hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロテアソーム阻害剤Salinosporamide Aの合成

C_2-対称性を有する新規ピペラジン型キラルジアミンDMPPを合成し、これを不斉リガンドに用いた塩化銅(II)錯体を用いて、σ対称1,2-ジオールおよび1,3-ジオールを不斉非対称化することに成功した。また、σ対称1,3-ジオールの不斉非対称アシル化によりSalinosporamide Aの鍵中間体となりうる基質を極めて高い不斉収率で得ることに成功した。Salinosporamide Aは細胞周期,免疫応答,アポトーシスなどさまざまな生命現象にかかわる20Sプロテアソームに対して特異的かつ非可逆的に結合して優れた阻害活性を有し、がん細胞に対しても高い細胞毒性を示すことから抗がん剤の重要なリード化合物となりうる医薬資源としてその発展が大きく期待されている。本研究ではSalinosporamide Aおよびその新規類縁体の合成に柔軟に対応できる重要合成中間体を光学活性体として十分な量を供給可能にするとともに、その新規類縁体の合成を格段に効率的に行うことを目的としている。σ対称ジオールの不斉非対称化反応の有効な不斉リガンドとなりうるC_2-対称性を有するピペラジン型キラルジアミンDMPPをL-プロリンから合成した。次にDMPPをジクロロメタン中で塩化銅(II)の錯体とし、ジイソプロピルメチルアミンを塩基として塩化ベンゾイルにてアシル化し、σ対称性を有する1,2-ジオールおよび1,3-ジオールの不斉非対称化を検討した。1,2-ジオールについては検討した全ての鎖状、環状の1,2-ジオールで高い不斉収率を得ることに成功した。1,3-ジオールの不斉非対称化では基質の構造により不斉収率は異なるが、Salinosporamide Aの鍵中間体となりうる基質では、極めて高い不斉収率を得ることに成功した。不斉非対称化の反応条件の検討と並行して、各基質から得られた生成物を既知の光学活性化合物に化学誘導することによりその絶対配置の決定を試みた。アシル化されていない水酸基を還元により除去することで既知化合物に導く計画であったが、立体障害が大きいためか未だその還元的除去には成功しておらず、今後更なる検討が必要である。次にDMPPをジクロロメタン中で塩化銅(II)の錯体とし、ジイソプロピルメチルアミンを塩基として塩化ベンゾイルにてアシル化し、σ対称性を有する1,3-ジオールの不斉非対称化を検討した。基質の構造により不斉収率は異なるが、Salinosporamide Aの鍵中間体となりうる基質を、極めて高い不斉収率を得ることに成功した。不斉非対称化して得られた生成物を既知の光学活性化合物に化学誘導することによりその絶対配置の決定を試みた。アシル化されていない水酸基を還元により除去することで既知化合物に導く計画であったが、立体障害が大きいためかその変換は難航している。今後更に検討して絶対配置の決定とSalinosporamide Aの重要中間体合成へと展開していきたい。Salinosporamide Aは細胞周期,免疫応答,アポトーシスなどさまざまな生命現象にかかわる20Sプロテアソームに対して優れた阻害活性を有し、がん細胞に対しても高い細胞毒性を示すことからその発展が大きく期待されている。σ対称ジオールの不斉非対称化反応の有効な不斉リガンドとなりうるC_2-対称性を有するピペラジン型キラルジアミンDMPPをジクロロメタン中で塩化銅(II)の錯体とし、ジイソプロピルメチルアミンを塩基として塩化ベンゾイルにてアシル化し、σ対称性を有する1, 3-ジオールの不斉非対称化で、Salinosporamide Aの鍵中間体となりうる基質を、極めて高い不斉収率を得ることに成功した。NMRによるDMPP銅錯体の構造解析の結果より、2つのメチル基が銅イオン側に向いていることが示され、メチル基の存在が不斉識別のセンサーとしてきわめて重要であると考えられる。不斉非対称化して得られた生成物を既知の光学活性化合物に化学誘導することによりその絶対配置の決定を試みたが、立体障害が大きいためかヒドロキシメチル基の他置換基への変換は難航している。
培養胚盤胞におけるtrophoblast spreadingによる着床機構の解明と環境ホルモンの影響について

ヒト体外受精・胚移植における妊娠成立の過程において、着床機構の解明は、新しい不妊症の診断法や治療法の確立に重要である。我々は、ヒトを含む哺乳類の初期発生、殊に着床機構を支配している複雑なサイトカインネットワークを分子レベルで解明することを目的として研究を行ってきた。現在、解明の一端として、着床期特異的に子宮内膜細胞において硫酸化脂質の含有量の増加、更に着床周辺部における硫酸化脂質含有量の高いことが判明しているので、子宮内膜浸潤機構と胎盤形成における硫酸化脂質の役割と作用に重点を置き研究をすすめた。また、環境ホルモンについては、エストロゲン作用を持つ内分泌撹乱物質のひとつとしてビスフェノールAに着目し、TS assayを用いてtrophoblast細胞動態について解析し、着床初期においてどのような影響をもたらすかを検討した。前者、硫酸化脂質について、1)TS assayにおける硫酸化脂質濃度の影響の検討したところ、CS濃度によりtrophoblast spreadingに抑制的に働き、2)子宮内膜に存在するtrophoblastcellから分泌されるセリンプロテアーゼやマトリックスメタロプロテアーゼをCSは抑制すること、3)着床浸潤過程の制御機構の解明としてtrophoblast細胞のマトリゲルの通過実験ではCS濃度により抑制されることが認められた。後者、TS assayにおけるビスフェノールAの影響の検討は、ごく微量から高濃度に至るまで実験を行い、trophoblast spreadingに関してはおよそ抑制的に働くこと、その抑制な効果はantagonistとされる物質である濃度で打ち消されることがわかり、この作用するところがtrophoblast細胞上のestrogen receptorである可能性が高いと思われる。このestrogen様作用が着床・胚発生に関してどのような生物学的意味を果たしているのかが今後の課題である。我々は、ヒトを含む哺乳類の初期発生、既に着床機構を支配する複雑なサイトカインネットワークを分子レベルで解明することを目的として研究を行っている。子宮内膜細胞において着床期特異的に増加する硫酸化脂質、また、環境ホルモンひとつとしてビスフェノールAに着目し、マウスの培養胚盤胞におけるtrophoblast spreading assay(TS assay)を用いて以下の項目について検討した。2)子宮内膜に存在する酵素と硫酸化脂質との相互作用の解明3)子宮内膜と胚盤胞の共培養下での硫酸化脂質の着床浸潤過程の制御機構の解明1)については、硫酸化脂質を1nM100μMの濃度別に培養皿表面を被覆し、また培養液中に調整し、TS assayを行った。その結果、硫酸化脂質は濃度依存的にtrophoblast spreadingを抑制した。更にtrophoblast spreadingが抑制された細胞形態、細胞骨格にしてどのように影響を及ぼしているかを検討中である。2、3)については、検討中である。4)ビスフェノールAは、ごく微量から高濃度に至るまで様々な影響は予想されたが、幅広い濃度における影響を検討した結果、trophoblast spreadingについては有意な差が認められなかった。しかし、ある濃度においては、inner cell massの持続的な成長が認められ、エストロゲン活性が胚発育に対する何らかのシグナルとして影響を及ばしている可能性が示唆される。現在、これらの現象の解明を目標としている。
EELSとTEMによるTiNiFe合金のマルテンサイト変態前駆現象の解明

