hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
名医の手先を持つ知的構造物を安心して使うためのD∞圧電体の電気弾性場研究

本研究は,特異な異方性を持つ圧電材料(PLLA)からなる単純な構造で屈曲・ねじれ動作を兼ね備える知的構造物に対して,その合理的な設計手法の確立を目指して,材料の異方性(D∞対称性)を考慮した電気弾性基礎理論を構築することを目的としている.本年度は以下の成果を得た.前年度までに導出・構築したD∞対称性を有する物体の構成方程式・電気弾性場解析手法を,本年度では円柱モデル・積層板モデルに適用し研究を推進した.具体的には,力学的負荷(ねじり負荷)が作用したモデルを用いてセンサ機能を想定した調査とともに,電気的負荷(電場)が作用したモデルを用いてセンサ機能を想定した調査を実施し,モデル内部での電気弾性場諸量(変位・ひずみ・応力・電位・電場・電気変位)の分布を詳細に調査し,材料のもつ特異な異方性が電気弾性場分布におよぼす影響を明らかにした.さらに,センサとして効率良く出力信号を得るための方策を明らかにするとともに,破損を防止するための強度評価を行った.さらに,前年度に新たな課題として熱的外乱の影響を調査する必要があることが分かったので,本年度は熱的外乱を受ける半無限体モデルに対して上述の電気弾性場解析手法を適用し,熱的外乱がモデル内部での電気弾性場諸量に与える影響を調査するとともに,出力信号に与える悪影響を定量的に評価した.これらの成果は,従前の実験的手法では解析しえなかったものであり,上述の知的構造物の合理的設計手法の確立に貢献するものであるため,学術雑誌および国際会議で発表した.本研究は,特異な異方性を持つ圧電材料(PLLA)からなる単純な構造で屈曲・ねじれ動作を兼ね備える知的構造物に対して,その合理的な設計手法の確立を目指して,材料の異方性(D∞対称性)を考慮した電気弾性基礎理論を構築することを目的としている.本年度は以下の成果を得た.D∞対称性の成り立ちを考慮し,元となるD2対称性に対する構成方程式に座標変換則・材料複合則を適用することによりD∞対称性に対する構成方程式を導出した.続いて,D∞圧電体に対して,C6v圧電体に対する電気弾性場解析手法を拡張して,電場軸周りのねじれ挙動を含んだ形でポテンシャル関数を用いた電気弾性場解析手法を構築した.さらに,構築された手法を半無限体モデルに適用し,表面で種々の力学的・電気的負荷を受ける場合のモデル内部での電気弾性場諸量(変位・ひずみ・応力・電位・電場・電気変位)の分布を詳細に調査し,材料のもつ特異な異方性が電気弾性場分布におよぼす影響を明らかにした.これらの成果は,従前の実験的手法では解析しえなかったものであり,上述の知的構造物の合理的設計手法の確立に貢献するものであるため,学術雑誌および国際会議で発表した.なお,上記で今年度の目的は達成したため,次年度に予定していた段階へと進んだ.上述の手法を円柱形状のモデルに適用できるように拡張した電気弾性場解析手法を構築するとともに,電気的負荷を受ける場合について電気弾性場諸量の分布を詳細に調査した.この成果は学術雑誌で発表した.本年度に予定していた「D∞対称性に対する構成方程式を導出」および「D∞圧電体に対する電気弾性場解析手法の構築」を達成し,基本的な形状モデルに対して材料のもつ特異な異方性が電気弾性場分布におよぼす影響を明らかにするとともに,次年度に予定していた「円柱構造物に対する電気弾性場解析手法の構築」に着手したことから,本研究は当初の計画以上に進展していると考えられる.本研究は,特異な異方性を持つ圧電材料(PLLA)からなる単純な構造で屈曲・ねじれ動作を兼ね備える知的構造物に対して,その合理的な設計手法の確立を目指して,材料の異方性(D∞対称性)を考慮した電気弾性基礎理論を構築することを目的としている.本年度は以下の成果を得た.前年度までに導出・構築したD∞対称性を有する物体の構成方程式・電気弾性場解析手法を,本年度では円柱モデルに適用し研究を推進した.具体的には,軸対称あるいは非軸対称の電気的負荷が作用したモデルを用いてアクチュエータ機能を想定した調査を,軸対称力学的負荷が作用したモデルを用いてセンサ機能を想定した調査をそれぞれ実施し,モデル内部での電気弾性場諸量(変位・ひずみ・応力・電位・電場・電気変位)の分布を詳細に調査し,材料のもつ特異な異方性が電気弾性場分布におよぼす影響を明らかにした.さらに,アクチュエータとして効率良く屈曲・ねじれ動作を得るための方策,あるいは,センサとして効率良く出力信号を得るための方策を明らかにするとともに,破損を防止するための強度評価を行った.これらの成果は,従前の実験的手法では解析しえなかったものであり,上述の知的構造物の合理的設計手法の確立に貢献するものであるため,学術雑誌および国際会議で発表した.

