労した状態のモデルを作成して筋細胞内膜系を電子顕微鏡により観察し、筋疲労に伴う興奮収縮連関の機能不全と筋細胞内膜系の形態変化の関連性について検討した。EDLより摘出した筋束は全て速筋線維であり、SOLより摘出した筋束は全て遅筋線維により構成されていたことを確認して分析に供した。激しい運動により疲労した骨格筋細胞においては、細胞内乳酸濃度が10mM以上に達することが報告されている。本研究では、異なる濃度(1,10,25mM)の乳酸をRinger液中に溶解して乳酸処理溶液を作成した。乳酸の濃度と処理時間の組み合わせを変えることにより、様々な実験条件を設定した。乳酸溶液処理によりT管幅が減少する傾向が観察された。
麻薬・覚醒剤中毒におけるFAD含有モノオキシゲナーゼの酵素学的役割についての研究

麻薬・覚醒剤中毒の発現機序は、代謝経路を含め解明すべき多くのことが残っている重要なテーマであるが、麻薬・覚醒剤代謝に関与する薬物代謝の酵素系については未だ充分には解明されていない。そこで、麻薬・覚醒剤代謝に関与する酵素系の中で特にFAD含有モノオキシゲナーゼに注目した。人屍例での精製をする前に、まず精製過程での比較をするために、ブタの肝臓ミクロゾーム分画からFAD含有モノオキシゲナーゼを精製した。精製は、イオン交換(DEAE-Sepharose)、アフィニティ(Blue-Sepharose,Red-Sepharose,Chelating Sepharose)、ハイドロキシアパタイトの各種カラムクロマトグラフィにより、電気泳動的に均一に調製した。分子量は、56,000と計算された。同酵素は典型的なフセビン酵素の吸光度を示し、450nm,377nm,272nmに極大値を示した。次に、人屍例の肝臓ミクロゾームより同酵素の精製を試み、その酵素学的性質を検討した。精製過程では、ブタと異なり、Blue-Sepharoseカラムクロマトグラフィにて、二つのピークが認められた。また比活性の上昇はブタと比べて低かった。分子量は、55,000と計算された。同酵素は、フラビン酵素の吸光度を示し、450nmに極大値を示した。基質の一つであるメチマゾールに対するKm値は、10.2μMと計算され、NADPHに対するKm値は、28.3μMと計算された。以上のことより、FAD含有モノオキシゲナーゼは、種特異性があることが示された。
スフィンゴ脂質シグナリングを介する老化肺病態機構の解明

年齢と共に、肺の機能は少しずつ低下し息切れなどの原因となります。その中でも間質性肺炎・肺線維症という病態は指定難病であり、これに陥ると肺の機能は急激に悪くなり機能を回復あるいは維持する事が難しいと言われています。しかし、病院で使用できる特効薬は殆ど無く、新しい薬の開発が必要だと考えられています。新しい薬の鍵は、「間質性肺炎・肺線維症という病気がなぜ起こるのか?」という疑問を探ると見えてきます。今回私達は「スフィンゴ脂質代謝」という体のしくみが、この病気を良くしたり悪くしたりする原因の一つである可能性を、動物実験で確認しました。この研究はそのしくみをより詳細に調べるための研究です。
唾液腺多形性腺腫の軟骨様組織における石灰化と細胞間連絡について

多形性腺腫は、口腔内においてもっとも発生頻度が高い唾液腺腫瘍である。その病理組織像な複雑であるが、大きな特徴として軟骨様組織の形成を認め、まれに骨組織様の形成もみられることが知られている。これまで私は、多形性腺腫と診断され軟骨様組織が認められた症例についてタイプI、II、及びXコラーゲンの局在を免疫組織学的に検討した。その結果、それぞれのコラーゲンは軟骨細胞様細胞の分化とともに発現が変化することを明らかにし、それが軟骨の石灰化あるいは骨化に深く関与していることが推測された。