平成12年度の研究成果は以下の通りである。EELSの原理を応用したエネルギーフィルター法を駆使して、電子顕微鏡像や電子回折図形の強いバックグラウンドを与える非弾性散乱成分の除去を行った。その結果、マルテンサイト変態(R相変態)に先立って生じるドメイン状の組織に対して、これまでにない精密な解析を実施することがでした。まず、波数ベクトルの異なる散漫散乱を用いて暗視野像を結像することにより、これらドメインが{110}面に関する横波型格子変調によって生じることを示し、その構造が変態後のR相の原子配列と完全に対応するものでないことを示した。続いて電子顕微鏡内で試料を冷却し、上記の暗視野像のその場観察を行った。これによって、変態点に近づくにつれて観察されるドメインの数が増えるほか、ドメインのサイズ自身も僅かに増加するという現象を見出すとともに、冷却により散漫散乱の強度が増すという効果をうまく説明することができた。一方、このような前駆現象の段階からR相が生成する様子を初めてナノメータスケールで観察することができた。具体的には、超格子反射が逆空間の整合位置に現れる温度で、48nm程度のR相の核が母相中あちこちに生成し、それらが僅かな冷却によって著しい成長を示すことを見出した。今回のR相変態に対する動的観察では、R相の核は転位や結晶粒界などの周辺だけに生じるのではなく、これら特定の格子欠陥が無い場所にも多数生成することがわかった。以上より、前駆現象の段階で蓄積された格子歪が、R相の生成を促す重要な役割を演じているということを指摘できた。研究実施計画に基づいて以下の研究を行い、それぞれ重要な成果をおさめている。まず、設備備品として購入したTEM試料作製用高精度カッターを用いて、Ti_<50>Ni_<48>Fe_2合金の良質な電子顕微鏡試料を作製し、格子変調の精密評価に使用できるサンプルを得ることに成功した。その上で、新しく開発されたオメガ型エネルギーフィルター(既存)を用いて電子回折図形の精密測定を行い、母相変調構造に対する詳しい解析を実施した。ここでは、従来弱い散漫散乱の解析を阻んでいた電子回折図形上の強いバックグラウンドをエネルギーフィルターを使って除去し、散漫散乱の強度分布やピーク位置の定量解析を可能とした。その結果、母相で観察される散漫散乱は逆空間上非整合な位置に存在し、且つその整合位置からのズレは温度ともに変化するという性質を確認できた。この特徴は、変態完了後のR相で観察されるものと全く異なっている。また、母相散漫散乱は、半値幅や強度の点からもR相の超格子とは性質が異なるほか、前者は逆空間上原点を通るライン上には強度を与えないが後者ではこれが観測されるという、消滅則の点でも本質的な違いがあることがわかった。以上の点から、変態前の母相で生じるものは、変態後に生成するR相とは異なったものであるという結論を導くことができた。一方、本研究では、この様な母相における変調構造は実空間でどう見えるかという極めて本質的なことも、散漫散乱を用いた暗視野像の観察により評価を行っている。その結果、変調を受けた領域は5nm以下の微細なドメイン状に存在すること、また、それらドメインには変調の方向が異なるバリアントが存在することが明らかとなった。
ディジタル信号処理を用いた無歪自由音場のリアルタイム制御

本研究は、音の等ラウドネス特性(音の周波数が変化したとき、音の大きさが同じとなる音圧の周波数特性)を精密に計測するために不可欠な、極めて歪の少ない自由音場を発生させることを目的としたものである。そのために、ます、ラウドスピ-カ歪音の分析を行った。その結果、ラウドスピ-カの高調波歪は、時間と共に変動を示すものの、その変動は緩やかであることが明らかとなった。またその変動の主たる要因は、熱による特性の変化であることが推定された。したがって、音の等ラウドネス特性を測定する場合のように音が数秒間のバ-ストである場合には、歪は比較的定常で、再現性も良いことが明らかになった。このため、予め歪の大きさと位相を、全ての提示条件について求めておいて、歪の打ち消しは、これと大きさが同じで逆相の信号を出力するという、静的な方法について、まず検討した。その結果、第2次高調波から、第5次高調波までの高調波に対し、高調波のレベルが-15-35dBと高レベルである場合については、少なくとも20dB以上の打ち消し効果が得られることが明らかとなった。また、高調波レベルが-35dBより小さなレベルの場合には、打ち消しの大きさ1020dBとなることが明らかになった。以上の検討結果と、聴取実験の結果求められた聴覚系で知覚される歪成分の検知限とを比較したところ、今回用いたような静的な打ち消しでも、ほとんどの場合には検知限以下のレベルにし得ることが示された。しかし、周波数が63Hz以下の超低周波数域においては、打ち消し後も、歪の知覚検知限以下にするのは困難であった。したがって、現在、ラウドスピ-カの出力中に含まれる微少な歪成分を実時間で分析検出し、その打ち消しを動的に行うようなシステムの開発を進めている。
生後3ヶ月以降の泣きに関する注意機能の神経発達と育児文化の相互作用について

乳幼児の行動に関する質問紙(Gartstein & Rothbart,2000)を日本語に訳して、12ヶ月未満の乳児3群(3ヶ月児6ヶ月児、6ヶ月児9ヶ月児、9ヶ月児12ヶ月児)の養育者に協力を得て実施した。この質問紙はRothbart(1981)の改訂版であり、認知・情動システムに対し、コントロール(注意)機能がどのように発達するかを調べようとするものである。同質問紙は、Sackler Institute,New Yorkの発達心理生物学国際ネットワークにより、米国、ロシア、イタリア、インドでも実施中である。結果の国際比較を進め、脳の可塑性の高い生後1年間に、注意機能の神経発達と環境(文化)がどのように相互作用するかを検討していく予定である。また今後、上記の質問紙と並行して乳児を対象に注意機能に関する実験的研究を進めていくため、実験環境を整え、予備実験を行った。実験は回帰の抑制能力に関するもので、Clohessy et al(1991)にならった。各試行ではまず中央スクリーンに強力な視覚的アトラクターを提示。その後、左右2つのスクリーンのいずれか(視角にして30゚)に視覚刺激を提示し、彼らの目を引きつける。乳児がこの視覚刺激に目を向けたら、中央のアトラクターを再提示して、視覚刺激を消す。次に同じ視覚刺激を同時に左右のスクリーンに提示し、回帰の抑制(最初の視覚刺激と反対側に目を向ける傾向)が効いているかどうかを調べた。実験中の眼球運動を録画し、コード化の基準を設け、さらに回帰の抑制の指標について検討した。日本における乳児期の育児の特徴を明らかにするために、文献的検討を行った後、2組の母と子(生後5ヶ月)の相互交渉について1日5時間、計3日間の観察と母親へのインタビューを行った。これまでの国際比較研究の結果、日本の母親について、乳児が母親に注意を向けている時は、声をかけたりあやしたりする対人的反応が多く、周囲の事物に注意を促すなどの環境的な働きかけは少ないこと、乳児の微笑、泣き、発声などの情緒的表出に対しては、体に手をやるなどの身体的な接触による反応が多く、表情や言語による情緒的な応答は少ないことなどが報告されてきた。これらは、親の方が子供の気持ちを推し量って反応する結果であり、たとえばこちらを見ていれば"あやしてほしいのだろう"と先回って考える"察しの文化"に根づくのではないかと考察されてきた。一方、西洋文化圏では、生後3,4ヶ月に、養育者が子供をなだめるひとつの方法として、なんらかの不快な対象に向けられている彼らの注意を別の環境的な刺激にそらさせるというより直接的な方略がある。今回、日本の母子の相互交渉を分析した結果、乳児からの泣き、発声などの働きかけに対し、母親は身体的接触のみを行い、環境的な働きかけによる応答は観察されなかった。なお比較文化的な実験的研究については準備中である。
人間の感覚量と物理量を考慮した建築のエイジングに関する研究