なお,上記で今年度の目的はおおむね達成したが,センサ機能をより詳細に調査する必要があることが新たに分かったため,非軸対称力学的負荷を受けるモデルに対する調査に着手した.本年度に予定していた「アクチュエータ機能を想定した円柱構造物の電気弾性場の解明」および「センサ機能を想定した円柱構造物の電気弾性場の解明」をおおむね達成し,基本的な形状モデルに対して材料のもつ特異な異方性が電気弾性場分布におよぼす影響を明らかにしたことから,本研究はおおむね順調に進展していると考えられる.本研究は,特異な異方性を持つ圧電材料(PLLA)からなる単純な構造で屈曲・ねじれ動作を兼ね備える知的構造物に対して,その合理的な設計手法の確立を目指して,材料の異方性(D∞対称性)を考慮した電気弾性基礎理論を構築することを目的としている.本年度は以下の成果を得た.前年度までに導出・構築したD∞対称性を有する物体の構成方程式・電気弾性場解析手法を,本年度では円柱モデルに適用し研究を推進した.具体的には,非軸対称力学的負荷が作用したモデルを用いてセンサ機能を想定した調査を実施し,モデル内部での電気弾性場諸量(変位・ひずみ・応力・電位・電場・電気変位)の分布を詳細に調査し,材料のもつ特異な異方性が電気弾性場分布におよぼす影響を明らかにした.さらに,センサとして効率良く出力信号を得るための方策を明らかにするとともに,破損を防止するための強度評価を行った.これらの成果は,従前の実験的手法では解析しえなかったものであり,上述の知的構造物の合理的設計手法の確立に貢献するものであるため,学術雑誌および国際会議で発表した.なお,上記で今年度の目的はおおむね達成したが,使用環境による悪影響を詳細に調査する必要があることが新たに分かったため,さらに,熱的外乱を受けるモデルに対する調査に着手した.本年度までに予定していた「アクチュエータ機能を想定した円柱構造物の電気弾性場の解明」および「センサ機能を想定した円柱構造物の電気弾性場の解明」をおおむね達成し,基本的な形状モデルに対して材料のもつ特異な異方性が電気弾性場分布におよぼす影響を明らかにしたことから,本研究はおおむね順調に進展していると考えられる.本研究は,特異な異方性を持つ圧電材料(PLLA)からなる単純な構造で屈曲・ねじれ動作を兼ね備える知的構造物に対して,その合理的な設計手法の確立を目指して,材料の異方性(D∞対称性)を考慮した電気弾性基礎理論を構築することを目的としている.本年度は以下の成果を得た.前年度までに導出・構築したD∞対称性を有する物体の構成方程式・電気弾性場解析手法を,本年度では円柱モデル・積層板モデルに適用し研究を推進した.具体的には,力学的負荷(ねじり負荷)が作用したモデルを用いてセンサ機能を想定した調査とともに,電気的負荷(電場)が作用したモデルを用いてセンサ機能を想定した調査を実施し,モデル内部での電気弾性場諸量(変位・ひずみ・応力・電位・電場・電気変位)の分布を詳細に調査し,材料のもつ特異な異方性が電気弾性場分布におよぼす影響を明らかにした.さらに,センサとして効率良く出力信号を得るための方策を明らかにするとともに,破損を防止するための強度評価を行った.さらに,前年度に新たな課題として熱的外乱の影響を調査する必要があることが分かったので,本年度は熱的外乱を受ける半無限体モデルに対して上述の電気弾性場解析手法を適用し,熱的外乱がモデル内部での電気弾性場諸量に与える影響を調査するとともに,出力信号に与える悪影響を定量的に評価した.これらの成果は,従前の実験的手法では解析しえなかったものであり,上述の知的構造物の合理的設計手法の確立に貢献するものであるため,学術雑誌および国際会議で発表した.以後は,屈曲・ねじれ動作を兼ね備える知的構造物の挙動解明を目標として,より現実的な条件に対する電気弾性場解析を実施する.具体的には,円柱モデルに対してアクチュエータ・センサを想定した境界条件を考慮して3次元問題を取り扱う.詳細に調査する必要があることが新たに分かった「非軸対称力学的負荷を受けるモデルに対する調査」をまず実施する.以後は,屈曲・ねじれ動作を兼ね備える知的構造物の挙動解明を目標として,より現実的な条件に対する電気弾性場解析を実施する.
オペラント学習による行動獲得と転換を実現する神経回路制御

動物はオペラント学習により目的に応じた適切な行動を獲得する。この行動適応の過程には、大脳皮質-基底核回路の並列ループ間の機能シフトが関与する。本研究では、ラットのオペラント学習の進行に伴う並列ループ間の機能シフト動態を、独自の行動実験系に多領域マルチニューロン記録と光遺伝学技術を組み合わせて観測し、機能シフトを担う神経回路の仕組みと働きを因果性をもって解明する。さらに、実験により得られた知見の計算論的な役割(意義)を理論的モデルの構築を通じて導出し、実験と理論の両面から機能シフトの本質を統一的に理解する。初年度(平成26年度)は、頭部を固定したラットに前肢でスパウトレバーを操作させて、行動の開始と抑制を適切に制御する「行動抑制」を観測するための新規行動課題「自由選択型ストップ-シグナル課題」を効率的に学習させる実験系を確立することに成功した。2年度目(平成27年度)は、この行動課題を遂行中のラットの一次および二次運動野、眼窩前頭野、後頭頂連合野の神経活動を多領域マルチニューロン記録法により記録し、実験データを蓄積した。3年度目(平成28年度)は、行動データとスパイクデータの各種解析と解釈に集中し、この行動課題でみられる2種類の「プロアクティブ抑制」に対し各領域の神経細胞が異なる活動を示すことを示した。特に、二次運動野の神経細胞は試行ブロックに基づき変化するプロアクティブ抑制に相関した活動の変化を示すことを見出した。4年度目(平成29年度)および最終年度(平成30年度)は、左右の前肢を操作する行動課題を導入し、一次・二次運動野や後頭頂連合野におけるIT型・PT型投射細胞の両側支配性の相違を解明した。また、過去の報酬経験に基づく行動選択を担う大脳基底核線条体の直接路および間接路の異なる役割を光遺伝学的手法をもちいて解明した。これらの研究成果は国際専門誌に論文数編を発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。動物はオペラント学習により目的に応じた適切な行動を獲得し、その行動はやがて習慣化する。この行動適応の過程には、大脳皮質-基底核回路の並列ループ(辺縁系ループ、前頭前野系ループ、運動系ループ)間の機能シフトが関与する。本研究では、ラットのオペラント学習と習慣化の進行に伴う並列ループ間の機能シフト動態を、独自の行動実験系に多領域マルチニューロン記録と光遺伝学技術を組み合わせて観測し、機能シフトを担う神経回路の仕組みと働きを因果性をもって解明する。初年度(平成26年度)の半年間では、研究計画を首尾よく完遂させるのに必要な実験系の立ち上げに集中した。特に、頭部を固定したラットに前肢でスパウトレバーを操作させる行動課題を応用して、オペラント学習と習慣化の進行を安定して効率よく観測できる新規の行動課題「キャンセル-シグナル課題」を確立することに成功した。この課題では、オペラント学習により数週間で獲得したレバー押し反応を、開始信号の直後に稀に提示されるキャンセル信号により素早く反応を取り消す行動を定量化し、行動の衝動性や抑制性を評価することが可能となった。次年度は、この行動課題を遂行中のラットの大脳皮質や大脳基底核の神経活動を多領域マルチニューロン記録法により記録することを試みる計画である。ここまでの研究成果は、日本生理学会や研究会などでポスター発表した。また、オペラント学習と習慣化に関する和文総説を執筆し学術雑誌に発表した。初年度(平成26年度)は、研究計画を首尾よく完遂させるのに必要な実験系の立ち上げに集中した。続く2年度目(平成27年度)は、この行動課題を遂行中のラットの大脳皮質、特に眼窩前頭野や後頭頂連合野の神経活動を多領域マルチニューロン記録法により記録し、この課題に関連する発火活動を見出した。現在、記録頭数および細胞数を順調に蓄積している段階であり、ここまでに得られた知見は日本神経科学学会や国際シンポジウムなどで中間発表した。また、オペラント学習に関する和文総説を執筆し学術雑誌に発表した。

