hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学術ボーリング計画の研究

本研究は,日本における陸上学術ボーリング計画を国際的視野に立ち,検討を行い,その実施計画を立案することを目的として実施された.すなわち1.本総合研究メンバーによる「陸上学術ボーリングワーキンググループ委員会」を1987年6月,12月,1988年3月に開催し,日本における学術ボーリング計画の検討と立案作業を行った.2.1987年12月にはシンポジウム「陸上学術ボーリング」を東京大学で開催し,本総合研究メンバーと国内の第一線の研究者の講演ならびに討論が行われた.その講演・討論内容は月刊「地球」の特集号として印刷されている.3.全国の関係者に学術ボーリングに関する情報,委員会および集会について知らをるとともに意見を集約するために「学術ボーリングニュースレター」を1987年6月,9月,11月,1988年1月,3月に印刷し,発送した.4.学術ボーリング計画立案において,具体的にどこにボーリングを行なうかが最も重要な検討事項であるので,既に候補として上げられている南鳥島,小笠原,伊豆大島,伊豆半島,三波川帯,青沢層,日高山地,大崩山,和歌山平野について本総合研究メンバーおよびにその地域研究の専門家が具体的検討を行った.その検討結果は「陸上学術ボーリング候補地集」として印刷・発送されている他に,上記シンポジウムで紹介され,月刊「地球」に印刷されている.本総合研究の実施によって日本における陸上学術ボーリング計画が全国の関係者によって検討され,その重要性が広く認識されるとともに,掘削候補地の具体的検討も進められたことから,今後,実施計画の立案および予算処置について具体的検計に移ることのできる状態になった.本研究は,日本における陸上学術ボーリング計画を国際的視野に立ち,検討を行い,その実施計画を立案することを目的として実施された.すなわち1.本総合研究メンバーによる「陸上学術ボーリングワーキンググループ委員会」を1987年6月,12月,1988年3月に開催し,日本における学術ボーリング計画の検討と立案作業を行った.2.1987年12月にはシンポジウム「陸上学術ボーリング」を東京大学で開催し,本総合研究メンバーと国内の第一線の研究者の講演ならびに討論が行われた.その講演・討論内容は月刊「地球」の特集号として印刷されている.3.全国の関係者に学術ボーリングに関する情報,委員会および集会について知らをるとともに意見を集約するために「学術ボーリングニュースレター」を1987年6月,9月,11月,1988年1月,3月に印刷し,発送した.4.学術ボーリング計画立案において,具体的にどこにボーリングを行なうかが最も重要な検討事項であるので,既に候補として上げられている南鳥島,小笠原,伊豆大島,伊豆半島,三波川帯,青沢層,日高山地,大崩山,和歌山平野について本総合研究メンバーおよびにその地域研究の専門家が具体的検討を行った.その検討結果は「陸上学術ボーリング候補地集」として印刷・発送されている他に,上記シンポジウムで紹介され,月刊「地球」に印刷されている.本総合研究の実施によって日本における陸上学術ボーリング計画が全国の関係者によって検討され,その重要性が広く認識されるとともに,掘削候補地の具体的検討も進められたことから,今後,実施計画の立案および予算処置について具体的検計に移ることのできる状態になった.
結晶軸配向制御による超高性能多層模型ナノコンポジット永久磁石の創製

基板加熱スパッタを用いて、結晶配向したsmFe_<12>(ハード相)と、α-Fe(ソフト相)からなるナノコンポジット薄膜を作製し、その配向と磁気特性の関係を調べた。以下にその概要を記す。(1),sub/Ti/(SmFe_<12>、α-Fe)/Ti膜:ナノコンポジット組成を得たが、SmFe_<12>相の配向は膜中のα-Feの体積比V_<Fe>が増加するにつれて、(001)配向から(101)配向と(001)配向の混合相へと変化した。V_<Fe>6%において保磁力にピークがみられ、このとき(BH)_<max>も極大をとった。(2),sub/(SmFe_<12>,α-Fe)/Ti膜:下地層のTiを取り除いた結果、V_<Fe>50%まで(001)配向が良く保たれ、ハード相であるSmFe_<12>が結晶配向した3次元分散型ナノコンポジット磁石をはじめて作製することができた。保磁力はV_<Fe>25%まで増加傾向を示しその後減少した。(BH)_<max>もV_<Fe>25%で極大をとり、(BH)_<max>=20MGOeを得た。(3),保磁力増加の傾向を説明するために、ハード相が配向したナノコンポジット磁石での計算機シュミレーションを行った。その結果ハード相間の結合力を弱く、ハード-ソフト相間の結合力を強くした場合に保磁力の減少率が抑えられ、実験に近い傾向を示すことがわかった。2.強磁場中熱処理によるNd-Fe-Co-B系ナノコンポジット薄帯の作製液体急冷法により得られたアモルファス薄帯を強磁場中で熱処理・結晶化することで結晶軸配向の可能性を検討した。対象とする系は、ハード相:Nd_2(Fe_<1-x>Co_x)_<14>B、ソフト相:(Fe_<1-x>Co_x)とした。現在のところ熱処理温度T_aがT_cより低い場合では、磁場中熱処理によってハード相Nd_2Co_<14>Bの体積分率が増大すること、それに伴って保磁力が増えることが明らかになっている。しかしハード相の結晶軸分布ははランダム配向から有為な変化を示していない。1、基板加熱スパッタによるSm-Fe系ハード薄膜の作製SmFe_<12>系化合物は室温で一軸異方性を示すことがわかっているが、一般に構造安定化のためのTi,Mo,Vなどの第3元素の添加が必要であり、そのために飽和磁化の低下を招く。一方、薄膜プロセスを用いると第3元素無しで1-12構造を安定化できることがわかっている。