一方、ギャップ結合は細胞間の情報伝達や分化増殖に深く関与しているといわれている。当教室では、ヒト下顎骨に生じた軟骨様組織が著明な骨肉腫をヌードマウスに移植継代している。私は、この移植腫瘍を用いてギャップ結合の発現を検索した結果、移植後経時的にギャップ結合の発現が増加し、この移植腫瘍の軟骨様組織の分化にギャップ結合が深く関与していると推測された。そこで今回、多形性腺腫と診断され軟骨様組織が認めれた標本を用いて、ギャップ結合の局在を検索することにより、多形性腺腫の軟骨様組織における細胞の分化、増殖、石灰化機序とコラーゲンおよびギャップ結合との関連を明らかにした。組織学的検索として、多形性腺腫と診断された標本に、ヘマトキシリンーエオジン染色し、軟骨様組織にアルカリホスファターゼ染色を施し、染色されることを確認した。免疫組織学的検索のため、抗コネクシン43抗体とFITC標識の抗ウサギIgGブタ血清を反応させた。その結果、多形性腺腫の軟骨様組織部分には、比較的大きなギャップ結合の存在多数がみられた。また、軟骨様組織部以外では、少数のギャップ結合が見られた。以上のことより、多形性腺腫の軟骨細胞様細胞の分化にも、ギャップ結合が深く関与しているものと推測された。
床スラブの損傷状況に基づいた梁端塑性変形量の被災後評価に関する基礎研究

現在、首都圏直下の大地震の発生が危惧されており、すでに住居としてだけでなく経済活動の場として重要な役割を担っている建築構造物が多大な被害を受ければ、甚大な経済損失が引き起こされる。このような被害を最小限に抑えるためには震災後に建築構造物の機能を如何に早く復旧させることができるかが重要となるが、それ以前に建築構造物がどの程度の損傷を受けているかを把握しておく必要がある。本研究課題では被災後の鋼構造建築物が有する耐震性能(残存耐震性能)を簡便に評価する手法を構築するための基礎研究として、鋼部材の塑性変形量と床スラブのひび割れ損傷の関係の基礎データを得た。本年度はまず、床スラブの損傷状況と鋼部材の塑性変形量関係に関する基礎データを得るため、床スラブを有する鋼部材の繰り返し載荷実験を行った。試験体は柱と梁を反曲点位置で切り出した卜字形部分架構である。実験は試験体の柱端部をピン治具で支持した状態で梁の自由端に強制変位を与えて行った。実験パラメータは、梁端溶接部におけるスカラップの有無と、床スラブの有無とした。本年度は既往の実験結果と併せて整理した。その結果、床スラブの損傷状況に鋼部材の強度が及ぼす影響は小さく、床スラブに発生した最大ひび割れ幅は梁端部の塑性変形量に比例して成長することが分かった。しかしながら、柱梁接合部パネルの降伏が生じる場合には床スラブに発生したひび割れ幅と梁端部の塑性変形量との間に相関は見られなかった。また、2007年9月には兵庫県三木市のE-ディフェンスと呼ばれる3次元振動実験施設において行われた実大4層鋼構造建築物の振動破壊実験に参加し、梁端部の塑性変形量と床スラブに生じるひび割れ損傷の状況を観察した。実験は入力波として1995年の兵庫県南部地震で記録されたJR鷹取波が採用され、加速度倍率を20、40、60、100%倍と大きくして試験体を崩壊に至らしめたものである。この実大実験において試験体は第1層の柱頭・柱脚に局部座屈が発生して層崩壊に至ったため、梁はほぼ弾性範囲に留まり、損傷は小さいものであった。しかしながら、実大鋼構造建物における床スラブのひび割れ状況と梁端部の塑性変形量に関する実験データを得ることができ、特に実大鋼構造建築物において観察された床スラブの損傷状況は同じ仕様で行った卜字形部分架構における床スラブの損傷状況と対応することが確認できた。本年度は前年度の実験では明らかにできなかったパラメータに着目し、床スラブを有する鋼部材の繰り返し載荷実験を行った。