2025/09/19 更新

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トヤマ アキラ
外山 聡
TOYAMA Akira
所属
医歯学総合病院 薬剤部 教授
医歯学総合研究科 地域疾病制御医学専攻 教授
職名
教授
外部リンク

学位

  • 博士(薬学) ( 1999年11月   東北大学 )

研究キーワード

  • 共鳴ラマン分光法

  • 医療薬学

研究分野

  • ライフサイエンス / 医療薬学

経歴

  • 新潟大学   医歯学総合病院 薬剤部   教授

    2015年7月 - 現在

  • 新潟大学   医歯学総合研究科 地域疾病制御医学専攻   教授

    2015年7月 - 現在

  • 新潟大学   医歯学総合研究科 医科学専攻   教授

    2015年7月 - 現在

  • 新潟大学   医歯学総合病院   准教授

    2005年6月 - 2015年6月

  • 新潟大学   医歯学総合研究科 地域疾病制御医学専攻   准教授

    2005年6月 - 2015年6月

  • 新潟大学   医歯学総合研究科 医科学専攻   准教授

    2005年6月 - 2015年6月

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所属学協会

 

論文

  • A Cross-Sectional Survey of Oral Adverse Events and Oral Management Needs in Outpatients Receiving Cancer Drug Therapy 査読

    Yuki Sakai, Kouji Katsura, Masaaki Kotake, Akira Toyama

    Cancers   17 ( 4 )   2025年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/cancers17040641

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  • A case series study on the safety of cefditoren pivoxil use during the first trimester of pregnancy in Japan. 国際誌

    Mariko Honma, Naoto Suzuki, Mikako Goto, Taku Obara, Yoshiyuki Saito, Ken Nakajima, Ritsuko Yamane, Kunihiko Takahashi, Takeo Nakayama, Masahiro Hayashi, Atsuko Murashima, Akira Toyama

    Congenital anomalies   65 ( 1 )   e12588   2025年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We evaluated the teratogenic risk associated with exposure to cefditoren pivoxil during the first trimester of pregnancy using the integrated databases of the Toranomon Hospital and the National Center for Child Health and Development. Among 13 599 registered individuals, the analysis included 285 subjects who had taken cefditoren pivoxil during the first trimester of pregnancy. The rates of stillbirth, miscarriage, and elective terminations were 0.4%, 5.6%, and 2.1%, respectively. Among 262 live births, the rates of preterm birth, low birth weight, and major congenital malformations were 4.6%, 5.7%, and 1.2%, respectively. Our results suggest that exposure to cefditoren pivoxil during the first trimester of pregnancy does not significantly increase the risk of adverse pregnancy outcomes and infant outcomes.

    DOI: 10.1111/cga.12588

    PubMed

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  • 頭頸部化学放射線療法の口腔粘膜炎対策における含嗽薬とジメチルイソプロピルアズレン軟膏の併用効果に関する検討 多施設共同事後解析研究

    吉田 謙介, 渡邉 真一, 星野 直人, 朴 慶純, 飛鷹 範明, 金野 昇, 中井 昌紀, 安藤 智七美, 矢吹 剛, 鈴木 直人, 勝良 剛詞, 冨原 圭, 外山 聡

    日本口腔ケア学会雑誌   19 ( 1 )   17 - 23   2024年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本口腔ケア学会  

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  • メサドンの服用タイミングの変更によって傾眠を軽減できた1症例

    吉田 謙介, 松本 吉史, 磯貝 和也, 工藤 範子, 佐々木 健太, 阿部 聡美, 外山 聡

    日本緩和医療薬学雑誌   17 ( 1 )   25 - 28   2024年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本緩和医療薬学会  

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  • Hospital pharmacist interventions for the management of oral mucositis in patients with head and neck cancer receiving chemoradiotherapy: a multicenter, prospective cohort study. 国際誌

    Kensuke Yoshida, Shinichi Watanabe, Naoto Hoshino, Kyongsun Pak, Noriaki Hidaka, Noboru Konno, Masaki Nakai, Chinami Ando, Tsuyoshi Yabuki, Naoto Suzuki, Kouji Katsura, Kei Tomihara, Akira Toyama

    Supportive care in cancer : official journal of the Multinational Association of Supportive Care in Cancer   31 ( 5 )   316 - 316   2023年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    PURPOSE: Oral mucositis is a severe adverse event in patients with head and neck cancer (HNC) receiving chemotherapy and radiotherapy that may cause the termination of cancer treatment. In this study, we aimed to reveal the benefits of pharmacist interventions in oral health care for patients with HNC receiving concurrent chemoradiotherapy (CCRT). METHODS: We conducted a multicenter, prospective cohort study on 173 patients from September 2019 to August 2022. We evaluated the association between the occurrence of oral mucositis during CCRT and various factors in the absence or presence of direct medication instructions from hospital pharmacists. RESULTS: Sixty-eight patients received medication instructions from pharmacists (the pharmacist intervention group), whereas 105 patients did not receive instructions (the control group). Logistic regression analysis showed that grade 2 (Gr 2) oral mucositis was significantly lower in patients receiving pharmacist interventions than in patients in the control group (adjusted odds ratio [aOR], 0.42; 95% confidence interval [CI], 0.18-0.96; P = 0.04). The time to onset of Gr 2 oral mucositis was significantly longer in the pharmacist intervention group than in the control group (hazard ratio, 0.53; 95% CI, 0.29-0.97; P = 0.04). CONCLUSION: Direct intervention, especially when provided by hospital pharmacists, can have a real effect in supporting patients with HNC experiencing severe side effects of treatments. Moreover, the integration of pharmacists into the oral healthcare team is becoming even more essential to reduce the severity of side effects.

    DOI: 10.1007/s00520-023-07784-6

    PubMed

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  • 切除不能膵がんに対するゲムシタビン+ナブパクリタキセル療法の長期継続に寄与する因子に関する調査

    小竹 正晃, 坂井 由紀, 新木 貴大, 鈴木 直人, 外山 聡

    日本病院薬剤師会雑誌   59 ( 5 )   519 - 524   2023年5月

  • HIV外来診療における協働意思決定に基づいた継続的な薬剤師介入の影響

    成田 綾香, 島田 泉, 鈴木 直人, 外山 聡

    医療薬学   49 ( 2 )   39 - 50   2023年2月

  • 薬に対する患者の意識 新潟県下多施設調査

    大瀧 翔太, 古川 智康, 清水 健一, 翁長 寛人, 俵山 悟, 細川 浩輝, 鈴木 光幸, 持田 知志, 八木 元広, 渡辺 重雄, 若林 聰一, 山田 徹, 稲月 幸範, 井上 幹雄, 関口 知行, 坂口 正幸, 藤井 星也, 山寺 徹, 根津 洋平, 阿部 佑一, 清水 英勇, 二階堂 雅一, 外山 聡, 宇野 勝次, 新潟医薬品安全性研究会

    医薬品安全性学   8 ( 2 )   109 - 118   2022年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本医薬品安全性学会  

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  • 薬の副作用に関する患者アンケート多施設調査 1997年度と2019年度の比較検討

    俵山 悟, 古川 智康, 清水 健一, 翁長 寛人, 大瀧 翔太, 井上 幹雄, 関口 知行, 坂口 正幸, 藤井 星也, 山寺 徹, 根津 洋平, 細川 浩輝, 阿部 佑一, 鈴木 光幸, 持田 知志, 八木 元広, 清水 英勇, 渡辺 重雄, 若林 聰一, 二階堂 雅一, 山田 徹, 稲月 幸範, 外山 聡, 宇野 勝次, 新潟医薬品安全性研究会

    医薬品安全性学   8 ( 2 )   127 - 139   2022年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本医薬品安全性学会  

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  • オピオイドで疼痛管理不良の放射線皮膚炎にリドカイン混合ワセリンが奏効した1例

    島田 泉, 工藤 範子, 外山 美央, 市川 紘将, 土田 裕子, 岩井 由樹, 鈴木 丈雄, 結城 明彦, 濱 菜摘, 外山 聡

    日本緩和医療薬学雑誌   15 ( 1 )   21 - 24   2022年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本緩和医療薬学会  

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  • [Comparison between Single and Three Times Pre-operative Administration of Amoxicillin in the Prophylactic Effects for Surgical Site Infections in Japanese Patients with Mandibular Third Molars Extraction].

    Kensuke Yoshida, Yasumitsu Kodama, Chie Saito, Kei Tomihara, Akira Toyama

    Yakugaku zasshi : Journal of the Pharmaceutical Society of Japan   142 ( 12 )   1391 - 1398   2022年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Although the dosage of oral antibiotics (OA) for the mandibular third molar extraction (MTME) varies among the administration periods according to the current guideline, our previous reports suggested that it might be possible to further shorten the administration period without increasing the incidence of surgical site infection (SSI). In the present study, we retrospectively evaluated the relationship between the incidence of SSI and the administration period of OA in patients who underwent the MTME in our hospital. This retrospective cohort study included 348 patients who underwent the MTME in our dental outpatient clinic from June 2020 to March 2022. The administrated antibiotic was amoxicillin (AMPC) in all patients. Patients were divided into two groups based on the administration period of AMPC single and three times before the surgery. The following information was collected: (1) patient factors (age, gender, body mass index, diagnosis, mandibular third molar status); (2) surgical factors (operation time, presence/absence of wound closure, presence/absence of hemostat, experience of surgeons); (3) relationship between administration period of OA and SSI occurrence; and (4) details of SSI. There were 217 cases in the single group and 131 cases in the three times group. The incidence of SSI was 1.1% (4/348), with 1.4% (3/217) in the single group and 0.8% (1/131) in the three times group; there was no significant difference between the two groups. Our result suggests that single administration of AMPC before the MTME would be sufficient for the prevention of SSI in Japanese patients without risk factors.

