Yamagata University Academic Repository

山形大学博士(理学)学位論文(Thesis

Itatani, Masaki

Mechanism of Liesegang Phenomenon Bifurcated by Thermodynamic Stability

山形大学博士（医学）学位論文(Thesis)学位論文要

簡野,美弥子

論 文 内 容 要 約 
 
論文題目 
 
Calcyclin-binding protein/Siah1-interacting protein (CACYBP/SIP)遺伝子のヘテロ接合
病的バリアントは，顕性遺伝を示す肝内胆管減少症の病因である 
 
指導（紹介）教授： 三井 哲夫 
              氏 名 ： 簡野美弥子 
 
 
【内容要旨】（１，２００字以内） 
 
【背景】肝臓は，内胚葉前腸に由来する細胞から，胎生約４週より形成が始まり，肝内胆
管は胎生約８週より形成が開始される．肝内胆管は，肝芽細胞から分化した胆管細胞から
形成され，分化に際しては，様々な成⾧因子や転写調節因子が関与する．肝内胆管は出生
時には完成しておらず，数年を要して，完成に至る．肝内胆管の形成と発達は，様々な病
態で障害される．肝内胆管減少症は，形態学的に葉間胆管数と門脈数の比が 0.5 以下と定
義され，症候性と非症候性の２つに大別される．症候性はアラジール症候群であり，特徴
的な心臓，血管，骨格，眼，顔，腎，中枢神経の奇形などの症状を伴うことにより診断さ
れる．非症候性には，代謝性疾患，遺伝性疾患，感染症，炎症および免疫疾患によるもの
などが含まれる．胆管の形成に関与する成⾧因子や転写調節因子の障害も病因となりうる
ことが推測されるが，現在，HNF1B の遺伝子変異のみが報告されている．【目的】生後間
もなく肝内胆汁うっ滞を発症し，１歳前に自然治癒するという経過を辿り，顕性遺伝を示
す肝内胆管減少症の１家系を対象とし，病因の解明を試みた．【方法】家族構成メンバーか
らゲノム DNA を抽出し，次世代シークエンサーを用いて全エクソーム解析を施行した．
生検肝標本を用いて，Calcyclin-binding protein/Siah1-interacting protein (CACYBP/SIP)
およ びβ カテニン の免疫組 織学 的解析を 施行し た．【結 果】罹患 者に ヘテ ロ接合
CACYBP/SIP (c.529G>C: p.E177Q)病的バリアントを検出した．発症時の肝生検標本を用
いた免疫組織学的解析では，CACYBP/SIP およびβカテニン蛋白量の減少が観察され，治
癒後の組織標本では，両蛋白はほぼ正常化している事が確認された．【考察】βカテニンは，
肝内胆管の形成に重要な役割を果たしていることが示唆されている．CACYBP/SIP は，非
リン酸化βカテニンのユビキチン化を調節するユビキチンリガーゼ複合体の構成蛋白であ
り，βカテニンの量的調節に関与していることが推察され，CACYBP/SIP の病的バリアン
トにより，活性の高いユビキチンリガーゼ複合体が形成され，βカテニンの代謝が亢進し，
肝内胆管の成熟を遅延させることが示唆された．【結語】本研究は，肝内胆管形成における
βカテニンの必要性を示し，CACYBP/SIP 変異は肝内胆管減少症の病因の一つであること
を明らかにした． 
 
 


Japanese

Ｃａｌｃｙｃｌｉｎ‐ｂｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ/Sｉａｈ１‐ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ（ＣＡＣＹＢＰ/ＳＩＰ）遺伝子のヘテロ接合病的バリアントは，顕性遺伝を示す肝内胆管減少症の病因である