試験体は前年度と同様の柱と梁を反曲点位置で切り出したト字形部分架構であり、実験は試験体の柱端部をピン治具で支持した状態で梁の自由端に強制変位を与えて行った。実験パラメータは、デッキプレートの設置方向、梁-パネル耐力比とし、計4体の試験を用意した。実験の結果、床スラブの損傷状況にデッキプレートの設置方向が及ぼす影響は小さく、床スラブに発生した最大ひび割れ幅は梁端部の塑性形量に比例して成長することが確認できた。また、梁端部よりも柱梁接合部パネルの降伏を先行させた試験体では、床スラブに発生した最大ひび割れ幅はパネルの塑性変形が大きくなるにつれ成長することが分かった。さらに鋼製梁とコンクリートスラブを緊結するスタッドコネクタの面内せん断拳動を把握するため、スタッドコネクタの寸法とその配置方法をパラメータとした押し抜き試験を行った。得られた実験結果を既往の数値解析モデルと比較するとともに、スタッドコネクタの面内せん断挙動が柱梁接合部パネルの弾塑性挙動に及ぼす影響を考慮できる力学モデルを構築した。この力学モテルを用いることで、数値解析において床スラブの存在による柱梁接合部パネルの見かけの剛性・耐力の上昇を再現できることがかった。本研究課題では載荷実験を通して床スラブの損傷状況と鋼部材の塑性変形量の関係に関する基礎データを得ることができ、また床スラブの存在が剛製梁、柱梁接合部パネルの力学挙動に及ぼす影響を再現できる力学モデルを構築することができた。
内側壁面が回転する環状曲面拡大流路内乱流のLES解析とPTV計測

内側壁面が回転する環状流路は遠心分離機,ジャーナル軸受,回転機械にみられ,工業的に重要である.この流路では,軸方向の貫流によるせん断不安定に加えて,回転によるせん断不安定,周方向流線曲率による遠心力不安定,凹曲面上での貫流方向流線曲率による遠心力不安定といった複数の不安定流れ要因が同時に作用する.さらに実際の流れは乱流であり,軸方向に流路面積が変化する場合が多い.本研究は,この複数の不安定流れ要因が同時に作用する拡大流路内乱流場の挙動をラージエディシミュレーション(LES)と粒子画像流速計(PTV)による速度場計測によって明らかにすることを目的とする.環状曲面流路の壁面は4分の1円弧を回転させた形状であり,内側曲面が凹面・凸面のものをそれぞれ凹型・凸型流路と呼ぶ.2時刻法での粒子画像流速計により時間平均速度場と乱れ強度を算出した.貫流レイノルズ数Re=100010000,内側壁回転数の無次元数(テイラー数)Ta=08000と変化させて実験を行った。Re=1000の回転時には下流部で乱れ強度が上昇した。Re=10000の回転時には下流部に加え上流部でも貫流による剥離泡付近で乱れ強度が上昇した.回転時には下流側からの逆流が発生した.一般曲線座標系での2次精度差分法を用いたLES解析では,実験流路と幾何学的に相似な凹型・凸型流路での計算をRe=1000(一定),Ta=04000の条件で行った.周方向の計算領域は45度,90度,360度の3通りである.内壁回転により上流側での周方向一様な渦が下流部で乱れた流れになる様子が再現された.テイラー数,流路形状,流路内位置(上流側,下流側,内壁側,外壁側)によって渦構造が異なる様子が観察された.また,熱伝達率分布は出口部からの逆流と乱流輸送により複雑な分布を示した.せん断力分布やトルク係数の結果から各流路での流れ場の違いが明確になった.内側壁面が回転する環状流路は遠心分離機,ジャーナル軸受,回転機械にみられ,工業的に重要である.この流路では,軸方向の貫流によるせん断不安定に加えて,回転によるせん断不安定,周方向流線曲率による遠心力不安定,凹曲面上での貫流方向流線曲率による遠心力不安定といった複数の不安定流れ要因が同時に作用する.