そこで本研究では、比較的大きな飽和磁化、磁気異方性の期待されるSmFe_<12>系ハード薄膜を基板加熱を用いたスパッタ法により作製し、その磁気特性を調べた。X線回折の結果からSm12.8at%の試料においてSmFe_<12>系単相になること、これよりFe richな組成ではSmFe_<12>相とα-Feの混相になることがわかった。またこれらの試料では正方晶(002)面の反射強度が大きく、c軸が膜面に垂直に配向する傾向があった。磁化測定の結果、Sm10.6at%、基板温度500550°Cで作製した試料ではH_c=3kOe,M_s=12.4kGが得られ、膜面に垂直に磁場を印加した場合、角型比の大きな減磁曲線を得た。また膜面に平行に磁場を印加した場合は50kOeの磁場中でも磁化が飽和せず、強い一軸異方性を示すことがわかった。2、強磁場中熱処理によるNd-Fe-Co-B系ナノコンポジット薄帯の作製キュリー温度T_cが結晶化温度を上回る組成のNd-Fe-Co-B系ナノコンポジット磁石を強磁場中で熱処理することにより、ハード相を配向させることを試みた.試料の仕込組成はNd_<12>(Fe_<1-x>Co_x)_<79>Nb_1B_8(x=0.36,0.7,1)とし、液体急冷単ロール法(ロール周速度V_s=30100m/s)により薄帯を作製した。強磁場中熱処理は、冷凍器冷却型超伝導磁石と縦型熱処理炉を用いて、薄帯の長手方向に最大磁場10Tを印加して行った。X線回折及び磁化測定の結果、x=1、V_s=50m/sの試料において、熱処理温度がT_cより低い675°C及び725°Cの場合には、10Tの磁場中で熱処理した試料は、零磁場中熱処理時に比べてハード相の割合が増加する傾向にあること、T_c以上の熱処理温度の場合には磁場の大きさにほとんど依存しないことがわかった。基板加熱スパッタを用いて、結晶配向したSmFe_<12>(ハード相)と、α-Fe(ソフト相)からなるナノコンポジット薄膜を作製し、その配向と磁気特性の関係を調べた。以下にその概要を記す。1, Smチップの枚数が28枚、及び基板温度T_s=550°Cの条件で、(001)面が膜面に平行に良く配向したSmFe_<12>相単相が得られることがわかった。2,この結果を基に、二種類の膜構成でナノコンポジット組成の試料を作製した。(1)sub/Ti/(SmFe_<12>,,α-Fe)/Ti膜:ナノコンポジット組成を得たが、SmFe_<12>相の配向は膜中のα-Feの体積比V_<Fe>が増加するにつれて、(001)配向から(101)配向と(001)配向の混合相へと変化した。V_<Fe>6%において保磁力にピークがみられ、このとき(BH)_<max>も極大をとった。(2)sub/(SmFe_<12>,α-FC)/Ti膜:下地層のTiを取り除いた結果、V_<Fe>48%まで(001)配向が良く保たれ、ハード相であるSmFe_<12>が結晶配向した3次元分散型ナノコンポジット滋石をはじめて作製することができた。保磁力はV_<Fe>25%まで増加傾向を示し、その後減少した。(BH)_<max>もV_<Fe>25%で極大をとり、(BH)_<max>、=20MGOeを得た。3,2-(2)の保磁力増加の傾向は、これまでの無配向のナノコンポジット滋石には見られない傾向である。この結果と比較を行うために室温基板でのスパッタを行い、無配向のSmFe_<12>とα-Feのナノコンポジット薄膜を作製した。その結果、無配向の場合では保磁力がV_<Fe>蚕の増加に対して単調減少することがわかった。
有糸分裂を乗り越えて遺伝子発現パターンを復元する転写制御機構の解明

海外の研究グループから類似した研究成果が報告されたことを受けて、研究計画を一部変更した。今年度は、M期遺伝子発現制御を解明するための新規の解析手法の開発に努めた。本解析手法では、抗体を用いて目的タンパク質近傍20nmをin situビオチン化標識した後ストレプトアビジン精製することによって、目的タンパク質近傍のタンパク質、DNA、RNAを網羅的に同定することができる。本解析手法の確立のためには、抗体由来のバックグラウンドの低減、ビオチン化標識反応条件の最適化、ストレプトアビジン精製の最適化などの様々な条件を検討する必要があったが、それぞれについて最適であると考えられる条件を見つけ、新規手法の確立に大きく近づくことができた。目的タンパク質近傍が特異的にビオチン標識できているかどうかは、蛍光標識ストレプトアビジンを用いて細胞内のビオチン化部位を蛍光顕微鏡観察することで調べた。目的タンパク質の周辺因子が特異的に回収できていることは、ウエスタンブロッティングで調べた。さらに、周辺のDNAおよびRNAが特異的に回収されていることはPCRによって示した。本手法によって得られたタンパク質、DNA、RNAを質量分析と次世代シーケンサーによって解析することで、有糸分裂期特異的な未知のタンパク質-タンパク質相互作用、タンパク質-DNA相互作用、タンパク質-RNA相互作用を明らかにできる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。当該年度の目的は、有糸分裂期の転写活性および転写因子のクロマチン結合状態の解析であった。そのためにまず、ES細胞における効率的な細胞周期同調法の確立を目指した。細胞周期同調法には様々な方法があるが、本研究で使用しているR11細胞では、短時間のNocodazole処理とシェイクオフ法を組み合わせた方法が最も効果的であることがわかった。一方で、チミジンやRO3306を用いた方法は効果的ではなかった。Nocodazoleを用いた方法で単離した有糸分裂期細胞は、Nocodazoleを除去することで再び細胞周期の進行を開始することが確認され、一連の条件検討により目的のフェーズのES細胞を得ることが可能となった。Nocodazoleを用いた方法で有糸分裂期の細胞のみを単離して、新規合成RNAの解析とChIP解析を行った。その結果、有糸分裂期前期には新規のRNA合成量が激減し、有糸分裂期後期からG1期にかけてRNA合成レベルが回復していく様子が観察された。また、ChIPの結果から、多くの転写因子はクロマチンから解離することを示すデータが得られた。これらの結果は、これまでに報告されている結果と一致する。しかしながら、有糸分裂期にも例外的に転写活性を維持する遺伝子が存在している可能性がある。こうした遺伝子を探索するためには4sU-RNA-seqによる網羅的な解析が必要であり、現在解析に向けた準備を進めている。ChIPについても同様に、ChIP-seq解析を行うためのサンプルを調製している段階である。当該年度中に網羅的解析を行うには至らなかったため多少の遅れは生じているものの、おおむね予定していた通りの解析に着手することができ、期待していた結果を示唆するデータが得られているため。現在準備しているサンプルを用いて、網羅的解析のためのライブラリを作製し、網羅的解析を行う。4sU-RNA-seq解析から、有糸分裂期に遺伝子発現を維持する遺伝子が存在しているかどうかを調べる。そうした遺伝子が発見された場合には有糸分裂期に遺伝子発現を可能にする特異的なヒストン修飾状態やクロマチン構造、転写因子の結合状態などを明らかにしていく予定である。また、ChIP-seq解析の結果から、有糸分裂期にクロマチン結合を維持する転写因子が存在するかどうかを調べる。有糸分裂期にクロマチン結合を維持する転写因子にデグロン配列を付加させることで有糸分裂期特異的な分解を引き起こし、その後の細胞増殖や細胞分化への影響を調べ、有糸分裂期にクロマチン結合活性を維持することの生理学的意義の解明を目指す。
無アクセント方言が共通語化する過程における音韻現象と音声的実現