山形大学博士(工学)学位論文(Thesis)要約の

MD., MAHIUDDIN

English

Synthesis of bismuth nanomaterials using  safe and abundant natural sources

吉田, 慶太

鎖末端に官能基を有する半導体高分子の合成とPbS量子ドット含有有機-無機ハイブリッド太陽電池材料への応用

赤羽, 武

論 文 内 容 要 約 
論文題目 
 
骨格筋でのヘム欠乏はオートファジー不全を惹起する 
 
責任講座： 整形外科学講座 
氏  名： 赤羽 武      
【要約】 
 
【緒言】5-アミノレブリン酸合成酵素 1(ALAS1)遺伝子破壊マウスヘテロ接合体（A1+/-マウ
ス）は、加齢依存的なヘム欠乏を背景に骨格筋の形態変化（空胞形成の増加やミトコンド
リアの萎縮）、トレッドミル走行距離の低下を認めることが報告されている。一方、オート
ファジーは異常な細胞内小器官の処理に重要な役割を果たしており、加齢 A1+/-マウス骨格
筋では異常ミトコンドリアの蓄積所見からオートファジー活性が低下している可能性があ
る。また、オートファジー不全はサルコペニアとの関連も報告されている。本研究では、
A1+/-マウスがサルコペニア様の表現型を呈するか調査し、かつ加齢 A1+/-マウス骨格筋の
オートファジー活性とその調節経路を解析することで、骨格筋オートファジーに対するヘ
ム欠乏の影響を解明することを目的とした。 
 
【方法】A1+/-マウスの表現型解析のため、野生型マウス (WT 群)と A1+/-マウス (A1+/-群)
の体重を 45-60週齢、75-90週齢時に測定し、75-90週齢時には運動耐性解析のため Hanging 
wire test を行った。90-100 週齢時に腓腹筋を採取し重量を測定した。オートファジー
解析には 30-40 週齢の WT 群と A1+/-群、2 週間以上ヘム生合成前駆体である 5-アミノレブ
リン酸 (ALA)の経口投与を行った A1+/-マウス (ALA 投与群)の大腿四頭筋をサンプルとし
て用いた。オートファジー関連蛋白のタンパク質発現量やリン酸化状態、mRNA 発現量を解
析した。マウス骨格筋 C2C12細胞 (コントロール株: CT株、ALAS1 knockdown株: A1KD株)
のオートファジーも評価した。 
 
【結果】45-60週齢時、75-90週齢時ともに体重は A1+/-群で有意に軽かった。Hanging wire 
testも A1+/-群で有意に低値であり、腓腹筋重量も A1+/-群で有意に軽かった。オートファ
ジーマーカーである LC3 は、絶食条件下では A1+/-群で有意に総タンパク量、LC3-Ⅱ発現量
が低下し、グルコース飢餓培養条件下の A1KD株も同様であった。一方、自由摂食条件下の
A1+/-群と非グルコース飢餓培養条件下の A1KD 株はタンパク発現量の有意な低下は認めな
かった。しかし、オートファゴソームとリソソームの融合阻害薬であるクロロキンで処理
した C2C12細胞の評価では、A1KD株で有意に総タンパク量と LC3-Ⅱ発現量が低下した。ま
た、ALA 投与群や ALA 処理下 A1KD 株では LC3 タンパク量は増加した。オートファジー調節
経路解析では、AMP-activated protein kinase (AMPK)のリン酸化体量が絶食および摂食条
件下 A1+/-群で低下したのに対し、真核生物翻訳開始因子 (eIF)2αのリン酸化体量は、絶
食条件では低下したが摂食条件では逆に増加した。また、グルコース飢餓培養条件下 A1KD
株において、AMPK活性化剤である AICAR処理下では総 LC3タンパク量と LC3-Ⅱタンパク量
が上昇したのに対し、eIF2αリン酸化体を増加させる Salubrinal 処理では、有意な変化は
なかった。 
 
【考察】本研究により、ヘム欠乏は栄養飢餓の有無に関わらず AMPKシグナルの低下により
オートファジー不全を骨格筋にもたらし、骨格筋形態変化やサルコペニア様変化を惹起す
ることが示唆された。また、ALA投与がオートファジー不全の改善を通じてサルコペニア病
態を改善できる可能性がある。 