さらに実際の流れは乱流であり,軸方向に流路面積が変化する場合が多い.本研究は,この複数の不安定流れ要因が同時に作用する拡大流路内乱流場の挙動をラージエディシミュレーション(LES)と粒子画像流速計(PTV)による速度場計測によって明らかにすることを目的とする.環状曲面流路の壁面は4分の1円弧を回転させた形状であり,内側曲面が凹面・凸面のものをそれぞれ凹型・凸型流路と呼ぶ.2時刻法での粒子画像流速計により時間平均速度場と乱れ強度を算出した.貫流レイノルズ数Re=100010000,内側壁回転数の無次元数(テイラー数)Ta=08000と変化させて実験を行った。Re=10000の回転時には下流部に加え上流部でも貫流による剥離泡付近で乱れ強度が上昇した.回転時には下流側からの逆流が発生した.一般曲線座標系での2次精度差分法を用いたLES解析では,実験流路と幾何学的に相似な凹型・凸型流路での計算をRe=1000(一定),Ta=04000の条件で行った.周方向の計算領域は45度,90度,360度の3通りである.内壁回転により上流側での周方向一様な渦が下流部で乱れた流れになる様子が再現された.テイラー数,流路形状,流路内位置(上流側,下流側,内壁側,外壁側)によって渦構造が異なる様子が観察された.また,熱伝達率分布は出口部からの逆流と乱流輸送により複雑な分布を示した.せん断力分布やトルク係数の結果から各流路での流れ場の違いが明確になった.内側壁面が回転する環状流路は遠心分離機,ジャーナル軸受,回転機械にみられ,工業的に重要である.この流路では,軸方向の貫流によるせん断不安定に加えて,回転によるせん断不安定,周方向流線曲率による遠心力不安定,凹曲面上での貫流方向流線曲率による遠心力不安定といった複数の不安定流れ現象が同時に発生する.実際の流れは乱流であり,軸方向に流路面積が変化する場合が多い.本研究は,この複数の不安定流れ現象が同時に現れる乱流場の挙動をラージエディシミュレーション(LES)と粒子画像流速計(PTV)による速度場計測によって明らかにすることを目的とする.本年度製作した環状曲面流路の壁面は4分の1円弧を回転させた形状(内側曲面が凹面.以下凹型流路)であり,外側壁面は透明アクリル製である.内側壁面は回転テーブル上に固定され,回転する.トレーサー粒子を水に混ぜ,流れ場を可視化し,高解像度CCDカメラで撮影した.2時刻間での粒子位置追跡を行うことで2次元速度場と乱れ強度を算出した.貫流レイノルズ数Re=1000

一定のもとで,内側壁回転数(テイラー数Ta=0-4000)を変化させての実験を行い,静止時には貫流方向流路曲率により流れが剥離すること,回転時には内壁側で回転遠心力により貫流方向速度成分が増加し下流部では乱れ強度が上昇することが分かった.一般曲線座標系での2次精度差分法を用いたLES解析では,実験流路と幾何学的に相似な凹型流路での計算をRe=1000,Ta=0,2000の条件で行った.回転時に下流部の流れは周方向に伸びた渦構造を持ち,乱れ強度は低いものの乱れた流れになる様子が再現された.さらに実験に先行し,外壁側に凸面となる凸型流路での計算も行い,回転時にはテイラー渦に近い流れが誘起され,同一回転数であれば凹型流路に比べてより微細な渦構造が形成されることが分かった.内側壁面が回転する環状流路は遠心分離機,ジャーナル軸受,回転機械にみられ,工業的に重要である.この流路では,軸方向の貫流によるせん断不安定に加えて,回転によるせん断不安定,周方向流線曲率による遠心力不安定,凹曲面上での貫流方向流線曲率による遠心力不安定といった複数の不安定流れ要因が同時に作用する.さらに実際の流れは乱流であり,軸方向に流路面積が変化する場合が多い.