対策研究（治療法、予防法、薬理学的対策）

対策研究

対策研究とは、疾病や健康障害の発生・進行を抑制し、予防や治療の効果を高めるための具体的な方法や介入手段を科学的に検証する研究を指します。 これは、病気の原因や発症メカニズムを明らかにする基礎研究の成果をもとに、実際の臨床現場や公衆衛生に応用することを目的としています。

たとえば、呼吸器疾患領域における対策研究では、次のようなテーマが含まれます。

1. 治療法の開発・改良 閉塞性細気管支炎や肺線維症、肺気腫、急性肺損傷といった疾患に対して、新しい薬理学的対策（薬剤投与法、抗炎症薬や抗線維化薬の探索など）を検討します。 肺胞レベルでの線維化進行を抑える化合物や、酸化ストレス抑制薬の効果を解析する研究もこれに含まれます。

2. 予防法の検証 インフルエンザや呼吸器合胞体ウイルス（RSウイルス）感染のような感染性呼吸器疾患においては、ワクチンや抗ウイルス薬の有効性を評価する研究が行われます。 また、喘息や気道疾患に対しては、環境因子やアレルゲンへの曝露を減らす予防対策の効果を検証します。

3. 曝露・リスク低減のための研究 経皮暴露や吸入曝露による有害物質の体内取り込みを抑える方策を検討します。 たとえば、化学物質による肺損傷や線維症のリスクを低減するための防護材や吸入制御システムの開発などが該当します。

このように、対策研究は「疾病の発症を防ぐ」「進行を抑える」「治療効果を高める」という3つの観点から、治療法・予防法・薬理学的対策を体系的に評価・確立する研究領域です。 特に呼吸器疾患分野では、動物モデルやヒト臨床データを用いた多角的なアプローチが重要とされています。

対策研究における研究装置

対策技術は、化学的緊急事態における迅速かつ効果的な対応を実現するため、科学と医学における最先端の研究と最新技術進歩を統合する学問分野です。化学的脅威を研究する際には、脅威物質自体の影響だけでなく、あらゆる治療的対策の潜在的影響を理解することが重要です。特に呼吸器系は、これらの脅威が吸入される性質上、影響を受けやすい箇所です。

vivoFlow+

意識下における自発呼吸

全身プレチスモグラフィーは、意識のある被験者の呼吸パターンを継続的かつ非侵襲的に評価することを可能とします。呼吸数、推定一回換気量、分時換気の測定は、刺激性物質による肺損傷に対する被験者の意識下での反応に関する貴重な知見を提供します。

vivoFlow+

論文

• Validity of methods to predict the respiratory sensitizing potential of chemicals: A study with a piperidinyl chlorotriazine derivative that caused an outbreak of occupational asthma. -Vanoirbeek et al. Toxicol Sci. 2003 Dec;76(2):338-46.

• Percutaneous exposure to the nerve agent VX: Efficacy of combined atropine, obidoxime and diazepam treatment. – Joosen et al. Chem Biol Interact. 2010 Oct 6;188(1):255-63. doi: 10.1016/j.cbi.2010.06.010.

flexiVent

高度な肺機能測定

flexiVentは、刺激性ガス（塩素、サリン、マスタードガスなど）による肺損傷に焦点を当てた幅広い用途で使用されてきました。中枢気道と末梢気道の測定を可能とする独自の能力に加え、投与量推定機能と自動化された用量反応特性により、曝露の進行に伴う炎症反応と肺損傷の進展に関する独自かつ新規の知見を得ることができます。

flexiVent

論文

• Bronchiolitis obliterans and pulmonary fibrosis after sulfur mustard inhalation in rats – McGraw, M. D. et al. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, 58(6), pp. 696–705. 2018.

• Heme scavenging reduces pulmonary endoplasmic reticulum stress, fibrosis, and emphysema – Aggarwal, S. et al. JCI Insight, 3(21), pp. 1–18. 2018.

• Acute lung injury and persistent small airway disease in a rabbit model of chlorine inhalation – Musah, S. et al. Toxicology and Applied Pharmacology, 315, pp. 1–11. 2017.