骨格筋でのヘム欠乏はオートファジー不全を惹起する

山田, 真義

論 文 内 容 要 約 
論文題目 
 
骨盤部腫瘍に対する根治照射においてスペーサー留置術を
考慮すべき腫瘍-消化管距離 -重粒子線と X 線の比較- 
 
責任講座：放射線医学講座 放射線腫瘍学分野 
氏  名：    山田 真義     
【要約】 
 
【背景】放射線治療では、腫瘍と正常臓器の解剖学的な位置関係に
より、腫瘍に投与する線量を制限しなければならないことがある。
固形がんの場合、一般的に腫瘍の制御に必要な線量は消化管の耐容
線量よりも高いため、消化管に近接する腫瘍では腫瘍全体に根治線
量を投与することが困難である。消化管に近接する腫瘍への対策と
して、スペーサー留置術や、強度変調放射線治療・粒子線治療の使
用が挙げられる。しかし、スペーサー留置術の適応をどのように判
断するか、また放射線の種類によりスペーサー留置術の適応判断が
どのように変わるかということは未解明である。本研究では、消化
管に近接する骨盤部腫瘍に対する根治照射（重粒子線および X 線）
において、スペーサー留置術を考慮すべき腫瘍-消化管距離を定量化
することを目的とした。 
【方法】本研究では理論的検討として、様々な厚さの仮想スペーサ
ー留置を想定し、重粒子線および X 線を用いたシミュレーションの
放射線治療計画を作成する。消化管の耐容線量内で根治照射を可能
とする仮想スペーサーの厚さを検討することで、スペーサー留置術
を考慮すべき腫瘍-消化管距離を定量化する。対象として、消化管に
近接する骨盤部腫瘍を有する55症例を登録した。仮想スペーサーは、
GTV (gross tumor volume; 肉眼的腫瘍体積)を三次元的に拡張した
構造物から GTV を差し引いた体積と定義し、評価する消化管は、本
来の消化管から仮想スペーサーを差し引いた体積と定義した。放射
線治療計画は、70Gy / 35 分割を処方線量とし、PTV (planning target 
volume; 計画的標的体積、GTV に 7 mm の等方性マージンを付与し
た体積) に対して D95（95%の体積に処方線量以上の線量が投与さ
れる）処方を行い、線量分布を正規化した。線量制約（PTV の D2%
（2%の体積に照射される最大線量、最大線量の近似値）< 77 Gy）
を満たした上で、消化管の線量を可能な限り低減するように作成さ
れた。消化管の D2 cc (2 cc の体積に照射される最大線量) < 50Gy を
満たすために必要な仮想スペーサーの厚さの最小値を「MTS 
(minimum thickness of spacers; スペーサーの最小厚)」と定義した。
目的変数に MTS を、説明変数に PTV と OV14 - PTV (OV14; 消化
管と厚さ 14mm の仮想スペーサーが重複する体積)を用いて回帰分
析を行った。 
【結果】重粒子線および X 線では、MTS の最大値はそれぞれ 9 mm
と 13 mm であった。単回帰分析では、重粒子線および X 線のいず
れにおいても、PTV と OV14-PTV は MTS に正の相関を示した（p < 
0.05）。重回帰分析で求められた回帰式は、重粒子線では MTS = 
 7.463 + 0.022×(OV14 - PTV) + ε（εはモデルに付随する誤差）、X 線
ではMTS =  8.957 + 0.068×(OV14 - PTV) - 0.003×(PTV) + εであり、
多重 R2値は、重粒子線および X 線で、それぞれ 0.571 と 0.347 であ
った。 
【結論】本研究では、重粒子線および X 線で、スペーサー留置術
を考慮すべき腫瘍-消化管距離はそれぞれ 9 mm および 13 mm 未満
の場合であることを初めて明らかにした。 
 
 