    DOI: 10.1248/yakushi.22-00163

    PubMed

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  • Salivary inflammatory mediators as biomarkers for oral mucositis and oral mucosal dryness in cancer patients: A pilot study. 国際誌

    Anna Kiyomi, Kensuke Yoshida, Chie Arai, Risa Usuki, Kyosuke Yamazaki, Naoto Hoshino, Akira Kurokawa, Shinobu Imai, Naoto Suzuki, Akira Toyama, Munetoshi Sugiura

    PloS one   17 ( 4 )   e0267092   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Oral mucositis (OM) is a common side effect in patients with cancer receiving chemotherapy and radiotherapy; however, no salivary mediator is known to be associated with OM. We aimed to determine candidate salivary inflammatory mediators potentially associated with OM in patients with cancer. To this end, we compared the relationships between OM grade, oral mucosal dryness, and inflammatory mediators (Interleukin (IL)-1β, IL-6, IL-10, IL-12p70, tumor necrosis factor (TNF), prostaglandin E2, and vascular endothelial growth factor) in patients with cancer and in healthy volunteers (HV). We collected saliva samples from 18 patients with cancer according to the following schedule: 1) within 14 days of treatment initiation, 2) within 3 days of OM occurrence, 3) when OM was improved or got worsened, and 4) within 7 days after chemotherapy completion. The oral care support team determined the OM grade at each sample collection point based on CTCAE version 5.0. Salivary inflammatory mediator concentrations were detected using cytometric bead array or enzyme-linked immunoassay. We compared oral mucosal dryness in pre- and post-index patients with cancer to that in HV (n = 33) using an oral moisture-checking device. Fourteen of eighteen patients experienced OM (four, grade 3 OM; four, grade 2 OM; six, grade 1 OM). IL-6, IL-10, and TNF salivary concentrations were significantly increased in the post-index group compared to those in the pre-index group (p = 0.0002, p = 0.0364, and p = 0.0160, respectively). Additionally, salivary IL-6, IL-10, and TNF levels were significantly higher in the post-index group than in the HV group (p < 0.0001, p < 0.05, and p < 0.05, respectively). Significant positive correlations were observed between OM grade and salivary IL-6, IL-10, and TNF levels (p = 0.0004, r = 0.4939; p = 0.0171, r = 0.3394; and p = 0007, r = 0.4662, respectively). Oral mucosal dryness was significantly higher in the HV than in the pre- and post-index groups (p < 0.001). Our findings suggest that salivary IL-6, IL-10, and TNF levels may be used as biomarkers for OM occurrence and grade in patients with cancer. Furthermore, monitoring oral mucosal dryness and managing oral hygiene before cancer treatment is essential.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0267092

    PubMed

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  • Comparison between the prophylactic effects of amoxicillin 24 and 48 hours pre-operatively on surgical site infections in Japanese patients with impacted mandibular third molars: A prospective cohort study. 国際誌

    Kensuke Yoshida, Yasumitsu Kodama, Atsushi Nishikawa, Andrea Rei Estacio Salazar, Akira Toyama, Ritsuo Takagi

    Journal of infection and chemotherapy : official journal of the Japan Society of Chemotherapy   27 ( 6 )   845 - 851   2021年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    INTRODUCTION: According to the guidelines, the dosage for mandibular wisdom tooth extraction (MWTE) varies within the administration period. There is a 24-fold difference between the minimum and maximum doses. If an appropriate antimicrobial can be administered without increasing incidence of surgical site infection (SSI), it may lead to a global action plan on antimicrobial resistance (AMR). Therefore, we prospectively surveyed incidence of SSI post-operatively and use of oral antibiotics (OA) for MWTE. METHODS: Subjects were patients who underwent MWTE in our dental outpatient clinic from May 2019 to April 2020. Two groups were formed depending on type of administration period they received: 24 h and 48 h after surgery. The following information was collected: (1) patient factors (age, gender, body mass index, presence/absence of preoperative medication, diagnosis, impacted wisdom tooth status; (2) surgical factors (operative time, presence/absence of closure, presence/absence of hemostat, doctor career, type and frequency of painkiller); (3) relationship between administration period of OA and SSI occurrence; and (4) details of SSI. RESULTS: Three hundred forty subjects were analyzed, all of which used amoxicillin. There were 106 cases in 24 h group and 234 cases in 48 h group. The total incidence of SSI was 1.1% (4/340 cases), with 0.9% (1/106 cases) in 24 h group and 1.3% (3/234 cases) in 48 h group; there was no difference between the two groups. CONCLUSION: Our study suggests that amoxicillin (250 mg/dose every 8 h x 3 doses beginning 1 h before surgery) might be sufficient in preventing SSI in Japanese dental patients without SSI risk factors.

    DOI: 10.1016/j.jiac.2021.01.018

    PubMed

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  • Clinico-statistical survey of oral antimicrobial prophylaxis and surgical site infection regarding ordinary tooth extraction and mandibular wisdom tooth extraction in the dental outpatient clinic. 国際誌

    Kensuke Yoshida, Yasumitsu Kodama, Takahiro Nagai, Andrea Rei Estacio Salazar, Syouta Kaneko, Chie Saito, Akira Toyama, Ritsuo Takagi

    Journal of infection and chemotherapy : official journal of the Japan Society of Chemotherapy   27 ( 2 )   192 - 197   2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    INTRODUCTION: We investigated the use of oral antibiotics (OA) and surgical site infection (SSI) related to extractions of ordinary teeth and mandibular wisdom teeth in a dental outpatient clinic from January 2015 to December 2019. METHODS: The following information were surveyed: (1) presence/absence of OA, (2) timing, (3) type, (4) administration period, and (5) SSI rates. RESULTS: The use of OA during ordinary tooth extraction decreased from 68.3% to 41.3%, but SSI rate did not change during this period of time. Total SSI rate was 0.8% (122/14,832) on average. For mandibular wisdom tooth extraction, preoperative administration of third-generation cephalosporins decreased from 70.4% to 0.3% while that of penicillin (AMPC) increased from 0% to 98%. SSI rate was not changed after these improvements. Total SSI rate was 3.5% (180/5106) on average. The duration of OA was slightly decreased to two days in 2018 and 2019, and it was found that there was no significant difference in SSI rates between 2- and 3-day durations. Preoperative administration had 0.37 odds ratio (OR) (95% confidence interval (95%CI): 0.22-0.63) of SSI compared with postoperative administration. AMPC had 0.76 OR (95% CI: 0.55-1.04) of SSI compared with Third-generation cephalosporins and others. Timing of OA was P < 0.01. CONCLUSIONS: SSI rates did not change over time, administration period of OA decreased and the use of AMPC increased. Therefore, it seems necessary to continue to investigate the effects of SSI risk factors proactively in the future and to make efforts in the advocacy of appropriate antimicrobial use.

    DOI: 10.1016/j.jiac.2020.08.022

    PubMed

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  • Pharmacist involved education program in a multidisciplinary team for oral mucositis: Its impact in head-and-neck cancer patients. 国際誌

    Kensuke Yoshida, Yasumitsu Kodama, Yusuke Tanaka, Kyongsun Pak, Marie Soga, Akira Toyama, Kouji Katsura, Ritsuo Takagi

    PloS one   16 ( 11 )   e0260026   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    OBJECTIVES: This retrospective study examined how a pharmacist-involved education program in a multidisciplinary team (PEMT) for oral mucositis (OM) affected head-and-neck cancer (HNC) patients receiving concurrent chemoradiotherapy (CCRT). MATERIALS AND METHODS: Total samples data of 53 patients during the stipulated timeframe were retrospectively collected from electronic medical records from February 2017 to January 2019. We compared the presence/absence of OM (OM: yes/no) between patients with and without PEMT (PEMT: yes/no) as the primary endpoint and OM severity as the secondary endpoint. The following information was surveyed: age, gender, weight loss, steroid or immunosuppressant use, hematological values (albumin, white blood cell count, blood platelets, and neutrophils), cancer grade, primary cancer site, type and use of mouthwash and moisturizer, opioid use (yes/no, days until the start of opioid use, and dose, switch to tape), and length of hospital day (LOD). The two groups were compared using Fisher's exact test for qualitative data and the Mann-Whitney U test for quantitative data, and a significance level of p<0.05 was set. RESULTS: The group managed by PEMT had significantly lower weight loss and a significantly lower incidence of local anesthetic and opioid use and switch to tape compared with the group not managed by PEMT (p<0.05). The two groups showed no significant difference in OM (yes/no) or OM severity. The PEMT group had significantly shorter LOD at 57 (53-64) days compared with the non-PEMT group at 63.5 (57-68) days (p<0.05). CONCLUSIONS: Our results showed that PEMT did not improve OM (yes/no) or OM severity in HNC patients undergoing CCRT. However, the PEMT group had a lower incidence of grades 3 and 4 OM than the non-PEMT group, although not significantly. In addition, PEMT contributed to oral pain relief and the lowering of the risk for OM by reduction in weight loss.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0260026

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  • Prediction of Postoperative Infection for Patients Undergoing Gastrointestinal Surgery: Findings from Electronic Health Records

    Kyoko Nakazawa, Takashi Ishikawa, Akira Toyama, Toshifumi Wakai, Kohei Akazawa

    Gastroenterology Insights   11 ( 2 )   36 - 46   2020年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    Introduction: Postoperative infection is a major cause of morbidity and prolonged hospitalization in patients undergoing gastrointestinal surgery. This observational study aimed to investigate the risk factors associated with postoperative infection and to develop a prediction model for postoperative infections that occur after gastrointestinal surgery. Methods: The study population comprised 1637 patients who underwent gastrointestinal surgery at Niigata University Medical and Dental Hospital between June 2013 and May 2017. Observational data from 1883 surgical procedures were used in the statistical analyses (including 198 patients who underwent several operations). Results: The generalized estimating equation (GEE) was used to detect significant risk factors, including older age, history of smoking, body temperature greater than 38 °C, non-endoscopic surgical procedures, surgery in the thoracic or lower gastrointestinal tract, and use of medical nutritional products during surgery. The sensitivity and specificity of the GEE model were 88.2% and 55.1%, respectively. Conclusion: This study established a predictable GEE model, incorporating the data of patients who were hospitalized several times into a prediction analysis, even though the sensitivity was not sufficiently high. The GEE model, which is considered clinically useful, can be constructed using a variety of variables, including those obtained from electronic health records.