本研究では,茨城県の方言を主たる対象としつつ,千葉県の方言も視野に入れ,方言の諸側面の基礎的特徴と変異を調べた。特に重点的に分析したのは,有声閉鎖音(たとえば「が」「ば」の子音)の特徴と助詞である。有声閉鎖音の特徴をめぐっては,先行研究において,二通りの発音があり,一つのタイプは東北地方で,もう一つのタイプは他の地域で主流であることが知られている。本研究により,茨城県の大部分では東北地方と同様の発音が主流であり,県西地域の一部において両タイプが混在していることが明らかになった。文法項目の調査については,調査結果をもとに,助詞「げ」の起源について新たな提案を行った。本研究は,共通語と大きく異なる音韻体系を持つ方言が共通語圏と近接しているとき,方言圏にどのような変異が生まれ変化するかを,音声学・音韻論的側面から明らかにすることを目標として掲げた。具体的には,茨城県の方言を対象として設定した。2013年度には茨城県の4地域(県北,県央,県南,県西)の老年層を対象として発音の調査を行った。これをふまえ,2014年度には音響的な分析をすすめた。とりわけ注目したのは,有声破裂音のヴァリエーションである。先行研究においても知られているように,日本語の有声破裂音には声帯振動が破裂に先立つもの(以下,prevoicing)と,破裂よりやや遅れて声帯振動が開始するもの(以下,short-lag)という二つの変異形がある。先行研究では,日本の方言の多くにおいて前者の変異形が優勢であるのに対し,東北地方では後者が優勢であることが知られている。さらに,茨城県においては,県西以外の地域で後者が優勢であるのに対し,県西では前者が優勢であることが知られている。今回の分析の結果により,prevoicingが優勢な地域とshort-lagが優勢な地域の分布を明確にすることができた。すなわち,県西において常にprevoicingが優勢なわけではなく,実際にはprevoicingは県西のごく一部においてのみ優勢であることが明らかになった。以上の結果を,2014年9月に開催された日本音声学会全国大会において発表した。さらに,県西におけるprevoicingとshort-lagの分布をさらに詳しく調べるため,2014年11月から12月にかけて,坂東市と猿島郡境町において追加の調査を行った。まず,5月に本プロジェクトメンバーによるミーティングを筑波大学において実施し,研究の具体的な方向について議論した。そして,本年度中に茨城県の4地域(県北,県央,県南,県西)の老年層50名を対象としたフィールド調査を行うことに決定した。調査項目は,(1)文法・音韻の基礎的特徴,(2)イントネーション,(3)VOT (Voice Onset Time)・声質の大きく三つから構成される。以上の計画にもとづき,7月8月および1月2月の2回に分けて録音調査を実施した。メンバー3名で分担して現地調査を行い,録音をとった。得られたデータを集計・分析するにあたっては,筑波大学の学生を雇用した。現在までの時点で結果がある程度まとまっているのは,(3)のうちVOTの分析である。録音データを音響分析し破裂音のVOTを計測した結果,茨城県の多くの地域で有声破裂音がわずかにプラスの値をとる傾向にあるのに対し,古河市を中心とした県西地域の一部でマイナスの値をとることが明らかになった。先行研究によれば,有声破裂音におけるプラスVOTが東北地方に,マイナスVOTが南関東に観察され,茨城県内においては県西をのぞきプラスVOTになるという。本研究の結果は,この先行研究の結果とおおむね一致するものであり,地理的な分布をより詳しく明らかにするものとなったと言える。前年度までは,茨城県の各地で調査を行い,そこで得たデータのうちでも特に,有声破裂音の変異の分布や文法項目に注目して分析し,考察を進めてきた。その中で,茨城県にみられる特徴のうちのいくつかが千葉県にも観察される可能性が浮上してきたため,本年度は千葉県で,これまでと同様の調査を行った。調査対象としたのは,千葉県内の7自治体(野田市,印西市,成田市,香取市,銚子市,茂原市,南房総市)である。ここで得たデータを用い,分担者の一人である佐々木が,格助詞「げ」の起源をめぐって新たな説を提案した。

3年間の研究期間全体としては,茨城県内の10自治体と千葉県内の7自治体で調査を行い,協力者の総数は100名を超える。限定された地域の中でこれだけ多くの協力者のデータを得られたことは,画期的と言えるだろう。これらのデータをもとに,有声破裂音の発音の変異の分布を明らかにすることができた。また,先に述べた格助詞「げ」の研究も,本プロジェクトで得たデータをもとにしている。一方で,本プロジェクトで得た大量のデータを, 3年間の研究期間内に全て生かし切れたとは言えないことも事実である。収集したものの分析が完了していない録音資料も多く残っている。研究期間が終了したとはいえ,分析の完了していないものについては,引き続き分析を進め,収集した録音資料を最大限に生かせるような努力が,今後も必要であろう。とりわけ,声質やイントネーションの解析結果がまとまれば,茨城方言研究のみならず一般音声学的にも重要な発見になる可能性があり,今後の継続的な研究が必要とされる。音声学・音韻論破裂音のヴァリエーションの分布が先行研究の指摘よりも複雑な様相を呈していることが研究の過程で明らかになり,その複雑な様相を明らかにすべく当初の予定よりも多くのデータを集めることにした。データ量の増加に伴い,分析に当初の予定よりも多くの時間がかかっている。そのような中,破裂音のヴァリエーションの分析を優先してきたため,それ以外のイントネーションや声質の分析が遅れている。茨城県の老年層を対象とした調査が本年度の計画の主要な部分であった。これを達成できたという点で,計画はおおむね順調に進展しているということができる。イントネーションや声質の分析を進めるため,分析補助者を雇用し分析を進める予定である。また,prevoicingが優勢な地域のデータを得るため,利根川以南の埼玉県・千葉県での調査を予定している。今後は,平成24年度の調査によって得たデータのうち分析がまだ済んでいないものについて分析を進めるとともに,その結果を学術大会に発表する。また,平成24年度の調査をふまえ,より発展的な調査(イントネーションに関する詳細な調査,アクセントの調査など)を茨城県内で行う予定である。研究代表者が所属をかわって1年目であったため,データ分析補助作業者の確保に難航し,人件費が当初の予定よりも少なくなった。また,国際会議での発表をとりやめたことも次年度使用額が生じた理由の一つである。データ分析補助作業者を雇用するための費用にあてる予定である。平成24年度は分析補助アルバイトの選定が難航し雇用の開始が遅れたため、人件費をはじめとする経費が予定額よりも少なくなった。平成25年度は、分析を進めるため、分析補助アルバイトの人件費を多く必要とする。また,打ち合わせ,学術大会における発表,および追加の現地調査のため,旅費を必要とする。このほか,分析にかかわる追加の物品購入と関連文献の購入のために物品費を必要とする。
傍腫瘍性神経変性症に関連する抗原蛋白の機能の解析