当該年度の主な研究目標は、頭部を固定したラットのオペラント学習と習慣化の進行を評価することのできる「キャンセル-シグナル課題」を活用して、この行動課題を遂行するラットの大脳皮質からの神経活動の多領域マルチニューロン記録実験を円滑に実施することであった。実際、上記の行動課題に関連する神経活動を眼窩前頭野や後頭頂連合野に見出すことに成功しており、平成27年度の本研究計画の実施はおおむね順調に進展していると考えている。動物はオペラント学習により目的に応じた適切な行動を獲得し、その行動はやがて習慣化する。この行動適応の過程には、大脳皮質-基底核回路の並列ループ(辺縁系ループ、前頭前野系ループ、運動系ループ)間の機能シフトが関与する。本研究では、ラットのオペラント学習と習慣化の進行に伴う並列ループ間の機能シフト動態を、独自の行動実験系に多領域マルチニューロン記録と光遺伝学技術を組み合わせて観測し、機能シフトを担う神経回路の仕組みと働きを因果性をもって解明する。さらに、実験により得られた知見の計算論的な役割(意義)を理論的モデルの構築を通じて導出し、実験と理論の両面から機能シフトの本質を統一的に理解する。初年度(平成26年度)は、頭部を固定したラットに前肢でスパウトレバーを操作させて、行動の開始と抑制を適切に制御する「行動抑制」を観測するための新規行動課題「自由選択型ストップ-シグナル課題」を効率的に学習させる実験系を確立することに成功した。2年度目(平成27年度)は、この行動課題を遂行中のラットの一次および二次運動野、眼窩前頭野、後頭頂連合野の神経活動を多領域マルチニューロン記録法により記録し、実験データを蓄積した。3年度目(平成28年度)は行動データとスパイクデータの各種解析と解釈に集中し、この行動課題でみられる2種類の「プロアクティブ抑制」に対し各領域の神経細胞が異なる活動を示すことを示した。特に、二次運動野の神経細胞は試行ブロックに基づき変化するプロアクティブ抑制に相関した活動の変化を示すことを見出した。この研究成果は、海外での学会発表も終えて、現在は国際誌に投稿するために論文を鋭意執筆中である。その他に本研究に関連する数編の論文発表もおこなった。当該年度の主な研究目標は、大脳皮質の多領域の神経活動の実験データの蓄積とそのデータ解析に集中することであった。実際に予定通りに大脳皮質4領域の神経活動のデータ収集と解析を進めて、二次運動野の神経細胞がプロアクティブ抑制に関与しているという新知見を得て、論文を執筆しているところである。また、関連する研究成果の論文発表もおこなった。従って、平成28年度の本研究計画の実施はおおむね順調に進展していると考えている。動物はオペラント学習により目的に応じた適切な行動を獲得する。この行動適応の過程には、大脳皮質-基底核回路の並列ループ間の機能シフトが関与する。本研究では、ラットのオペラント学習の進行に伴う並列ループ間の機能シフト動態を、独自の行動実験系に多領域マルチニューロン記録と光遺伝学技術を組み合わせて観測し、機能シフトを担う神経回路の仕組みと働きを因果性をもって解明する。
燃料電池電気自動車への電気二重層キャパシタ適用による最適エネルギー利用率の研究

エネルギーの効率的利用の点から燃料電池電気自動車が研究され,使用拡大の試みが行われている。燃料電池には始動時の反応遅れ,内部分極による電圧降下,ブレーキの電気エネルギーを回生できないなどの点があり,これらの補完として電気二重層キャパシタが用いられているが,電気二重層キャパシタの特性決定方法に関する研究報告は少ない。本研究は,燃料電池電気自動車への電気二重層キャパシタ適用を前提に,特に電気二重層キャパシタに着目してエネルギー補完能力および省エネルギーの観点から,その最適容量や内部特性,ハードウェアの方向等を明らかにすると同時に,シミュレーションによる幅広い条件での検討を可能にすることを目的に実施した。平成15年度から16年度にかけて,出力40kW実験車両により路上走行およびシャシーダイナモメータ上の模擬走行を行い,電気二重層キャパシタによるエネルギー補完効果の確認と利用率向上の研究を行った。具体的には,鉛蓄電池を基本として燃料電池特性を模擬する回路を構成し,燃料電池の特性変化に合わせて電気二重層キャパシタの静電容量や内部抵抗値を変化させて特性および構成の適正化を行うものである。燃料電池技術自体も未だ開発段階にあり,内部インピーダンスや反応遅れ時間にもある範囲があるため,これらを燃模擬料電池回路により変化させて走行実験を行い,これにより電気二重層キャパシタの直流電圧補償効果の具体的数値を得た。さらにブレーキ電力エネルギー回収の点については,一定の走行モードではあるが電力回生率として数値を確認した。さらに,これらの実験と並行して駆動回路動作のコンピュータシミュレーションを行い,同一走行モードによる実験とシミュレーション両者の整合性から,シミュレーション単独による電気二重層キャパシタ特性のより幅広い検討を可能とした。地球環境保護とエネルギー効率的利用の点から燃料電池電気自動車が研究され,使用拡大への試みが行われている。一方,現状の電気自動車用燃料電池の欠点は始動時の反応遅れ,内部インピーダンスによる電圧降下,ブレーキの電気エネルギーを回生できない点などである。このため,燃料電池の一時的エネルギー放出・吸収用に電気二重層キャパシタや二次電池を用いた動作の補完が行われている。本研究は,燃料電池電気自動車回路への電気二重層キャパシタの適用を主眼に,特に電気二重層キャパシタに着目して省エネルギーの観点からその最適容量や特性,ハードウェア等を明らかにすることを目的としている。平成15年度は,出力40kW実験用車両を用いて路上走行およびシャシーダイナモメータ上の模擬走行により,電気二重層キャパシタによるエネルギー補完効果の確認と利用率向上の研究を行った。具体的には,現有実験車両に対して鉛蓄電池を基本とした燃料電池特性を模擬する回路を構成し,燃料電池の特性に合わせて電気二重層キャパシタの静電容量や内部抵抗値を変化させて特性および構成の適正化を行う。燃料電池技術自体も未だ開発途上にあり,内部インピーダンスや始動時の反応遅れ時間等にも範囲があるため,これらを燃模擬料電池回路により数種類に設定して走行実験を行った。当面電気二重層キャパシタ静電容量は固定した結果,模擬燃料電池内部インピーダンスの変化に対する電気二重層キャパシタでの直流電圧補償効果の具体的数値を得た。また,同時に燃料電池反応遅れ時間も具体的に数種類の設定を行い,走行実験により電気二重層キャパシタエネルギー利用率の変化として数値的に把握した。これらの結果を基に次年度は電気二重層キャパシタの最適特性の把握を行う。地球温暖化防止や化石エネルギー使用節減を目指すエネルギー効率的利用が重要であり,燃料電池電気自動車の実用化に向けた研究と使用拡大への試みが行われている。一方,電気自動車用燃料電池には始動時の反応遅れ,内部分極による電圧降下,ブレーキの電気エネルギーを回生できないなどの点があり,これらの補完として電気二重層キャパシタが用いられているものの,これらの特性決定方法に関する報告は少ない。