本研究は、時間の経過に伴う変化「エイジング」について、長期間にわたって魅力が持続するような建築や経年変化によって魅力が増すような建築を「エイジング建築」と定義し、人々がどのような部分に魅力を感じるのか、また、その魅力がどのようなメカニズムで生成されるのか、大学キャンパスおよび街並み景観を対象として人間による感覚的評価と工学的処理による特徴抽出を併用し、VRによるシミュレーションから感覚量と物理量との関係性を視覚的に明らかにしている。本研究は、時間の経過に伴う変化「エイジング」について、長期間にわたって魅力が持続するような建築や経年変化によって魅力が増すような建築を「エイジング建築」と定義し、人々がどのような部分に魅力を感じるのか、また、その魅力がどのようなメカニズムで生成されるのか、人間による感覚的評価と工学的処理による特徴抽出を併用し、その感覚量と物理量との関係性を明らかにするものである。初年度は、人間による感覚的評価に関して、対象を大学キャンパスとし、エイジング建築の事例調査を文献および現地にて行った。大学キャンパスは、公共性が高く、広大な敷地、多くの建築物から成るため、建築単体の造形や配色、配置と同時に、建築群としての景観を形成しており、大学全体をひとつの街としてとらえることもできる。また、近年では、老朽化した校舎の建替えや耐震改修などの問題を抱えているケースが少なくない、また、社会的ニーズとして、大学の地域開放なども求められており、ケーススタディとして取り上げた。最終年度は、初年度の研究で得た建築のエイジングと外観のもたらす印象に関する知見をもとに、具体の街並みを対象とし、VRによるシミュレーションとその印象評価を行った。これらの成果は、「VRを用いた水路復元に伴う街路景観の印象分析」と題して、2012年度日本建築学会大会学術講演会(名古屋大学)にて発表を行っている。具体的には、DOCOMOMO100選およびJIA25年賞に該当する国内の大学キャンパスから、実地踏査可能な20事例を抽出し、外観写真、竣工年、規模、構造、用途、設計者、施工者を取りまとめたデータベースを作成した。次に、データベースに使用した建築事例の代表的なファサードについて、SD法を用いたアンケート調査により、印象評価を行った。評価結果をもとに、建築外観の印象に関する3つの因子を抽出した。次に、これらの評価因子を用いて、「好ましさ」と「汚れ感」との関係性を分析し、大学キャンパスにおける建築のエイジング要素について考察した。これらの成果は、「大学キャンパスにおける建築のエイジングに関する研究ー建築の外観がもたらす印象とその汚れ感の分析-」と題して、2011年度日本建築学会大会学術講演会(早稲田大学)にて発表を行っている。初年度は、ケーススタディとして大学キャンパスを対象に、1.エイジング建築の事例調査、2.エイジング建築のデータベース作成を行っている。事例調査では、調査対象として、価値が既に認められている重要文化財のような歴史的・伝統的な建築物ではなく、現存する近代建築および現代建築としている。これは、今後のストック型社会において、保存よりも既往建築の利活用を前提とした、より実際に即した研究とするためである。具体的には、「DOCOMOMO100選」や「JIA25年賞」に選定された建築物のうち、実地踏査可能な20事例を抽出し、文献調査および現地調査を行っている。データベースの作成では、文献調査および現地での実地踏査を元に、外観写真、竣工年、規模、構造、用途、設計者、施工者を取りまとめたデータベースを作成している。データベースに使用した建築事例の代表的なファサードについて、SD法を用いたアンケート調査により、建築のエイジングに関して印象評価を行い、建築外観の印象に関する(1)情緒性因子、(2)生活の質因子、(3)構築度因子の3つの因子を抽出した。次に、これらの評価因子を用いて、「好ましさ」と「汚れ感」との関係性を分析し、大学キャンパスにおける建築のエイジング要素について考察している。今年度は、前年度の人間による感覚的評価に引き続き、工学的処理による特徴抽出に関して、1.VR(バーチャルリアリティ)システムによる建築物の経年変化シミュレーション、2.建築物の物理的構成要素との関係分析に取組む予定である。

地球環境問題を考えるうえで環境志向へのライフスタイルの転換は喫緊の課題であり、本研究では、長く使ってもらえるような建築デザイン(建築の持続可能性)に応用していくための基礎的知見を得ること、望ましいエイジング建築の将来像を提言することを目的としている。3月11日に発生した東日本大震災の影響で、当初予定していた現地調査の対象地域を変更したため、当該繰越の研究費が発生した。一方、事例数については、当初の予定数を確保しており、分析に支障はなかった。今年度は、VRの構築およびシミュレーションが中心となるが、併せて、現地調査も行う予定である。
ヒトiPS細胞と小型霊長類コモンマーモセットを用いた蝸牛有毛細胞再生の前臨床検討

