hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
導入期の英語教育における動機付け要因としての「話題」の国際比較への基礎研究

平成20年度は、前年度に行った「話題」検索用キーワードのグループ化とその補充、点検と分析を行った。キーワードは、各教科書で扱われる内容を形式(ジャンル)と話題に分けて行った(例えば、形式:対話文;話題:文化(日本);食文化(寿司)key word: sushi, deliciousというタグをつける)。さらに新しいジャンルとして、固有名詞(地名、人名等)を整理し、国名および地域名のタグ付け、関連づけを行った。18年度から3年間に亘る本研究の成果は、研究そのものの成果と研究の過程で得られたものに分けることができる。まず、研究課題そのものの成果としては、中学校検定教科書における「話題」が、学習指導要領の改訂とそれにともなう教科書の改訂が行われた、1940年代後半50年代、60年代80年代、90年代以降で、大きく三世代に区切れることが、データ面からも裏付けられた。と同時に、指導要領の改訂と、「話題」の変化との関連性は意外に乏しく、その中で、週3時間制導入と国際化推進を謳った70年代の改訂が注目される。しかし、研究の過程において、教科書本文の全文のデータベース化を断念し、また、韓国、特に中国の教科書との比較が現行教科書間に止まざるを得なかったことから、本研究に類する研究の問題点(著作権等)が明確になった。これは、予算執行にも少なからぬ影響を与えてしまった。こうした経験から、「話題」と使用語彙、特に一般語彙ではない語彙、sushiなどの日本語を含めた非英語語彙や固有名詞を軸にデータベースを再構築することが、有用性を持つのではないか、との結論が得られた。また、研究方法も、ネットの発達により、スカイプなどの会議システムを活用し、より効率化、円滑化されたことも、報告しておきたい。詳しい成果については、上記のデータベース再構築後に、他国研究との比較を含め、改めて整理し発表したい。本年度(2007年度)はまず、中学校英語教科書のうち、採用数の多いNew Crown(三省堂)、New Horizon(東京書籍)、Sunshine(開隆堂)の現行教科書3学年分について本文およびタスク、アペンディックス部分について内容とプロットの分析を行った。具体的には、「話題」に関連すると考えられるキーワードをできるだけ広範囲に選定し、話題データベースの基本となるキーワードの階層化のシミュレーションとして、そのグループ分けを行った。さらに、国語の検定教科書研究も加えた先行研究の調査を行った(国語検定教科書に現れた変化と英語教科書のそれは、多少質は異なるものの、一致点も多いことが興味深い)。これによって得られた知見をもとに、グループ分けの再検討を行った。また、XMLによるタグ付けの概念の整理を行い、サンプルを作成した。しかしながら、教科書本文のデジタル化は、研究目的としても著作権の関係等でデータベースとして活用に耐えるレベルに達しない恐れがあることがほぼ判明した。このため、データベース構築の基本概念を変更し、現行教科書を購入しての分析、国立国会図書館および教科書図書館の蔵書を利用した分析により、XMLの特性をより活用し、本文の参照個所をタグに明記することにし、これを2008年度の主要な作業課題に位置付けることとなった。執筆者、編集者へのインタヴューを並行して行ったが、これまでのところNew Crownの執筆者が中心となっている。2007年度末から、New Horizonの執筆者とのコンタクトを開始している。平成19年度は、教科書本文のデジタル化の実現をさらに追求したが、教科書出版社との交渉、著作権に関する問題で、データベースとして活用に耐えるものが構築できないとの結論に至った。そこで、教科書本文のデジタル化よりも、XMLによるタグ付けの再検討を行い、より効率的な検索ができるよう、キーワードとそのグループ分けにより綿密な検討を行った。具体的には、平成18年度からの継続も含め、以下の作業を行った。1.関連研究の調査・検討。特に、国語教科書研究での知見を加えた。2.戦後から現在までの主要中学校の英語検定教科書の内容調査。New Crown(三省堂),Sunshine(開隆堂),New Horizon(東京書籍)出版の検定教科書の内容(プロット)の分析、各教科書に出てくる登場人物の出身国、人種・民族などとその関係(文化的背景への言及を含め)についての分析を継続して行った。3.全員によりキーワードの選定を行ない、5つのグループにまとめた。キーワードは、各教科書で扱われる内容を形式(ジャンル)と話題に分けて行った。(例えば、形式:対話文,話題:文化(日本),食文化(寿司)key word:sushiというタグをつける)4.各研究員がキーワードに基づき本文をブロック化し、キーワードの点検(修正)を行った。5.XMLタグ付けのシステムの再検討を行った。6.教科書執筆者・監修者、出版社への取材活動(なぜそれぞれの「話題」を採用したのかなど)・調査は継続したが、残念ながら上記の結論に至った。7.森田が研究分担者である別の科研費採択課題(課題番号基盤C18520413)の協力を得て、中国海南省への出張の折、現地での調査・情報交換を行った。結論としては、中国は教育制度の変化が激しく、また地域差もあり、対照できる十分なデータが集積しにくいと判断せざるを得なかった。

さらに新しいジャンルとして、固有名詞(地名、人名等)を整理し、国名および地域名のタグ付け、関連づけを行った。18年度から3年間に亘る本研究の成果は、研究そのものの成果と研究の過程で得られたものに分けることができる。まず、研究課題そのものの成果としては、中学校検定教科書における「話題」が、学習指導要領の改訂とそれにともなう教科書の改訂が行われた、1940年代後半50年代、60年代80年代、90年代以降で、大きく三世代に区切れることが、データ面からも裏付けられた。と同時に、指導要領の改訂と、「話題」の変化との関連性は意外に乏しく、その中で、週3時間制導入と国際化推進を謳った70年代の改訂が注目される。しかし、研究の過程において、教科書本文の全文のデータベース化を断念し、また、韓国、特に中国の教科書との比較が現行教科書間に止まざるを得なかったことから、本研究に類する研究の問題点(著作権等)が明確になった。これは、予算執行にも少なからぬ影響を与えてしまった。こうした経験から、「話題」と使用語彙、特に一般語彙ではない語彙、sushiなどの日本語を含めた非英語語彙や固有名詞を軸にデータベースを再構築することが、有用性を持つのではないか、との結論が得られた。また、研究方法も、ネットの発達により、スカイプなどの会議システムを活用し、より効率化、円滑化されたことも、報告しておきたい。詳しい成果については、上記のデータベース再構築後に、他国研究との比較を含め、改めて整理し発表したい。
免疫グロブリン・ス-パ-ファミリ-遺伝子群を用いた自己免疫疾患の遺伝要因の解明