    DOI: 10.3390/gastroent11020007

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  • A case of severe hepatotoxicity induced by cisplatin and 5-fluorouracil. 国際誌

    Ayaka Yaegashi, Kensuke Yoshida, Naoto Suzuki, Izumi Shimada, Yusuke Tani, Yasuo Saijo, Akira Toyama

    International cancer conference journal   9 ( 1 )   24 - 27   2020年1月

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    記述言語:英語  

    Severe hepatotoxicity from combination chemotherapy with cisplatin and 5-fluorouracil is a rare adverse effect. In this case report, we present a case with severe hepatotoxicity immediately following chemotherapy with cisplatin and 5-fluorouracil. This female patient had previously been treated with this combination with no hepatotoxicity. The elevated liver enzymes quickly normalized after chemotherapy was stopped. There were no specific changes in liver imaging. As hepatotoxicity occurred after repeated administration of cisplatin, we suggest that this hepatotoxicity might represent a case of allergic hepatitis caused by cisplatin. Severe hepatotoxicity should be watched for with repeated administration of cisplatin.

    DOI: 10.1007/s13691-019-00394-2

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  • Age-Based Comparison of Hematological Toxicity in Patients with Lung Cancer. 国際誌

    Yuki Sakai, Qiliang Zhou, Yoshifumi Matsumoto, Takuro Saiki, Masato Moriyama, Akira Toyama, Yasuo Saijo

    Oncology   98 ( 11 )   771 - 778   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    INTRODUCTION: Because of the increasing age of the general population, there is an increasing number of older patients with lung cancer. Cancer chemotherapy often causes severe hematological toxicity in older patients. OBJECTIVE: This study aimed to explore the risk factors affecting the hematological toxicity of cytotoxic anticancer drugs in patients with lung cancer. METHODS: Data were retrospectively collected from 194 patients with lung cancer at Niigata University Medical and Dental Hospital, Japan, between April 2011 and March 2016, when the patients underwent their first round of cytotoxic chemotherapy. The patients were divided into three groups on the basis of age: <65, 65-74, and ≥75 years. Physiological functions and laboratory data before treatment, as well as hematological adverse events following chemotherapy, were compared among the groups. RESULTS: Patients aged ≥75 years were significantly more likely to experience grade 3 or 4 neutropenia, compared with patients aged <65 years. However, there were no differences in the incidence of anemia or thrombocytopenia among the age groups. The frequency of febrile neutropenia tended to increase with age. Multivariate analysis showed that age ≥75 years, male sex, and a performance status of ≥2 were independent factors for grade 3 or 4 neutropenia. Patients with 2 or 3 of these factors had a significantly higher frequency of neutropenia, compared with patients who had 0 or 1 of these factors. CONCLUSION: We found that age ≥75 years, male sex, and a performance status of ≥2 were independent risk factors for grade 3 or 4 neutropenia.

    DOI: 10.1159/000507864

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  • 歯科領域における周術期患者の抗菌薬使用実態調査 経口スイッチ療法の評価

    吉田 謙介, 田村 隆, 磯辺 浩和, 新木 貴大, 中川 裕介, 石田 みなみ, 鈴木 直人, 西川 敦, 船山 昭典, 児玉 泰光, 小林 正治, 高木 律男, 田邊 嘉也, 外山 聡

    医薬品相互作用研究   41 ( 3 )   174 - 177   2017年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)医薬品相互作用研究会  

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  • ICT介入による予防的抗菌薬の変更が口腔外科手術におけるSSI発生率と医療費に与える影響

    吉田 謙介, 鈴木 直人, 新木 貴大, 西川 敦, 児玉 泰光, 高木 律男, 田邊 嘉也, 外山 聡

    日本病院薬剤師会雑誌   53 ( 6 )   671 - 674   2017年6月

  • Immune monitoring with a lymphocyte adenosine triphosphate assay in kidney transplant recipients treated with a calcineurin inhibitor. 国際誌

    Kentaro Sugiyama, Mahoto Tsukaguchi, Akira Toyama, Hiroshi Satoh, Kazuhide Saito, Yuki Nakagawa, Kota Takahashi, Sachiko Tanaka, Kenji Onda, Toshihiko Hirano

    Experimental and clinical transplantation : official journal of the Middle East Society for Organ Transplantation   12 ( 3 )   195 - 9   2014年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    OBJECTIVES: The adenosine triphosphate assay using peripheral lymphocytes may be useful to evaluate the risks of acute rejection and infection in kidney transplant patients. We used the adenosine triphosphate assay to evaluate differences between recipients who were treated with cyclosporine- or tacrolimus-based immunosuppressive therapy. MATERIALS AND METHODS: Adenosine triphosphate levels were measured in peripheral CD4+ cells before and after transplant and were correlated with clinical outcomes in 45 kidney transplant recipients. These recipients received immunosuppressive therapy with either cyclosporine (23 patients) or tacrolimus (22 patients). RESULTS: Adenosine triphosphate levels were significantly lower in the cyclosporine- than tacrolimus-based therapy groups from 2 to 6 weeks after transplant. Adenosine triphosphate levels were similar between these groups before and 1 week after transplant. The frequency of cytomegalovirus infection was greater in the recipients who received cyclosporine (17 patients [74%]) than tacrolimus (6 patients [27%]; P ≦ .003). The frequency of acute rejection episodes was similar between the cyclosporine and tacrolimus groups. CONCLUSIONS: These observations suggest that cyclosporine-based immunosuppressive therapy causes excessive immunosuppression compared with tacrolimus-based therapy, evidenced by the lymphocyte adenosine triphosphate levels. The adenosine triphosphate assay using peripheral CD4+ cells may be a useful method for predicting the occurrence of cytomegalovirus infections in kidney transplant recipients.

    PubMed

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  • Peripheral Lymphocyte Response to Mycophenolic Acid In Vitro and Incidence of Cytomegalovirus Infection in Renal Transplantation. 国際誌

    Kentaro Sugiyama, Hiroyasu Sasahara, Mahoto Tsukaguchi, Kazuya Isogai, Akira Toyama, Hiroshi Satoh, Kazuhide Saitoh, Yuki Nakagawa, Kota Takahashi, Sachiko Tanaka, Kenji Onda, Toshihiko Hirano

    Cell medicine   6 ( 1-2 )   47 - 55   2013年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The lymphocyte immunosuppressant sensitivity test (LIST) with 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay procedure has been used to predict the pharmacological efficacy of immunosuppressive agents to prevent acute rejection episodes for renal transplant recipients. In this study, mycophenolic acid (MPA) pharmacological efficacies were evaluated by LIST at both prior to and just after renal transplantation. We compared the efficacies to the clinical outcome of these recipients. MPA's pharmacological efficacy was evaluated by LIST not only before the operation but also at 2, 4, and 6 weeks after transplantation in 16 renal transplant recipients. These recipients were divided into high- and low-sensitivity groups according to peripheral blood mononuclear cell (PBMC) sensitivity to MPA in vitro. The MPA sensitivities were compared to cytomegalovirus (CMV) infection and acute rejection episodes in these recipients under MPA immunosuppressive therapy. The rate of CMV infection episodes in the low-MPA pharmacological efficacy group categorized at 2 weeks after renal transplantation was 5/6 (83.3%), which was significantly higher than the rate of 1/10 (10.0%) (p < 0.01) in the high-MPA sensitivity group. However, the MPA pharmacological efficacy evaluated both before and after transplantation had no relationship with the incidence of rejection episodes. These findings suggest that the MPA pharmacological efficacy evaluated by LIST at 2 weeks after operation is a useful biomarker for predicting the following occurrence of CMV infection episodes in renal transplant recipients.

    DOI: 10.3727/215517913X674216

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  • Comparison of the Pharmacological Efficacies of Immunosuppressive Drugs Evaluated by the ATP Production and Mitochondrial Activity in Human Lymphocytes. 国際誌

    Hiroyasu Sasahara, Kentaro Sugiyama, Mahoto Tsukaguchi, Kazuya Isogai, Akira Toyama, Hiroshi Satoh, Kazuhide Saitoh, Yuki Nakagawa, Kota Takahashi, Sachiko Tanaka, Kenji Onda, Toshihiko Hirano

    Cell medicine   6 ( 1-2 )   39 - 45   2013年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The lymphocyte immunosuppressant sensitivity test (LIST) using patient peripheral lymphocytes can predict the therapeutic efficacy of immunosuppressive drugs used in renal transplantation. We have evaluated the pharmacological efficacy of drugs by using the LIST with the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay, which measures the cellular mitochondrial activity. The LIST with the MTT assay requires a relatively large amount of blood. As such, we developed a new assay for examining drug sensitivity with a CellTiter-Glo assay, which measures the amount of cellular ATP to help increase the assay's sensitivity and reduce the amount of blood needed. Renal transplant recipients generally receive either cyclosporine or tacrolimus, in addition to mycophenolate mofetil and methylprednisolone, as an immunosuppressive therapy to prevent acute rejection. We evaluated the pharmacological efficacy of these immunosuppressive agents with both the MTT and CellTiter-Glo assays using the peripheral blood mononuclear cells of 21 healthy volunteers. Furthermore, we also examined the relationship between these immunosuppressive agents' pharmacological efficacy and the results of the MTT and CellTiter-Glo assays. The IC50 values for cyclosporine, tacrolimus, mycophenolic acid, and methylprednisolone were significantly correlated between the MTT and CellTiter-Glo assays. The amount of blood cells required for LIST with the CellTiter-Glo assay was able to be reduced to 25% of the amount required for the previously established LIST with the MTT assay procedure. We concluded from these observations that the LIST with the CellTiter-Glo assay should be used instead of the MTT assay for carrying out individualized immunosuppressive therapy in renal transplantation patients.