私達はこれまで、自発的再生能のない蝸牛有毛細胞の薬剤による再生と聴力改善を報告してきた(Neuron,2013)。この"内耳再生医療"の臨床応用に向け、(1)ヒトiPS細胞由来内耳幹細胞を用いた人工蝸牛感覚上皮での薬剤スクリーニングにより臨床試験への橋渡しが可能な薬剤2剤を同定し、(2)小型霊長類コモンマーモセットモデル(特許出願)での治療効果を確認した。また、iPS研究では、ヒト内耳幹細胞においてその幹細胞性の維持と有毛細胞の成熟化の双方にWntシグナルが必須であることを見出し、マーモセットを用いて成体霊長類蝸牛における新たな再生医療の標的分子候補を複数同定した。自発的再生能を持たないと言われてきた末梢聴覚器の蝸牛感覚上皮において、我々は薬剤による有毛細胞再生と聴力改善を世界に先駆けて報告してきた(Neuron2013)。この"内耳再生医療"の臨床応用に向け、我々は並行して1ヒト人工多能性幹細胞(hiPS細胞)を用いた人工感覚上皮の試験管内での構築と2小型霊長類コモンマーモセットによる包括的かつ横断的な霊長類難聴モデルを樹立してきた。この12を駆使して、蝸牛有毛細胞分化誘導剤の誘導体の薬剤スクリーニングと、霊長類での内耳再生医療の効果を検討することが本研究の目的である。本年度の実績を以下に記す:1)本年度の研究から、前述のNeuron誌に掲載された作用機序での有毛細胞分化誘導剤として計3化合物を選択した。これらは安全性などの面からも臨床試験への橋渡しが可能な、いわゆる"drugable"な薬剤である。この研究は平成28年度も引き続き行う。2)小型霊長類コモンマーモセットによる包括的かつ横断的な霊長類難聴モデルを樹立するステップとして、聴力測定(耳音響反射、全身麻酔下での聴性脳幹反応測定)法、SPF環境でのマーモセット飼育施設に加え、全身麻酔下でのプローブおよびオープンフィールドによる音響外傷モデルの樹立を行い、一過性閾値上昇モデルを作成した。さらに全身麻酔下での耳後切開による正円窓窩への薬剤投与法、外側半規管経由での薬剤投与法、蝸牛基底回転外側壁経由での薬剤投与法について手術手技を確立した。平成28年度は恒久的閾値上昇モデルの作成から行い、薬剤投与の効果も検討する予定である。マーモセット個体の購入元である日本クレア社からの個体搬入数と搬入ペースが遅れており、実験の進行が遅れている(多くの施設でマーモセットを用いるようになり、その需要に対して供給が追いついていないため)。個体搬入の遅れから実験数が制限されているが、コンスタントに結果は出ている。引き続き可能な限りのペースで、まずは音響外傷恒久的閾値上昇モデルの確立から行う。耳科学
運動ストレスによる中枢神経細胞の変性

運動刺激が中枢神経系に及ぼす影響について検討するため、ラット脳を対象に以下の4つのテーマで研究をおこなった。1.持久的水泳トレーニングによるラット海馬体神経細胞の変性。2.ラット海馬体神経細胞の運動性変性の左右差。3.ラット脳神経細胞の運動性変性が空間認知学習能に及ぼす影響。4.水泳運動負荷後のラット海馬アンモン角CA3野錐体細胞内Ca^<2+>のX線解析。その結果、一日2-3時間の持久的水泳運動を週5回、6-12週間に渡り雌またわ雄ラットに負荷し、海馬体切片をヘマトキシリン・エオシンおよびクリューバー・バ-レラ染色にて検鏡すると、海馬体を構成するアンモン角、海馬台、歯状回に濃染される神経細胞が頻発した。その中でもアンモン角CA3と海馬台においては、12週間のトレーニング後に、神経細胞密度の減少が観察された。これらの変性像は、急性の低酸素や低グルコース暴露において報告されているものに酷似していた。なお、海馬体における左右半球間の比較から右半球側において上述の運動性細胞変性が強く起きた。また、海馬体以外での運動性細胞変性の高頻度領域として梨状歯、視床下部、視床、および扁桃体が挙げられた。加えて、一回の持久的水泳負荷によりアンモン角CA3領域の神経細胞内Ca^<2+>濃度が一過性に高まることが確認された。このような中枢神経系の諸核における運動性細胞変性を誘発する持久的水泳トレーニングを負荷すると、ラットの空間認知学習における課題達成時間が延長することが分かった。海馬は、記憶や情動行動に重要な働きをしているが、虚血やストレスに対して傷害を受けやすいとされている。そこでラット海馬体神経細胞に着目し、運動選手が日常経験するような強い持久的運動の海馬神経細胞に与える影響について、組織化学的方法を用いて検討した。なお、運動には水泳時に海馬での神経活動が顕著に亢進すると言わわれていることから,3時間/日の水泳運動を採用した。成熟ラット(SD系)に水泳運動を5回/週負荷した。運動群として6週間及び12週間運動を継続する群と12週間のトレーニング後6週間安静を保つ群を設けた。Control群としてcageでの安静群と水泳運動の代わりに3時間の水中安静を行う群を設けた。海馬は還流固定後,パラフィン切片にてHEとKB染色に供した。水泳運動の継続的負荷により海馬体全域に渡り細胞変性が観察され期間の延長に伴い変性の度合が進行した。しかし、水泳運動中止後6週間目には変性細胞の70%が回複傾向を示した。変性の特徴を挙げると(1)dark cell(細胞全体が濃染される)の出現と(2)細胞体と核の変形である。この細胞体と核の変形を形態計測により評価すると両者の膨潤とそれに続く萎縮が観察された。なお、細胞変性の程度は領域によりかなり異なっていた。変性を強く受ける領域としてsubiculum,polymorph layer of the dentate gyrus(PoDG)、Field CA3 of Ammon′s hornを挙げることができる。その中でもsubiculumではcell lossが認められ、PoDGでは空胞変性を起こす細胞が12週間の運動群で頻発した。これらの細胞変性は急性低酸素や低グルコース暴露時に観察されるものに極似していた。この研究は、運動選手が日常行っているものに近い激しい運動トレーニングが中枢神経系に及ぼす影響について、記憶や情動行動に関与すると同時に各種ストレスに対して障害を受け易すいとされている海馬体神経細胞を対象に多角的な検討を加え、中枢神経機能から見た効果的練習法の開発に貢献する目的で3年間の継続的研究を計画した。平成5度においては、60-70%VO_2