1.全身性エリテマト-デス(SLE)患者70名のDNAを抽出し、Blastー1(BLー1)遺伝子の多型性を決定した。ヘテロ型であるLーS型が正常人に比べ有意に高頻度であった。これよりBLー1遺伝子またはBLー1遺伝子の近傍の遺伝子はSLEの発症に関与している可能性がある。2.SLE患者で溶血性貧血を有する者は更にLーS型がSLE全体に比べ有意に高頻度であった。これよりBLー1遺伝子またはBLー1遺伝子の近傍の遺伝子は赤血球抗体の産生に関与している可能性がある。3.慢性関節リウマチ(RA)患者80名のBLー1遺伝子の多型性を決定した。RAで肺線維を有する者にはLーL型が有意に低頻度(ゼロ)であった。これよりBLー1遺伝子またはBLー1遺伝子の近傍の遺伝子はRAの症状発現に関与している可能性がある。4.インスリン依存性糖尿病(IDDM)の患者、両親および兄弟を含んだ10家系のBLー1遺伝子の多型性とHLA抗原の型を決定した。IDDMに関連するHLAーA1、ーA8およびーB15を有する患者は全例BLー1遺伝子型はLーL型であり、家族にはLーL以外の型が認められた。これよりBLー1遺伝子またはBLー1遺伝子の近傍の遺伝子はIDDMの発症に関与している可能性がある。[結論と今後の計画]自己免疫疾患(SLE、RAおよびIDDM)とBLー1遺伝子またはBLー1遺伝子の近傍の遺伝子は関連性があると考えられる。多くの自己免疫疾患において、BLー1遺伝子の多型性と疾患に関連の深いHLA抗原の多型性を同時に観察する予定である。
ノックインマウスを用いたヒト遺伝性心筋症の病態形成メカニズム解明と治療薬の検討

肥大型心筋症(HCM)と拡張型心筋症(DCM)は若年者突然死頻発や重症心不全などが特徴とするので、若年期における早期診断、早期治療は関連する高死亡率を低減させることに重要である。本研究の目的は、幼若期マウスにおける病態形成プロセスの解明を進め、心筋症の早期診断法と早期予防・治療法の開発に繋げることである。1).平成30年度S179F HCM計画の実施:ガス麻酔下で体表心電図の検査を行った。その結果、S179Fホモマウスでは、生後1ヶ月齢の若い時期でもQRS異常が認められた。ガス麻酔下でカラードップラーによる左心室拡張機能を評価した。その結果、ホモマウスでは、左心室IVRT(等容弛緩時間)の延長とE/Aの増大が認められ、生後2週齢から左心室拡張機能障害が発生することが明らかになった。また、圧容積ループ(PV loop)検査により、生後1ヶ月齢においても左心室内腔縮小、Tauの増加が認められた。また、左心室錯綜配列と線維化の発生は生後2週齢のホモマウスで既に発生することが分かった。ウエスタンブロット法による左心室タンパクレベルを解析した結果、生後2週齢のホモマウスでは、心肥大が見られなかったものの、イオンチャネルの異常、肥大因子の増加、心筋代謝の異常がすでに心筋内で発生していることが分った。2).平成30年度ΔK210 DCM計画の実施:胎児期投与は有益かどうかを検討するため、生理活性ペプチド・グレリン(150mg/kg/day)を、妊娠している親に、妊娠15日目から出産まで、7日間連続投与した。この投与による効果は生後1ヶ月齢の時点で評価した。その結果、この投与はDCMマウスの左心室内腔拡大と心重量増加を抑制できた;また、この投与はDCMマウスの心臓収縮機能不良に対する改善効果が認められた。心筋症では、心筋トロポニンT(cTnT)などのサルコメア蛋白質において、様々な遺伝子変異が原因として同定されている。しかしながら、ヒト心筋症患者で生じている変異をそのまま再現したノックイン(KI)マウスがなかったため、有効な治療法の開発は大変遅れている。研究代表者らは、マウスの内在性cTnTの特定部位にヒト拡張型心筋症(DCM)を発症させる変異ΔK210、および肥大型心筋症(HCM)を発症させる変異S179Fを、導入した二つのKIモデルを作製した。本研究では、これらのモデルを用いて、心筋症の特徴的な病態形成メカニズムを解明し、突然死の早期予防法を含め有効な治療法・治療薬の開発を目指すことを目的とする。平成28年度において、1.S179F HCMノックインマウスに対し、電気刺激を行った単離心筋細胞のCa2+トランジェト及びサルコメア長の変化を測定したところ、HCMホモマウスではCa2+トランジェトピークの低下、及びCa2+トランジェトの減衰時にextra Ca2+が見られた。このことは、ミオフィラメントのCa2+感受性の増加によって、トロポニンCからのCa2+イオンの解離速度が低下していることが示唆された。2.また、1ヶ月齢のΔK210 DCM KIマウスに対し、治療候補であるコリンエステラーゼ阻害剤による治療効果を検討したところ、ドネペジルの投与がこのDCMマウスの生命予後及び心臓リモデリングへの改善効果が認められた。3.更に、ヒト患者で見られる病態がこの二種類のKIマウスに現れる時期及びその後のプロセスを調べるために、胎児期から心エコーで評価をおこなっているところである。平成28年度において、HCM KIマウスに対して、単離心筋細胞実験は計画とおりに実施できた。また、DCM KIマウスに対して、新たな治療法・治療薬の探索を行ったところ、有効性の高いものを見つけた。これらの状況を踏まえ、本研究は研究計画通りほぼ順調に進んでいると考えられた。平成29年度S179F HCM計画の実施:M-モード心エコー検査により、S179F HCMホモマウスの左心室内腔の縮小は0.5ヶ月齢で発生し、年齢の増加に従って進行する傾向が認められた。S179F HCMホモマウスでは、左心室短軸方向の収縮は異常がないことに対し、左心室長軸方向の収縮が低下することが、1ヶ月齢より発生することが認められた。右心室径/左心室径のratioの増加は3ヶ月齢より発生することが分かった。カラードップラー検査により、左心室拡張機能障害は0.5ヶ月齢では軽度であるが、年齢の増加に従って増悪することが分かった。また、この心筋トロポニンTミスセンス変異S179Fは、このモデルマウスの心筋ミオフィラメントCa2+感受性を増加する結果が得られている。このCa2+感受性の増加に対する代償機構の一つとしては、1ヶ月齢では主にphospholambanリン酸化の減少により、3ヶ月齢ではphospholambanリン酸化とSERCA2a発現量の減少によるものであることが、ウエスタンブロット解析で分かった。平成29年度ΔK210 DCM計画の実施:このΔK210 DCMマウスは、成熟期において高頻度の突然死、心筋間質線維化、心拡大、両心室収縮機能低下などが認められている。