本研究は,燃料電池電気自動車駆動回路への電気二重層キャパシタ適用を前提に,特に電気二重層キャパシタに着目してエネルギー補完能力および省エネルギーの観点から,その最適容量や内部特性,ハードウェア等を明らかにすると同時に,シミュレーションによる幅広い検討を可能にすることを目的として実施した。平成16年度は,出力40kWの実験用車両を用いて路上走行およびシャシーダイナモメータ上の模擬走行により,電気二重層キャパシタによるエネルギー補完効果の確認と利用率向上の実験とシミュレーションによる研究を行った。具体的には,現有実験車両に鉛蓄電池を基本とした燃料電池特性模擬回路を構成し,燃料電池の特性変化に合わせて電気二重層キャパシタの静電容量や内部抵抗値特性の適正化を行う。燃料電池技術自体も開発途上にあり,内部インピーダンスや反応遅れ時間等にも範囲があるため,これらを燃模した走行実験により電気二重層キャパシタの直流電圧補償効果の具体的数値を得た。さらにブレーキ電力エネルギー回収の点については,一定の走行モードではあるが電力回生率として数値を確認した。これらの実験と並行して駆動回路動作のコンピュータシミュレーションを行い,両者の整合性からシミュレーションによる電気二重層キャパシタ特性のより幅広い検討を可能とした。
BH3-only蛋白質BADのアポトーシス誘導機構の解析

1.BADおよびBcl-XLの変異体作製BH3ドメイン内の二塩基を置換したBAD変異体を作製した。この変異によって、リン酸化能が喪失し、Bcl-2及びBcl-XLとの結合能を失っていることが判明した。この結果、アポトーシス誘導能さらにミトコンドリアへの局在能が失われることが判った。BH3ドメイン内の一塩基置換によるBAD変異体が、Bcl-XLとの結合能が保たれおり、アポトーシス誘導能を保持していることから、Bcl-XLとの結合能がアポトーシス誘導能に必須であり、ミトコンドリア局在能と関連していることが判明した。一方、Bcl-XLのc-末端の変異を加えることにより、Bcl-XLのミトコンドリアへの局在能が失われるが、BADとの結合能があるとBADのアポトーシス誘導能は阻害されることが判明した(安達)。GST-BAD融合蛋白を用いて、HeLa細胞やHEK293細胞中に存在するBAD結合蛋白をPull-downし、SDS-PAGE上で見出されるバンドよりTOF-massによってその結合蛋白質の同定を行った。Bcl-XLを含めたBcl-2ファミリーや14-3-3などが検出されたが、新規分子と思われる結合蛋白は同定されなかった。このことは、Bcl-XLがBAD蛋白の重要なシャペロン分子であるとの結果を裏付けるけるものと思われた(今井)。1.BAD変異体の作製我々は、BH3領域におけるアミノ酸-残基の置換したBAD変異体を作製した。この変異体は、低リン酸化状態にあり、Bcl-2との結合能を失っているが、Bcl-XLとは結合でき、アポトーシス誘導能はAktにても抑制されないことが判明した。この変異体に新たな変異を加えて、Bcl-XLとの結合能を損なう変異体を作製した。一方、BH3ドメインの中で最も良く保存されているロイシン残基のアラニンへの置換によってBcl-XLへの結合能が失われることは判明しているが、それ以外の変異体を多種作製した。その結果、ロイシン残基をバリンへ置換するとこれのみでは、BADの機能は保たれるが、アスパラギン酸をグリシンへ変異させることにより、BADの機能が失われることが判明した。ロイシンとアスパラギン酸の両者がBcl-XLとの結合に重要であることが判った。GST-BAD融合蛋白を用いて、HeLa細胞やHEK293細胞中に存在するBAD結合蛋白をPull-downし、SDS-PAGE上で見出されるバンドよりTOF-massによってその結合蛋白質の同定を目指しているが、これまでのところ、既知の結合蛋白であるBcl-XL及びそのファミリー分子のみが得られている。引き続き、新しいBAD結合蛋白の同定を試みている。1.BADおよびBcl-XLの変異体作製これまでに、BH3ドメイン内の一塩基を置換したBAD変異体が、低リン酸化状態にあり、Bcl-2との結合能を失っているが、Bcl-XLとは結合でき、アポトーシス誘導能は保たれていることを既に見出している。この結果、BADのミトコンドリアへの局在能が消失した。一方、BADとの結合能は保たれているが、ミトコンドリアへの局在能を失ったBcl-XL変異体を作製した。これを過剰発現させた実験から、BADのミトコンドリア局在にはBcl-XLのリクルートが必要であることを見出した。このリクルートは、アポトーシスシグナルを惹起する必要のないことから、BADのミトコンドリアへの移行は必ずしもアポトーシスとリンクしていないことが判明した(安達)。既にGST-BAD融合蛋白を作成していることから、これを用いて、HeLa細胞やHFK293細胞中に存在するBAD結合蛋白をPull-downし、SDS-PAGE上で見出されるバンドよりTOF-massによってその結合蛋白質の同定を行った結果、Bcl-XLを含めたBcl-2ファミリーや14-3-3などが検出された。
炎症性血管病変の形成に対する内因性プロスタノイドの役割解明