本研究は,この複数の不安定流れ要因が同時に作用する拡大流路内乱流場の挙動をラージエディシミュレーション(LES)と粒子画像流速計(PTV)による速度場計測によって明らかにすることを目的とする.環状曲面流路の壁面は4分の1円弧を回転させた形状であり,内側曲面が凹面・凸面のものをそれぞれ凹型・凸型流路と呼ぶ.2時刻法での粒子画像流速計により時間平均速度場と乱れ強度を算出した.貫流レイノルズ数Re=100010000,内側壁回転数の無次元数(テイラー数)Ta=08000と変化させて実験を行った.Re=1000の回転時には下流部で乱れ強度が上昇した.Re=10000の回転時には下流部に加え上流部でも貫流による剥離泡付近で乱れ強度が上昇した.回転時には下流側からの逆流が発生した.一般曲線座標系での2次精度差分法を用いたLES解析では,実験流路と幾何学的に相似な凹型・凸型流路での計算をRe=1000(一定),Ta=04000の条件で行った.周方向の計算領域は45度,90度,360度の3通りである.内壁回転により上流側での周方向一様な渦が下流部で乱れた流れになる様子が再現された.テイラー数,流路形状,流路内位置(上流側,下流側,内壁側,外壁側)によって渦構造が異なる様子が観察された.また,熱伝達率分布は出口部からの逆流と乱流輸送により複雑な分布を示した.せん断力分布やトルク係数の結果から各流路での流れ場の違いが明確になった.
鎮静下内視鏡的粘膜下層剥離術中のポリソムノグラフィーを用いた呼吸管理法の確立

睡眠時無呼吸症候群(SAS)の診断に使用されているポリソムノグラフィー(PSG)を用いて、鎮静下胃内視鏡的粘膜下層剥離術(ESD)中の患者呼吸状態を把握し安全な術中管理システムの構築を目的とした。平成27年度は、PSGが酸素飽和度測定(SpO2)よりプロポフォール下ESD患者呼吸障害の詳細かつ早期検出が可能と判明した。また平成28年度は、鎮静下ESD中に呼吸障害が惹起されやすい症例の特徴を事前に見出すことを目標とした。SASを有する群では有意に呼吸抑制を来しやすく、SASの重症度が増すほど呼吸抑制の頻度が高くなる可能性が示唆された。平成29年度には27年度の成果である、無呼吸・低呼吸といった呼吸障害は10症例で207回観察され、そのうちSpO2低下が25回に認められた。また、PSGはSpO2よりも平均107.4秒前に呼吸障害を検知することができた。PSGは1時間1人あたり平均10.5回の呼吸障害を検知でき、そのうち閉塞性は9.3回、中枢性は1.2回と鑑別も可能であると結論できた。これは平成30年度に論文掲載された。また平成28年度から始まった鎮静下呼吸障害リスク術前評価として、SASが術中呼吸抑制の危険因子となるのではないかと仮定し検討を行った。術前スクリーニング検査として簡易ポリソムノグラフィ(簡易PSG)とSTOP質問票を用いて術中無呼吸低呼吸指数(AHI)との関係を比較した。平成30年度に見いだせた結果は、STOP問診スコアも術前AHIと同様に鎮静下ESDにおける呼吸抑制に影響を与える独立した因子であり、術前スクリーニングとして有用であった。これをもとに鎮静予定患者へ勧められる呼吸管理方法選択の基準アルゴリズムを提唱でき、論文投稿準備中である。更には鎮静覚醒後患者の遅発性呼吸障害も簡易PSGで検出でき、今後の更なる研究への足掛かりとなった。早期胃癌や食道癌に対する内視鏡的粘膜下層剥離術(endoscopic submucosal dissection: ESD)は、低侵襲で根治が期待できる胃・食道温存治療法である。近年、ESDは急速に普及しているが、今なお高度な技術を要し手術時間が長くなる場合もある。ところがわが国の多くの施設では、全身麻酔ではなく鎮静法でESDが行なわれている。鎮静法ではESD術者が鎮静管理を兼任する場合が多い。従って、ESD中の患者全身管理が十分でなくなる場合がある。