• Acute Lung Injury Results from Innate Sensing of Viruses by an ER Stress Pathway – Hrincius, E. R. et al. Cell Reports, 11(10), pp. 1591–1603. 2015.

• Respiratory syncytial virus infection increases chlorine-induced airway hyperresponsiveness – Song, W. et al. American journal of physiology. Lung cellular and molecular physiology. 309(3), pp. L205-10. 2015.

inExpose

自動化され再現性のある曝露

inExposeはコンパクトでカスタマイズ可能な吸入曝露システムで、試験大気に動物を曝露する再現性のある方法を提供し、関連性が高く実用的な動物モデルを創出します。気流速度とエアロゾル発生装置を制御することで、標的指向型エアロゾル送達を特に目的として設計されています。inExposeは、鼻専用タワーによる経口摂取の最小化、あるいは全身チャンバーによるストレス軽減を実現し、従来の吸入剤パラメータを超えた実験条件の制御を可能にします。これにより、治療薬開発のための独自の試験環境を提供します。

論文

• Postinfection A77-1726 treatment improves cardiopulmonary function in H1N1 influenza-infected mice. – Aeffner et al. Am J Respir Cell Mol Biol. 2012 Oct;47(4):543-51. doi: 10.1165/rcmb.2012-0112OC.

• Efficacy of aerosolized celecoxib encapsulated nanostructured lipid carrier in non-small cell lung cancer in combination with docetaxel. – Patel et al. Pharm Res. 2013 May;30(5):1435-46. doi: 10.1007/s11095-013-0984-9.

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対策研究の目的

対策研究の目的は、疾病や健康障害の発生・進行・重症化を防ぎ、社会全体の健康被害を最小限に抑えるための科学的根拠を確立することです。 単に病気の原因を解明するだけでなく、得られた知見を実際の「治療法」「予防法」「薬理学的対策」などに結びつけ、実効性のある公衆衛生・臨床的手段を確立することが中心的な目的です。

具体的には以下のような目的が挙げられます。

1. 治療の最適化 肺線維症、閉塞性細気管支炎、肺気腫、急性肺損傷などの難治性呼吸器疾患に対し、新規治療薬や薬理学的介入法の有効性・安全性を検証し、臨床応用へつなげる。

2. 予防法の確立 インフルエンザや呼吸器合胞体ウイルス感染（RSV）などの感染症について、ワクチンや抗ウイルス薬の効果、感染拡大防止策を科学的に評価する。 また、喘息や気道疾患における発症リスク要因（アレルゲン、環境汚染など）を特定し、それを減らす生活・環境対策を確立する。

3. 曝露・リスク低減 経皮暴露や吸入による有害物質の影響を評価し、曝露防止策や防護技術を開発することで、職業性・環境性肺疾患（たとえば閉塞性細気管支炎や線維症）の予防を目指す。

4. 発症メカニズムに基づく介入戦略の構築 肺胞や気道レベルでの炎症反応、線維化進行、細胞障害の分子メカニズムを明らかにし、それに基づく効果的な介入手段を提示する。

対策研究の目的は「科学的根拠に基づいた効果的な介入法を確立し、人・社会・環境における健康被害を減らすこと」であり、基礎研究と臨床・応用研究を橋渡しする役割を担っています。

対策研究の研究分野

対策研究には、対象とする疾病や介入の性質によって、いくつかの主要な分野があります。 とくに呼吸器疾患領域（インフルエンザ、喘息、経皮暴露、閉塞性細気管支炎、肺線維症、肺胞障害、肺気腫、急性肺損傷、気道疾患、呼吸器合胞体ウイルス感染など）では、以下のような分野に分類されます。

1. 治療法開発・薬理学的対策研究

疾患の進行や症状を抑えるための治療法や薬剤を開発・改良する分野です。 ・抗炎症薬、抗線維化薬、抗酸化薬などの薬理効果を検証 ・肺線維症や急性肺損傷モデルを用いた新規薬剤の有効性評価 ・喘息や気道疾患に対する吸入療法や局所投与法の最適化 ・閉塞性細気管支炎や肺気腫に対する再生医療的アプローチの検討