血管内皮の機能異常により血管壁に炎症反応が発生し、血管平滑筋細胞の内膜層への遊走と分裂が惹起される。この結果として血管内腔の狭小化といった血管リモデリングが発生するとされている。この炎症性血管病変形成に対して、内因性プロスタグランジンE2受容体の1つであるEP4受容体の役割を解明するため、頸動脈結紮モデルを使用して病変形成の程度を野生型とEP4受容体欠損マウスで比較を行った。頸動脈結紮1週の時点では、EP4受容体欠損マウスでは野生型に比べて組織変化の程度が悪化する傾向が見られた。このことから、炎症性血管病変の形成初期において、EP4受容体が影響を与える可能性が示唆された。心血管障害の発生と進展において、血管内皮障害を引き金とする炎症性細胞の血管内皮への接着を起点とし、血管平滑筋細胞の形質変化により平滑筋細胞が遊走・増殖能を獲得し、血管中膜層から内膜層への移動・増殖が起こり、結果として新生内膜形成から血管内腔の狭小化につながる病態が重要な要素とされている。この炎症性血管病変は、動脈硬化や経皮経管的冠動脈形成術後の再狭窄の主たる病態として重要視されている。しかしながら、この炎症性血管病変形成におけるEP4受容体の役割については、現在までのところ統一した見解が得られていない。そのため今回、頸動脈結紮モデルを用いて血管リモデリングにおけるEP4受容体欠損の影響を内因性EP4受容体欠損マウスを用いて検討した。頸動脈結紮4週の時点では、野生型マウスでは頸動脈の結紮により新生内膜の肥厚が明らかとなり、血管内腔の狭小化が認められた。これら形態学的変化に対して、EP4受容体欠損は統計学的に有意な影響を及ぼさなかった。このことから、頸動脈結紮モデルを用いた炎症性血管病変の形成において、内因性EP4受容体欠損の影響は明らかにすることはできなかった。頸動脈結紮モデルを使用し、炎症性血管病変形成に対して内因性プロスタグランジンE2受容体の1つであるEP4受容体の役割を解明するために、野生型とEP4受容体欠損マウスを用いて、組織学的検討を行った。頸動脈結紮4週の時点では、野生型とEP4受容体欠損マウスの血管組織には統計学的な有意差を認めなかった。このため、頸動脈結紮1週での組織変化の検討を加えた。これは、EP4受容体はマクロファージなどの炎症性細胞の浸潤に影響を及ぼす可能性が示唆されているためであり、血管炎症初期段階におけるEP4受容体の役割を解明することを目的としたものである。野生型に比べてEP4受容体欠損マウスでは、結紮後の血管中膜層の飛行と新生内膜肥厚形成の程度が大きくなる傾向が認められた。新生内膜どうと中膜層の面積比は、野生型に比べてEP4受容体欠損マウスでは約2倍に増加した。現時点では、検体数が不足しているため、統計学的検討を行う段階ではないが、EP4受容体が炎症性血管病変の形成に影響を与える可能性が示唆された。麻酔科学当初予想した内容と異なる結果となったため、使用する実験モデルの変更を考慮しつつ研究を進める必要に迫られたため、研究の進展に若干の遅れが出てきている。頸動脈結紮4週の時点では、野生型とEP4受容体欠損マウスでは形態学的に有意差が見られなかった。これまでの報告では、EP4受容体は骨髄由来のマクロファージの組織への浸潤に影響する可能性が示唆されていることから、血管炎症早期での形態変化に対するEP4受容体の役割を検討する必要がある。また、炎症性血管病変モデルの一つであるwire injuryでの病変形成に対するEP4受容体欠損の影響を検討することも考慮するべきである。当初予想した結果とことなる状況に陥ったため、使用する実験モデルを含めて実験計画を再検討したため、当該助成金が生じた。繰り越された助成金は、翌年度分と併せて全て消耗品として使用する予定である。
電気化学光電子分光によるイオン液体/電極界面近傍の反応拡散層のIn-situ解析

Ag+,Cu+,Li+などを溶かしたイオン液体とカソード電位を印可した電極界面付近における金属イオンの拡散過程をIn-situ型の電気化学光電子分光法等を用いて調べたところ、欠乏層と名付けた金属イオン濃度の極めて低い領域が数百マイクロメートルに渡って観測された。詳しい解析の結果、この領域の中では、粘度とStokes-Einstein式から予想される拡散よりもはるかに速いホッピング様の高速拡散が起きていることが分かり、新たな拡散モデルを構築した。さらに、不活性イオンなどを加えてホール(ホッピングサイト)濃度を制御することにより、電極近傍における金属イオンの拡散速度を制御することに成功した。従来から実験を行ってきたAg+イオンの他に、Li+などの他の金属イオンを溶質とした時の拡散挙動を調べた。基本的に、Ag+イオンと似たような挙動をとったが、実験結果と我々のモデルから得られる拡散パラメータには、大きな差が見られた。特に、ホール濃度については、金属イオン濃度が小さくなると、ホール濃度が増加する傾向が見られた。ここでいうホール濃度とは、実際にホッピングに使用できるホールの濃度であることから、この結果が、非常にリーズナブルである。また、イオン液体の種類も変えて実験を行ったところ、通常拡散を示す成分の項(拡散係数)(全体の拡散係数のうち、ホッピング拡散を示す項意外の成分)が、Stokes-Einsteinの式に従うことが分かった。このことは、ホッピング拡散が支配する条件下においても、通常の拡散挙動で動く成分が残っていることを意味している。一方で、ホール濃度Chole、および金属イオン濃度が無限に小さいときのホッピング拡散係数D0hopの2つのパラメータの温度依存性についても詳しく調べた。その結果、D0hopは、温度増加に対してほぼリニアに増加することが分かり、これは温度増加によってホッピング頻度が上がることによるものであることが推察された。一方、Choleは、温度を増加させていくと、ある温度を境に急激に減少することが分かった。これは、この温度を境に、ホッピング様の拡散から、通常の拡散に転移することを意味している。この変化の詳しい原因は、まだ明らかになっていないが、現在のところ、ホールの寿命(温度増加によって短くなる)とホッピング拡散速度との関連性によって説明が出来るのではないかと考えている。前年度にクロノアンペロメトリーを用いて、Ag+, Li+などの拡散係数の濃度依存性を調べたが、本年度は、これをもとに、In-situXPSを用いて、これらの金属イオンを含むイオン液体中においてアノード印加条件下において(Ag+ + e- =>Ag)、実際にどのような拡散層が形成されるかを観察した。Ag+のみを含むイオン液体については、以前に観察したように、電極から数百メートル沖合に伸びる欠乏層領域(Ag+イオンの濃度が極端に低い領域)が観察された。一方、これに少量のLi+イオンを加えると、(注:この場合、Li+の還元や酸化は起きない条件下で測定)欠乏層の形成が大きく抑制されることが分かった。これは、Liイオンが、ホッピング拡散サイトをあらかじめ占有してしまうために、Ag+のホッピング拡散が抑制されたことによるものと解釈出来る。このことは、我々の新しい拡散モデルが正しいことを支持するものである。また、これまでは、電極極近傍における拡散状態を調べてきたが、もう少し沖合における拡散過程を調べるべく、濃度がよりバルクに近い領域での拡散係数を、クロノアンペロメトリーによって調べた。その結果、電極近傍領域とは逆に、溶質濃度(今回はAg+濃度)が増加するに従って、拡散係数が増加する傾向が見られた。このことは、拡散層内においても、比較的外側の領域(溶質濃度がバルク濃度に近い領域)においては、ホッピング拡散でも、Stokes-Einsteinに従う通常拡散とも異なる拡散メカニズムが働いていることを意味する。現在、この領域における新しい拡散モデルをたて、立証のための実験を計画している段階である。前年度において、電極近傍の拡散層内よりさらに沖合の領域において、拡散層内とは逆の拡散挙動(溶質濃度増加に対して、拡散速度が増加する)が見られた。本年度はこれを詳しく調べていった。その結果、単純なAg+イオンのみでは、この現象は見られず、Li+イオンなどの不活性イオンを添加して初めてこの現象が見られることが分かった。こうした結果とシミュレーションの解析により、この領域(拡散層領域よりもAg+イオンが高濃度である)において、Ag+イオンが非極性ドメイン内を優先的に拡散していることによって発現していることが分かった。また、拡散金属イオン種の依存性についても調べた。特に、Cu+イオンを拡散種としたとき、非常に大きな拡散速度の増大と、それに伴う欠乏領域(拡散層内において、溶質イオン濃度が極端に低くなる領域)の増大が観測された(Ag+イオンの2倍程度)。このことは、Cu+とAg+のまわりのイオン液体イオンとのクーロン相互作用とホッピングエンタルピーの違いなどから説明が出来た。さらに、本年は、これらの拡散機構を利用した材料作りへ展開した。純粋にAg+のみを加えた時と、不活性物質としてLi+イオンを加えたときとでは、Agの電析物形状が大きく異なり、拡散速度の制御によって、析出プロセスが変化したことを示している。これらの結果は、いずれも、研究代表者の提案した溶液粘度によらない(Stokes-Einstein式に従わない)ホッピング様高速拡散モデルを支持するものであり、本研究において、最初に提案したモデルの厳密化にも成功した。