    DOI: 10.3727/215517913X674207

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  • 歯科病棟における注射用抗菌薬の使用状況とカルバペネム系薬の起炎菌に対する適合性に関する調査

    齋藤 直美, 田村 隆, 西川 敦, 児玉 泰光, 内山 正子, 田邊 嘉也, 高木 律男, 外山 聡, 佐藤 博

    日本病院薬剤師会雑誌   49 ( 1 )   73 - 76   2013年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本病院薬剤師会  

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  • Clinical Significance of the Pharmacological Efficacy of Tacrolimus Estimated by the Lymphocyte Immunosuppressant Sensitivity Test (LIST) Before and After Renal Transplantation. 国際誌

    Kentaro Sugiyama, Kazuya Isogai, Akira Toyama, Hiroshi Satoh, Kazuhide Saito, Yuki Nakagawa, Masayuki Tasaki, Kota Takahashi, Toshihiko Hirano

    Cell medicine   3 ( 1-3 )   81 - 88   2012年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The lymphocyte immunosuppressant sensitivity test (LIST) with the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay procedure can predict the pharmacological efficacy of immunosuppressive agents. A previous study reported the pharmacological efficacy of tacrolimus evaluated by LIST just before renal transplantation significantly correlated with the incidence of acute rejection episodes. However, the pharmacological efficacy of tacrolimus has not been estimated after renal transplantation. Therefore, the present study evaluated the pharmacological efficacy of tacrolimus by LIST using the MTT assay procedure before and 1, 3, and 12 months after transplantation in 17 renal transplant recipients that received tacrolimus-based immunosuppressive therapy. The tacrolimus pharmacological efficacies before and after the procedure were also compared with incidence of acute rejection and cytomegalovirus (CMV) infection episodes. The individual values of tacrolimus 50% inhibition of lymphocyte proliferation (IC50) varied widely before transplantation, and the mean value of the IC50 was 126.4 ± 337.7 ng/ml. The patients were divided into two groups according to the tacrolimus IC50 values evaluated before transplantation. The rate of acute rejection episodes in the tacrolimus high-sensitivity group was significantly lower than that in the tacrolimus low-sensitivity group (p = 0.005). The tacrolimus IC50 deviation between patients expanded further at one and three months after surgery. However, the sensitivity deviation almost converged at 1 year after surgery. Moreover, the pharmacological efficacy of tacrolimus evaluated at 1, 3, and 12 months after transplantation did not significantly correlate with the incidence of acute rejection episodes. The pharmacological efficacies of tacrolimus evaluated at both before and after surgery were not significantly correlated with the episodes of CMV infection. These findings suggest that the pharmacological efficacy of tacrolimus evaluated with LIST before surgery is a useful biomarker for predicting the occurrence of acute allograft rejection in renal transplantation.

    DOI: 10.3727/215517912X639360

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  • Comparative study of the cellular pharmacodynamics of tacrolimus in renal transplant recipients treated with and without basiliximab. 国際誌

    Kentaro Sugiyama, Kazuya Isogai, Satoshi Horisawa, Akira Toyama, Hiroshi Satoh, Kazuhide Saito, Yuki Nakagawa, Masayuki Tasaki, Kota Takahashi, Toshihiko Hirano

    Cell transplantation   21 ( 2-3 )   565 - 70   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Basiliximab is a recently developed immunosuppressive agent for the prevention of acute allograft rejection in renal transplant recipients. The combination use of basiliximab and a calcineurin inhibitor was suggested to be more effective in comparison to immunosuppressive therapy using calcineurin inhibitor without basiliximab. Cyclosporine has been generally administered with basiliximab for renal transplant recipients. However, in cases of tacrolimus-based immunosuppressive regimen, the clinical efficacy and safety of combined use of tacrolimus and basiliximab remains to be elucidated. This study evaluated the tacrolimus pharmacological efficacy using a lymphocyte immunosuppressant sensitivity test (LIST) with MTT assay procedures in 16 cases of renal transplant recipients treated by tacrolimus without basiliximab and in 13 cases treated by tacrolimus in combination with basiliximab. The rate of acute rejection episodes in the recipients treated with tacrolimus plus basiliximab was 1/13 (7.7%), whereas the rate in the recipients treated with tacrolimus without basiliximab was 6/16 (37.5%). The recipients were divided into two groups according to their peripheral blood mononuclear cell (PBMC) sensitivity to tacrolimus [i.e., including a tacrolimus high sensitivity group (IC(50) <1.0 ng/ml) and a low sensitivity group (IC(50) >1.0 ng/ml). In the recipients treated with tacrolimus without basiliximab, the rate of acute rejection episodes in the tacrolimus high sensitivity group was 1/10 (10.0%), which was significantly lower than the rate in the low sensitivity group of 5/6 (83.3%; p = 0.008). The incidence of cytomegalovirus infection was not significantly different between the tacrolimus high and the low sensitivity groups of the recipients treated with tacrolimus with and without basiliximab. Therefore, in the case of selected tacrolimus-based immunosuppressive therapy for renal transplant recipients, the tacrolimus pharmacological efficacy should be evaluated using LIST at a time just before the transplant procedure in order to accurately predict allograft rejection. The data also suggested that low tacrolimus sensitivity recipients should be treated with tacrolimus-based immunosuppressive therapy in combination with basiliximab.

    DOI: 10.3727/096368911X605493

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  • [Longer working hours of pharmacists in the ward resulted in lower medication-related errors--survey of national university hospitals in Japan].

    Kazuo Matsubara, Akira Toyama, Hiroshi Satoh, Hiroshi Suzuki, Toshio Awaya, Yoshikazu Tasaki, Toshiaki Yasuoka, Ryuya Horiuchi

    Yakugaku zasshi : Journal of the Pharmaceutical Society of Japan   131 ( 4 )   635 - 41   2011年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    It is obvious that pharmacists play a critical role as risk managers in the healthcare system, especially in medication treatment. Hitherto, there is not a single multicenter-survey report describing the effectiveness of clinical pharmacists in preventing medical errors from occurring in the wards in Japan. Thus, we conducted a 1-month survey to elucidate the relationship between the number of errors and working hours of pharmacists in the ward, and verified whether the assignment of clinical pharmacists to the ward would prevent medical errors between October 1-31, 2009. Questionnaire items for the pharmacists at 42 national university hospitals and a medical institute included the total and the respective numbers of medication-related errors, beds and working hours of pharmacist in 2 internal medicine and 2 surgical departments in each hospital. Regardless of severity, errors were consecutively reported to the Medical Security and Safety Management Section in each hospital. The analysis of errors revealed that longer working hours of pharmacists in the ward resulted in less medication-related errors; this was especially significant in the internal medicine ward (where a variety of drugs were used) compared with the surgical ward. However, the nurse assignment mode (nurse/inpatients ratio: 1 : 7-10) did not influence the error frequency. The results of this survey strongly indicate that assignment of clinical pharmacists to the ward is critically essential in promoting medication safety and efficacy.

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  • The pharmacological efficacy of mycophenolic acid before and after renal transplantation as estimated by the lymphocyte immunosuppressant sensitivity test (LIST). 国際誌

    Kentaro Sugiyama, Kazuya Isogai, Satoshi Horisawa, Akira Toyama, Hiroshi Satoh, Kazuhide Saito, Yuki Nakagawa, Masayuki Tasaki, Kota Takahashi, Toshihiko Hirano

    Immunopharmacology and immunotoxicology   32 ( 3 )   430 - 6   2010年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The lymphocyte immunosuppressant sensitivity test (LIST) can predict the pharmacological efficacy of immunosuppressive agents. We herein estimated the mycophenolic acid efficacy using LIST before and 1, 3, and 12 months after the operation in 15 renal transplant recipients. The pharmacological efficacy of mycophenolic acid as assessed before transplantation showed small individual variations, whereas the variability greatly increased at 1 and 3 months after transplantation. Furthermore, the individual IC50 variation among these subjects at 1-year after operation was closely similar to that observed before surgery. No significant implications of these individual differences in the mycophenolic acid sensitivity were noted in regard to the clinical courses of these recipients.

    DOI: 10.3109/08923970903490478

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  • Pharmacodynamic parameters of immunosuppressive drugs are not correlated with age, duration of dialysis, percentage of lymphocytes or lymphocyte stimulation index in renal transplant recipients.

    Kentaro Sugiyama, Kazuya Isogai, Akira Toyama, Hiroshi Satoh, Kazuhide Saito, Yuki Nakagawa, Masayuki Tasaki, Kota Takahashi, Noriko Saito, Toshihiko Hirano

    Biological & pharmaceutical bulletin   31 ( 11 )   2146 - 9   2008年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The lymphocyte immunosuppressant-sensitivity test (LIST) has been reported extensively as being able to estimate the pharmacological efficacy of immunosuppressive drugs in individual patients. This study measured the IC50 values for 6 drugs, cyclosporine, tacrolimus, methylprednisolone, 6-mercaptopurine, mycophenolic acid, and mizoribine, against mitogen-induced proliferation of peripheral-blood lymphocytes in 29 renal transplant recipients. We also examined relationship between the IC50 values and 4 factors; age, duration of dialysis, percentage of lymphocytes in total white blood cells, and blastogenesis stimulation index by mitogen. There were no significant correlations between the IC50 values and these factors, except that the tacrolimus IC50 value was correlated weakly with the stimulation index (p<0.05, r=-0.429). It was concluded that the pharmacological efficacy of immunosuppressive drugs cannot be inferred from the patient characteristics or their laboratory data. LIST is an effective method to elucidate the pharmacodynamic properties of immunosuppressive agents in individual renal transplant recipients without being influenced by the recipient clinical data.

