センター概要
我々は「Water Biology（水分子の生物学）」という斬新な概念を提唱し、生命現象を水分子動態から包括的に理解しようとしている。本センターは、「水」という共通テーマに対して、物理化学、生物学、医学の最先端の知識、技術を融合することで、生体における水分子動態の物理化学的理解を深め、生物学?医学的への応用を目指している。
2021年度事业计画
■前年度より継続する活动内容について、継続する背景?根拠と目标
(I) 水を観るプロジェクト；C A R SあるいはS R Sによる脳組織の水動態の観測をA Q P４K Oとの比較で行う。
(III) 水を操るプロジェクト
（１）础蚕笔4の制御机构と脳のリンパ流の生理と病理の解明を目指す。
具体的には、
１）础蚕笔4欠损マウスを用いて、脳実质の拡散や対流の変化を観测する。
２）础蚕笔4欠损マウスを様々なアルツハイマーモデルと掛け合わすことで、アルツハイマー病病理における础蚕笔4の役割を解明する。
３）A Q P３と糖代謝との関係を明らかにする。
■2021年度の新规活动目标と内容、実施の背景
(II) 水を知るプロジェクト
経皮モニタリングによる酸化ストレス评価アルゴリズムの作成；
（１）细胞に酸化ストレスを与え、水スペクトルを取得すると同时にメタボロミウス解析を行い、酸化ストレスによる水动态の変化を解析する。
（２）経皮的にスペクトルを测定し、酸化ストレスモニタリングのためのアルゴリズムを开発する。前年度の血糖値测定プロジェクトで得たノウハウを最大限活用していく。
2020年度事业报告
■当该年度事业计画に対する実施内容、および研究成果と达成度
(I) 水を観るプロジェクト
モルモット膵管二重还流を颁础搁厂顕微镜で観测し、前年度に引き続き、経细胞水移动と细胞间水移动を定量的に解析することを试みる。経上皮水の移动の定量化、モデル构筑を目标とし、急性マウス脳スライスを用いて脳実质内における水动态の観测を进め、浸透圧负荷がかかった时の変化も検讨することを続けてきた。それにより、これらデータを取得することができたので现在解析を进めている。
(II) 水を知るプロジェクト
皮下の间质液の「糖ー水のダイナミクス」から相対的血糖値を予测する数理モデルの开発を行う。水溶液中の糖浓度を変えた时のスペクトルの変化を抽出することができた。また、経皮测定における最适な测定部位を同定することもできた。さらに、実际の临床试験を始めるための伦理委员会での承认を得ることもできた。一方、コロナ涡の影响で、実际の被験者をリクルートするには至らなかった。
(III) 水を操るプロジェクト
（１）老化に伴う础蚕笔2の制御机构の変化とそのメカニズムの解明を目指す。具体的には、
１）マウスの発达?加齢による础蚕笔２の発现?局在、バソプレッシンによる反応性の変化を水制限モデル等を用いて検讨する。若齢マウスにおいては、水制限による础蚕笔2の発现上昇を确认することができた。一方高齢マウスでは、そのような変化は认められなかった。
２）慢性的な水负荷时における、础蚕笔２の発现?局在への影响を検讨する。础蚕笔２は哺乳类における生体水バランスの最も重要なアクアポリンである。今回はライフサイクルおよびサーカディアンリズムという时间轴でその変化を解析していく。水负荷の影响を确认することはできたが、水负荷のタイミングによって异なる反応が得られるか否かは検讨することができなかった。
（２）础蚕笔4の制御机构と脳のリンパ流の生理と病理の解明を目指す。具体的には、
１）マウスの発达?加齢による础蚕笔4の発现?局在の変化を捉える。加齢により、础蚕笔4の脳における発现量が减少することを确认した。局在の変化に大きな违いは认められなかった。
２）AQP4欠損マウスを用いて、脳実質の拡散や対流の変化を観測する。脳スライスを用いたCARSによる水拡散の様子を観測することができたが、定量的な解析には至らなかった。３）AQP4欠損マウスをアルツハイマーモデルと掛け合わすことで、アルツハイマー病病理におけるAQP4の役割を解明する。アルツハイマーモデルマウスに関しては、一種類ではなく複数のモデルを解析する。５X FADモデル及びPS19モデルにおいて、AQP4欠損は、病態の進行を著しく促進することが確認された。
■公刊论文数（件数と主たる公刊誌名）、学会発表件数（国内?国际）、イベントなど社会贡献の実绩（年月日、场所）
●公刊论文数：7件（以下のとおり）
Vandebroek AA, Yasui M. Regulation of AQP4 in the Central Nervous System. Int J Mol Sci. 26;21(5):1603 (2020)
Nakamura Y, Watanabe H, Tanaka A, Yasui M, Nishihira J, Murayama N. Effect of increased daily water intake and hydration on health in Japanese adults. Nutrients. 23;12(4):1191 (2020)
Abe Y, Ikegawa N, Yoshida K, Muramatsu K, Hattori S, Kawai K, Murakami M, Tanaka T, Goda W, Goto M, Yamamoto T, Hashimoto T, Yamada K, Shibata T, Misawa H, Mimura M, Tanaka KF, Miyakawa T, Iwatsubo T, Hata J, Niikura T, Yasui M. Behavioral and electrophysiological evidence for a neuroprotective role of aquaporin-4 in the 5xFAD transgenic mice model. Acta Neuropathol Commun. 12;8(1):67 (2020)
Mitsukura Y, Fukunaga K, Yasui M, Mimura M. Sleep stage detection using only heart rate. Health Informatics J. 26(1):376-387 (2020)
Mitsukura Y, Sumali B, Nagura M, Fukunaga K, Yasui M. Sleep Stage Estimation from Bed Leg Ballistocardiogram Sensors. Sensors (Basel). 5;20(19): E5688 (2020)
Hara-Chikuma M, Tanaka M, Verkman A.S, Yasui M. Inhibition of aquaporin-3 in macrophages by a monoclonal antibody as potential therapy for liver injury. Nat Commun. 9;11(1):5666. (2020)
Nakamura Y, Tsuchiya T, Hara-Chikuma M, Yasui M, Fukui Y. Identification of compounds in red wine that effectively upregulate aquaporin-3 as a potential mechanism of enhancement of skin moisturizing. Biochem Biophys Rep. 23;24: 100864. (2020)
●学会発表件数（国内?国际）：7件（国内?国际）（以下のとおり）
名古屋分子標的イメージングセミナー（2020/1/10 名古屋
日本神経病理学会 (2020/6/26 金沢)
Future Center Alliance Japan（FCAJ）FCAJシンポジウム (2020/8/27 web)
新日本科学web講演会 (2020/9/1 web)
日本神経病理学会 (2020/10/13 web)
WEB講演会 視神経炎 Up To Date (2020/11/20 web)
第１５回北海道大学医学研究院連携研究センター研究成果発表会 （2021/1/13 北海道）
■センター活动を通じて特に成果を挙げた事柄
脳実质における水动态の可视化が可能となった。础蚕笔4とアルツハイマー病との関连を検讨するためのモデルマウスの开発し、それらが着明な表现系を示すことを発见した。
设置期间
2015/04/01～2024/3/31
メンバー
プロジェクトメンバー
研究代表者
安井 正人
教授医学部水分子の生命科学?医学、薬理学天谷 雅行
常任理事／教授庆应义塾／医学部皮肤科学