今後は、この研究をもとに、拡散プロセスのさらなる制御法の開発とその応用研究へも発展させていく予定である。Ag+,Cu+,Li+などを溶かしたイオン液体とカソード電位を印可した電極界面付近における金属イオンの拡散過程をIn-situ型の電気化学光電子分光法等を用いて調べたところ、欠乏層と名付けた金属イオン濃度の極めて低い領域が数百マイクロメートルに渡って観測された。詳しい解析の結果、この領域の中では、粘度とStokes-Einstein式から予想される拡散よりもはるかに速いホッピング様の高速拡散が起きていることが分かり、新たな拡散モデルを構築した。さらに、不活性イオンなどを加えてホール(ホッピングサイト)濃度を制御することにより、電極近傍における金属イオンの拡散速度を制御することに成功した。これまでの研究において、若干の修正が必要なものの、我々の提案してきた拡散モデル(ホッピングモデル)が正しいことが分かってきた。ただし、まだ金属イオンによっては、我々のモデルだけでは理解できないものもあり、特異的な例を含めてさらに一般化を進める必要があると考える。また、実績報告でも述べたように、高濃度領域において新たな拡散挙動が発見された。これについても、今後は詳しく調べていきたい。物理化学昨年度の期間中、一時期、メインの測定装置であるIn-situXPSが不調に陥ったこともあり、上記した溶質金属イオン依存性など、最後の詰めが出来ていない点がある。基本となるモデルは、ほぼ正しいことが立証されたので、今後は、特定の金属イオンについて集中的にデータを取るなどして、モデルを完成させたい。また、上記した高濃度領域における拡散過程についても、あわせて研究を進める予定である。本年度において、金属イオン種とイオン液体種を変化させて実験を行うことによって、予定通りイオン液体拡散層中特有の拡散挙動が見えてきており、計画通りに研究は進んでいる。また、EC-XPSの実験も、セルと検出器の改造により、精度の高い実験が可能になった。これまで、不安定でなかなか再現がとれなかった実験も、これによってスピードアップが図れると考えている。研究全体は順調に進んでいるが、当初計画の中で、H26年度計画中にあるイオン液体の緩和過程に関する研究が、光電子分光装置の不調により、あまり進んでいない。なお、不調だった光電子分光装置は、最近になって復旧し、正常に稼働をはじめている。しかし、これを使用するはずだった実験に加え、関連実験が予定通り進まず、該当実験に使用するイオン液体、ガラス器具等の購入を見合わせており、未使用額が発生した。研究自体は、計画通り進んでいる一方で、そのメカニズムの本質的なところにはまだ到達しているとは言えない。特に、今回の実験によって、ホッピング拡散を支配するいくつかのパラメータの温度依存性が明らかになったが、ここにメカニズムの本質を調べる鍵があると考えている。今後は、こうした温度に依存する挙動も含めて、ホッピングに使われるホールとは何なのか、その具体的な物理的描像に迫っていきたい。
透析患者における身体不活動が身体的虚弱の発生・増悪に及ぼす影響―多施設共同研究―

血液透析患者における低活動状態の遷延は、骨折や主要心血管イベントを増加させるだけでなく、生命予後を悪化することが知られている。しかしながら、こうした低活動状態の遷延が身体的虚弱、あるいは日常生活制限の発生に及ぼす影響については明らかになっていない。そこで我々は、多施設共同研究を行い、血液透析患者における低活動状態の遷延が身体的虚弱や日常生活制限の発生に及ぼす影響について、明らかにすることを本研究課題とした。2施設ではあるが多施設共同研究として、血液透析患者のデータ収集およびデータ解析を実施することができている。また、学会発表にとどまらず、査読付きの英語医学雑誌への論文アクセプトが年間2-4本のペースで達成できている。本研究を通じて、血液透析患者の身体活動量の実態や主要アウトカムへの影響、さらには血液透析患者に対する効果的な運動管理方法の確立というところまで手が届きつつある。以上が、上記区分となる理由である。これまでに集積したデータに基づいて、本課題の達成に向けたデータ解析を進めて、発表を行う。Functional statusの経年的な低下、新たな身体的フレイルの発生等にどういった要因が影響を及ぼしているのか、身体活動量の低下が影響するのかについて検討を進めていく。これまでに血液透析患者における低活動状態の遷延は、骨折や主要心血管イベントを増加させるだけなく、生命予後を悪化することが知られている。現在、2施設の血液透析クリニックが本研究課題への参加を表明しており、すでに、2施設とも倫理審査委員会の承認を得ている。ただ、施設数の増加にはやや難渋しており、次年度以降の課題である。データの評価・測定マニュアルは作成されており、一部、データの評価・測定は開始されている。また、これまでに収集できたデータを用いて、すでに国際・国内学会への参加・発表、英語論文の執筆が行われた点から、上記の区分選択とした。現在、2施設が本多施設共同研究に参加しており、すでに倫理審査委員会の承認を得ており、実際にデータ収集が行われている。また、本研究はオープンコホート研究であり、引き続き参加施設を探している。これまでに収集できたデータをもとに、いくつかの海外学会(アメリカ腎臓病学会2016・シカゴ、世界腎臓病学会2017・メキシコ)、国内学会(複数)にて演題の発表を行った。また、本研究を遂行するうえで重要な血液透析患者における低活動状態を定義づけるために活動量の推奨値を明らかにする論文を発表した(Ryota Matsuzawa R, et al. J Ren Nutr. 2017)。また、低活動を是正するために重要な血液透析患者に対する監視型運動療法の効果についても検証を行い、論文化に成功した(Matsuzawa R, et al. Kidney Int Rep. 2017)。また、他にも腎不全患者における身体活動量に関する論文を複数発表することができた(Ryota Matsuzawa [correspondence], et al. BMC Nephrol. 2017; RyotaMatsuzawa, et al. Renal Replacement Therapy.2017)。現在、2施設の血液透析クリニックが本研究課題への参加を表明している。すでに両施設とも倫理審査委員会の承認を得て、データ収集を行っている。しかし、引き続き、さらなる施設数の増加には難渋しており、次年度以降の課題である。ただ、収集できたデータを用いた国際学会および国内学会での成果発表の実績、英語論文での複数発表の実績を踏まえ、上記の区分選択とした。参加施設を増加するために、今後、交渉を実施していく。また、それに伴い、本研究課題遂行に必要な物品の購入を行う。また、データが集まれば、解析結果について国内・国外学会にて発表を行い、英語論文化を進めていく。