0.5ヶ月齢において、M-モード心エコー解析を行ったところ、ΔK210 DCMマウスは左心室内腔が顕著な増大、中隔厚と自由壁厚が減少、EFの低下など、遺伝子変異量依存的にDCMの特徴が現れていることが明らかにされた。以上のことにより、このDCMマウスはかなり早い時期から心不全を発症することが分かった。DCMマウスに対しては、へテロ同士で繁殖して得たマウスを利用して調べている。ホモマウスの出生確率はもともと低く、しかも死亡率が高い。そのため、研究計画に必要な数になるまで時間がかかり、DCMマウスに対するタンパクレベルの解析がやや遅れている。肥大型心筋症(HCM)と拡張型心筋症(DCM)は若年者突然死頻発や重症心不全などが特徴とするので、若年期における早期診断、早期治療は関連する高死亡率を低減させることに重要である。本研究の目的は、幼若期マウスにおける病態形成プロセスの解明を進め、心筋症の早期診断法と早期予防・治療法の開発に繋げることである。1).平成30年度S179F HCM計画の実施:ガス麻酔下で体表心電図の検査を行った。その結果、S179Fホモマウスでは、生後1ヶ月齢の若い時期でもQRS異常が認められた。ガス麻酔下でカラードップラーによる左心室拡張機能を評価した。その結果、ホモマウスでは、左心室IVRT(等容弛緩時間)の延長とE/Aの増大が認められ、生後2週齢から左心室拡張機能障害が発生することが明らかになった。また、圧容積ループ(PV loop)検査により、生後1ヶ月齢においても左心室内腔縮小、Tauの増加が認められた。また、左心室錯綜配列と線維化の発生は生後2週齢のホモマウスで既に発生することが分かった。ウエスタンブロット法による左心室タンパクレベルを解析した結果、生後2週齢のホモマウスでは、心肥大が見られなかったものの、イオンチャネルの異常、肥大因子の増加、心筋代謝の異常がすでに心筋内で発生していることが分った。2).平成30年度ΔK210 DCM計画の実施:胎児期投与は有益かどうかを検討するため、生理活性ペプチド・グレリン(150mg/kg/day)を、妊娠している親に、妊娠15日目から出産まで、7日間連続投与した。この投与による効果は生後1ヶ月齢の時点で評価した。その結果、この投与はDCMマウスの左心室内腔拡大と心重量増加を抑制できた;また、この投与はDCMマウスの心臓収縮機能不良に対する改善効果が認められた。初年度に引き続き、HCMとDCM KIマウスに対し、胎児期から経時的な解析を行い、データを重ねていく。また、研究計画に従い、心肥大・心不全には重要なシグナリング経路を分子レベル解析で調べる予定である。平成29年度の続きとしては、HCMとDCMマウスに対して、Ca2+ハンドリング及び心肥大・心不全における重要なシグナリングの異常があるかどうかを続けて経時的に調べる予定である。また、今まで得られた結果にもとづき、有効性が期待される治療薬候補をHCMマウスに投薬し、その予防・治療効果を検討する予定である。タンパク質濃度測定装置は今年度購入する予定であるが、共通機器でいけたので、次年度使用額が生じた。主に次年度分の消耗品(飼育費を含む)、及び分子レベル解析用の抗体・試薬予算に充てる予定である。申請書に記載した通り、次年度は主として分子レベル解析の薬品購入などの消耗品費及び研究成果を国際・国内学会で発表するための旅費として研究費を使用する予定である。また繰越分は、病理組織標本作製の受託費、及び分子レベル解析の試薬に使用する予定である。
映像の知的構造化による大規模ニュース映像コーパスからの検索・情報発見に関する研究

本研究では、ニュース映像中を構成する、動画像・主音声(日本語)・副音声(英語)・字幕放送を連日取得・蓄積して研究に供する。本年度中に、これらのデータをのべ約150時間分、導入したハードディスクアレイに蓄積した。これらのデータに対し、(1)蓄積するためのデータベースの構築、(2)アクセスするためのプログラムライブラリの開発、(3)映像の閲覧のためのインタフェースの開発、(4)映像への索引付けに関する研究、(5)映像の構造化及び分類に関する研究、(6)映像データマイニングに関する研究を行った。(1)、(2)では、商用データベースシステムOracle上に映像データを蓄積し、それにアクセスするための機構を実現した。(3)では(1)、(2)の機構を利用して、蓄積したデータを容易に閲覧できるようにした。また、字幕放送及び電子番組表と連動させることにより、簡単な検索機能も実現した。これらの実現により、今後研究を遂行するうえで必要となる、映像の管理のために最低限必要な準備ができた。(4)では、ニュース映像中に出現する人物の名前と顔の画像の対応付けを完全に自動化したシステムを実現した。(5)では、画像特徴量に基づき、ニュース映像を階層的に構造化し、内容に応じて構造化された映像を自動的に分類した。(6)では、ニュース映像中に共起する人物名を抽出することにより、ニュースで話題となっている人物の人間関係に関する知識の抽出及び可視化を行った。また、これらを実現するために必要な基礎的技術として、顔画像の照合に関する研究、移動する人物を追跡する研究、画像中からの繰り返し動作の検出に関する研究も併せて行った。
中学校数学科「関数」領域における課題探究型の説明学習に関する実証的研究