max強度の持久的運動(2-3時間の水泳及びトレッドミル走)をラットに負荷した時の海馬体神経細胞に及ぼす効果を組織化学的手法を用いて検討した。その結果、低酸素や低グルコース条件に暴露した時に観察される神経細胞変性に似た所見を得た。そこで、平成6年度には、ラットに持久的水泳運動を負荷した時の細胞外酸素分圧とグルコース濃度の変動を調べた。その結果、運動負荷後に、両測定項目とも安静時の値の約60%以下の低い値まで低下し、その値がかなり長時間続くことを明らかにした。これらの結果から、運動性細胞変性が、これまで、虚血性疾患や強度ストレス等による海馬体神経細胞の変性において予測されているC_a説により説明できる可能性が示唆された。すなわち、持久的運動負荷により特に血管密度の低い海馬体領域において、神経細胞膜のNMDA受容体を活性化し細胞内C_a濃度を高めるとされている低酸素や低グルコース状態が生起し、この高C_aが細胞内の各種タンパク分解酵素を活性化し、細胞内骨格タンパクの分解を誘導するという仮説である。更にこの点を検討するため、ラットに持久的運動を負荷し、運動前と運動後の海馬アンモン角錐体神経細胞内のC_a濃度をX線分析的手法を用い検索した。その結果、運動後に細胞内C_a濃度が上昇することを確認した。成平成5年度と6年度において熟雄ラットに1日2時間の持久的水泳運動を6-12週間負荷すると、海馬体の錘体神経細胞に組織化学的・形態的な変性像が頻発すること、上述の持久的水泳運動を負荷したときの海馬体領域での細胞外液中のグルコース濃度および酸素分圧を運動中から運動後にかけて連続的に測定すると、運動終了後に、グルコース濃度と酸素分圧とも運動の安静レベルよりも約45%低い低グルコースと低酸素条件に数時間以上に渡って晒されることを明らかにした。これらの結果から、運動性神経細胞変性のメカニズムとして次の作業仮設を立てた。海馬体神経細胞が持久的運動負荷により低酸素・低グルコース条件にさらされる。この低酸素・低グルコース条件がNMDA(n-メチルd-アスパルテエイト)受容体を活性化すると、この受容体に連動したCaチャネルのゲートが開き細胞内Ca^<2+>濃度が上昇する。それがタンパク分解酵素の働きを活性化し、細胞骨格系の消化による細胞変性さらには細胞死を引き起こす。本年度の研究目的は、持久的水泳運動負荷により海馬体神経細胞内のCa^<2+>が上昇するか否かを調べることであった。成熟雄ラットを運動前、運動中、運動後の決められたた時間帯に急速凍結し、海馬体凍結切片を作成した。その後真空乾燥し、細胞内のCa^<2+>濃度を走査型電子顕微鏡に装備したエネルギー分散型X線分光器にて半定量した。その結果、細胞内Ca^<2+>濃度は、2時間の運動終了直前から運動後数時間に渡って安静時の値を有意に上回った。このことは、上述した作業仮設の一部を支持する結果と解されるが、電位依存性Ca^<2+>チャネルを介した系の関与も否定できない。
リトアニアにおける地方統治と政治文化

1991年、ソ連邦から独立したリトアニア共和国は1997年末の大統領選挙に至るまで目まぐるしい程の政治的変動が見られた。1992年、1996年の2回の国会選挙、1992年、1997年の大統領選挙を通して、リトアニア国民の意識の覚醒、政治変動がどのようなところから起きたのか、都市に限らず地方にも求めてみた。ソ連時代には地方自治という概念はなかった。地方制度は上からの指示を忠実に実施するメカニズムにすぎなかった。独立後の旧共産党政権下で地方政治の脱ソビエト化は地方での有力な改革派の官僚層の不足から遅々として進まなかった。独立後3年経て、共和国憲法と地方自治体に関する法律で初めて動きだした。地方自治体は56あるが人口は35万人の大きさの自治体が43%を占めていることからも農業国の特徴が出ているといえる。地方選挙は政党の選挙のみである。しかし、地方選挙では個人のパーソナリティが政治的アイディアより大きく影響を与える。今日、政治意識については都市部と地方の間に大きな差がなくなってきた。地方では、政治集会にソ連体制に協力してきたインテリゲンチャは殆ど来ないが、農民や労働者が集まり活発な議論がなされるのには興味がもたれる。保守的な農民における意識の変化は刻々と変わりつつある。国が小さいこともさることながら、地方の人々の間のコミュニケーションの早いことは良きにつけ、悪しきにつけ、地方の人々の意識を変えている。批判精神が社会を動かすようになった点で農業国とはいえ、リトアニアはヨーロッパの土壌の上にあるといえる。
癌遺伝子診断マイクロ流体デバイスの開発

本研究では、癌遺伝子診断を高速かつ高感度に行うために、リガーゼ検出反応(LDR)と機能性微粒子を利用したマイクロ流体分析システム"フロースルー型LDR/サンドイッチハイブリダイゼーションアッセイ"を構築した。本アッセイを、正常型DNAの分子集団に含まれる微量の変異型DNAの検出に適用したところ、変異型と正常型のテンプレートの濃度比が1:100まで明確に識別できた。また、本アッセイにおけるLDR後のプロセスに要した時間はわずか4.4分であった。癌遺伝子診断マイクロ流体デバイスを開発するために、バイオチップ上に構築する多段階のアッセイプロセスを7つに分割し、個々について基礎的検討を行った。DNA一塩基変異の検出を可能にするリガーゼ検出反応(LDR)における反応生成物(LDRプロダクト)の精製プロセスには、ストレプトアビジンが表面にコートされた磁性ビーズを利用する新たな手法を取り入れた。本手法により、従来よりも、より簡便かつ迅速なLDRプロダクトの精製が可能となった。また、精製されたLDRプロダクトの検出に、質量分析法、DNAハイブリダイゼーションに基づく蛍光および化学発光検出法など様々な分析手法の利用を試みた。いずれの手法を用いた場合でも、DNAの一塩基変異を高感度に検出することが達成された。さらに、バイオチップの幾何構造をより簡便にすることによって操作性を高めることを念頭に、LDRプロダクトを精製することなく一塩基変異の選択的検出を可能にする新たな手法の開発に取り組んだ。具体的には、LDRに用いる2つめプライマー(識別プライマーおよび共通プライマー)の末端に、それぞれ蛍光色素(Alexa647)およびビオチンを標識しておき、ストレプトアビジンが表面にコートされた量子ドット(QD605)をLDR反応後の溶液に加えることによりプロダクトのビオチン末端へ量子ドットをタグした。プロダクト両末端のAlexa647とQD605との間で蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を誘起させプロダクトの検出を試みたところ、ポジティブコントロールではネガティブコントロールの4倍のFRET強度が得られ、本手法によりLDRプロダクを精製することなく直接検出できることを実証した。以上のように、交付申請書に記した癌遺伝子診断マイクロ流体デバイスの開発を大幅に前進させる知見と成果を得ることができた。本研究において,磁性ビーズを利用した新規のDNA変異検出法を開発した.比表面積が大きな磁性ビーズをプローブの固相担体に利用することで検出感度が向上し,また,フローフォーマットではインチューブフォーマットと比較してより短時間での高効率なハイブリダイゼーションが達成された.Pos.cntrl.(1(変異型):10(正常型))のフローフォーマットとインチューブフォーマットにおける蛍光強度をそれぞれI_<FP>, I_<IP>として比較すると,ハイブリダイゼーション時間が5分の場合にはI_<FP>/I_<IP>=3.5であるのに対し,ハイブリダイゼーション時間が1分の場合にはI_<FP>/I_<IP>=9.5となった.これはフローフォーマットのほうがハイブリダイゼーションのキネティクスが大きいことを示す.本アッセイによって,正常型DNAの分子集団に含まれる微量の変異型DNAの検出を試みたところ,変異型と正常型のテンプレートの濃度比が1:100まで明確に識別可能であった.また,本アッセイにおけるLDR後のプロセスに要した時間は4.4分((1)LDRカクテルとレポータープローブ溶液のプリヒーティング,1分;(2)LDRプロダクト/レポータープローブのハイブリッド形成反応,1分;(3)ハイブリダイゼーション,1分;(4)洗浄,1分;(5)蛍光スキャニング(スキャニング速度,mm^2/30s),21.6s/0.72mm^2, 21.6s/120×40pixel×6capillaries)であった.本研究により,微粒子材料を導入した迅速な一塩基異変異解析法が確立された.以上のように、交付申請書に記した癌遺伝子診断マイクロ流体デバイスの開発の前進につながる知見と成果を得ることができた.
食事性高脂血症発症におけるカイロミクロン代謝の意義:アポ蛋白B-48の役割について