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MISC

  • 非小細胞肺癌 化学放射線療法後のデュルバルマブ維持療法に関する調査

    小竹 正晃, 坂井 由紀, 渡部 聡, 外山 聡

    日本臨床腫瘍薬学会雑誌   36   239 - 239   2024年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本臨床腫瘍薬学会  

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  • 本音で語る転移性腎がんの一次薬物療法-患者さんの目線での選択とは- 転移性腎癌の一次薬物療法における服薬指導の実際と私が考えるポイント

    青木 愛, 蘆田 彩, 金子 奨太, 中川 祐介, 磯貝 和也, 外山 聡

    日本泌尿器科学会総会   111回   WS2 - 6   2024年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本泌尿器科学会総会事務局  

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  • 多職種連携による腎移植後マネージメント 臨床薬剤師の立場から

    磯貝 和也, 青木 愛, 蘆田 彩, 外山 聡, 齋藤 和英

    日本泌尿器科学会総会   111回   WS1 - 2   2024年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本泌尿器科学会総会事務局  

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  • ジェネリック医薬品の「当たり前」を確保する

    外山 聡

    ジェネリック研究   16 ( 増刊号 )   18 - 18   2022年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本ジェネリック医薬品・バイオシミラー学会  

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  • 薬剤師が考えるエベロリムスの副作用マネジメントにおける注意点

    青木 愛, 磯貝 和也, 田崎 正行, 鈴木 直人, 齋藤 和英, 外山 聡, 冨田 善彦

    移植   55 ( 総会臨時 )   125 - 125   2020年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本移植学会  

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  • 腎移植後エベロリムス使用症例の蛋白尿に関する検討

    青木 愛, 磯貝 和也, 鳥羽 智貴, 田崎 正行, 鈴木 直人, 外山 聡, 中川 由紀, 齋藤 和英, 冨田 善彦

    日本臨床腎移植学会プログラム・抄録集   53回   181 - 181   2020年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本臨床腎移植学会  

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  • 当院における腎移植患者に対するサーティカンO(EVR)の臨床的検討

    鳥羽 智貴, 田崎 正行, 青木 愛, 磯貝 和也, 池田 正博, 中川 由紀, 齋藤 和英, 外山 聡, 冨田 善彦

    日本泌尿器科学会総会   107回   PP1 - 231   2019年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本泌尿器科学会総会事務局  

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  • 腎移植後エベロリムス使用患者における有害事象に関する検討

    青木 愛, 磯貝 和也, 鳥羽 智貴, 田崎 正行, 鈴木 直人, 外山 聡, 中川 由紀, 齋藤 和英, 冨田 善彦

    日本臨床腎移植学会プログラム・抄録集   52回   172 - 172   2019年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本臨床腎移植学会  

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  • 22-7-O44-31 歯科領域における周術期患者の抗菌薬使用実態調査 : 経口スイッチ療法の評価(感染制御,口頭発表,一般演題,医療薬学の進歩と未来-次の四半世紀に向けて-)

    吉田 謙介, 高木 律男, 田邊 嘉也, 外山 聡, 磯辺 浩和, 新木 貴大, 中川 裕介, 石田 みなみ, 田村 隆, 船山 昭典, 児玉 泰光, 小林 正治

    日本医療薬学会年会講演要旨集   25   241 - 241   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本医療薬学会  

    DOI: 10.20825/amjsphcs.25.0_241

    CiNii Article

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  • 小児腎移植患者への薬剤管理指導に関する検討

    磯貝 和也, 荒川 圭子, 外山 聡, 佐藤 博, 齋藤 和英, 中川 由紀, 杉山 健太郎, 高橋 公太

    日本臨床腎移植学会雑誌   1 ( 2 )   209 - 213   2013年12月

  • 薬剤師による処方設計 血液透析患者へのバルガンシクロビルの投与量設定に薬剤師が関与した一症例

    磯貝 和也, 杉山 健太郎, 坂爪 重明, 外山 聡, 佐藤 博, 齋藤 和英, 中川 由紀, 高橋 公太

    医薬ジャーナル   48 ( 6 )   1541 - 1546   2012年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(株)医薬ジャーナル社  

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  • 腎移植患者に対する薬剤師業務 免疫抑制薬の感受性試験と服薬指導

    杉山 健太郎, 磯貝 和也, 坂爪 重明, 外山 聡, 佐藤 博, 齋藤 和英, 中川 由紀, 田崎 正行, 高橋 公太, 平野 俊彦

    Organ Biology   18 ( 1 )   47 - 51   2011年6月

  • Binding affinity and mode of distamycin A with A/T stretches in double-stranded DNA: importance of the terminal A/T residues. 国際誌

    Mariko Asagi, Akira Toyama, Hideo Takeuchi

    Biophysical chemistry   149 ( 1-2 )   34 - 9   2010年6月

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    記述言語:英語  

    Distamycin A (Dst) is an antibiotic which binds to the minor groove of double-stranded DNA at A/T-rich regions. We have examined the affinity and mode of Dst binding to DNA duplexes containing a conserved A/T core and variable terminal A/T regions by using circular dichroism spectroscopy. The observed circular dichroism spectra were analyzed by singular value decomposition and fitted to a two-step binding model. The result clearly shows a correlation between the affinity for Dst and the preference for Dst-DNA 1:1 binding over 2:1 binding. The A/T stretches that prefer 1:1 binding form high-affinity 1:1 complexes, whereas those preferring 2:1 binding form stable 2:1 complex with low overall affinities. The terminal A/T residues of the Dst binding region play an important role in the stabilization/destabilization of the 1:1 and 2:1 complexes, resulting in a terminal residue-dependent variation of the binding affinity and the binding mode preference.

    DOI: 10.1016/j.bpc.2010.03.014

    PubMed

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  • Activation of lactoperoxidase by heme-linked protonation and heme-independent iodide binding. 国際誌

    Akira Toyama, Aya Tominaga, Tatsuo Inoue, Hideo Takeuchi

    Biopolymers   93 ( 1 )   113 - 20   2010年1月

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    記述言語:英語  

    Lactoperoxidase (LPO), a mammalian secretory heme peroxidase, catalyzes the oxidation of thiocyanate by hydrogen peroxide to produce hypothiocyanate, an antibacterial agent. Although LPO is known to be activated at acidic pH and in the presence of iodide, the structural basis of the activation is not well understood. We have examined the effects of pH and iodide concentration on the catalytic activity and the structure of LPO. Electrochemical and colorimetric assays have shown that the catalytic activity is maximized at pH 4.5. The heme Soret absorption band exhibits a small red-shift at pH 5.0 upon acidification, which is ascribable to a structural transition from a neutral to an acidic form. Resonance Raman spectra suggest that the heme porphyrin core is slightly contracted and the Fe-His bond is strengthened in the acidic form compared to the neutral form. The structural change of LPO upon activation at acidic pH is similar to that observed for myeloperoxidase, another mammalian heme peroxidase, upon activation at neutral pH. Binding of iodide enhances the catalytic activity of LPO without affecting either the optimum pH of activity or the heme structure, implying that the iodide binding occurs at a protein site away from the heme-linked protonation site.

    DOI: 10.1002/bip.21308

    PubMed

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  • Interactions between histidine and tryptophan residues in the BM2 proton channel from influenza B virus. 国際誌

    Kohei Otomo, Akira Toyama, Takashi Miura, Hideo Takeuchi

    Journal of biochemistry   145 ( 4 )   543 - 54   2009年4月

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    記述言語:英語  

    The BM2 protein of influenza B virus forms a transmembrane proton channel essential for the virus infection. We investigated the structure and mechanism of the BM2 proton channel by using a 31-mer peptide (BM2-TMP) representing the putative transmembrane domain of BM2, with special focus on His19, Trp23 and His27. Like the full-length protein, BM2-TMP formed a transmembrane proton channel activated at acidic pH with a midpoint of transition at pH 6.4 +/- 0.1. Mutation of His19 to Ala almost abolished the channel activity, whereas the His27-to-Ala mutant retained partial activity. The proton selectivity of the channel was lost upon substitution of Phe for Trp23. Comparison of CD, fluorescence and Raman spectra measured for wild-type and mutated BM2-TMP at varied pH showed the pK(a) of the imidazole ring to be approximately 6.5 for His19 and approximately 7.6 for His27. Analysis of the pH-dependent fluorescence and Raman intensities suggested the occurrence of cation-pi interaction between the protonated imidazole ring of His and the indole ring of Trp. The His19-Trp23 cation-pi interaction below pH 6.5 is likely to trigger the opening of the proton channel, whereas His27 is not essential but enhances the channel activity through interaction with Trp23, which constitutes the proton-selective gate.