肺小細胞癌を伴い、広汎な神経細胞の核に対する自己抗体が出現する傍腫瘍性神経症候群の発症機序を解明する目的で、この症候群の関連する神経自己抗原である神経特異的ELAV様蛋白について、RNA結合の機能について検討した。我々がヒト海馬よりcDNAクローニングした神経特異的ELAV様蛋白HuC/ple21のdeletionmutant蛋白と、神経細胞の生存に重要と考えられているmRNAの3'非翻訳配列中に存在するAU-rich element(ARE)を用いてその結合をRNA gel shift assayによりmRNAの結合部位と抗神経細胞抗体の抗原認識部位について検討した。前癌遺伝子c-myc mRNAのAREを用いて解析した結果、high stringentな条件下でも強い結合が確認され、HuC/ple21のアミノ酸残基29-38と186-194がRNA結合に必要であることを明らかした。抗神経細胞抗体の抗原認識部位について検討した結果、HuC/ple21のRNA認識領域のミノ酸残基161-172と29-38にエピトープが存在することが明らかになった。抗神経細胞抗体の蛋白の結合が、蛋白のRNA結合を阻害し得るかについて検討した結果、抗体とRNAのPle21抗原における結合は異なり、抗体の結合はPLE21抗原のRNAの結合を妨げず、抗神抗体の結合がPLE21抗原蛋白の機能には影響を与えない可能性が示唆された。また、HuC/ple21の3つのRNA認識領域のうち、RNAとの結合には第1RNA認識領域の全てのbeta sheet領域、第1alpha helix領域を構成するアミノ酸のうちの2個のアミノ酸と第2RNA認識領域の第4beta sheet領域を構成する8個のアミノ酸がRNAの結合に必須であることを明らかにした。さらには、神経特異的ELAV様蛋白HuC/ple21は、多くの中枢神経自己免疫疾患や感染性疾患において重要な役割を果たしていると考えられ、神経細胞からも産生されているtumor necrosis factor(TNF)-αのmRNA3'非翻訳配列AREと結合することを明らかにした。この結果は、神経特異的ELAV様蛋白が神経細胞においてTNF-αの産生を制御している可能性を示唆し、傍腫瘍性神経症候群の神経抗原蛋白は神経細胞の生存に重要な役割を果たしていると考えられた。自己抗体が関与する自己免疫疾患では、抗体がその標的抗原に結合することにより、抗原蛋白の本来の生物学的機能を妨げ、その結果自己免疫疾患の発症につながることがしばしば起こる。この機序が肺小細胞癌を伴う傍腫瘍性神経変性症にも該当するか否かを明らかにすることを目的として、本疾患に関連し、3個のRNA認識領域を有する蛋白抗原PLE21について、各RNA認識領域を含むdeletion mutantを作製し、それぞれの蛋白のc-myc mRNAとの結合部位とこの疾患に特異的に出現する抗神経細胞抗体の抗原認識部位について検討した。その結果、PLE21抗原のうち、RNA認識領域のいずれもが、抗体に認識されるものの、第1、第2RNA認識領域は、全ての抗体に認識され、major epitopeが存在しているものと考えられた。このうち、アミノ酸残基161-172と29-38にエピトープが存在していることが明らかになった。

一方、RNAの結合には、やはり、第1RNA認識領域と第2RNA認識領域が必要であり、これら二つのの領域が連結した形で存在することがc-mycの結合に必要十分である。しかしながら、この連続した領域のうち、抗体の認識に直接関わっていないアミノ酸残基187-194がRNAの結合に必要ではあるが、抗体のエピトープである161-172とは結合しないことが明らかになった。さらに、抗体のもう一つのエピトープである29-38は、RNAの結合に不可欠である。抗神経細胞抗体の抗原の結合が、抗原のRNAの結合を阻害し得るかについて、supershift gel mobility assayにより検討した結果、抗体の結合はPLE21抗原のRNAの結合を妨げないことが明らかになった。これらの結果は、抗神経細胞抗体とRNAのPLE21抗原における結合は異なっており、抗体の結合がPLE21抗原蛋白の機能には影響を与えない可能性を示唆している。肺小細胞癌を伴い、広汎な神経細胞の核に対する自己抗体が出現する傍腫瘍性神経症候群の発症機序を解明する目的で、この症候群の関連神経抗原である神経特異的EIAV様蛋白について、その機能として重要と考えられるRNAとの結合の性状を検討した。我々がヒト海馬よりcDNAクローニングした神経特異的ELAV様蛋白HuC/ple21のdeletionmutant蛋白と、神経細胞の生存に重要と考えられているInterleukin-3(IL-3)のmRNA3′非翻訳配列中に存在するAU-richlelement(ARE)を用いてその結合をRNA gel shift assayにより検討した。HuC/ple21蛋白のアミノ酸構造上に存在する3つのRNA認識須域のうち、RNAとの結合には第IRNA認識領域の全てのbetasheet領域、第1alphahelix領域を構成するアミノ酸のうちの2個のアミノ酸と第2RNA認識領域の第4betasheet領域を構成する8個のアミノ酸がRNAの結合に必須であることを明らかにした。さらには・神経特異的ELAV様蛋白HuC/ple21は、多くの中枢神経自己免疫疾患や感染性疾患において病変に重要な役割を果たしていると考えられ、神経細胞においても産生が証明されているtumornecrosis factor-alphaのmRNA3′非翻訳配列AREと結合することを明らかにした。これらの結果は、神経特異的ELAV様蛋白が神経細胞においてTNF-alphaの産生を制御している可能性を示唆し、傍腫瘍性神経症候群の神経抗原蛋白は神経細胞の生存に重要な役割を果たしていると考えられた。
DNAチップを用いたヒト有細胞セメント質由来細胞特異的遺伝子発現パターンの解析