2. 予防医学・感染対策研究

発症を未然に防ぐことを目的とした分野です。 ・インフルエンザや呼吸器合胞体ウイルス（RSV）感染に対するワクチン効果の検証 ・感染拡大を防ぐための行動科学的・社会医学的研究 ・喘息発症を防ぐアレルゲン回避法、環境改善対策 ・感染後の重症化リスク低減に向けた早期介入法の研究

3. 環境・曝露対策研究

環境要因や化学物質曝露がもたらす呼吸器障害を防ぐための分野です。 ・経皮暴露や吸入曝露による有害物質の体内動態・毒性の解明 ・職業性疾患（閉塞性細気管支炎、肺線維症など）のリスク低減策 ・防護具・フィルター素材の改良や曝露シミュレーションの開発 ・環境汚染物質（PM2.5、VOCなど）の健康影響評価と政策的対策

4. 病態進行抑制・再生医療応用研究

すでに発症した病気の進行を抑えたり、損傷組織を修復したりする分野です。 ・肺胞上皮細胞や線維芽細胞の機能回復を目的とした再生療法 ・肺気腫や線維症の病態モデルを用いた組織再構築機構の解析 ・幹細胞治療やバイオマテリアルを用いた肺再生技術の開発

5. 公衆衛生・社会的対策研究

個人レベルの治療・予防にとどまらず、社会全体の健康被害を減らすことを目的とした分野です。 ・感染症流行時の医療体制・行動制限の最適化 ・気道疾患の患者支援体制・在宅医療モデルの構築 ・健康教育やリスクコミュニケーションに関する介入研究

このように、対策研究は薬理学・病態学・環境科学・再生医学・公衆衛生学など、複数の学問領域が連携して進められるのが特徴です。 最終的な目的は、基礎的知見を社会的実装へとつなげ、「呼吸器疾患をはじめとする多様な健康リスクに対して実効性ある対策を提供すること」です。

対策研究のアプリケーション例

対策研究のアプリケーション（応用）例は、疾患の種類や研究目的によって多岐にわたります。 以下では、呼吸器領域を中心に、「治療法」「予防法」「薬理学的対策」という観点から代表的な応用例を示します。

1. 治療法開発への応用

（1）肺線維症に対する抗線維化薬の開発

・肺胞や間質における線維化進行メカニズムを明らかにし、TGF-β経路や酸化ストレス経路を標的とする新規薬剤を評価。 ・マウスやラットの肺線維症モデルを用いて、抗線維化薬（例：ピルフェニドン類似化合物など）の有効性を検証。 → 臨床治療に向けた薬理学的対策の基礎を提供。

（2）急性肺損傷（ALI）・ARDSの治療戦略

・肺胞上皮障害や炎症性サイトカイン（IL-6、TNF-αなど）の制御を目的とした薬剤スクリーニング。 ・間葉系幹細胞（MSC）を用いた再生医療的介入法の検討。 → 重症呼吸不全に対する新規治療法の開発に貢献。

2. 予防法開発への応用

（1）インフルエンザおよび呼吸器合胞体ウイルス（RSV）感染対策

・ワクチンの免疫応答強度・持続期間を評価する動物モデル研究。 ・抗ウイルス薬（例：ニューラミニダーゼ阻害薬）の耐性メカニズム解析。 → 感染拡大の防止と重症化リスク低減に直結。

（2）喘息発症の環境要因対策

・気道炎症を誘発するアレルゲン（ダニ、花粉など）や環境汚染物質（PM2.5、VOC）の影響を解析。 ・アレルゲン曝露削減策や生活環境改善プログラムの評価。 → 発症予防および再発防止を目的とした実践的対策につながる。