アポ蛋白B(アポB)は血中での脂質の運搬に最も重要な蛋白であり、その血中での増加は動脈硬化発症とも深く関連している。アポBにはアポB-48とアポB-100の二つのアイソフォームが存在し、アポB48はカイロミクロンの、アポB-100はVLDLの構造蛋白となっている。本研究はアポB48LDLとアポB-100LDLのLDL受容体やアポE受容体との親和性、アポE結合能、リポ蛋白リパーゼ活性化能を検討することにより、カイロミクロン代謝機序を解明することを目的とした。食事性脂質の代謝機序の解明は食事性高脂血症並びに動脈硬化発症の機序解明の一助となることが期待できる。1)我々は、アポE欠損症患者の血漿から、超遠心法と、アポB-100に対するモノクローナル抗体とヘパリンカラムを用いて、アポB-48LDLを精製に成功した。2)アポB-48LDLは、アポB-100LDLとほぼ同量の蛋白、コレステロール、中性脂肪、リン脂質の含有量をもち、電顕での粒子サイズ、PAGEでの移動度もほぼ同じであった。アポB-48LDLは、アポ蛋白の組成としてアポA-IとアポA-IVも有した。3)放射標識したアポEを用いて、アポB-48LDLとアポB-100LDLのアポEに対する結合実験を行った結果、アポB-48LDLはより多くのアポEと結合することを証明した。このアポEの取り込みは、アポA-1・アポA-IVと交換で生じた。(結論)アポB-48を含むカイロミクロンの速やかな代謝はアポEの速やかな取り込みと関連していると考えられた。我々は、アポ蛋白E欠損症患者の血漿から超遠心法・アポB-100に対するモノクローナル抗体・ヘパリンカラムを用いてアポB-48LDLの精製に成功した。アポB-48LDLはアポB-100LDLとほぼ同等の蛋白、コレステロール、中性脂肪、リン脂質の含有量をもち、電顕での粒子サイズ、アガロース電気泳動度も同じであった。アポ蛋白の組成として、アポB-100LDLでは、アポB-100がほとんどを占めるのに対し、アポB-48LDLは、アポB-48と同程度のアポA-I、アポA-IVを有した。放射標識したアポEを用いて、アポB-48LDLとアポB-100LDLのアポEに対する結合実験を行った結果、アポB-48LDLはより多くのアポEと結合することが判明した。このアポEの結合に際してはアポA-I、アポA-IVの著しい減少があり、アポCの減少はほとんど認められなかった。このことからアポEの結合はアポA-I、アポA-IVとの交換によって起ることが推定された。以上のことより、アポB-48を含むカイロミクロンは、より多くのアポEが粒子上に結合可能であり、そのため、B-100を含むリポ蛋白より代謝速度が速い可能性が示唆された。このことが、カイロミクロンが生体内ですみやかに代謝される一要因であると推定されたアポ蛋白B(アポB)は血中での脂質の運搬に最も重要な蛋白であり、その血中での増加は動脈硬化発症とも深く関連している。アポBにはアポB-48とアポB-100の二つのアイソフォームが存在し、アポB-48はカイロミクロンの、アポB-100はVLDLの構造蛋白となっている。本研究はアポB-48LDLとアポB-100LDLのLDL受容体やアポE受容体との親和性、アポE結合能、リポ蛋白リパーゼ活性化能を検討することにより、カイロミクロン代謝機序を解明することを目的とした。

食事性脂質の代謝機序の解明は食事性高脂血症並びに動脈硬化発症の機序解明の一助となることが期待できる。1)我々は、アポE欠損症患者の血漿から、超遠心法と、アポB-100に対するモノクローナル抗体とヘパリンカラムを用いて、アポB-48LDLを精製に成功した。2)アポB-48LDLは、アポB-100LDLとほぼ同量の蛋白、コレステロール、中性脂肪、リン脂質の含有量をもち、電顕での粒子サイズ、PAGEでの移動度もほぼ同じであった。アポB-48LDLは、アポ蛋白の組成としてアポA-IとアポA-IVも有した。3)放射標識したアポEを用いて、アポB-48LDLとアポB-100LDLのアポEに対する結合実験を行った結果、アポB-48LDLはより多くのアポEと結合することを証明した。このアポEの取り込みは、アポA-1・アポA-IVと交換で生じた。(結論)アポB-48を含むカイロミクロンの速やかな代謝はアポEの速やかな取り込みと関連していると考えられた。
低温合成を用いた新規複合酸化物の合成と物性評価