本研究の目的は,中学校数学科の領域「関数」における課題探究型の説明学習の学習水準の移行過程を実証的に明らかにすることである。研究2年次としての本年度は,中学校第2学年を対象に(1)学習水準の移行過程に基づき意図される学習活動を単元「一次関数」において具現化すること,(2)授業実践を通して各授業化の成果と課題を明らかにすることを目的とし,研究を進めた。まず,中学校第2学年における学習水準の移行過程((P2, C2)→(P2, C3))に基づき意図される学習活動を,次のような「富士山の気温」を題材とする一連の授業として具現化した。【1時間目】(問題)里奈さんたちは8月に富士山の6合目(2500m)まで登る計画を立てている。富士山の山頂や麓には観測所があるが,6合目には観測所がなく,気温が分からない。6合目の気温はどのように調べたらよいだろうか。(めあて)標高と気温の関係を調べ,6合目の気温を予想する方法を考えよう。(まとめ)点がほぼ直線上にあることから,気温は標高の一次関数とみることができる。【2時間目】(問題)1時間目と同様。(めあて)気温を標高の一次関数とみなし,河口湖と富士山頂のデータから6合目の気温を予想しよう。(まとめ)一次関数とみなすと,グラフや式を使って6合目の気温が予想できる。【3時間目】(問題)里奈さんたちに6合目の気温を求める方法を教えてあげたい。どのように説明すればよいだろうか。(めあて)里奈さんたちに6合目の気温の求め方を説明しよう。(まとめ)説明には,次の4つが必要である:利用した関数とその根拠,みなした理由,関数の式とその使い方,予想。また,授業実践を通して明らかになった事柄は次の点である:a)説明に必要な要素を生徒から引き出すための手立てが必要であること。b)特に,解釈した結果に伴う制約の要因について,理解を促す指導の工夫が求められること。平成30年度では,中学校第2学年を対象に,学習水準の移行過程に基づき意図される学習活動を単元「一次関数」において具現化し,授業実践を通して各授業化の成果と課題を明らかにすることを目的としていた。その目的は概ね達成していると考える。平成31年度では,中学校第3学年を対象に,学習水準の移行過程に基づき意図される学習活動を単元「二乗に比例する関数」において具現化し,授業実践を通して各授業化の成果と課題を明らかにすることとしている。授業開発や授業実践の円滑な実施が可能となるよう,研究協力者と密に連絡を取り合い,余裕を持って取り組むことが重要と考える。研究1年次としての本年度は,中学校第1学年を対象に(1)学習水準の移行過程に基づき意図される学習活動を単元「比例と反比例」において具現化すること,(2)授業実践を通して各授業化の成果と課題を明らかにすることを主な目的とし,研究を進めた。まず,中学校第1学年における学習水準の移行過程に基づき意図される学習活動を,本研究では次のような「反比例」を題材する授業として具現化した。[1時間目(O→(O, C2))の概要](問題)温めの目安が500Wで4分0秒,1000Wで2分0秒,1500Wで1分20秒のお弁当がある。800Wの電子レンジでは,何分何秒温めればよいか。(めあて)800Wのレンジでの温め時間を予想し,その予想が正しいことを簡潔に説明しよう。(まとめ)予想が正しいことの説明には,次の3つ(利用した関数とその根拠,関数の式とその使い方,予想)が必要である。[2時間目((O, C2)→(P2, C2))の概要](問題)あるナースウォッチでは,20回の脈拍にかかる時間から1分間の脈拍数を予想できる。例えば,20回の脈拍にかかる時間が15秒のとき1分間の脈拍数は80回,20秒ならば60回と予想できる。20回の脈拍にかかる時間が24秒のとき,1分間の脈拍数は何回と予想できるか。(めあて)1分間の脈拍数を予想し,3つの視点を使って予想が正しいことの説明を作ろう。(まとめ)3つの視点を使うと簡潔で分かりやすい説明を作ることができる。また,授業実践を通して明らかになった事柄は次の点である:a)3つの視点をもとに説明を構想することは説明を自律的に構成する一つの手立てと成り得ること。b)説明の構成の授業では発見と正当化の文脈を切り分けて指導することが求められること。平成29年度では,中学校第1学年を対象に,学習水準の移行過程に基づき意図される学習活動を単元「比例と反比例」において具現化し,授業実践を通して各授業化の成果と課題を明らかにすることを目的としていた。

研究2年次としての本年度は,中学校第2学年を対象に(1)学習水準の移行過程に基づき意図される学習活動を単元「一次関数」において具現化すること,(2)授業実践を通して各授業化の成果と課題を明らかにすることを目的とし,研究を進めた。まず,中学校第2学年における学習水準の移行過程((P2, C2)→(P2, C3))に基づき意図される学習活動を,次のような「富士山の気温」を題材とする一連の授業として具現化した。【1時間目】(問題)里奈さんたちは8月に富士山の6合目(2500m)まで登る計画を立てている。富士山の山頂や麓には観測所があるが,6合目には観測所がなく,気温が分からない。6合目の気温はどのように調べたらよいだろうか。(めあて)標高と気温の関係を調べ,6合目の気温を予想する方法を考えよう。(まとめ)点がほぼ直線上にあることから,気温は標高の一次関数とみることができる。【2時間目】(問題)1時間目と同様。(めあて)気温を標高の一次関数とみなし,河口湖と富士山頂のデータから6合目の気温を予想しよう。(まとめ)一次関数とみなすと,グラフや式を使って6合目の気温が予想できる。【3時間目】(問題)里奈さんたちに6合目の気温を求める方法を教えてあげたい。どのように説明すればよいだろうか。(めあて)里奈さんたちに6合目の気温の求め方を説明しよう。(まとめ)説明には,次の4つが必要である:利用した関数とその根拠,みなした理由,関数の式とその使い方,予想。また,授業実践を通して明らかになった事柄は次の点である:a)説明に必要な要素を生徒から引き出すための手立てが必要であること。b)特に,解釈した結果に伴う制約の要因について,理解を促す指導の工夫が求められること。平成30年度では,中学校第2学年を対象に,学習水準の移行過程に基づき意図される学習活動を単元「一次関数」において具現化し,授業実践を通して各授業化の成果と課題を明らかにすることを目的としていた。その目的は概ね達成していると考える。平成30年度では,中学校第2学年を対象に,学習水準の移行過程に基づき意図される学習活動を単元「一次関数」において具現化し,授業実践を通して各授業化の成果と課題を明らかにすることとしている。授業開発や授業実践の円滑な実施が可能となるよう,研究協力者と密に連絡を取り合い,余裕を持って取り組むことが重要と考える。平成31年度では,中学校第3学年を対象に,学習水準の移行過程に基づき意図される学習活動を単元「二乗に比例する関数」において具現化し,授業実践を通して各授業化の成果と課題を明らかにすることとしている。
細胞老化とオートファジーに介入する慢性腎臓病の治療法開発

急性腎障害が慢性腎臓病に移行する過程のメカニズム解明は、不可逆的に進行し、腎臓病予後と直接関係する腎臓間質線維化の制御に繋がる。申請者はこの領域を世界的にリードするHarvard大学、Brigham and Women's病院のBonventre Labに留学し、この領域の研究を開始した。虚血、感染症、薬剤などによる種々の刺激によって障害を受けた結果、不全修復に陥った近位尿細管上皮細胞の細胞周期G2/Mでのアレストと細胞レベルでの老化の関係、さらには細胞老化が不可逆的臓器機能低下に繋がる組織の線維化を進めるに至る分子機構を詳細に明らかにして腎臓病治療法開発を目指す。
磁気浮上型体内埋込人工心臓ポンプの実用化を目指した小型化・高機能化に関する研究