3. 曝露対策・環境健康応用

（1）経皮暴露・吸入曝露による呼吸器障害対策

・有害化学物質が皮膚や気道から吸収される経路を解析し、防護手袋やマスクの性能評価を実施。 ・閉塞性細気管支炎や肺線維症の職業性リスクに対する曝露低減技術（換気・吸引システムなど）を開発。 → 労働環境安全および公衆衛生対策に応用。

（2）大気汚染による肺気腫・線維化予防

・オゾンやディーゼル排出粒子の慢性曝露モデルを用い、炎症抑制・抗酸化物質の防御効果を検証。 → 環境政策立案の科学的根拠を提供。

4. 再生・修復医療への応用

・損傷した肺胞上皮の再生を促進する細胞治療法の開発。 ・バイオマテリアルを用いた肺組織再構築や、線維化抑制用ドラッグデリバリーシステムの研究。 → 肺気腫や線維症など、不可逆的変化を伴う疾患に対する新たな治療選択肢を創出。

5. 公衆衛生・社会的実装への応用

・感染症流行時における行動制限・ワクチン接種率・医療体制の最適化に関するシミュレーション研究。 ・呼吸器疾患患者の在宅酸素療法やリハビリプログラムの効果検証。 → 科学的根拠に基づいた社会的対策や政策決定を支援。

このように、対策研究のアプリケーションは、基礎研究（病態理解）から臨床応用（治療・予防）、さらには社会実装（公衆衛生対策）まで連続的に展開されます。 特に呼吸器疾患分野では、病態モデルを活用した薬理学的評価と環境因子の制御研究の統合が重要な応用方向です。

動物モデルを用いた対策研究の具体的研究例

動物モデルを用いた対策研究では、ヒトでの実験が困難な疾患の発症機構や治療・予防効果を再現的に解析し、科学的根拠を得ることを目的とします。 以下に、「治療法」「予防法」「薬理学的対策」という観点から、呼吸器領域における具体的な研究例を示します。

1. 肺線維症モデルマウスを用いた抗線維化薬の評価

目的: 肺線維症に対する薬理学的対策の開発。 モデル: ブレオマイシン（bleomycin）誘発性肺線維症マウス。 内容: ・ブレオマイシンを気管内投与して線維化を誘発。 ・TGF-β経路阻害薬、抗酸化薬、抗線維化ペプチドなどを投与し、肺組織中の線維化マーカー（α-SMA、コラーゲン沈着量）を解析。 成果例: 抗線維化薬候補の有効性を確認し、肺胞構造の保持や炎症抑制効果を評価。 → ヒト肺線維症治療薬の前臨床試験につながる。

2. 経皮暴露モデルを用いた化学物質吸収・防護対策研究

目的: 有害化学物質の経皮吸収による呼吸器影響の予防策確立。 モデル: マウスまたはラットを用いた経皮曝露モデル。 内容: ・特定の有機溶剤や農薬を皮膚に塗布し、血中移行量と肺への影響を評価。 ・防護手袋や皮膚被覆剤による吸収抑制効果を比較。 成果例: 経皮曝露による全身影響を定量化し、防護具選定や曝露管理基準の策定に活用。 → 職業性肺障害の対策立案に直結。

3. 呼吸器合胞体ウイルス（RSV）感染モデルを用いたワクチン効果検証

目的: 小児や高齢者におけるRSV感染予防法の確立。 モデル: BALB/cマウスまたはコットンラットRSV感染モデル。 内容: ・RSV株を鼻腔内に接種し、ウイルス増殖や炎症反応を再現。 ・ワクチン接種群と非接種群を比較し、中和抗体価および気道炎症抑制効果を解析。 成果例: ワクチン候補や抗ウイルス薬の有効性を確認。 → 臨床試験前の安全性・免疫応答データの取得に貢献。

4. 喘息モデルマウスを用いた抗炎症・免疫調整薬の検証

目的: 喘息や気道疾患に対する薬理学的介入法の開発。 モデル: 卵白アルブミン（OVA）誘発性喘息マウス。 内容: ・OVAを感作・再曝露して気道炎症・過敏性を誘導。 ・ステロイド薬、IL-5阻害薬、自然由来抗炎症化合物などを投与。 ・気道抵抗、好酸球浸潤、サイトカイン発現を評価。 成果例: 新規抗炎症薬や免疫調整薬の効果を動物レベルで検証。 → 臨床適用に向けた薬理基盤を構築。