平成14年度は、セメント質由来細胞および正常骨芽細胞で発現している遺伝子の発現について、配列既知のプローブ遺伝子を結合させたメンブレン型DNAアレイにより検出・比較した。遺伝子発現の包括的解析のため、セメント質由来細胞および正常骨芽細胞からトータルRNAの分離を行った。正常骨芽細胞に関しては、骨芽細胞分化のマーカーであるアルカリフォスファターゼ遺伝子、オステオカルシン遺伝子の発現を指標に判断し、前骨芽細胞から骨芽細胞へ分化段階であることが推察された。ヒト有細胞セメント質由来細胞に関しては、アルカリフォスファターゼ遺伝子の発現は骨芽細胞に比較すると低いことが確認された。それぞれの細胞から分離したRNAサンプルを33P-ATPで標識し、イメージアナライザーを用いて画像解析を行ったところ、約1100種類のうち、40種類の遺伝子について発現様式に差が認められた。通法に従いPCR法によりDNAアレイ解析の結果を確認したところ、セメント質由来細胞ではIGFBP2の発現が認められず、一方で正常骨芽細胞では強いシグナルを検出した。検討対象を広げ、同意を得た患者口腔内から採取した歯槽骨骨芽細胞、顎骨骨細胞とも比較検討したところ、やはり骨由来細胞ではIGFBP2の発現が認められ、IGFBP2がセメント質由来細胞と骨組織を構成する細胞との識別マーカーに利用できる可能性が示唆された。さらに、セメント質由来細胞、正常骨芽細胞、歯周組織より分離した歯根膜細胞、骨膜細胞、歯肉線維芽細胞、さらには免疫系細胞株で、セメント質形成をはじめ硬組織形成に深く関与すると考えられているGDF-5に対する検討したところ、歯根膜細胞やセメント細胞でプロテオグリカンの産生が増え、Bリンパ球系細胞でアポトーシスが誘導されることが判明し、これらは各細胞での遺伝子発現パターンの多様性を反映するものと推察された。当研究課題に対して平成13年度はDNAチップを用い、包括的な遺伝子発現のパターンを解析する第一歩として、セメント質由来細胞および正常骨芽細胞からトータルRNAの分離を行った。正常骨芽細胞に関してはRT-PCR法による遺伝子発現の予備解析を行ったところ、アルカリフォスファターゼ遺伝子の発現が確認され、また骨芽細胞分化のマーカーとして知られているオステオカルシンが低い程度で検出されたことから、前骨芽細胞から骨芽細胞へ分化が進みつつある段階であることが推察された。しかし、その他の骨関連マーカーであるオステオカルシン・オステオポンチン、1型コラーゲンや骨形成因子(BMP : Bone Morphogenetic Protein)およびその受容体に関しては両細胞共に発現が確認された。類似した硬組織由来の細胞から分離された遺伝子の発現を比較するためには、細胞を十分に増殖させて分離作業を行う必要がある。本年度は共に十分量のトータルRNAを採取し、ノーザンブロット法を応用し、両者のRNAの品質が良好であることを確認した。DNAチップに関してはチップの供給体制の変更によりメンブレンタイプに形式を変更した。RNAサンプルの標識方法が蛍光色素を用いる方法から33P-ATPを用いる方法に変更する必要があった。検出方法はイメージアナライザーを用いて、読み取り機器を介したコンピューターによる画像解析の手法を用いている。現在までに第一回目の検出を行った。恒常的に発現されていることが知られているハウスキーピング遺伝子で発現を検出できたが、検出そのものの安定を図る必要から、現在実験条件の検討を重ねている。
新規経腸栄養剤開発を目指す機能性ペプチド成分に関する研究

糖尿病患者は、年々、増加の一途をたどっており、その結果、合併症を発症する患者も増加している。本研究では、ゼラチン加水分解物(gelatin hydrolysate: GH)の摂取が、ストレプトゾトシン投与による糖尿病モデルラットの血漿グルコース濃度の上昇を抑制することを見出した。GHによる血漿グルコース濃度調節機構の詳細は明らかではないが、少なくとも一部には糖尿病モデルラットの膵臓ランゲルハンス島における炎症反応の抑制作用が関与していると思われる。GHは糖尿病患者に対する経腸栄養剤の機能性成分の1つとして効果的であると思われる。我が国には、糖尿病あるいはそのリスクを保有する者が2,000万人を越えて存在する。我々はゼラチン加水分解物の摂取により、糖尿病モデルラットの病態進行が抑制される可能性を見出した。現在、臨床応用されている糖尿病患者用の経腸栄養剤には、タンパク質成分の機能性に焦点をあてた製品は存在しない。本研究では、ゼラチン加水分解物摂取が糖尿病モデルラットの病態に及ぼす影響を検討し、その作用機構を解明するとともに、活性画分を濃縮することを目的とする。本研究では、ストレプトゾトシン投与による糖尿病モデルラットを用いて研究を実施してきた。そしてこれまでの研究では、ストレプトゾトシン投与と同時にゼラチン加水分解物を含有した飼料で飼育を行なっていた。本年度の研究の中で、ストレプトゾトシン投与1週間後から本試験飼料を給餌したところ、ゼラチン加水分解物摂取による糖尿病進行抑制作用が消失し、対照飼料で維持した場合との差が無くなることを確認した。さらにストレプトゾトシン投与後3日間の試験飼料の摂取が、少なくとも1週間後の血糖値に影響を及ぼしている可能性を見出した。これらの結果から、ゼラチン加水分解物の作用は膵臓の保護作用に起因するものと想定し、現在、膵臓ランゲルハンス島における遺伝子発現に及ぼす影響を検討している。当初、腸管機能に着目した研究計画を検討し、実際に実施してきたが、明確な成果はあげられなかった。一方、試験飼料の給餌タイミングを検討した中で、新たな標的臓器を絞り込むことができたことから、研究目的の達成には近づいていると考えている。そしてこれまでの研究では、ストレプトゾトシン投与と同時にゼラチン加水分解物を含有した飼料で飼育を行なうことで、飼育1週間後の血糖値の上昇を有意に抑制し、糖尿病の病態進行を抑制できることを見出した。一方でストレプトゾトシン投与1週間後から本試験飼料を給餌した場合には、ゼラチン加水分解物の糖尿病進行抑制作用が消失し、対照飼料で維持した場合との差が無くなることを確認していた。そして今年度の研究では、ストレプトゾトシン投与後2日間の試験飼料の摂取が、血糖値の変化に影響を及ぼしている可能性を見出した。2日間実験飼料を自由摂取させ、1晩絶食後に経口糖負荷試験を実施したところ、ゼラチン加水分解物を摂取した群で血糖値の上昇が有意に抑制され、糖負荷30分後の血漿インスリン濃度は有意に高値を示した。さらにストレプトゾトシン投与3日目に膵臓の組織学的検討を実施したところ、ランゲルハンス島が占める面積割合が、対照飼料の摂取と比較し、ゼラチン加水分解物摂取で有意に高値を示した。これらの結果から、ゼラチン加水分解物は膵臓の保護に効果的であると考えている。糖尿病自然発症モデル動物をはじめとする複数のモデル動物を使用した検討を開始する予定であったが、現時点ではそれに至っていない。しかしながらゼラチン加水分解物の血糖上昇抑制作用が、骨格筋をはじめとするインスリン抵抗性の改善に起因するのではなく、膵臓に直接あるいは間接的に作用し、ランゲルハンス島を保護する効果があることを確認できたことは、今後の研究にも大きく役立つデータを得ることができた。また、腸管からのGLP1分泌を測定するための予備実験も進めており、次年度には結果が得られるものと考えている。そしてこれまでの研究から、ゼラチン加水分解物はストレプトゾトシンの毒性に対する膵臓保護作用を有する可能性を見出した。