特に鎮静下での患者呼吸状態の把握は、ESDの安全な施行のために必須である。そこで本研究では、睡眠時無呼吸症候群の診断に使用されているポリソムノグラフィー(PSG)を用いて、鎮静下ESD中の患者呼吸状態を把握し安全な術中管理システムの構築を目的とした。平成27年度にはPSGを用いたプロポフォール下早期胃・食道癌ESD患者呼吸障害の早期検出を行うことを目標にしていた。PSGは一呼吸ずつの換気状態を、それぞれの呼吸波形から視覚的にかつリアルタイムに評価することができた。酸素飽和度が低下するような呼吸障害は10症例で25回観察され、PSGはパルスオキシメーターよりも平均96.7秒前に呼吸障害を検知することができた。このような酸素飽和度低下を伴う呼吸障害は、全体の12%で残り88%は酸素飽和度低下を伴わない呼吸障害であった。PSGは1時間あたり平均10.5回の呼吸障害を検知し、パルスオキシメーターは平均1.5回であった。よってPSGの呼吸障害検知率はパルスオキシメーターの約6.9倍であった。またPSGでは呼吸波形を組み合わせることで呼吸障害が閉塞性か中枢性かの鑑別も可能であった。結論としてPSGはパルスオキシメーターではとらえられなかった呼吸障害を検知し、かつパルスオキシメーターで把握できた呼吸障害においては早期に検知できた。これよりPSGは、鎮静下胃ESD中の新たな呼吸モニタリングとして有用であることが見いだせた。平成27年度の研究目標は、PSGを用いたプロポフォール下早期胃・食道癌ESD患者呼吸障害の早期検出の試みであった。研究結果としてPSGはパルスオキシメーターではとらえられなかった呼吸障害を検知し、かつパルスオキシメーターで把握できた呼吸障害においては早期に検知できた。この内容で現在論文執筆中である。そこで本研究では、睡眠時無呼吸症候群(SAS)の診断に使用されているポリソムノグラフィー(PSG)を用いて、鎮静下ESD中の患者呼吸状態を把握し安全な術中管理システムの構築を目的とした。

平成27年度にはPSGを用いたプロポフォール下早期胃・食道癌ESD患者呼吸障害の早期検出を行うことを目標にしていた。PSGは一呼吸ずつの換気状態を、それぞれの呼吸波形から視覚的にかつリアルタイムにとらえられた。またPSGはパルスオキシメーターではとらえられなかった呼吸障害を検知し、かつパルスオキシメーターで把握できた呼吸障害においては早期に検知できる特徴があった。これよりPSGは、鎮静下胃ESD中の新たな呼吸モニタリングとして有用であることが見いだせた。さらに、鎮静下ESDにおいて呼吸障害が起こりやすい症例の特徴を見出すことを平成28年度の目標とした。SASを有する群では有意に呼吸抑制を来しやすく、さらにSASの重症度が増すほど呼吸抑制の頻度が高くなる可能性が示唆された。これより、術前にSASの簡易スクリーニングとして広く使用されているSTOP questionを施行し、陽性だった場合に簡易終夜睡眠ポリグラフィー検査でSASの有無・重症度を評価する。さらにSASの重症度が高かった場合のみ術中PSGを行うか、全身麻酔を考慮するなどの対策をとる必要があることを見出せた。平成27年度の研究目標は、PSGを用いたプロポフォール下早期胃・食道癌ESD患者呼吸障害の早期検出の試みであった。研究結果としてPSGはパルスオキシメーターではとらえられなかった呼吸障害を検知し、かつパルスオキシメーターで把握できた呼吸障害においてはPSGの方が早期に検知できた。平成28年度の研究目標は、鎮静下胃ESDを安全に行うために術中呼吸状態悪化の危険因子を明らかにし、ハイリスク群を術前に抽出することを目的とした。研究結果は、SASを有する群では有意に呼吸抑制を来たしやすく、さらにSASの重症度が増すほど呼吸抑制の頻度が高くなる可能性が示唆された。