    DOI: 10.1093/jb/mvp009

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  • Evidence for the cation-pi interaction between Cu2+ and tryptophan. 国際誌

    Hanami Yorita, Kohei Otomo, Hirotsugu Hiramatsu, Akira Toyama, Takashi Miura, Hideo Takeuchi

    Journal of the American Chemical Society   130 ( 46 )   15266 - 7   2008年11月

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    記述言語:英語  

    The cation-pi interaction, a noncovalent interaction of electrostatic nature between a cation and an electron-rich pi system, is increasingly recognized as an important force that influences the structures and functions of molecules including proteins. Unlike other metal cations, the transition metal cation Cu2+ is not regarded to take part in a cation-pi interaction because Cu2+ tends to oxidize the pi electron system, in particular that of Trp, and to introduce covalency in the metal-pi electron interaction. This paper reports the first spectral evidence for the cation-pi interaction between Cu2+ and Trp. The Cu2+ ion bound to the amino N-terminal Cu2+/Ni2+ binding motif composed of three amino acid residues interacts with the indole ring of the fourth Trp residue in a noncovalent manner. The Cu2+-Trp interaction produces a distinct negative band at 223 nm in circular dichroism (CD), which disappears upon mutation or depletion of the Trp residue or upon replacement of the Cu2+ ion by Ni2+. In UV absorption, a pair of negative/positive intensity changes is generated at 222/231 nm by the Cu2+-Trp interaction, being consistent with the previous observations on the indole ring interacting with K+ or a cationic His imidazole ring. The negative CD band around 223 nm is characteristic of the Cu2+-Trp pair and may be useful as a marker of the Cu2+-Trp cation-pi interaction. Coordination of negatively charged ligands to Cu2+ is suggested to be important for the cation to be involved in a cation-pi interaction.

    DOI: 10.1021/ja807010f

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  • Bead-like passage of chloride ions through ClC chloride channels. 国際誌

    Atsushi Suenaga, Jay Z Yeh, Makoto Taiji, Akira Toyama, Hideo Takeuchi, Mingyu Son, Kazuyoshi Takayama, Masatoshi Iwamoto, Ikuro Sato, Toshio Narahashi, Akihiko Konagaya, Kunihiko Goto

    Biophysical chemistry   120 ( 1 )   36 - 43   2006年3月

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    記述言語:英語  

    The ClC chloride channels control the ionic composition of the cytoplasm and the volume of cells, and regulate electrical excitability. Recently, it has been proposed that prokaryotic ClC channels are H+-Cl- exchange transporter. Although X-ray and molecular dynamics (MD) studies of bacterial ClC channels have investigated the filter open-close and ion permeation mechanism of channels, details have remained unclear. We performed MD simulations of ClC channels involving H+, Na+, K+, or H3O+ in the intracellular region to elucidate the open-close mechanism, and to clarify the role of H+ ion an H+-Cl- exchange transporter. Our simulations revealed that H+ and Na+ caused channel opening and the passage of Cl- ions. Na+ induced a bead-like string of Cl- -Na+-Cl--Na+-Cl- ions to form and permeate through ClC channels to the intracellular side with the widening of the channel pathway.

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  • Copper reduction by the octapeptide repeat region of prion protein: pH dependence and implications in cellular copper uptake. 国際誌

    Takashi Miura, Satoshi Sasaki, Akira Toyama, Hideo Takeuchi

    Biochemistry   44 ( 24 )   8712 - 20   2005年6月

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    記述言語:英語  

    The physiological function of the prion protein (PrP) remains enigmatic despite its established involvement in the pathogenesis of spongiform encephalopathies. PrP is a glycolipid-anchored membrane protein, which constitutively recycles between the cell surface and an endosomal compartment. The N-terminal region of PrP contains a four tandem repeat (OP4) of the octapeptide PHGGGWGQ (OP) that binds and reduces Cu(II) ions. We have examined the kinetic properties of the OP4-mediated Cu(II) reduction and found that OP4 exhibits the highest reduction activity around pH 6.5, close to the pH in early endosomes. All four OP units and at least one tryptophan side chain are essential for Cu(II) reduction. The reaction is described by an uncompetitive substrate inhibition mechanism involving a 1:1 Cu(II)-OP4 active intermediate. Structural analysis by Raman spectroscopy has revealed that the Cu(II) ion is coordinated by four histidine Ntau atoms in the active intermediate and the feasibility of formation of this intermediate correlates with the Cu(II) reduction over a pH range from 5.0 to 8.2. Molecular mechanics calculations suggest that two tryptophan residues of OP4 are located near the Cu(II) site, being consistent with the importance of redox-active tryptophan in the Cu(II) reduction. PrP has been proposed to capture Cu(II) ions in the extracellular space and release them in the endosome. The results of this study strongly suggest that PrP also plays a role in the reduction of captured Cu(II) ions prior to their transfer to Cu(I)-specific intracellular copper trafficking proteins.

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  • Catalytic and structural role of a metal-free histidine residue in bovine Cu-Zn superoxide dismutase

    A Toyama, Y Takahashi, H Takeuchi

    BIOCHEMISTRY   43 ( 16 )   4670 - 4679   2004年4月

  • Catalytic and structural role of a metal-free histidine residue in bovine Cu-Zn superoxide dismutase 国際誌

    A Toyama, Y Takahashi, H Takeuchi

    BIOCHEMISTRY   43 ( 16 )   4670 - 4679   2004年4月

  • Ca2+ binding sites in calmodulin and troponin C alter interhelical angle movements

    K Goto, A Toyama, H Takeuchi, K Takayama, T Saito, M Iwamoto, JZ Yeh, T Narahashi

    FEBS LETTERS   561 ( 1-3 )   51 - 57   2004年3月

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  • Ca2+ binding sites in calmodulin and troponin C alter interhelical angle movements 国際誌

    K Goto, A Toyama, H Takeuchi, K Takayama, T Saito, M Iwamoto, JZ Yeh, T Narahashi

    FEBS LETTERS   561 ( 1-3 )   51 - 57   2004年3月

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  • Assignments and hydrogen bond sensitivities of UV resonance Raman bands of the C8-deuterated guanine ring

    A Toyama, N Fujimoto, N Hanada, J Ono, E Yoshimitsu, A Matsubuchi, H Takeuchi

    JOURNAL OF RAMAN SPECTROSCOPY   33 ( 9 )   699 - 708   2002年9月

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  • Raman spectra and normal coordinate analysis of the N1-H and N3-H tautomers of 4-methylimidazole: Vibrational modes of histidine tautomer markers

    A Toyama, K Ono, S Hashimoto, H Takeuchi

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A   106 ( 14 )   3403 - 3412   2002年4月

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  • The alpha/beta barrel proteins oscillating energetically with large conformational changes in the presence of oxygen molecules.

    K Goto, A Toyama, K Takayama, Ueda, I, M Iwamoto, JZ Yeh, T Narahashi

    BIOPHYSICAL JOURNAL   82 ( 1 )   134A - 134A   2002年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    Web of Science

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  • Binding modes of cyclic AMP and environments of tryptophan residues in 1 : 1 and 1 : 2 complexes of cyclic AMP receptor protein and cyclic AMP

    N Fujimoto, A Toyama, H Takeuchi

    BIOPOLYMERS   67 ( 3 )   186 - 196   2002年

  • Binding modes of cyclic AMP and environments of tryptophan residues in 1 : 1 and 1 : 2 complexes of cyclic AMP receptor protein and cyclic AMP 国際誌

    N Fujimoto, A Toyama, H Takeuchi

    BIOPOLYMERS   67 ( 3 )   186 - 196   2002年

  • Characterization of individual adenine residues in DNA by a combination of site-selective C8-deuteration and UV resonance Raman difference spectroscopy

    A Toyama, Y Miyagawa, A Yoshimura, N Fujimoto, H Takeuchi

    JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE   598 ( 1 )   85 - 91   2001年10月

  • The Rotating Model : The α/β Barrel of the Bacterial Luciferase Stabilized Move Than the Crystal Structure with Large Simultaneous Conformational Changes

    Progress in Anesthetic Mechanism   6   568   2000年

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  • The Rotating Model : The α/β Barrel of the Bacterial Luciferase Stabilized Move Than the Crystal Structure with Large Simultaneous Conformational Changes

    Progress in Anesthetic Mechanism   6   568   2000年

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  • Assignments of guanosine UV resonance Raman bands on the basis of C-13, N-15 and O-18 substitution effects

    A Toyama, N Hanada, J Ono, E Yoshimitsu, H Takeuchi

    JOURNAL OF RAMAN SPECTROSCOPY   30 ( 8 )   623 - 630   1999年8月

  • Effects of hydrogen bonding on the UV resonance Raman bands of the adenine ring and its C8-deuterated analog

    N Fujimoto, A Toyama, H Takeuchi

    JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE   447 ( 1-2 )   61 - 69   1998年6月

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  • Correlation between vibrational frequencies and hydrogen bonding states of the guanine ring studied by UV resonance Raman spectroscopy of 2'-deoxy-3',5'-bis(triisopropylsilyl)guanosine dissolved in various

    A Toyama, M Hamuara, H Takeuchi

    JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE   379 ( 1 )   99 - 108   1996年6月

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    記述言語:英語  

    Web of Science

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  • ASSIGNMENT OF ADENINE RING INPLANE VIBRATIONS IN ADENOSINE ON THE BASIS OF N-15 AND C-13 ISOTOPIC FREQUENCY-SHIFTS AND UV RESONANCE RAMAN ENHANCEMENT

    A TOYAMA, N HANADA, Y ABE, H TAKEUCHI, HARADA, I

    JOURNAL OF RAMAN SPECTROSCOPY   25 ( 7-8 )   623 - 630   1994年7月

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    記述言語:英語  

    Web of Science

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  • ULTRAVIOLET RESONANCE RAMAN-SPECTRA OF RIBOSYL C(1')-DEUTERATED PURINE NUCLEOSIDES - EVIDENCE OF VIBRATIONAL COUPLING BETWEEN PURINE AND RIBOSE RINGS

    A TOYAMA, Y TAKINO, H TAKEUCHI, HARADA, I

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   115 ( 24 )   11092 - 11098   1993年12月

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  • INFRARED DICHROISM OF AN ELASTIC PORTION (1200 KDA FRAGMENT) OF CONNECTIN

    Y NAKAUCHI, A TOYAMA, HARADA, I, K MARUYAMA

    PROCEEDINGS OF THE JAPAN ACADEMY SERIES B-PHYSICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES   69 ( 8 )   224 - 226   1993年10月