5. 急性肺損傷（ALI）モデルを用いた治療戦略の検討

目的: 急性肺障害に対する早期治療法の確立。 モデル: リポ多糖（LPS）吸入または静注誘発性ALIマウス。 内容: ・炎症性サイトカインやROS産生の制御を目的に、抗炎症薬や抗酸化薬を投与。 ・肺胞構造の破壊程度、血管透過性、酸素化能を解析。 成果例: 炎症抑制・酸化ストレス軽減による肺機能改善を確認。 → ARDS（急性呼吸窮迫症候群）の治療研究に応用。

6. 閉塞性細気管支炎モデルを用いた慢性気道障害対策研究

目的: 慢性吸入曝露や移植後気道障害の治療・予防法確立。 モデル: 化学物質（ジアセチルなど）吸入誘発モデル、または移植後慢性拒絶反応モデル。 内容: ・長期曝露による気道線維化・閉塞病変を再現。 ・抗線維化薬や免疫抑制薬の介入効果を解析。 成果例: 慢性閉塞病変に対する病態制御メカニズムを明らかにし、職業性および医原性肺障害対策に応用。

7. 肺気腫モデルを用いた再生医療研究

目的: 肺胞破壊に対する再生的治療法の探索。 モデル: エラスターゼ誘発性肺気腫マウス。 内容: ・エラスターゼ投与により肺胞構造を破壊。 ・幹細胞（MSCなど）移植や成長因子投与による再生促進効果を解析。 成果例: 肺再生を促す細胞療法の有効性を確認。 → 難治性慢性閉塞性肺疾患（COPD）の新規治療戦略へ発展。

これらの研究例は、いずれもヒト疾患の発症過程や治療応答を再現し、治療法・予防法・薬理学的対策を検証するための前臨床研究です。

 動物モデルを用いることで、分子レベルから臓器・個体レベルまで多段階のメカニズムを統合的に理解でき、臨床応用への橋渡し（トランスレーショナルリサーチ）を支える重要な基盤となります。

対策研究へのemka TECHNOLOGIES社 vivoFlow+の活用

emka TECHNOLOGIES社の vivoFlow+ は、対策研究において 呼吸器疾患モデル動物の肺機能評価 を行うために非常に有用な装置です。以下にその活用例を示します。

1. 肺疾患モデルの生理学的評価

vivoFlow+ は、インフルエンザ感染モデル、喘息モデル、閉塞性細気管支炎モデル、肺線維症モデル、肺気腫モデル、急性肺損傷モデル などにおいて、マウスやラットの 肺機能（気道抵抗、肺コンプライアンス、呼吸量、換気効率） を精密に測定します。これにより、疾患の進行度や治療・予防法の効果を定量的に評価できます。

2. 薬理学的対策の効果検証

vivoFlow+ は薬剤投与後の呼吸機能変化をリアルタイムで記録できるため、抗炎症薬、抗線維化薬、気管支拡張薬などの薬理学的対策 の効果を客観的に検証することが可能です。これにより、候補化合物の有効性と安全性のスクリーニングを効率化できます。

3. 予防法・曝露対策研究

経皮暴露や吸入曝露による呼吸器障害モデル において、曝露後の肺機能変化を測定することで、防護法や予防的介入 の有効性を評価できます。vivoFlow+ の非侵襲的測定機能により、同一個体の経時的変化を追跡することも可能です。