本研究は,完全磁気浮上型血液ポンプを体内埋込型の補助人工心臓として早期に実用化することを最終目的として,本装置を数年間にわたって使用できる耐久性にすぐれた補助人工心臓システムとして完成させるために必要な装置の高機能化・生体適合性向上を行うものであった.その中で得られた主な成果は以下のようであった.(1)磁気浮上制御回路の最適化による小型化ならびに信頼性向上半径方向に磁気力で吸引制御する方式の磁気浮上・回転制御を行う回路を製作し,超小型遠心ポンプの試作を行った.磁気回路の最適化のためのシミュレーションを行い,ステータ内外径,コイル巻数に関する最適値を得ることができた.この結果に基き試作機を製作し,左心補助人工心臓としてのポンプ性能を有することを確認した.(2)体内埋込のための省電力化を目指した試みとして,半径方向の流体力がつりあう位置を制御目標に設定するゼロパワー磁気浮上方式を導入し,入力エネルギーを最小にするための最適化を実施した.磁気回路に関してはさらに理論的アプローチを試み,磁気回路の物理モデルから永久磁石の厚み,磁気浮上ステータの直径,電磁石コイル巻数の最適化を行った.その結果,最終的に磁気浮上ステータの直径を55mmとし,消費零力も11W程度にまで低減することに成功した.(3)本ポンプは血液流路幅が最も狭い部分で0.5mmであり,ロータによる血球破壊が懸念事項であった.そのためにヤギ新鮮血を用いた溶血試験を行い,本ポンプによる血球破壊の量は現在臨床で使用されているポンプ(BioMedicus BP-80)と比べ同等であることを確認した.(4)本システムに採用されたゼロパワー方式による付加機能として,専用のセンサーを用いないポンプ流量計測法に関しても検討を行い,ゼロパワー制御の結果,インペラの浮上位置が流量に比例して偏心することを見出し,ゼロパワー制御の特性を利用してポンプ流量を計測する方法の基礎を築くことができた.本研究は,完全磁気浮上型血液ポンプを体内埋込型の補助人工心臓として早期に実用化することを最終目的として,本装置を数年間にわたって使用できる耐久性にすぐれた補助人工心臓システムとして完成させるために必要な装置の高機能化・生体適合性向上を行うものであった.その中で得られた主な成果は以下のようであった.(1)磁気浮上制御回路の最適化による小型化ならびに信頼性向上半径方向に磁気力で吸引制御する方式の磁気浮上・回転制御を行う回路を製作し,超小型遠心ポンプの試作を行った.磁気回路の最適化のためのシミュレーションを行い,ステータ内外径,コイル巻数に関する最適値を得ることができた.この結果に基き試作機を製作し,左心補助人工心臓としてのポンプ性能を有することを確認した.(2)体内埋込のための省電力化を目指した試みとして,半径方向の流体力がつりあう位置を制御目標に設定するゼロパワー磁気浮上方式を導入し,入力エネルギーを最小にするための最適化を実施した.磁気回路に関してはさらに理論的アプローチを試み,磁気回路の物理モデルから永久磁石の厚み,磁気浮上ステータの直径,電磁石コイル巻数の最適化を行った.その結果,最終的に磁気浮上ステータの直径を55mmとし,消費零力も11W程度にまで低減することに成功した.(3)本ポンプは血液流路幅が最も狭い部分で0.5mmであり,ロータによる血球破壊が懸念事項であった.そのためにヤギ新鮮血を用いた溶血試験を行い,本ポンプによる血球破壊の量は現在臨床で使用されているポンプ(BioMedicus BP-80)と比べ同等であることを確認した.(4)本システムに採用されたゼロパワー方式による付加機能として,専用のセンサーを用いないポンプ流量計測法に関しても検討を行い,ゼロパワー制御の結果,インペラの浮上位置が流量に比例して偏心することを見出し,ゼロパワー制御の特性を利用してポンプ流量を計測する方法の基礎を築くことができた.プロトタイプ機として,径方向に磁気力で吸引制御することで磁気浮上・回転制御を行う小型磁気浮上型遠心ポンプの設計,製作を行った.また,ローレンツ力を用いた傾き制御を磁気浮上モータに追加することで傾きの安定化を図った.磁気回路シミュレーションを行い,ステータとロータの外径を60mm,78mm,磁気浮上コイル,モータコイル,傾き制御用コイルの巻数をそれぞれ170巻き,70巻き,200巻きと決定した.ステータとロータ間の径方向のギャップを1.5,mmとすることで,ロータとステータを厚さ0.5mmの樹脂カバーに封入した後も,0.5mmの血液流路幅を確保する設計とした.製作したプロトタイプ機は12Nの径方向の磁気吸弓力,0.1Nmの傾き制御トルクが発生可能であった.ポンプ性能は最大回転数2000rpm,最大流量11.3l/min,最大揚程250mmHgと補助人工心臓に十分応用可能な性能を示した.同時に,入力エネルギー最小とする磁気浮上系の最適化設計手法の開発を行った.また,血液ポンプ内部流れの数値流体解析によってインペラ形状に関する検討を行った.特にインペラに作用する流体力は直接計測することが困難であるが,磁気浮上所要電力に大きく影響するため非常に重要な設計要素である.今年度は計算も出るの確立と主としてインペラシュラウドの影響について検討し,インペラ翼形状の改良を行った.来年度はその結果をもとに,高効率磁気浮上系の開発を行う.本年度の研究成果は以下のとおりである。

まず、磁気浮上系および駆動モータ系に関しては、消費電力を最小とするために磁気回路系の設計シミュレーションを行った。その結果、磁気浮上モータのステータ外径を55.0mm,ロータ外径を70.5mm,浮上コイル巻き数を104巻き,回転コイル巻き数を85巻きとしたとき消費電力が最小となることがわかった.この結果に基づいて開発した磁気浮上モータを用いた血液ポンプのインペラは外径72.5mm,高さ27.5mm,質量107gであり,血液ポンプは外径78.5mm,高さ41.5mm,質量500gと体内に埋め込み可能な範囲内のサイズであると考えられた。また、血液ポンプ形状に関しては、主に数値流体解析の手法を用いて、羽根形状とポンプ流入口に関する設計について検討した。羽根形状に関しては、インペラに作用する軸方向流体力に着目し、シュラウドのないオープン羽根で羽根幅ができるだけ薄くなるような構造を選択した。また、体内埋込を考慮してポンプ入口を湾曲させる必要があり、これに関しても血液のよどみができるだけ小さくなることを目標に、90度の直角ベンド形状とした。開発した磁気浮上型血液ポンプは,浮上インペラの径方向の振動振幅が0.096mmと十分な磁気浮上の安定性と制御性能を示した.最大流量は8.5L/min,最大揚程は200mmHgと十分なポンプ拍出性能を有していることを確認した.補助人工心臓としての使用域5L/min,100mmHgのときの総消費電力は,11.3Wであった.これらの設計シミュレーション手法により、高効率な磁気浮上型血液ポンプの開発に成功した.昨年度は磁気浮上系の最適化研究の成果によって,所要電力の大幅な低減を実現することに成功したが,本年度は,まず最適化を行った試作機の血球破壊試験を行い,安定した磁気浮上と臨床上間題ないレベルの血球破壊量であることを確認した.そして,引き続き磁気浮上ならびに磁気駆動系の小型化を目指して,最適化設計法の開発を行った.まず,理論的アプローチとして磁気回路を電気等価回路で表し,必要な吸引力,エネルギー効率と大きさの理論関係式を導き,永久磁石の厚み,磁気浮上ステータの直径,電磁石コイルの巻数の最適化を図った.研究の結果,従来品と同性能で,磁気浮上ステータの直径を60mmから55mmへ小型化することに成功した.左心補助人工心臓としての平均動作点である揚程100mmHg,流量5L/min時の消費電力も16Wから11Wにと70%程度減少し,エネルギー効率の向上を実現した.また,制御回路の小型化のために,新たにPWM方式の磁気浮上アンプを設計した.この寸法としては1チャンネル140mmx100mmの基板に構築することとした.また,本システムが採用するゼロパワー方式の利点としてセンサーを必要としないポンプ流量推定方式の開発に関しても検討を行った.前負荷用リザーバ,高負荷用リザーバ,自己心模擬用拍動流ポンプからなる循環系模擬回路を開発し,磁気浮上ポンプを左心脱血・大動脈送血の補助循環形式で取り付け,ゼロパワー制御時のインペラの浮上平均位置を計測した。その結果,(1)ゼロパワー制御時にインペラ中心位置がポンプ流量に比例して変化することを確認した.(2)自己心の拍動にともないインペラ中心位置が変動することを確認した.以上の点から,磁気浮上ポンプの特性を生かした流量推定の実現可能性を確認した.
深海熱水噴出域固有動物の初期生態および分散機構の探究