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  • ULTRAVIOLET RESONANCE RAMAN-SPECTRA OF PHYTOCHROME - A COMPARISON OF THE ENVIRONMENTS OF TRYPTOPHAN SIDE-CHAINS BETWEEN RED-LIGHT ABSORBING AND FAR RED-LIGHT ABSORBING FORMS

    A TOYAMA, M NAKAZAWA, K MANABE, H TAKEUCHI, HARADA, I

    PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY   57 ( 2 )   391 - 395   1993年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/j.1751-1097.1993.tb02307.x

    Web of Science

    CiNii Article

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  • ULTRAVIOLET RESONANCE RAMAN-SPECTRA OF CYCLIC-AMP RECEPTOR PROTEIN - STRUCTURAL-CHANGE INDUCED BY CYCLIC-AMP BINDING AND THE CONFORMATION OF PROTEIN-BOUND CYCLIC-AMP

    A TOYAMA, E KURASHIKI, Y WATANABE, H TAKEUCHI, HARADA, I, H AIBA, BJ LEE, Y KYOGOKU

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   113 ( 9 )   3615 - 3616   1991年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/ja00009a071

    Web of Science

    CiNii Article

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  • ULTRAVIOLET RESONANCE RAMAN-SPECTRA OF ADENINE, URACIL AND THYMINE DERIVATIVES IN SEVERAL SOLVENTS - CORRELATION BETWEEN BAND FREQUENCIES AND HYDROGEN-BONDING STATES OF THE NUCLEIC-ACID BASES

    A TOYAMA, H TAKEUCHI, HARADA, I

    JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE   242 ( 1 )   87 - 98   1991年1月

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  • INTERACTIONS OF GUANINE DERIVATIVES WITH ETHYLENEDIAMINE AND DIETHYLENETRIAMINE COMPLEXES OF PALLADIUM(II) IN SOLUTION - PD BINDING-SITES OF THE GUANINE RING AND FORMATION OF A CYCLIC ADDUCT, [(PD(EN)(GUANINE RING))4]

    K UCHIDA, A TOYAMA, Y TAMURA, M SUGIMURA, F MITSUMORI, Y FURUKAWA, H TAKEUCHI, HARADA, I

    INORGANIC CHEMISTRY   28 ( 11 )   2067 - 2073   1989年5月

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共同研究・競争的資金等の研究

  • カチオン-π相互作用によるタンパク質のダイナミックな構造制御

    研究課題/領域番号:16350003

    2004年 - 2006年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(B)

    提供機関:日本学術振興会

    竹内 英夫, 三浦 隆史, 外山 聡

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    配分額:15900000円 ( 直接経費:15900000円 )

    正電荷とπ電子との間の相互作用、いわゆるカチオン-π相互作用が、タンパク質の構造形成と機能発現時の構造ダイナミックスに及ぼす影響を、円偏光二色性、蛍光、紫外共鳴ラマン散乱の各種分光法を用いて検討した。対象としたペプチドは、His^+-Trp間のカチオン-π相互作用を行なう可能性があるニューロメディンB、ニューロメディンC、および、B型インフルエンザウイルスのBM2タンパク質の膜貫通領域BM2-TMPである。その結果、カチオン-π相互作用は、ニューロメディンBやニューロメディンCの2次構造を制御できるほど強くはなく、構造形成への貢献は大きくないことが分かった。しかし、His^+-Trp間のカチオン-π相互作用が、脂質膜中に埋め込んだBM2-TMPの形成するプロトンチャネルの開閉を制御することが明らかになり、このことから、カチオン-π相互作用は、一旦形成された構造をわずか変化させ、タンパク質の機能発現を制御する過程においては、重要な役割を果たし得ると結論された。また、本研究の過程において、Cu^<2+>がTrp側鎖とカチオン-π相互作用を行う場合は、吸収スペクトルのシフトと強度変化だけでなく、CDスペクトルにも特徴的な負のシグナルが生じることも見出した。このCDシグナルは、Cu^<2+>とTrp側鎖の間のカチオン-π相互作用を検出するための新たなマーカーとして有用であると期待される。BM2-TMPが形成するイオンチャネルの場合に見られたように、カチオン-π相互作用がタンパク質の機能発現時の構造ダイナミックスに大きな影響を与えることは、他のタンパク質の場合も十分考えられる。今後、幅広い種類のタンパク質について、このことを検証する必要があるが、その手がかりが本研究で得られた。

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  • 選択的重水素化とラマン差スペクトル強度を利用した薬物結合時の核酸構造変化の検出

    研究課題/領域番号:15590036

    2003年 - 2004年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(C)

    提供機関:日本学術振興会

    外山 聡

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    配分額:3000000円 ( 直接経費:3000000円 )

    本研究の最終目標は、選択的同位元素ラベルと紫外共鳴ラマン(UVRR)分光を組み合わせた、"isotope-edited UVRR分光法"を用いて、薬物とDNAの相互作用のメカニズムを理解することである。本研究課題の目的は、DNA塩基の構造とUVRR強度の間の相関関係を見出すことにある。
    アデニン、グアニン誘導体のUVRRスペクトルをいくつかの溶媒中で測定した。UVRRバンド強度をKamlet-Taftの溶媒パラメータを用いて分析した。その結果、プリン環のラマン強度は、主に溶媒の水素結合供与能に依存することが解った。
    一方、塩基のスタッキング相互作用により塩基のラマン強度が小さくなることも良く知られている(ラマンの淡色効果)。スタッキングと水素結合のどちらがラマン強度において支配的であるかを決めるために、cAMP受容蛋白質(CRP)が結合した22-mer DNAのisotope-edited UVRRスペクトルを測定した。CRP-(cAMP)2複合体は、いくつかのグアニンと強く水素結合するが、これらグアニンのスタッキングはほとんど変化しないことが知られている。CRP-(cAMP)2複合体の結合に伴い、これらグアニンのラマンバンドに波数変化が起きたが、意味のある強度変化は見られなかった。この結果は、水溶液中のDNAについては、塩基のスタッキング相互作用の強さがUVRR強度を主に決定することを示している。塩基のスタッキングに対するisotope-edited UVRRスペクトルの鋭敏度を評価するため、ACミスマッチを含む19-merのスペクトルを測定した。DNAのpre-meltingの状態でも、ミスマッチ近傍の塩基のラマン強度の変化が検知できた。この結果は、isotope-edited UVRRスペクトルの強度変化が、スタッキング状態のプローブとして有用であることを示している。

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  • 重水素置換と共鳴ラマン分光法による生理的条件下の薬物結合に伴う核酸構造変化の検出

    研究課題/領域番号:13672248

    2001年 - 2002年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(C)

    提供機関:日本学術振興会

    外山 聡

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    配分額:3500000円 ( 直接経費:3500000円 )

    位置選択的同位元素置換と紫外共鳴ラマン差スペクトルを組み合わせた"Isotope-edited Raman spectroscopy"により、希薄水溶液中において、DNA中の選択した1塩基のグアニンの微細な構造変化を検出した。[8-D]グアニンでラベルしたオリゴヌクレオチドとラベルしていないオリゴヌクレオチドの251nm励起紫外共鳴ラマン(UVRR)スペクトルを測定した。未置換体とラベル体の差スペクトルを計算すると、ラベル化した位置の塩基のラマンシグナルは現れるが、他の部分は相殺する。したがって、オリゴヌクレオチド中の選択したグアニンのラマンシグナルが抽出できる。
    Isotope-edited Raman spectroscopyからグアニン塩基の構造解析を行うための基礎データとして、同位元素置換による振動数変化を元にしたC8重水素化グアニン環の振動モードを調べた。ラマンバンドの水素結合感受性を、水素結合能の異なる各種溶媒に溶解した時のラマンスペクトルの比較により調べた。この結果、いくつかのラマンバンドから、グアニン環のN1-HとC2-NH_2、C6=O、N7それぞれの水素結合部位の状態を調べられることが解った。
    オリゴヌクレオチド22merの2本鎖DNAを用いて、Isotope-edited Raman spectroscopyの有用性を確認した。2本鎖DNAのグアニン塩基と直接水素結合することが知られているcAMP受容タンパク質(CRP)の存在下、非存在下で、UVRRスペクトルを測定した。その結果、CRPはグアニンのC6=Oと水素結合し、N7とは水素結合しないことが解った。Isotope-edited Raman spectroscopyは、生理的条件下、核酸-薬物系における特定のグアニン残基の構造情報が得られる優れた方法と考えられる。

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  • 重水素置換と共鳴ラマン分光法を併用した薬物-DNAオリゴマ-相互作用の構造研究

    研究課題/領域番号:11771407

    1999年 - 2000年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:奨励研究(A)

    提供機関:日本学術振興会

    外山 聡

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    配分額:2100000円 ( 直接経費:2100000円 )

    本研究の目的は、共鳴ラマン分光法を用いて、DNA-薬物の相互作用様式を詳細に調べることである。ラマン分光法は、薬物が「どのように」結合するかという情報を与えるため、DNA-薬物の相互作用を調べる手段として有用である。しかし、ラマン分光法からは、薬物が「どこに」結合するか解らない。これを解決するために、昨年度開発した方法で合成した、1残基のみに重水素を導入したDNAオリゴマーを採用した。DNAオリゴマーと薬物の複合体のラマンスペクトルを、重水素化体と未置換体の双方について測定し、両者のスペクトルの差を計算する。この差スペクトルにおいては、重水素化されていない部分のスペクトルは相殺され、重水素化した残基のシグナルのみが残る。
    薬物としては、抗がん性抗生物質アクチノマイシンD(ActD)を用いた。DNAは、ActD結合部位を含む自己相補鎖d(AGTGCTCGA^9GCA^<12>CT)_2の、A^9またはA^<12>のみを重水素ラベルしたものを使用した(下線を付した部分にActDがインターカレートする)。DNAにActDが結合すると、A^9のラマンバンド強度は約40%減少したが、A^<12>のラマンバンドには有意な変化がなかった。A^9のラマンバンド強度減少の原因は、塩基のスタッキングが強まることによるラマン淡色効果である。この結果は、ActDの結合に伴うDNAの巻戻りが主に5'側のみに起こり、この巻戻りがA^9のスタッキングを増加させたことを示している。
    X線結晶解析によると、ActD結合に伴うDNAの構造変化には、結晶化の条件により、5'側が巻戻るもの、3'側が巻戻るもの、両側均等に巻戻る場合がある。本研究により、生理的条件では5'側のみに巻戻りが起こることを決定することができた。重水素置換と共鳴ラマン分光法を併用した本方法は、他の薬物のDNA結合様式の解明にも汎用できる、新規な方法であると考えている。