骨盤部腫瘍に対する根治照射においてスペーサー留置術を考慮すべき腫瘍－消化管距離－重粒子線とＸ線の比較－

高須賀, 聖五

全芳香族液晶ポリマーの低融点化およびポリプロピレンとのブレンドに関する研究

高瀬, 薫

論 文 内 容 要 約 
論文題目：単一遺伝子糖尿病診断への次世代シーケンサーの応用―
限定的地域内調査の特性を活かした検討 
 
責任講座： 内 科 学 第 一 講座 
氏  名：   高 瀬   薫    
【要約】 
〈緒 言〉 
 単一遺伝子の機能障害で発症する単一遺伝子糖尿病は、糖尿病全体の数%に過
ぎない稀な病型であるが、遺伝子診断により病態に合わせた治療が可能になる
場合がある。単一遺伝子糖尿病は多くの原因遺伝子が同定されており、次世代
シーケンサーによる網羅的遺伝子解析が診断に有効であると考えられる。 
本研究では、小児期から壮年期に発症した糖尿病患者を対象として遺伝子パ
ネルによる既知単一遺伝子糖尿病の網羅的バリアント解析を行い、診断に次世
代シーケンサーを応用することの有用性について検討した。 
〈方 法〉 
対象は、2017 年 6 月 6 日から 2020 年 3 月 31 日までの間に山形大学医学部附
属病院を受診した 50歳未満発症の糖尿病患者のうち、１型糖尿病、単一遺伝子
疾患以外の原因が推定可能な二次性糖尿病、妊娠糖尿病、BMI 28 kg/m2 以上の
肥満症例を除外した 56例の患者である。 
 これまでに原因遺伝子が特定された主要な単一遺伝子糖尿病のうち、小児期
あるいは成人期での発症が報告されている 34 種類の原因遺伝子（HNF4A、GCK、
HNF1A、PDX1、HNF1B、NEUROD1、KLF11、CEL、PAX4、INS、BLK、ABCC8、KCNJ11、
APPL1、RFX6、EIF2AK3、FOXP3、GATA4、GATA6、GLIS3、IER3IP1、MNX1、NEUROG3、
NKX2-2、PAX6、PLAGL1、PTF1A、SLC19A2、ZFP57、PCBD1、WFS1、INSR、TRMT10A、
PPP1R15B）を対象とし、これらの全エクソンと隣接領域を合わせた標的領域の
95.0%をアンプリコンシーケンス法により解析可能な遺伝子パネルを設定した。 
患者末梢血白血球から抽出したゲノム DNA を次世代シーケンサーによりター
ゲットシーケンスし、国際ヒトゲノム参照配列 GRCh38.p2 と比較して一塩基多
様性や数塩基の挿入欠失配列を検出した。検出されたバリアントのうち、ヒト
集団データベース（1000 Genomes、gnomAD）にて日本人を含む東アジア集団内
アレル頻度が 0.5%未満、かつ、機能予測アルゴリズム Combined Annotation 
Dependent Depletion （CADD）にて有害性指標の phred-like score 20 以上ま
たはフレームシフト等の機能喪失変異を絞り込み原因バリアント候補とした。 
原因バリアント候補について、バリアントに関するデータベース情報や既報
告と、患者の臨床所見、家系情報を突合し、病原性を評価した。 
〈結 果〉 
対象の糖尿病診断時年齢は 3～49 歳であった。原因バリアント候補として 16
例（28.6%）に 15 種類の非同義置換と 1 種類のフレームシフトバリアントを同
定した。 
原因バリアント候補のうち 8 種類は既知であった。これらのうち、過去の文
献において糖尿病の原因として報告され、患者の臨床所見にも合致するものと
して、GCK p.M381Rヘテロ接合性非同義置換が同定された 2例を maturity-onset 
diabetes of the young（MODY）2、WFS1 p.G674R ヘテロ接合性非同義置換が同
定された 1例を Wolfram症候群と診断した。 
他の原因バリアント候補 8 種類は新規（未報告）であった。これらのうち、
当該遺伝子変異に伴う疾患に患者の臨床所見が合致し、患者の家系情報を基に
病因である可能性が推定されたものとして、HNF4A p.A158Afsヘテロ接合性フレ
ームシフトが同定された 1例、HNF4A p.Q131Eヘテロ接合性非同義置換が同定さ
れた 1例を MODY1と診断した。 
〈考 察〉 
小児期から壮年期までの発症者を幅広く集めて 34種類と多様な単一遺伝子糖
尿病の網羅的変異解析を行った検討は、本研究が最初であった。データベース
情報のみに基づく解析では疾患との因果関係が不明なバリアントも多いが、単
一施設・小規模地域の患者を対象としたことにより家族調査を行いやすく、家
系情報を基にバリアントの病的意義を推定することも可能であった点は、本研
究の利点であり独自性である。 
診断に至った 5 例（8.9%）はいずれも小児期に発症しているため、大半は小
児患者であったが、発症から 40 年間１型糖尿病として治療され今回 50 歳代で
診断された例もあった。いずれも診断後には、これまでの知見を基に疾患に応
じた治療方針を立てることが可能となった。 
本研究の限界と課題として、原因バリアント候補の大半が意義不明のまま残
ったため、これらの病原性を評価するために、患者の家系情報を充実させると
ともに、変異蛋白質の発現と機能解析を行う必要がある。また、遺伝子パネル
検査では、解析可能な遺伝子数が限られ、検出可能なバリアントもコーディン
グ領域の一塩基～数塩基バリアントに限られるため、遺伝子パネルで変異が陰
性の場合には、全エクソーム解析による広範な検索や、構造多型の解析も考慮
する必要がある。 
〈結 論〉 
多様な単一遺伝子糖尿病の遺伝子パネル検査を新たに確立し、データベース
情報を基に原因バリアント候補を絞り込み、既報告と家系情報に基づいて病原
性を検討する手法により、50 歳未満発症の糖尿病患者において単一遺伝子糖尿
病の診断が可能な症例を同定した。 
今回のような限定的地域内調査は患者の家族調査を容易にし、in silico解析
を家系情報により補完することが可能となり、バリアントの病的意義を検討す
るうえで有利であった。 
 