本研究では、深海熱水域固有動物の初期生活史、分散動態および進化史を解明することを目的に、海洋における浮遊幼生の空間分布評価、ならびに成体標本解析に基づく進化過程の推察を行った。海洋研究開発機構所有の海底広域研究船「かいめい」による調査では、鉛直多層式開閉ネットを用いて、深海熱水噴出域近傍から表層における浮遊幼生の採集を行った。特に沖縄トラフにおける熱水噴出域直上水塊では、二枚貝幼生が複数採集された。形態ならびにDNA塩基配列に基づく種同定の結果、本幼生は熱水噴出域固有シンカイヒバリガイ類の一種であることが明らかとなった。本採集記録は、海流構造に基づいた同海域の幼生分散モデルに、生物密度や分散水深などの制約を与える新規の生物学的知見である。また、熱水域固有腹足類の幼生行動を復元する手法開発にも着手し、今後、同幼生について鉛直行動の有無を評価することができると期待される。幼生分散動態評価と並行して、シンカイフネアマガイ亜科の分子系統解析、貝殻・軟体部の形態比較および化石記録の参照を行い、1)本亜科が1新属を含む3属からなり、熱水域または冷湧水域の種で構成されること、2)各属は新生代初期に起源をもつこと、3)笠型の殻は巻いた殻を祖先型とし、笠型化は熱水環境への進出に伴って2度独立に生じたことを明らかにした。これら研究成果について、日本貝類学会平成30年度大会、15th Deep-Sea Biology Symposiumおよびブルーアースサイエンス・テク2019で発表を行うとともに、Zoological Journal of the Linnean Societyにおいて誌上発表を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
光DISKシステム導入によるビューティ粒子探索の能率化

高エネルギー物理学実験では大量のデータをオンラインでMT(マグネティク・テープ)に蓄積しオフライン処理で物理現象の解析を行ってきた。その形態のほとんどはシーケンシャルなデータ処理であった。ところが、エマルションの解析では、高速でかつランダムにデータにアクセスして作業をしていく解析方法をとるため、従来の様なMTといった媒体を用いたやり方では、到底なし得えないことであった。そこでこの分野では未曽有の試みである光DISKという新しい媒体を用いる事によって不可能を可能にし、エマルション解析の能率を大きく向上させるのに貢献してきた。具体的には、当時発売準備段階にあった廉価な光DISKドライバーをリコー(株)より取り寄せて当研究室に於てSCSIインターフェイスを用いパーソナルコンピュータ-PCー98シリーズをホストとして光DISKドライバーをハンドリングするソフトウェアの開発整備を行い、Fermilab E653実験に於て作り出された大量のDST(Data・Summary Tape)を光DISKにコンバートし、更の当研究室のコンピューターシステムとリンクするソフトウェアを作り上げ光DISKをデータを引き出すベースとする新しいシステムを構築した。また、このシステムは当研究室のみに留まらず同じ様なコンピューターシステムを有する先に述べた実験の国内の共同研究者のもとにも光DISKシステムを構築し、小規模の大学に於ても大量のデータを扱うことができる画期的なものと成った。これに伴い2台のドライブを用いてメディア間のコピーユーティリティーも開発した。現在では光DISK無くしては解析が成立しなくなるような必要不可欠なもので、光DISKが及ぼした効用は計り知れない。また、この事は高エネルギー物理学の分野に新たなる礎を築き上げた。今後は、この分野のいろんな方面への利用の可能性が期待される。
中華民国期、内モンゴルにおける統治システムの再構築-熱河省の土地制度改革をもとに

辛亥革命以降、内モンゴルの伝統的制度は揺らぎを見せ、また中華民国政府(北京政府)は盟旗地域に省を設立しようとしていた。これに対し、モンゴル王公たちは省設置に反対するものの、内モンゴル南部には熱河省が設立され、土地制度改革(経界事業)と行政機構の再編が行われた。このさい、熱河省は漢人農民に土地所有権を与えようとしたため、その結果、モンゴル王公の弱体化が進んでいくこととなったのである。20年度は、内モンゴルにおける中華民国政府の統治システムの再構築について明らかにするために、熱河省政府の土地制度確立の内容について検討をおこなった。まず台湾・国史館において、中華民国期の内モンゴル史に関する資料調査、および資料収集を実施した。これと並行して、民国期の新聞のマイクロ資料を購入し、分析を進めた。これらの作業により1920年代後半から1930年代初頭における、中国東北、および熱河省地域で実施された地方政府の諸政策や地方の社会・経済的状況を把握することにつとめた。そのさい中華民国成立以降、熱河地域においてどのような行政制度の再編が行われたのか、そしてこれと同時に実施された土地制度改革がどのような社会経済的意味をもっていたのか、という点に着目し、以下の点が明らかになった。(1)民国期に入るまで、熱河地域では、清朝時代の統治機構が踏襲され、モンゴルの伝統的統治体制が、弱体化しながらも維持され、モンゴル人と入植者である漢民族の間でも、伝統的な土地権利関係が保持されていたこと。(2)しかし、熱河省設立以降、土地制度改革により、旗に対する省の権限が強まったこと。(3)熱河省政府による土地制度改革は、現地の秩序を混乱させ、支配体制の転換点となったこと。(4)土地制度改革により、熱河蒙地における漢民族の土地に対する権利意識が高まり、モンゴル側の権利が相対的に弱まったこと。以上の研究成果の一部は「近代内モンゴル社会の変革と東アジア--中国、日本との関係から見る」(2008)、および「中華民国における熱河省の土地制度改革について-モンゴル・漢関係の変化-」(2009年)として公表されている。21年度は、内モンゴルにおける中華民国政府の統治システムの再構築過程を明らかにするため主として土地文書資料の調査とその分析を行った。まず中国遼寧省梢案館において、熱河省・奉天省および内モンゴル地域のアーカイブ資料を調査・収集し、さらに内モンゴル自治区フフホト市において、内モンゴル大学の研究者と意見交換を行った。また、これと並行して民国期の政府刊行物(マイクロ資料)を購入したほか、土地関係資料を収集し、分析を進めた。これらをもとに、192030年代初頭、中華民国北京政府ならびに中国東北の各省政府が内モンゴルにおいて進めた諸政策について、とりわけ土地政策展開の社会経済史的意味に注目しつつ、以下の諸点を明らかにした。(1)1920年代、内モンゴル東部では、旧来の盟旗制度と省県の制度が併存し、制度の運用を巡って蒙・漢の間で対立が深まっていたこと。(2)伝統的な盟旗制度を維持しようという立場と、盟旗制度の改革を進めようとする立場の相違・対立は、蒙・漢間のみならず、モンゴル王公の中にも存在したこと。(3)なかでも熱河省(ジョーオダ・ジョソト盟)とジリム盟のモンゴル王公の対立が顕著となっていたが、これらは両者の社会経済的差異(開墾状況、北京政府との距離)と密接に関連していたこと、である。以上の研究成果については、「1920年代、内モンゴルにおける制度変革とモンゴル王公」「『藩部』と『内地』-20世紀前半の内モンゴル」と題する論文として公表したほか、国際ワークショップにて報告を行った。
周生期における生殖関連諸器官の対ホルモン特異反応の発現機構