本年度の研究では、糖尿病モデルラットの膵臓ランゲルハンス島を分離し、Total RNAを抽出して、炎症関連分子の遺伝子発現量について検討したところ、NF-kB、IL-1β、TNF-αの発現が、ゼラチン加水分解物摂取によって抑制されることを見出した。そこで次に、膵臓保護作用が報告されているインクレチンGLP-1の分泌量について検討した。血流を遮断しないように門脈内へカテーテルを留置した健常ラットに、カゼインあるいはゼラチン加水分解物を強制胃内投与し、15分後に門脈血を採取した。血漿を分離し、ELISAキットを用いてTotal GLP-1量を測定したところ、カゼイン投与では変化は認められなかったが、ゼラチン加水分解物投与では、有意なGLP-1濃度の上昇が認められた。これらの結果から、ゼラチン加水分解物には、ストレプトゾトシン糖尿病モデルラットの膵臓ランゲルハンス島における炎症反応を抑制する作用があり、その作用機構の一部には腸管からのGLP-1分泌の促進が関与している可能性が示唆された。糖尿病患者は、年々、増加の一途をたどっており、その結果、合併症を発症する患者も増加している。本研究では、ゼラチン加水分解物(gelatin hydrolysate: GH)の摂取が、ストレプトゾトシン投与による糖尿病モデルラットの血漿グルコース濃度の上昇を抑制することを見出した。GHによる血漿グルコース濃度調節機構の詳細は明らかではないが、少なくとも一部には糖尿病モデルラットの膵臓ランゲルハンス島における炎症反応の抑制作用が関与していると思われる。GHは糖尿病患者に対する経腸栄養剤の機能性成分の1つとして効果的であると思われる。当初の予定どおり、ゼラチン加水分解物の糖尿病病態改善効果に関する作用機構の検討を引き続き実施する。ストレプトゾトシン投与直後から試験飼料を給餌した糖尿病モデルラットから、膵臓ランゲルハンス島を分離し、炎症および線維化関連分子の遺伝子発現量について検討する予定である。さらにインスリン分泌能などの生理機能についても検討を進めたいと考えている。ゼラチン加水分解物摂取による糖尿病進行抑制効果の作用機構を検討する。ゼラチン加水分解物摂取後の腸管からのGLP1分泌を検討し、このインクレチンによる膵臓保護効果が関与する可能性を明らかにする。もし肯定的な結果が得られなかった場合には、摂取成分の直接的な作用を検討する目的で、ゼラチン加水分解物摂取後の血漿ペプチド分析を実施する。そして当初の予定通り、他の糖尿病モデル動物に対するゼラチン加水分解物摂取の影響を評価するとともに、その活性本体の濃縮、同定を試みる。栄養科学次年度使用額が発生したが、その金額は少額と判断され、ほぼ計画どおりの決算額であったと考える。ゼラチン加水分解物の摂取が、糖尿病の進行を抑制するメカニズムの解明に関する研究に時間を要したため、当初、複数の糖尿病自然発症モデル動物を利用した研究を計画していたが、それに至らなかった。これが次年度使用額が生じた大きな理由である。当初の予定どおり研究を推進し、適切な会計処理を進めていく。今年度実施できなかった自然発症モデル動物を利用した実験を次年度実施する予定であり、そのモデル動物購入費用として支出する。
歯根膜細胞のメカニカルフォース応答性RANKL発現と破骨細胞誘導能について

本研究において、歯根膜細胞への圧迫および牽引刺激によるRANKLの変化は主に圧迫刺激で多く発現することがわかり、歯の移動時の圧迫側での破骨細胞誘導能との関連が強いと考えられた。しかしRANKL発現は非常にわずかで検出がしばしば困難であり、検出法について詳細に検討する必要がある。PGE_2産製に直接関与するcox-2遺伝子は歯根膜細胞の圧迫および伸展刺激両者で顕著に発現することがわかった。さらにcox-2発現は歯根膜を採取した宿主年齢の増大に伴って発現が亢進することがわかり、矯正治療中の成人患者が若年患者に比べ歯肉退縮や歯槽頂吸収が多いことと関連付けられるであろう。しかしcox-2が顕著に発現してもRANKL発現が見られないこともあり、RANKLはcox-2以外の因子によっても制御を受けると考えられる。さらに骨芽細胞への適度の圧迫刺激ではcox-2、PGE_2を介してBSP発現が亢進しており、cox-2はその発現量により骨形成系にも関与していることが示唆された。また低出力レーザー照射の抗炎症作用の検討では、周期的伸展刺激を加えた歯根膜細胞へのレーザー照射で強いcox-2発現が顕著に抑制されており、レーザーの抗炎症効果が期待できると考えられ、照射量や照射法を詳細に検討することで、歯肉退縮や歯槽頂の吸収を抑制できる可能性があるであろう。この様に歯周組織のメカニカルストレス応答性を詳細に解明することによって、成人患者で多く発生する異常な歯槽骨や歯根吸収の予防に寄与できると考えられる。10歳から48歳までの矯正治療の目的で抜歯する16人の患者にインフォームドコンセントを行い本学倫理委員会の規定に沿った手続きをした後、抜去歯から歯根膜組織を採取した。これを培養して歯根膜細胞をアウトグロースさせ、Gosekiらの方法(Mech Aging Dev,1996)に従い5-6代継代培養の歯根膜細胞を得た。また歯根膜細胞に圧迫刺激を加えることができるよう6穴培養プレートに適合するようなピストン型ガラスシリンダーを試作した。歯根膜細胞(10歳)を1.5x10^4cells/wellになるよう6穴プレートにseedingし、6日後subconfluentになった時にガラスシリンダーの底面を6穴プレート細胞面に密着させるようにして、培養細胞に圧迫力を加えた。この時、シリンダー浮力を計算し2および4g/cm^2になるようシリンダー内に鉛重りを入れて加重を調節した。加重刺激後、1および2日後にtotal RNAを回収し、RANKLおよびOPGの遺伝子発現をリアルタイムRT-PCRによって検討した。その結果OPGは圧迫刺激に関係なく対照群、実験群共に発現していたが、RANKLは両群共に発現が見られなかった。類似した研究方法により歯根膜細胞のRANKL遺伝子発現が亢進しているとの報告があり、このような差異が現れた原因を検討中である。RANKL遺伝子発現が亢進する加重条件を見いだした後、若年および壮年のドナーから得られた歯根膜細胞に圧迫刺激を加えてRANKLおよびOPGについて種々の比較検討を行う予定である。また引き続き患者から歯根膜細胞を提供してもらい個体数を増加させている。昨年度10歳患者の小臼歯から採取し培養したヒト歯根膜細胞にピストン型ガラスシリンダーを用いて圧迫力を加えた結果、OPGは圧迫刺激に関係なく対照群、実験群共に発現していたがRANKLは両群共に発現が見られなかった。そこで今回RANKL遺伝子発現を検出するため種々のプライマーを用い1,25vitamin D_3存在下(J Bone Miner Res17,2002)で歯根膜細胞(48歳)を培養し圧迫刺激を加えると、検出できるプライマーが決定され、またD_3投与および圧迫刺激共に発現が上昇していた。