単一遺伝子糖尿病診断への次世代シーケンサーの応用－限定的地域内調査の特性を活かした検討

市川,真由美

論 文 内 容 要 約 
論文題目 
キャンサートリートメントボードが放射線治療に与える影響 
 
 
責任講座：放射線医学講座(放射線腫瘍学分野) 
氏  名：市川真由美              
【要約】 
【背景と目的】がん治療は専門分野の垣根を超えた集学的アプローチが必要で
ある。山形大学医学部附属病院では、がんの治療方針は診療科毎ではなく病院
が責任を持って決めるという理念のもと、多職種のがんの専門家が一堂に会し
てがんの最適な治療方針を討議する Cancer Treatment Board(CTB)を 2007年
より実施している。CTB の有用性に関する検討は欧米を中心にされてきたが、
CTB が放射線治療に与える影響を包括的にまとめた検討は国際的にみても報告
がない。本研究ではCTBが放射線治療にどの様な影響を与えているかを検討し、
CTBの有効性と問題点を明らかにすることを目的とした。 
【対象と方法】対象は 2012年 4月～2017年 3月の間に山形大学医学部附属病
院で開催された CTB に提示された症例。CTB の議事録を基に、症例ごとの提
示治療方針を放射線治療の位置づけごとに分類した。そして CTB討議後に放射
線治療の方針がどのように変化したかを分析し、その理由を明らかにした。更
に、CTB の推奨通りに実臨床で治療選択がされていたかを分析し、その一致・
不一致の割合を算出し、不一致症例についてその原因を明らかにした。 
【結果】対象期間の症例総数は 1,813 症例であった。CTB 提示時点では 72％ 
(1,293症例)で放射線治療を含む治療案が考慮されていた。CTBで討議された結
果、放射線治療は全症例の 66％（1,205症例）で推奨されていた。CTBを介し
たことによる放射線治療推奨判断への影響率は 13 %であった。その内訳は、担
当医が化学療法や手術検討症例に対し根治的・緩和的放射線治療の適応を推奨
したものや粒子線治療であれば可能と推奨したものがみられた。反対に、担当
医が放射線治療を検討していた症例に対し、治療リスクが高いと判断し放射線
治療が適応外と判断されたり、化学療法や手術が推奨されていた。また CTB後
に放射線治療における推奨方針が推奨どおりの方針でなされていたかの一致率
は 93％（1,689症例）と非常に高い割合であった。7％（124例）の不一致例が
確認されたが、不一致となった理由として最も多かったのが、主治医の意見が
30％（37 症例）、次いで患者の希望が 27％（34 症例）、病勢進行が 20％（25
症例）であった。 
【結論】CTB による放射線治療推奨判断における影響率は全体で 13％であり、
CTB が放射線治療の方針決定に大きな影響を与えていることを世界で初めて包
括的に示した。CTB において放射線治療が討議された割合、推奨された割合は
ともに高く、これらから CTBは放射線治療の適切な実施の観点から極めて重要
なシステムであることを示していると考えられた。一方で、推奨治療方針と実
施治療内容の不一致は 7％で認められ、今後検討・改善していくべき課題と考え
られた。 
 


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Mechanism of Liesegang Phenomenon Bifurcated by Thermodynamic Stability

Ｃａｌｃｙｃｌｉｎ‐ｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ/Sｉａｈ１‐ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ（ＣＡＣＹＢＰ/ＳＩＰ）遺伝子のヘテロ接合病的バリアントは，顕性遺伝を示す肝内胆管減少症の病因である

Synthesis of bismuth nanomaterials using safe and abundant natural sources

鎖末端に官能基を有する半導体高分子の合成とPbS量子ドット含有有機-無機ハイブリッド太陽電池材料への応用

骨格筋でのヘム欠乏はオートファジー不全を惹起する

骨盤部腫瘍に対する根治照射においてスペーサー留置術を考慮すべき腫瘍－消化管距離－重粒子線とＸ線の比較－

全芳香族液晶ポリマーの低融点化およびポリプロピレンとのブレンドに関する研究

単一遺伝子糖尿病診断への次世代シーケンサーの応用－限定的地域内調査の特性を活かした検討

キャンサートリートメントボードが放射線治療に与える影響

A Study on Process Design and Evaluation of an Integrated Lorenz Cycle Power Generation Systems

6,552

6,724