論文掲載に遅れはみられるが、研究結果はおおむね達成できている。早期胃癌や食道癌に対する内視鏡的粘膜下層剥離術(ESD)は、低侵襲で根治が期待できる胃・食道温存治療法である。ESDは一般的に鎮静下で行われるが、患者呼吸状態の把握は、ESDの安全な施行のために必須である。そこで本研究では、睡眠時無呼吸症候群(SAS)の診断に使用されているポリソムノグラフィー(PSG)を用いて、鎮静下ESD中の患者呼吸状態を把握し安全な術中管理システムの構築を目的とした。平成27年度にはPSGを用いる方が、酸素飽和度測定(SpO2)よりプロポフォール下早期胃癌ESD患者呼吸障害の詳細かつ早期検出を行うことが可能となった。また平成28年度には、鎮静下ESD中に呼吸障害が起こりやすい症例の特徴を事前に見出すことを目標とした。SASを有する群では有意に呼吸抑制を来しやすく、SASの重症度が増すほど呼吸抑制の頻度が高くなる可能性が示唆された。平成29年度には論文投稿するも再検討を求められた。その結果、無呼吸・低呼吸といった呼吸障害は10症例で199回観察され、そのうちSpO2が基準の-3%以上低下したものが12.6%(25回)に認められた。また、PSGはSpO2よりも平均107.4秒前に呼吸障害を検知することができた。87.4%(174回)はSpO2低下を伴わない呼吸障害であったが換気量低下を把握できた。PSGは1時間あたり平均10.5回の呼吸障害を検知でき、そのうち閉塞性は9.3回、中枢性は1.2回と鑑別も可能であった。
ウニ胚転写調節因子の精製とin vitro転写系による転写調節機構の解析

ウニ胚アリールスルファターゼ(Ars)遺伝子の転写調節領域に結合する2種類の因子に着目し、研究を行った。1.Orthodenticle-related(Otx)配列認識因子・・・・・Arsの第1イントロン内のエンハンサー活性を担う229bpの領域の転写活性化機構を解析した。ゲルシフトにより、3本の特異的なシフトバンド(I、II、III)が検出された。バンドIは孵化前胞胚期より検出され、徐々に減少し、原腸胚期に消失した。バンドII、IIIは孵化後胞胚期より検出され、原腸胚期まで徐々に増加し、Ars遺伝子の発現変化とよく一致していた。deletion-mutantを用いた結果、229bp内のOtxの認識配列(GGATTA)が2回反復した領域への結合が示され、更に北米産ウニのOtx認識タンパク質に対する抗体は、これらのバンドをスーパーシフトさせた。deletion-mutantとレポーター遺伝子との融合タンパク質を受精卵に導入して求めたエンハンサー活性は、Otx認識配列を消失させると大幅に減少した。単一コピー遺伝子よりalternative splicingにより生じるバフンウニOtx cDNAを2種類クローニングした。以上より、Ars遺伝子の転写活性化には少なくとも2種類のOtx認識タンパク質のOtx配列への結合の切替が必要であることが示された。現在、in vitro転写系による再構成実験により、上記の結果を検証している。2.Gストリング配列認識因子・・・・・転写開始点上流に点在し、発生過程を通して多量に存在するGストリング配列認識因子の精製を行った。併せてサウスウェスタン法により、合成poly(dG)(dC)をプローブとして胞胚期のcDNAライブラリーより4種類のcDNAをクローニングし、塩基配列を決定した。いずれも、酸性・塩基性アミノ酸の繰り返しが存在し、既知のタンパク質との相同性はなく、新しいDNA結合因子である可能性が高い。このうちの一つはreticulocyte lysateで合成したタンパク質が、poly(dG)(dC)アフィニティーカラムに特異的に結合した。