1.周生期に性ホルモンを投与されたマウス生殖器官の不可逆的増殖卵巣摘出対照マウスの膣では,エストロゲンに反応して細胞増殖,分化がおこるが,その際,fos,junの_mRNAが一過性に発現するが,出生直後にエストロゲンを投与されたマウスの膣では,卵巣摘出により体内のエストロゲンを無くしても,fos,junの_mRNAが恒久的に発現していることを見いだした。また、周生期の合成エストロゲン投与による不可逆化膣には特異タンパク質が発現しており,EGFレセプターが減少していることを明らかにした。卵巣摘出により,一過性に出現するタンパク質を膣で見いだした。2.生殖器官の分化および受容体の発現雄性および雄性生殖器官のエストロゲン受容体の発現を経時的に調べた。出生日にエストロゲンを投与すると,12時間後にはエストロゲン受容体が子宮上皮細胞に発現した。ほとんどの雄性生殖器官は,出生直後にはエストロゲン受容体を発現していないが,出生直後エストロゲン刺激により,その受容体の発現が誘起されることを明らかにした。更に,ラットの発情周期と妊娠初期の子宮と膣におけるプロゲステロンレセプターの発現を免疫組織学的に調べた。3.生殖器官の退化および妊娠依存性乳癌の退化過程における細胞死とプロテアーゼの発現マウスの膣の退化過程では,細胞分裂活性の低下,メタロプロテアーゼに発現,およびアポトーシスが関与している。乳癌の退化過程では,細胞分裂活性の低下,アポトーシスが関与していることが明らかになった。4.胎盤細胞の増殖機構マウスの妊娠6および10日目の胎盤の栄養芽細胞はエストロゲン,プロゲステロ,EGF,TGF-alphaに対して増殖反応を示すが,14および18日の胎盤栄養芽細胞は増殖反応を示さないことを細胞培養系を用いて明らかにした。1.周生期に性ホルモンを投与されたマウス生殖器官の不可逆的増殖卵巣摘出対照マウスの膣では,エストロゲンに反応して細胞増殖,分化がおこるが,その際,fos,junのmRNAが一過性に発現するが,出生直後にエストロゲンを投与されたマウスの膣では,卵巣摘出により体内のエストロゲンを無くしても,fos,junのmRNAが恒久的に発現していることを見いだした.また,周生期の合成エストゲン投与による不可逆化膣には特異タンパク質が発現しており,EGFレセプターが減少していることを明らかにした.卵巣摘出により,一過性に出現するタンパク質を膣で見いだした.2.生殖器官の分化およびレセプターの発現雄性および雌性生殖器官のエストロゲンレセプターの発現を経時的に調べた.出生日にエストロゲンを投与すると,12時間後にはエストロゲンレセプターが子宮上皮細胞に発現した.ほとんどの雄性生殖器官は,出生直後にはエストロゲンレセプターを発現していないが,出生直後のエストロゲン刺激により,その受容体の発現が誘起されることを明らかにした.更に,ラットの発情周期と妊娠初期の子宮と膣におけるプロゲステロンレセプターの発現を免疫組織学的に調べた.3.生殖器官の退化および妊娠依存性乳癌の退化過程における細胞死とプロテアーゼの発現マウスの膣の退化過程では,細胞分裂活性の低下,メタロプロテアーゼの発現,およびアポトーシスが関与している.乳癌の退化過程では,細胞分裂活性の低下,アポトーシスが関与していることが明らかになった.

4.胎盤細胞の増殖機構マウスの妊娠6および10日目の胎盤の栄養芽細胞はエストロゲン,プロゲステロン,EGF,TGF-αに対して増殖反応を示すが,14および18日の胎盤栄養芽細胞は増殖反応を示さないことを細胞培養系を用いて明らかにした.(II)周生期性ホルモンによる生殖器官不可逆化の機構周生期にエストロゲンを投与されたマウスの膣は、ホルモン非依存の増殖をすることから、細胞増殖に関与する遺伝子、タンパク質が恒久的に発現していると考えられる。癌遺伝子およびそのタンパク質のうち、fos、jun、myc、の発現をノーザンブロット法および免疫細胞化学的に調べた結果、エストロゲン刺激が無いにもかかわらず、fos、junのmRNAが発現していることを見いだした。また、周生期に合成エストロゲンを投与されたマウスの膣には特異タンパク質が発現していることを明らかにするとともに、プロゲステロンおよびタモキシフェンに対する反応性も変化していることを明らかにした。さらに、卵巣適出により、一過性に出現するタンパク質を膣で見いだした。これらの時期に発現されているmRNAを抽出し、これをもとにcDNAを作成し、卵巣非依存の増殖に関与する遺伝子、タンパク質を同定する予定である。(II)生殖器官の分化および受容体の発現雌性生殖器管のエストロゲン受容体(ER)の発現を経時的に調べ、子宮上皮細胞のER発現は、生後5日以降であること、エストロゲン投与により、24時間以内にERが発現すること、周生期に性ホルモンおよびホルモン拮抗物質を投与されたマウスにおける、乳腺の異常、骨盤の異常、精巣の異常等を見いだした。(III)骨盤の性的二型マウス、ハムスター、ラットでは、雄では雌に比べて座骨は大きく、恥骨は短いことを見いだすとともに、骨盤の雌雄差は、思春期のホルモンによって形つくられることを、アンドロゲン受容体を欠損しているTfmマウスを用いて明らかにした。ホルモンは骨に直接作用することも器官培養系を用いて明らかにした。以上の研究成果(I-III)および世界の研究状況をまとめて総説した。
睡眠中の口腔環境-pHモニタリングとQLFによるエナメル質脱灰の評価-