低温合成を用いた新規複合酸化物の合成を行った。具体的には平面四配位鉄を持つ無限層鉄酸化物SrFeO_2のSrサイトをより大きなBaで置換することにより,負の化学圧力効果を調べた。(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_2(0≦χ≦1)は,高温固相反応で得られるペロブスカイト鉄酸化物(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_<3-δ>δ≦0.5)を母体として,還元剤であるCaH_2やNaHを低温(<400°C)で反応させることにより,0≦χ≦1のすべての範囲で合成することに成功した。(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_2ではχ≦0.3の範囲でSrFeO_2と同様の無限層構造を保つのに対し,χ≧0.4で構造相転移を起こし,過去に報告のない新しいタイプの欠損型ペロブスカイト構造となった(BaFeO_2構造)(2012年J. Am. Chem. Soc.誌)。今までの報告された鉄平面四配位を持つ物質では他の配位状態と共存する物質がなかったのに対し,BaFeO_2構造では平面四配位と八面体配位,三角配位などが共存している。このことは今後,鉄の平面四配位と他の配位状態を組み合わせたもっと多くの物質を設計できる可能性を示している。すなわち既存の平面四配位鉄酸化物の枠組みを超えた新しい物質群を開拓したといえる。また,ABO_3の組成を持つペロブスカイト構造は無機物質において一般的な構造であり,組成の多様性と豊富な物性から盛んに研究が行われてきた。欠損を持ったペロブスカイト構造ABO_<3-δ>に関する研究もたくさんの報告があるが,多量に酸素が欠損したABO_2構造のバリエーションはほとんどなかった。その点で新しいABO2の構造を提示したことは,大変興味深く低温合成法の有用性を示している。低温合成法を用いて新規物質である(Sr_<1-x>Ba_x)FeO_2の合成に成功し、それらの興味深い構造や物性を見出すことに成功している。その結果が化学系で最高峰の雑誌の一つであるJ. Am. Chem. Soc.誌に掲載された。平面四配位を持つ無限層SrFeO2は、高圧でスピン転移を起こすことが報告されていた。このスピン転移は一般的なスピン転移とは異なる興味深い点が3つある。一つ目は四配位を持つ金属において初めて報告されたスピン転移であるということ。二つ目は、高スピン(S=2)から低スピン(S=0)ではなく、高スピン(S=2)から中間スピン(S=1)に転移すること。三つ目はスピン転移に伴って反強磁性-強磁性転移や絶縁体-金属転移など他の転移も同時に起こることである。この特異なスピン転移の起源を明らかにするためにSrFeO2と同様に平面四配位を持つスピン梯子格子Sr3Fe2O5に高圧の実験を行った。予想された通り同様のスピン転移を観測し、鉄の平面四配位のスピン転移の普遍性を明らかにした。さらにSr3Fe2O5では圧力誘起構造相転移を起こすことがわかり、放射光X線回折により高圧の構造を明らかにした(2011年JACS誌)。この構造相転移はSr3Fe2O5と類似の構造を持つ物質でも起こることが予想され、詳細な実験を進めている。金属ハイドライドを用いた低温還元法により新規鉄酸化物AFeO2(A=アルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタノイド等)の合成を行い、放射光X線回折、中性子回折、メスバウアー分光測定などの実験によりその構造や物性を明らかにした。具体的にはSrFeO2にBaを40%以上置換すると、無限層構造からペロブスカイト骨格を持つユニークな構造に構造相転移を起こすことが分かった(論文準備中)。新しい構造は新しい物性の格好の舞台となるため、さらなるカチオン置換やアニオン挿入などによって、機能的な物性の探索を目指している。またSrFeO2に三価の価数を持つ希土類元素の置換にも成功した。BaやCaなどの二価の置換とは大きく異なる挙動を示すことが分かってきており、詳細な実験を進めている。このスピン転移は四配位を持つ金属において初めて報告されたスピン転移であるなどいくつかの点で興味深い性質であった。さらにSr3Fe2O5では圧力誘起構造相転移を起こすもわかった(2011年JACS誌)。この構造相転移がSr3Fe2O5と類似の構造を持つ物質でも起こることを予想し、A2MO3(A = Sr, Ca, M = Cu, Pd)の組成を持つ物質でも同様の構造相転移が起こることを明らかにした(2011年Inorg. Chem.誌)。

金属ハイドライドを用いた低温還元法により新規鉄酸化物の合成を行い、放射光X線回折、中性子回折、メスバウアー分光測定などの実験によりその構造や物性を明らかにした。具体的にはSrFeO2のFeサイト置換を行い、FeサイトのMnとCoの固溶体の合成に成功した(2011年Inorg. Chem.誌)。さらにMnの固溶体において珍しい磁気相が出現することを突き止めた(2011年Phys. Rev. B誌)。酸素不定比性のないSrFeO3やCaFeO3は過去に知られていたが、我々はBaFeO3の合成に成功した。粉末中性子回折実験により,BaFeO3(x=1)ではゼロ磁場でのスクリュー磁性の伝播ベクトルがSrFeO3とは異なる100方向であることを明らかにし、またこの物質が低磁場(0.3T)で強磁性体になることがわかった(2011年Angew. Chem. Int. Ed.誌)。これは鉄酸化物において常圧での初めての強磁性体の報告であった。低温合成を用いた新規複合酸化物の合成を行った。具体的には平面四配位鉄を持つ無限層鉄酸化物SrFeO_2のSrサイトをより大きなBaで置換することにより,負の化学圧力効果を調べた。(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_2(0≦χ≦1)は,高温固相反応で得られるペロブスカイト鉄酸化物(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_<3-δ>δ≦0.5)を母体として,還元剤であるCaH_2やNaHを低温(<400°C)で反応させることにより,0≦χ≦1のすべての範囲で合成することに成功した。(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_2ではχ≦0.3の範囲でSrFeO_2と同様の無限層構造を保つのに対し,χ≧0.4で構造相転移を起こし,過去に報告のない新しいタイプの欠損型ペロブスカイト構造となった(BaFeO_2構造)(2012年J. Am. Chem. Soc.誌)。今までの報告された鉄平面四配位を持つ物質では他の配位状態と共存する物質がなかったのに対し,BaFeO_2構造では平面四配位と八面体配位,三角配位などが共存している。このことは今後,鉄の平面四配位と他の配位状態を組み合わせたもっと多くの物質を設計できる可能性を示している。すなわち既存の平面四配位鉄酸化物の枠組みを超えた新しい物質群を開拓したといえる。また,ABO_3の組成を持つペロブスカイト構造は無機物質において一般的な構造であり,組成の多様性と豊富な物性から盛んに研究が行われてきた。欠損を持ったペロブスカイト構造ABO_<3-δ>に関する研究もたくさんの報告があるが,多量に酸素が欠損したABO_2構造のバリエーションはほとんどなかった。その点で新しいABO2の構造を提示したことは,大変興味深く低温合成法の有用性を示している。低温合成法を用いて新規物質であるSr(Fe,M)O2(M=Mn,Co)や、BaFeO3の合成に成功し、それらの興味深い物性を見出すことに成功している。低温合成法を用いて新規物質である(Sr_<1-x>Ba_x)FeO_2の合成に成功し、それらの興味深い構造や物性を見出すことに成功している。その結果が化学系で最高峰の雑誌の一つであるJ. Am. Chem. Soc.誌に掲載された。鉄平面四配位SrFeO2に様々な元素置換を行い、さらに興味深い現象や物性を引き出す。
変形性顎関節症動物モデル(羊)滑液中マトリックス分解酵素と関節鏡・病理所見の比較