また、データが集まってきているため、解析および成果発表(学会発表、論文執筆)を随時実施していく。これまでに集積したデータに基づいて、本課題の達成に向けたデータ解析を進めて、発表を行う。Functional statusの経年的な低下、新たな身体的フレイルの発生等にどういった要因が影響を及ぼしているのか、身体活動量の低下が影響するのかについて検討を進めていく。当初、本研究計画に参加するはずであった施設から、参加不可能との申し出があった。そのため、その施設に投資するはずの物品購入費用が使用されずに次年度繰り越しとなった。また、執筆中の英語論文がアクセプトされておらず、再校正料・掲載料として見込んでいた額が次年度繰り越しとなった。共同研究の施設が想定よりも増やすことができず、研究開始に必要な物品の購入を先送りにしたことが主要因と思われる。また、論文掲載が次年度以降に持ち越しになったことによる論文掲載費用の見送りや学会出張の際に出張費用を学会側が負担したことも要因と思われる。上記事項については次年度以降に必要になる。本研究はオープンコホートであり、随時、参加施設を募集している。そのため、新たに参加する研究施設で使用する雑費用が必要になる。加えて、最終年度における成果発表のための学会参加および論文掲載にかかる費用が次年度以降にかかると見込まれるため。繰越額は新たな研究参加施設での物品購入費用、もしくは英語論文再校正料・掲載料としてとして使用する。
オペラント条件付け場面でラットの食行動に1強化あたりの報酬量の変動性が及ぼす効果

本研究の目的はラットのレバー押し行動に対して与える報酬の量的なヴァラエティーが、レバー押し行動および摂取行動に対して与える影響を調べることである。動機づけ行動に関する馴化理論(Aoyama & McSweeney,2001;MgSweeney & Swindell,1999)の予測にしたがえば、報酬の質的なヴァラエティー(例、味などのヴァラエティー)だけでなく、量的なヴァラエティーも摂取量の増加をもたらす。前年度には全てのレバー押し行動に対して報酬を提示する連続強化条件で、液体報酬を用いた場合、この予測を支持する結果を得た。今年度は固形の餌(ペレット)を用いてこの予測を検証した。実験1では被験体は6匹のラットであり、餌の量を制限して自由摂食時体重の約85%に減量した。水は自由に摂取可能であった。1粒45mgの餌ペレットの提示量を毎回3粒とする統制条件と餌の提示量を1から5粒(平均3粒)の間で変化させる実験条件とを比較した。結果は、両条件の総反応量と総摂取量は同じであり、馴化理論の予測を支持しなかった。セッション内変動パターンも全く同一であった。実験2では、実験条件での変動の範囲を広げた。餌の提示量が平均は3粒のまま、1から11粒の間でランダムに変化する第一実験条件と、さらに1から21粒の間で変化する第二実験条件を設けた。さらに、強化スケジュールは連続強化とVI1分の2つを用いた。それ以外の手続きは実験1と同様であった。結果も実験1と同様であり、連続強化・VIの両スケジュールとも、2つの実験条件において、総反応量も総摂水量も統制条件と差がなかった。したがって、量的なヴァラエティー効果が固形報酬では支持されず、前年度の液体報酬の場合と矛盾した結果となった。動機づけ行動に関する馴化理論(Aoyama & McSweeney,2001; McSweeney & Swindell,1999)の予測にしたがえば、報酬の質的なヴァラエティー(例、味などのヴァラエティー)だけでなく、量的なヴァラエティーも摂取量の増加をもたらす。本年度は全てのレバー押し行動に対して報酬を提示する連続強化条件でこの予測を検証した。実験1では、液体報酬(砂糖水)を用いた。被験体は6匹のラットであり、餌の量を制限して自由摂食時体重の約85%に減量した。砂糖水の提示時間を毎回3秒とする統制条件と餌の提示時間を1秒から5秒(平均3秒)の間で変化させる実験条件とを比較した。結果は、実験条件の方が総反応量と総摂取量が多くなり、馴化理論の予測を支持した。実験条件と統制条件は、1回の強化あたりの平均摂取量は同程度であった。このことは、実験条件に短い報酬提示時間が含まれるためにセッション内での摂取量が少なくなり、そのために飽和が弱くなった結果として反応が増加したのではないことを意味する。したがって、馴化理論が支持された。実験2では、6匹のラットを用い、21.5時間の摂水制限をかけて、水を報酬とした実験を行った。餌は自由に摂取可能であった。それ以外の実験条件は実験1と同様であった。結果も実験1と同様であり、実験条件において総反応量も総摂水量も増加した。1回の強化あたりの平均摂水量は両条件で同程度であった。したがって、量的なヴァラエティー効果が摂食行動と摂水行動の両方で確認され、馴化理論を支持した。
鉄合金における溶質元素の固液間の分配に関する研究