4. 感染性疾患モデル研究

呼吸器合胞体ウイルス（RSウイルス）感染モデル や インフルエンザ感染モデル において、感染後の呼吸機能低下や気道炎症の程度を評価することができます。これにより、ワクチンや抗ウイルス薬などの対策法 の有効性検証に貢献します。

emka TECHNOLOGIES社の vivoFlow+ は、

• 呼吸機能の精密測定

• 非侵襲的・繰り返し測定

薬理学的・予防的介入の効果判定

 を可能にする装置として、呼吸器系の対策研究全般（治療法、予防法、薬理学的対策） に広く応用されています。

emka TECHNOLOGIES社 vivoFlow+

emka TECHNOLOGIES社のvivoFlow+ は、呼吸器疾患に関する対策研究を加速するために開発された高精度な肺機能測定システムです。マウスやラットといった動物モデルを対象に、非侵襲的かつ高感度に呼吸パラメータを評価できるため、治療法・予防法・薬理学的対策の研究において極めて有用です。

本装置は、インフルエンザや呼吸器合胞体ウイルス感染などの感染モデル、喘息、閉塞性細気管支炎、肺線維症、肺気腫、急性肺損傷といった多様な気道疾患モデルに適用可能です。また、経皮暴露や吸入曝露による呼吸障害モデルにも対応し、曝露後の肺胞機能や線維症の進行を精密に解析することができます。

さらに、vivoFlow+ はリアルタイムでの換気量、気道抵抗、肺コンプライアンスなどの指標を定量化することで、薬剤投与後の呼吸機能変化を客観的に評価します。これにより、新規治療薬や予防薬の有効性を科学的根拠に基づいて検証することが可能です。

emka TECHNOLOGIES社のvivoFlow+ は、呼吸器疾患の理解を深め、効果的な対策研究を推進するための信頼性の高いツールとして、学術研究から創薬開発まで幅広い分野で活用されています。

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emka TECHNOLOGIES

emka TECHNOLOGIES社は、1992年にフランスで設立され、当初は、アイソレーテッドオーガンバスやランゲンドルフ灌流装置を開発、製造しており、2000年には非侵襲性のテレメトリーをリリース、2014年には、SCIREQ社（カナダ）をグループに入れることにより、呼吸器研究用機器を製品ポートフォリオに加え、幅広い分野の機器を、世界の研究者の方々に提供しています。

オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店です。日本では唯一emka TECHNOLOGIES社と取引できる窓口となっております。日本国内で展開される様々な研究プロジェクトを支え、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速で専門的なサポートを提供しています。

​​主な製品

• マウス・ラット用テレメトリー

• ジャケットテレメトリー

• オーガンバス

• ランゲンドルフ

emka TECNOLOGIES社 製品

主な製品

• マウス・ラット肺機能測定装置

• マウス・ラット呼吸測定装置

• 吸入暴露装置

• ​細胞暴露装置

SCIREQ社 製品

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その他の製品

Precisionary ビブラトーム（振動式ミクロトーム）

組織切片作製

Precisionary ビブラトームは細胞や組織の切片を特許取得済みの圧縮技術によりビビリなしで作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持します。肺機能を解析した後、肺を取り出しスライスしたり、肺1つから複数の組織サンプルを取得することが可能です。

• 従来のビブラトームの5倍の速さで切開し、ブレードを組織に当てる時間を短縮し、より良い切開を実現

• Auto Zero-Zテクノロジーにより、Z軸のたわみを1 µm未満に低減

• 高周波振動メカニズムにより、ビビリマークを低減または除去

• 持ち運びに便利な軽量設計

• 完全自動化：切開＋厚み調整

• 360度のアガロース包埋により、切断プロセス中に組織を安定化

ビブラトーム

Etaluma Lumascope

インキュベーター内で使用できる３色蛍光ライブセルイメージング蛍光顕微鏡

EtalumaのLumascope（ルマスコープ）は、優れた感度、解像度、ゼロピクセルシフトを備えた、半導体光学の新しいコンセプトで設計された、倒立型小型蛍光顕微鏡です。日々顕微鏡を使用する科学者によって考案、設計され、そのコンセプトデザインにより、インキュベーター、ドラフトチャンバーなどの限られたスペースの中で使用でき、幅広いラボウエアでのライブセルイメージングを可能にします。

多点観察モデル、定点観察モデルがあり、様々な観察シーンに対応できます。

Lumascope

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オレンジサイエンス