〔目的〕変形性顎関節症の発症過程におけるマトリックス分解酵素の変動と細径関節鏡所見を比較した.〔材料および方法〕体重約50kgのメリノ種羊にて変形性顎関節症の誘発前および誘発後2週、4週、6週、8週、12週、24週後に関節内滑液を採取し、関節液中のマトリックス分解酵素(MMP-2)をザイモグラフィーにより分析した(各群3頭).また、6週群を除くそれぞれ2頭については関節結節中央1/9部分を微細径関節内視鏡を用いて観察し、関節鏡所見を3Stage(Stage1:平滑な表面Stage2:表面のビランStage3:骨の露出)に分けた.次いで病理組織標本を作製し、その所見を次の3Stage(StageI:表面平滑な厚さ均一な線維層、StageII:厚さが不均一な線維層、StageIII:骨露出)に分けた.〔結果〕1)ProMMP-2はすべての関節液中に認めた.ProMMP-2のピクセル数は術後2,4週で有意に高く、MMP-2 active formも術後2週と4週のみに認めた.2)関節鏡所見においてはStage1が11関節、Stage2は7関節、Stage3は2関節であった.3)病理組織所見においてはStageIが14関節、StageIIは6関節、StageIIIは0関節であり、変形性顎関節症誘発後は経過のとともに病態は進行した.4)関節鏡所見の病理組織所見に対する診断精度は80%、over diagnosis 15%,under diagnosis 5%であった.〔結論〕ProMMP-2は変形性顎関節症の発症初期に上昇する事が判明した.さらに、MMP-2 active formは顕微鏡レベルでの変形性顎関節症の発症前に上昇したので、極めて初期のマーカーとして有用である.また、本関節鏡による所見は診断精度が良好であることより変形性顎関節症の診断に有用である.〔目的〕変形性顎関節症の発症過程におけるマトリックス分解酵素の変動と細径関節鏡所見を比較した.〔材料および方法〕体重約50kgのメリノ種羊にて変形性顎関節症の誘発前および誘発後2週、4週、6週、8週、12週、24週後に関節内滑液を採取し、関節液中のマトリックス分解酵素(MMP-2)をザイモグラフィーにより分析した(各群3頭).また、6週群を除くそれぞれ2頭については関節結節中央1/9部分を微細径関節内視鏡を用いて観察し、関節鏡所見を3Stage(Stage1:平滑な表面Stage2:表面のビランStage3:骨の露出)に分けた.次いで病理組織標本を作製し、その所見を次の3Stage(StageI:表面平滑な厚さ均一な線維層、StageII:厚さが不均一な線維層、StageIII:骨露出)に分けた.〔結果〕1)ProMMP-2はすべての関節液中に認めた.ProMMP-2のピクセル数は術後2,4週で有意に高く、MMP-2 active formも術後2週と4週のみに認めた.2)関節鏡所見においてはStage1が11関節、Stage2は7関節、Stage3は2関節であった.3)病理組織所見においてはStageIが14関節、StageIIは6関節、StageIIIは0関節であり、変形性顎関節症誘発後は経過のとともに病態は進行した.4)関節鏡所見の病理組織所見に対する診断精度は80%、over diagnosis 15%,under diagnosis 5%であった.〔結論〕ProMMP-2は変形性顎関節症の発症初期に上昇する事が判明した.さらに、MMP-2 active formは顕微鏡レベルでの変形性顎関節症の発症前に上昇したので、極めて初期のマーカーとして有用である.また、本関節鏡による所見は診断精度が良好であることより変形性顎関節症の診断に有用である.臨床における変形性顎関節症の研究は滑液の生化学的分析レベルに達しているが、臨床データーを裏付けする動物実験はされていないので、我々は人間の顎関節に類似した羊の下顎頭表層軟組織を剥離することにより顎関節全体に変形性顎関節症を人工的に発症させるモデルを使用し、以下の研究実績(研究中途)を得ている。1.変形性顎関節症の作成:羊10頭を用いて両側顎関節に変形性顎関節症作成のための惹起手術を全身麻酔下にて行なった.2.関節液の採取と関節鏡視:変形性顎関節症誘導後2週、4週、8週、12週、24週後に、それぞれ2頭づつ全身麻酔下で関節内滑液を採取した.またこの際に顎関節内を微細径関節内視鏡(M&M社製FVS-3000,TR-106)で観察し、その所見を採取し、現在は関節鏡視所見を次の如く分類し、データーを整理中である.(Stage1:平滑な表面Stage2:表面のビランStage3:骨の露出)3.顎関節の摘出:観察後ただちに屠殺し、顎関節を一塊として摘出した、現在は病理組織標本作製中である.4.関節液の生化学的分析:採取した関節中のマトリックスの破壊酵素であるMatrix Metallo proteases活性をELISAおよびzymographyにて測定している.現在の所、変形性顎関節症誘導後2週の関節液中において最もMMP1が高い値を示し、MMP2のactivated bandも検出された.なお、マトリックスの破壊酵素のインヒビター(TIMP1)についても計測中である.前年度に行った研究(10頭の羊の両側顎関節に変形性顎関節症を外科的に惹起させた.

その後2、4、8、12、14週(各週2頭)に、全身麻酔下で関節液を採取し、その直後に関節鏡視を行った.次いで羊を屠殺し、関節部を摘出した.)に引き続き、摘出顎関節を脱灰後に病理組織標本を作成した.また、関節液中のマトリックス分解酵素(MMP-2)および関節鏡所見の分析を行った.1)関節液中のマトリックス分解酵素(MMP-2)について:全身麻酔下で、関節液を採取後、ゼラチン基質ゲルを使用し、電気泳動でMMP-2を検出した.その結果、24週群以外でMMP-2が検出された.また、2週群ではMMP-2の活性バンドが認められた.2)関節鏡所見について:側頭骨関節面を前方・中央・後方および外側・中央・内側の合計9ブロックに分け、それぞれの中央部について関節鏡視をした.その所見は3 Stage (Stage 1:平滑な表面Stage 2:表面のビランStage 3:骨の露出)に分けた.その結果、Stage 1は12開節に、Stage 2は6関節に、Stage 3は2関節に認められた.3)病理組織所見について:関節鏡視した部分の病理組織所見は次の3Stageに分けた.(StageI:表面平滑な厚さ均一な線維層、StageII:厚さが不均一な線維層、StageIII:骨露出).その結果、StageIは12関節に、SlageIIは6関節に、StageIIIは2関節に認められた.4)関節鏡所見と病理組織所見の比較〔方法〕体重約50Kgのメリノ種羊にて変形性顎関節症誘導後2週、4週、6週、8週、12週、24週後に、関節内滑液を採取し、関節液中のマトリックス分解酵素(MMP-2)および関節鏡所見の分析を行った.また、2週、4週、8週、12週、24週後の、それぞれ2頭については、関節結節中央部分を微細径関節内視鏡を用いて観察した.次いで摘出顎関節を脱灰後に病理組織標本を作成し、関節鏡所見との比較を行った.〔結果〕1)関節液中のマトリックス分解酵素(MMP-2)について:ProMMP-2はすべての関節液中に認められた.ProMMP-2のピクセル数は術後2,4週で術後6、8週より有意に高い値を示した.また、術後24週では最も有意に低い値を示した.MMP-2 active formは術後2週と4週のみに見られた.2)関節鏡所見について:側頭骨関節面を前方・中央・後方および外側・中央・内側の合計9ブロックに分け、その中央1/9部について関節鏡視をした.その所見を3Stage (Stage1:平滑な表面Stage2:表面のビランStage3:骨の露出)に分けた.その結果、Stage1は11関節に、Stage2は7関節に、Stage3は2関節に認められた.3)病理組織所見について:関節鏡視した部分の病理組織所見は次の3Stageに分けた. (StageI:表面平滑な厚さ均一な線維層、StageII:厚さが不均一な線維層、StageIII:骨露出).その結果、StageIは14関節に、StageIIは6関節に、StageIIIは0関節に認められた.4)関節鏡所見と病理組織所見の比較:関節鏡所見と病理組織所見の各Stageはそれぞれに対応しているので関節鏡所見の診断精度を検討した.その結果は、診断精度は80%、over diagnosis15%,under diagnosis5%であった.