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  • 紫外共鳴ラマン分光法による蛋白質に結合したアデニンヌクレオチドの構造研究

    研究課題/領域番号:08740436

    1996年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:奨励研究(A)

    提供機関:日本学術振興会

    外山 聡

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    配分額:1100000円 ( 直接経費:1100000円 )

    本研究は、紫外共鳴ラマン分光を用いて、蛋白質(サイクリックAMP受容蛋白質(CRP)や乳酸脱水素酵素)と複合体を形成した状態のアデニンヌクレオチド(サイクリックAMP (cAMP)やNADH)の構造を明らかにすることである。これらヌクレオチドは蛋白質のアロステリックエフェクターとなっており、その構造を知ることは重要である。
    260nm励起光を用いることで,CRP-cAMP混合系において,cAMPに選択的な共鳴ラマンスペクトルを測定することができた。このスペクトルより,CRPに結合したcAMPについて,そのコンフォメーションとアデニン環の水素結合状態について詳細な知見が得られた。関連実験として,CRPに結合したcGMP (cAMPと同様にCRPに結合するが,CRPを活性化しない)の紫外共鳴ラマンスペクトルも測定した。これにより,CRPに結合したcGMPについても構造情報が得られた。CRPに結合したcAMPとcGMPの構造を比較することにより,アロステリックエフェクターの構造とCRPの活性にどのような関連があるかについて,議論することができた。
    一方,乳酸脱水素酵素に結合したNADHについては,蛍光の妨害により,260nm励起のスペクトルを測定することはできなかった。励起光を変化させる実験などを行ったが,現在のところ満足の行く結果は得られていない。
    本研究により,紫外共鳴ラマン分光法は,蛋白質に結合したヌクレオチドの構造を研究するのに優れた手段であることが明らかとなった。現在のところ,乳酸脱水素酵素のように本法を適用し難い蛋白質もあるが,測定法の改良などにより,紫外共鳴ラマン分光法は多くの蛋白質について,それに結合した核酸誘導体の構造を研究する手段になると期待される。

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  • 細胞構造解析用高性能紫外顕微ラマン分光システムの試作

    研究課題/領域番号:07554025

    1995年 - 1996年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(A)

    提供機関:日本学術振興会

    竹内 英夫, 外山 聡, 橋本 慎二, 三浦 隆史

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    配分額:15900000円 ( 直接経費:15900000円 )

    細胞内小器官の構造解析や特定生体成分の細胞内分布分析に応用できるだけの高感度・高分解能紫外顕微ラマン分光システムを試作するために、以下の技術的検討を行い、今後の改良の余地はいくつかあるものの、紫外顕微ラマン分光システムのプロトタイプを開発することができた。
    1.ラマン散乱励起用光源としては、試料に対する損傷を最小限に押さえるために、連続発振型紫外レーザーを採用した。このレーザーを種々の蛋白質や核酸などのラマンスペクトル測定に応用したところ、パルス発振型レーザーに比べて試料の損傷が格段に少なく、顕微測定用光源として最適であることを確認した。
    2.顕微照射・集光部に用いる対物レンズとしては、通常のレンズ型および反射鏡型の二種について、倍率、明るさ、収差、使用可能最短波長などを比較検討した結果、最短波長では反射鏡型の方が優れるが、他の点ではレンズ型の方が優れるため、レンズ型の対物レンズを採用した。また、ビームスプリッターは、種々の透過/反射比率のものを検討した結果、無蛍光性合成石英板が最適であることを見出した。
    3.光源部および顕微照射・集光部と現有の紫外ラマン分光器を組み合わせるための光学系を作製し、これらの部分を最適配置に組み合わせることにより、紫外顕微ラマン分光システムを試作した。
    4.試作器を用いて紫外顕微ラマン測定を行い、現状で可能な改良を行った。しかし、ラマン分光器に設置してある紫外検知器の感度が充分高くないため、細胞構造解析への応用には至っていない。今後、超高感度紫外検知器の採用をはじめ、更なる改良を行うことにより、細胞構造解析に充分応用可能な高性能紫外顕微ラマン分光システムを完成させることを計画している。

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  • 高性能マルチチャンネル紫外ラマン分光装置の試作

    研究課題/領域番号:02554018

    1990年 - 1991年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:試験研究(B)

    提供機関:日本学術振興会

    原田 一誠, 池田 壮, 外山 聡, 橋本 慎二, 小林 隆男

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    配分額:14900000円 ( 直接経費:14900000円 )

    迷光による妨害がなく低波数領域の測定が可能で、且つ明るい紫外ラマン分光器を設計製作した。主分光器はf=575mm(F6.3)のツェルニ-タ-ナ-型シングルポリクロメ-タ-であり、4320gr/mmのホログラフィック回折格子(効率:220nmで約30%)を装備した。また、レイリ-光カットのためツェルニ-タ-ナ-型前置プリズム分光器(f=200mm)を取り付けた。市販器では強いレイリ-散乱を取り除くためにゼロ分散のフィルタ-分光器を取り付けているが、我々の分光器では光学素子の数を少なくしてスル-プットを向上させるため、一度分散させたスペクトルを白色光に戻すことなく中間スリット上に結像させ、スリットを適当に閉じることによりレイリ-光をカットした。中間スリット上での分散は、240nm励起の場合約1000cm^<-1>/mmであった。分散素子には合成石英製のリトロ-プリズムを用いた。プリズムは紫外領域で分散が大きく、また透過率は広い波長範囲にわたって一定であるという特徴を有する。試料からのラマン光集光系には紫外用のアクロマティックレンズを用いた。検出器にはLN/CCD1152を用いた。主分光器のみの場合、レイリ-散乱の少ないサンプルであればある程度測定可能であったが、タンパク質などの分子量の大きいものや濁っている試料では迷光の影響が強く測定は困難であった。しかし、前置プリズム分光器を取り付けた結果、入射スリット200μm、中間スリット1.5mmで、300cm^<-1>からほとんど迷光の影響のないスペクトルを得ることができた。したがって、この方法はスル-プットを落とすことなくかなりの低波数領域まで測定できる有効な方法であることがわかった。

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  • 紫外共鳴ラマン及びNMR分光法による薬物で誘起される核酸構造変化の研究

    研究課題/領域番号:02771680

    1990年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:奨励研究(A)

    提供機関:日本学術振興会

    外山 聡

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    配分額:800000円 ( 直接経費:800000円 )

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  • 紫外共鳴ラマン分光による調節蛋白一遺伝子相互作用とその動的過程

    研究課題/領域番号:62430004

    1987年 - 1990年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:一般研究(A)

    提供機関:日本学術振興会

    原田 一誠, 外山 聡, 橋本 慎二, 内多 潔, 竹内 英夫, 廣谷 恵理, 古川 行夫

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    配分額:24700000円 ( 直接経費:24700000円 )

    本研究は3つの段階に分けられる。第1は紫外ラマン分光装置の製作,第2はタンパク質,核酸の高次構造を反映する紫外ラマンマ-カ-バンドの表の充実,第3は,第1と第2の成果を踏まえて、遺伝情報の転写を調節する調節タンパク質の紫外共鳴ラマンスペクトルを測定,解析して,その調節機構の一端を構造化学的に理解することである。
    1.紫外ラマン分光装置の製作:既存の可視ラマン分光装置を改良し,紫外光源としてNd:YAGレ-ザ-(第2,3,4,5高調波)とラマンシフタ-を併用し,マルチチャンネル紫外ラマン分光装置を作製した。
    2.タンバク質・核酸構造マ-カ-バンド表の充実と応用:タンパク質主鎖のアミド結合,イミド結合(Pro),芳香族側鎖(Trp,Tyr,Phe,His),核塩法であるプリン,ピリミジン環の紫外ラマンバンドに関する基礎的な研究を行い,「ラマンマ-カ-バンド表」の充実を行った。また,ス-パ-オキシドジスムタ-ゼやバクテリオロドプシンの紫外共鳴ラマンスペクトルを初めて観測し,表に基づいて解析して有用な構造知見を得た。
    3.調節タンバク質CRPとそのcAMP複合体の水溶液中の構造:調節タクパク質の1つであるcAMP受容タンパク質(CRP)は2量体として存在し,cAMP取り込みにより構造変化して特定の塩基配宣列に強く結合する。CRP同士が会合していない希薄溶液(〜50μM)について紫外鳴ラマンスペクトルを測定し解析したところ、一方のサブユニットの逆平行βバレルにcAMPが取り込まれると,そのサブユニットのみならず他方のβバレル構造も大きく変化することがわかった。また,取り込まれたcAMPはsyn型であり,アデニン環のN7位,C6NH_2位とタンパク質との水素結合により安定化されている。

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担当経験のある授業科目

  • 統合臨床医学

    2022年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 医学序説 II

    2022年
    機関名:新潟大学

  • 医学序説 I

    2021年
    機関名:新潟大学