被験者の上顎第一大臼歯頬側面(UPB)、上顎前歯部唇側面(UAB)にISFET電極を固定し、ソフトドリンク(pH3.8)で洗口後、就寝中の約6時間pHをモニタリングした。その結果、UPBではpH3.8まで急下降した後速やかに安静時に戻り、起床直前はpH6.5まで低下した。UABでは起床直前までに安静時pHには戻らなかった。被験者のUAB,UPBに牛歯切片を固定して、4日間ブラッシングを停止させた後、QLFで脱灰程度を測定した結果、両者に有意な差は認められなかった。1.口腔内各部位におけるpHの連続モニタリング:覚醒時、口腔内の異なった部位(上顎前歯部唇側面、上顎臼歯部頬側面)にpHセンサーを設置し、安静時およびオレンジジュース刺激時におけるpHを連続モニターした。その結果、安静時の時点で両部位には差が認められ、上顎前歯部唇面のほうが常に低い値を示した。刺激時では刺激後の回復時間が明らかに上顎前歯部唇側面のほうが遅延した。2.無線小型pHセンサモジュールの開発:ISFETpHセンサーの特性を測定し、回路設計用シュミレーション特性モデルを作成した。そしてISFETを用いた無線pHモジュール回路を設計試作し、無線pHセンサー動作を確認した。現在、受信回路の簡易化を計り、ビーカー内溶液のpHを無線で測定できる段階であり、2009年度の実験は無線pH計を用いて研究する予定である。3。耳下腺唾液の上顎第一大臼歯に対する唾液クリアランスの影響:上顎第一大臼歯萌出期における耳下腺管開口部の位置を特定し.萌出期の上顎第一大臼歯に対する唾液クリアランスの様相を明らかにした。その結果、永久歯列の耳下腺管開口部の位置は近遠心的には第一大臼歯遠心面より約0.3mm近心に、咬合面より約7mm上方に位置していた。(2)開口部の位置が±1SD以内の8名についてクリアランス値を測定した結果、安静時では第一大臼歯が最も短く、次に第二小臼歯、第二大臼歯の順であった。刺激時では第一大臼歯が最も短く、第二小臼歯と第二大臼歯には有意な差はみられなかった。(3)IIC期の耳下腺管開口部の位置はX軸で左側が-2.4±3.1mm、右側が-2.5±3.5mm、Y軸では左右とも約5mm咬合面より上方に位置していた。第一大臼歯より近心に開口部が位置しているIIC期においては、第一大臼歯は耳下腺唾液クリアランスの影響をほとんど受けていないことが明らかとなった。今年度は無線pH計が完成しなかったので、清涼飲料摂取時の口腔内pHの変化について研究を行なった。清涼飲料摂取後の口腔内pH変化と歯の脱灰に対する唾液の影響を明らかにする目的で、1.清涼飲料摂取前後の全唾液分泌速度およびpHの経時的測定、2.機械的刺激唾液に対する清涼飲料の滴定実験、3.牛歯に対する清涼飲料による脱灰と唾液の脱灰抑制効果について検討を行った。その結果、1.被験者(10名)の100%オレンジ果汁飲料(pH3.8)摂取後5分間において唾液分泌速度とpH間には負の相関がみられた.その間の全唾液分泌量は平均4.3mlで、無刺激唾液分泌量の約2.8倍を示した。また唾液pHが臨界pH(5.4)を下回った被験者(4名)は全員60秒以内に回復を示した。2.平均pH7.7を示した被験者の刺激唾液に清涼飲料を滴定し、臨界pHまでpHを低下させるのに要する量を、同じpHに調整した蒸留水と比較した結果、炭酸飲料(pH2.2)とスポーツ飲料(pH3.5)では唾液が蒸留水の約7倍、100%オレンジ果汁飲料では同様に約4倍の量を示し、唾液の持つ酸緩衝能が定量的に確認された。また同実験で3種の清涼飲料の滴定量を比較した結果、最もpHが高い100%オレンジ果汁飲料が最低量を示し、同飲料に含まれる有機酸の緩衝能の高さが示された。これにより、清涼飲料による歯の脱灰を考える際には溶液のpHだけではなく、その溶液中の酸による緩衝能の存在も考慮する必要があることが示唆された。3.清涼飲料へ唾液を混入し、清涼飲料による牛歯の脱灰程度をQLF法で評価した結果、唾液混合時には蒸留水混合時に比較して有意な脱灰量の減少が確認された。(1)就寝中の口腔内pH変化のモニタリング顎口腔系に異常の認められない健全歯列を有する成人を対象とした。

上顎第一大臼歯頬側面(UPB)、上顎前歯部唇側面(UAB)にISFET電極(イオン感応性電解効果トランジスタ電極、堀場社製)を固定し、pH安定後(UAB : pH7.1、UPB : pH6.7)に清涼飲料水(pH3.8)を口に含み、30秒間口腔全体に行きわたらせた後、嚥下させ就寝させた。起床するまでの約6時間、各部位のpHをモニタリングした。その結果、UPBは一旦清涼飲料水のpHまで急下降した後約4秒で安静時に戻り、その後pH7.5程度まで上昇し、約20分後に安静時に戻った。その後は徐々に下降し,起床前は6.5程度を示した。UABは清涼飲料水のpHまで下降した後、回復は遅く、起床前までに安静時pHには戻らなかった。UPBは耳下腺唾液の影響を直接受けて変化したが、UABは唾液の影響を受けなかったことが示唆された。(2) QLF(光誘導蛍光定療法)による脱灰評価(1)牛歯切片に設けたウインドウを、乳酸ゲル(0.1M乳酸、pH4.5)に4日間浸漬して脱灰し、その後再石灰化液に一定期間浸漬した後、QLFとTMRで脱灰深度を比較した。QLFのΔF、TMRのΔZ(ミネラル喪失量%vol/μm)を比較した結果両者には高い相関が認められた(R=-0,7702、p<0.001)。(2)牛歯切片をUAB,UPBに固定して、4日間ブラッシングを停止させて放置した後、QLFで測定した結果、両者とも脱灰の兆候は認められなかった。脱灰の程度が軽度であったため、QLFでは検索できないことが推察された。