そこで13歳(若年)および48歳(老年)の患者から採取した細胞を培養し2g/cm^2の圧迫刺激を加え骨吸収関連遺伝子について検討した。若年細胞の骨吸収関連遺伝子では圧迫刺激3時間後からCox-2発現が顕著に上昇したが、RANKLは12時間後にわずかに発現しているだけであった。M-CSFには変化がなくOPGは軽度に低下した。一方、老年細胞ではCox-2(1時間後)のみならずRANKL(3時間後),M-CSF(12時間後)およびOPG(1時間後)すべてが上昇していた。RANKLタンパク発現を検討するため圧迫刺激を加えた細胞のcell lysateを材料にRANKL抗体を用いたwestern blotを行った結果、老年細胞ではタンパク発現が認められ、圧迫刺激で亢進していた。以上のことから圧迫刺激を加えた老年歯根膜細胞は若年細胞に比べ破骨細胞活性化因子であるCox-2,M-CSF,RANKL遺伝子発現を亢進しており、矯正治療で生じる異常な歯槽骨や歯根吸収の加齢による増加と関連が深いものと考える。現在マウス大腿骨から採取した骨髄由来マクロファージと圧迫刺激を加えた歯根膜細胞との共培養による破骨細胞形成について計画中である。
サブミリ波超伝導アレーアンテナの試作

サブミリ波超伝導アレーアンテナの試作に関して、次の4点を重点的に検討し成果を得た。1.マイクロ波ミリ波帯で動作するパッチアンテナの設計法の確立マイクロ波帯で動作するアンテナの設計法をまず検討した。アンテナを設計する手法は、伝送線路モデルおよび市販の電磁界解析ソフトを用いて行った。共振周波数5GHz、入力インピーダンス50オームとなるパッチアンテナを設計し、その設計に基づき銅薄膜のアンテナを試作し、伝送線路モデルの有効性を確認した。2.超伝導アンテナの設計、試作、評価YBCO薄膜を用いてパッチアンテナを試作し、アンテナ特性を評価した。その結果、共振周波数はほぼ設計通りの値を示したが、入力インピーダンスは設計値よりも大きな値となった。これは、超伝導の表面抵抗起因していることが明らかとなった。超伝導アンテナの利得は金薄膜で作製したアンテナよりも数dB以上高い。3.アンテナ用超伝導薄膜の作製法の検討超伝導アンテナを作製する場合、比較的面積の広い薄膜が要求される。我々は、誘導コイル結合型マグネトロンスパッタリング法により作製を検討し、アンテナに使用できる薄膜の作製法を確立した。4.ミリ波サブミリ波用ログペリアンテナの検討ミリ波、サブミリ波で動作するログペリアンテナを設計、検討した。サブミリ波帯で動作するためには、アンテナ共振器長が数ミクロンとなるために、精密なフォト加工によりアンテナを制作した。40GHzまでの動作を確認したが、残念ながらそれ以上の周波数での検証ができないので、今後検討する。サブミリ波超電導アレーアンテナの試作に関して、平成7年度は以下の研究を行ない成果を得た。(1)パッチアレーアンテナの設計超電導アンテナは、小型冷凍機による冷却を必要とするので、グランドプレーンとアンテナ素子とが近接しても効率が低下しない形状が望ましい。そのアンテナの1つとして、パッチアンテナが上げられ、我々は方形パッチアンテナの設計・試作を検討した。アンテナの設計に関しては、入力インピーダンスが50Ωとなることが要求されるので、パッチアンテナの入力インピーダンスを伝送モデルにより計算した。その結果、入力インピーダンスがほぼ50Ωとなる形状を決定した。(2)パッチアレーアンテナの検討入力インピーダンスが50Ωとなるパッチアンテナが設計されたので、それを2個配列したアレーアンテナについて検討した。アレーアンテナの設計でも入力インピーダンスを50Ωとすることが重要であり、素子1個の入力インピーダンスが50Ωであるので、給電線とのマッチンングをとるためのインピーダンス変換器が必要となる。1/4λのインピーダンス変換器を用いた場合と用いない場合の入力インピーダンスについて検討した。(3)銅パッチアレーアンテナの検討酸化物超電導薄膜を用いたアレーアンテナを検討する前に基礎的なデータを検証するために銅薄膜を用いたアレーアンテナを検討した。銅薄膜を用いたパッチアレーアンテナを試作し、設計値と比較検討し、伝送モデルによる設計の有効性を確認した。酸化物超伝導体を用いたサブミリ波アレーアンテナの試作に向けて、平成8年度は次のような成果を得た。(1)誘導コイル結合型マグネトロンスパッタリング法により、MgO基板、サファイヤ/CeO_2基板上に単結晶YBa_2Cu_3O_<7-δ>(YBCO)薄膜の合成条件を確立した。特に薄膜形成において、従来言われてきた条件、基板温度Ar,O_2のガス流量が極めて重要であることを思い出した。(2)サブミリ波アレーアンテナの試作を前提として、ミリ波のログペリアンテナの設計を検討した。ログペリアンテナは極めてバンド幅が広いので宇宙天文用受信アンテナとして広く用いられている。我々の研究グループでは、ミリ波からサブミリ波を受信できるログペリアンテナの設計を検討した。

その結果、40GHzまでの受信可能であることを明らかにしたが、残念ながら現在の受信システムでは40GHz以上の電波を検出する事ができない。従って、それ以上の電波を検出するシステムを次年度に検討する予定である。(3)冷却システムもサブミリ波アレーアンテナの試作では極めて重要となる。小型冷凍機による冷却システムも現在検討し、超伝導アンテナとして機能することを確かめた。また、現在使用しているGM型冷凍機ではシステムの小型化が望めないので、現在小型化の可能性が高い、パルス管冷凍機について検討を開始した。酸化物超伝導体を用いたサブミリ波アレーアンテナの試作に向けて、平成9年度は次のような成果を得た。(1)誘導コイル結合型マグネトロンスパッタリング法により、MgO基板、サファイヤ/CeO_2基板上に単結晶YBa_2Cu_3O_<7-δ> (YBCO)薄膜の合成条件を確立した。特に薄膜形成において、従来言われてきた条件、基板温度Ar, O_2のガス流量が極めて重要であることを確認した。(2)サブミリ波アレーアンテナの試作を前提として、ミリ波のログペリアンテナの設計を検討した。ログペリアンテナを極めてバンド幅が広いので宇宙天文用受信アンテナとして広く用いられている。我々の研究グループでは、ミリ波からサブミリ波を受信できるログペリアンテナの設計を検討した。その結果、40GHzまでの受信可能であることを明らかにしたが、残念ながら現在の受信システムでは40Ghz以上の電波を検出することがけいない。
人工膝関節置換術における温存後十字靭帯の機能に関する実験的・臨床的研究

人工膝関節置換術における後十字靭帯温存の意義については、現在も議論の集中するところである。そこで人工膝関節置換術の際に温存した後十字靭帯の状態を実験的、実際の患者について検討した。1.In vitroでの後十字靭帯の伸びの変化:更に1膝を追加した。2.金属ボールを人工膝関節置換術の手術の際に、後十字靭帯の起始部と停止部に取りつけた。施行例は4膝を追加して、18膝となった。結果は前年度に報告した結果とほぼ同様であった。3.平成2年度に術中に後十字靭帯の状態を観察した14膝について、術後1年経過時の評価を行った。使用機種は全例PCA人工膝関節であった。(1)膝機能評価:日整会膝判定基準(100点満点)では術前平均41.0点から術後平均77.8点に改善した。日常生活動作で後十字靭帯の機能と関連があると思われる椅子からの立ち上がり、階段昇降時の膝の不安定感を術後訴える例はなかった。可動域は術前伸展は平均-14.6度、屈曲は平均110.2度から術後には伸展は平均-4.4度、屈曲は平均110.2度になった。可動域に関しては、後十字靭帯を切除する機種の今までの報告と比較して差はなかった。臨床検査では、術後には後方引出しテストは、陰性:12膝、弱陽性:2膝、陽性:0膝であった。日常生活動作、臨床検査からは後十字靭帯は臨床的に機能していると考えられた。(2)X線学的検討:大腿骨コンポーネントのロールバックの状態を観察した(n:6)。方法はシネラジオグラムを用いて、荷重した状態で行った。全例、膝屈曲角度を増すと、大腿骨コンポーネントのロールバックを示していた。X線学的検討でも後十字靭帯が機能していることが確認できた。以上より、温存した後十字靭帯は、膝の機能に関与していることが推察された。屍体3膝に後十字靭帯温存型の人工関節(キネマチックタイプ、PCAタイプ、セラミックPCLタイプ)を挿入し、In vitroで実験を行った。大腿四頭筋およびハムストリングが緊張した条件で行った。後十字靭帯の長さの変化は私共の開発した伸び計を使用した。1.人工膝関節挿入前に計測した後十字靭の長さの変化は、膝屈曲角度を大きくするにつれ、増大した。2.人工膝関節挿入後、同様の装作を行ったが、後十字靭帯の長さの変化は正常膝と同様に膝屈曲角度を大きくするにつれ増大した。しかし、変位量は正常膝に比べ少なかった。3種類の人工膝関節の比較では、解剖学的に人体膝により近いPCAタイプが最も正常膝に近い傾向があった。次に〓骨コンポ-ネントを前方及び後方に設置し、変位量を計測した。後方設置では、後十字靭帯の変位量はほとんどみとめず、一方、前方に設置した場合は、正常膝よりも大きな変位量を呈した。ただし、変位パタ-ンは正常膝と同様に、膝屈曲角度を大きくするにつれ増大した。3.2の膝に内外側々副靭帯不全の状態を作製し、後十字靭帯の長さの変化を検索したが、一定の傾向は得られていない。

屍体膝を設置する際、今回は自由度4で行ったが、膝関節の回旋を加味した自由度5の実験系が必要と考え、現在作製中である。以上、現在での結果より、後十字全体温存型人工関節を挿入した場合、正常膝と同様な後十字靭帯の長さの変化を示した。すなわち、温存された後十字靭帯は、臨床的にも機能している可能性が示唆された。これにより、このタイプの人工膝関節はコンポ-ネントのゆるみの合併症の減少、膝屈曲角の獲得が期待される。平成2年度からは、実際に患者に対し、手術時に後十字靭帯の長さの測定を行っていく。人工膝関節置換術における後十字靭帯温存の意義については議論の集中するところである。その点を解明するために、人工膝関節置換術の際に温存した後十字靭帯の状態を実験的、実際の患者について検討する。1.人工膝関節で置換した膝の後十字靭帯の伸びの変化をIn vitroで測定する。:後十字靭帯温存型の人工膝関節を屍体5膝(平成1、2年度)に挿入した。人工膝関節挿入前に計測した後十字靭帯の長さの変化は、膝屈曲角を大きくするにつれ増大した。人工膝関節挿入後の後十字靭帯の長さの変化も同様な傾向を示し、その変化は腔骨コンポ-ネントの設置位置を前方に設置するほど大きな変化を示した。2.手術(人工膝関節置換術)時に、後十字靭帯の起始部と付着部に金属性コ-カ-をつけて、人工膝関節挿入前後における後十字靭帯の変化を観察する。:施行例は14膝であった。人工膝関節挿入前に計測した後十字靭帯の長さは、膝屈曲角度が90度の際に一番長くなっていた。60度、30度、伸展位と膝を伸展するにつれて、後十字靭帯の長さは減少した。後十字靭帯温存型の人工膝関節置換術後も、後十字靭帯の長さの変化は同様の傾向を示し、膝関節を屈曲すると後十字靭帯の長さは大きくなった。以上より、今年度までの結果では、膝関節の屈曲角度が大きくなる程後十字靭帯は長くなり、後十字靭帯にストレスが加わることがわかった。同様のことが人工膝関節置換膝についてもいえる。すなわち、人工膝関節置換術の際に後十字靭帯を温存した方が、膝屈曲角の獲得、人工関節コンポ-トネント・骨面にかかるストレスを減少する点で有利の様である。今後更に症例をふやし、手術施行例ではその術後評価を行なっていきたい。人工膝関節置換術における後十字靭帯温存の意義については、現在も議論の集中するところである。そこで人工膝関節置換術の障に温存した後十字靭帯の状態を実験的、実際の患者について検討した。1.in vitroでの後十字靭帯の伸びの変化:更に1膝を追加した。2.金属ボ-ルを人工膝関節置換術の手術の際に、後十字靭帯の起始部と停止部に取りつけた。施行例は4膝を追加して、18膝となった。結果は前年度に報告した結果とほぼ同様であった。3.平成2年度に術中に後十字靭帯の状態を観察した14膝について、術後1年経過時の評価を行った。使用機種は全例PCA人工膝関節であった。(1)膝機能評価:日整会膝判定基準(100点満点)では術前平均41.0点から術後平均77.8点に改善した。日常生活動作で後沢字靭帯の機能と関連があると思われる椅子からの立ち上がり、階段昇降時の膝の不安定感を術後訴える例はなかった。可動域は術前伸展は平均-14.6度、屈曲は平均110.2度から術後には伸展は平均-4.4度、屈曲は平均110.2度になった。可動域に関しては、後十字靭帯を切除する機種の今までの報告と比較して差はなかった。臨床検査では、術後には後方引出しテストは、陰性:12膝、弱陽性:2膝、陽性:O膝であった。日常生活動作、臨床検査からは後十字靭帯は臨床的に機能していると考えられた。