本研究では、鉄合金におけるミクロ偏析をはじめとする凝固時の諸現象を解明する上で重要な因子の一つである溶質の平衡分配係数について測定ならびに熱力学的考察を行った。まず、Fe-P2元系ならびにFe-P-C3元系合金におけるりんの平衡分配係数を固相・液相の平衡共存相を急冷し、固相部、液相部りん濃度をEPMAで分析する方法で測定した。その結果、Fe-P2元系合金におけるりんの平衡分配係数の温度依存性を明らかにすることができた。さらに、多成分系合金における平衡分配係数の溶質間相互作用による変化を示す分配相互作用係数を溶体熱力学を基にして導出し、それを用いてりんの平衡分配係数の炭素濃度による変化を明らかにした。次に、ステンレス鋼の基本系となるFe-Cr-Ni系合金における各種Cr,Ni濃度に対するNi,Cr,Si,Mn,Moの平衡分配係数を静止界面法(温度勾配をもつ炉内に試料を設置し、試料の一部を溶解して、固液界面を作成し、急冷後、溶質濃度をEPMAで分析する方法)で測定し、溶質元素の平衡分配係数のCr,Ni濃度依存性を明らかにした。最後に、従来実測例のないNi基合金における10数種の溶質元素の平衡分配係数を、Fe-Cr-Ni系合金の場合と同様の実験方法を用いて実測した。さらに、それらの結果を基にして、鉄族基2元系合金における溶質の固液間平衡分配係数を求める理論式を溶体熱力学ならびに弾性連続体理論を基にして導き、その結果、溶質の固液間分配を支配する因子を定量的に評価することができた。以上の結果の一部はすでに日本鉄鋼協会講演大会において口頭発表され、また学会誌(Trans.ISIJ)、日本学術振興会資料にもすでに掲載されている。
ブラキシズム関連の口腔疾患に対する唾液分泌促進剤と胃酸分泌抑制剤の治療効果の解明

本研究は、歯周病や顎関節症、顎顔面の慢性痺痛などの睡眠時のブラキシズムに関連した口腔疾患に対する唾液分泌促進剤と胃駿分泌抑制剤の効果を明らかにして、新たな治療法の確立を図るものである。鹿児島大学病院歯科に通院中の成人患者105名(2578歳)について、QUEST問診票とF-scaleを用いて胃食道酸逆流症(GERD)の定型症状を調べGERD陽性・陰性群の2群に分け、全身および口腔症状の有無を統計学的に比較した。その結果、QUEST問診票あるいはF-scaleでGERD陽性と判定された者は体の25.7%であった。GERD陽性患者では、陰性群に比べて、全身の疾患や症状では昼間・夜間の咳き込み等の呼吸器の症状、背部痛、手足の先の痛み・しびれ、泌尿器科症状、身体全体の症状、頭痛が有意に多かった。睡眠障害も有意に多く、主観的QOLでは、身体的領域、社会的領域、QOL平均においてQOLが有意に低かった。以上から、GERDはいままで報告されている非定型症状以外に口腔疾患とも重要な関連のあることが示唆された。次に、GERD陽性患者8名とGERD陰性患者8名について、胃および食道内pHモニタリングを併用したPSG検査を実施し、解析を行った。その結果、睡眠時のブラキシズムは食道内pHの低下時に出現することが多いことが確認された。また食道内pHの低下が見られない場合でも胃内pHの上昇が認められることが多かったことから、十二指腸の内容物が胃内へ逆流する現象(Duodenogastro-esophageal reflux、DGOR)がブラキシズムの発現に関係していることが示唆された。また、GEImやDGORに対する薬物療法がブラキシズムの発現を抑制する可能性が示唆された。本研究は、歯周病や顎関節症、顎顔面の慢性痩痛などの睡眠時のブラキシズムに関連した口腔疾患に対する唾液分泌促進剤と胃酸分泌抑制剤の効果を明らかにするために、ランダム化二重盲検試験を行い、新たな治療法の確立を図るものである。鹿児島大学病院歯科に通院中の成人患者105名(2578歳)について、QUEST問診票とFスケール問診票を用いて胃食道酸逆流症(GERD)の定型症状を調べた。また、GERDの非定型症状と全身の関連症状、睡眠障害、口腔乾燥、舌痛、主観的QOLなどに関する質問紙調査を行った。口腔疾患について、残存歯数、歯周病、歯の咬耗、楔状欠損、齲蝕、顎関節症状などの診査を行った。各問診票のカットオフ値からGERD陽性・陰性群の2群に分け、全身および口腔症状の有無を統計学的に比較した。その結果、QUEST問診票あるいはFスケール問診票でGERD陽性と判定された者は全体の25.7%であった。この概要は第2回九州矯正歯科学会で報告した。次に、GERD陽性患者8名について、食道内pHモニタリングを併用したPSG検査を実施し、現在解析を行っている。

今後、さらに被験者を増やして分析を進めるとともに、ランダム化二重盲検試験の準備を進めている。本研究は、歯周病や顎関節症、顎顔面の慢性疼痛などの睡眠時のブラキシズムに関連した口腔疾患に対する唾液分泌促進剤と胃酸分泌抑制剤の効果を明らかにして、新たな治療法の確立を図るものである。鹿児島大学病院歯科に通院中の成人患者105名(2578歳)について、QUEST問診票とFスケール問診票を用いて胃食道酸逆流症(GERD)の定型症状を調べGERD陽性・陰性群の2群に分け、全身および口腔症状の有無を統計学的に比較した。その結果、QUEST問診票あるいはFスケール問診票でGERD陽性と判定された者は全体の25.7%であった。GERD陽性患者では、陰性群に比べて、全身の疾患や症状では昼間・夜間の咳き込み等の呼吸器の症状、背部痛、手足の先の痛み・しびれ、泌尿器科症状、身体全体の症状、頭痛が有意に多かった。睡眠障害も有意に多く、主観的QOLでは、身体的領域、社会的領域、QOL平均においてQOLが有意に低かった。以上から、GERDはいままで報告されている非定型症状以外に口腔疾患とも重要な関連のあることが示唆された。次に、GERD陽性患者8名とGERD陰性患者8名について、胃および食道内pHモニタリングを併用したPSG検査を実施し、解析を行った。その結果、睡眠時のブラキシズムは食道内pHの低下時に出現することが多いことが確認された。また食道内pHの低下が見られない場合でも胃内pHの上昇が認められることが多かったことから、十二指腸の内容物が胃内へ逆流する現象(Duodenogastro-esophageal reflux、DGOR)がブラキシズムの発現に関係していることが示唆された。また、GERDやDGORに対する薬物療法がブラキシズムの発現を抑制する可能性が示唆された。
担子菌・子嚢菌に由来する神経成長因子プロモーターの探索研究

グリア細胞が産生する神経成長因子(NGF)は脳神経細胞の生存を支え、神経突起の成長を引き起こす。遺伝子産物であるNGFの臨床応用を検討するにあたっては、生体内のNGF合成を促進する方法がNGFの直接投与よりも安全性を含めより現実的と考えられている。そこで本研究に置いては、担子菌・子嚢菌類からのNGF産生促進物質(プロモーター)の探索を行った。ヒトアストロサイトーマ(1321N1)からのNGF産生活性は、mRNAの発現量とPC-12細胞の神経突起成長によって測定した。本研究に先立って見出したscabronine Aは担子菌ケロウジ(Sarcodon scabrosus)から単離したことから、本年度は他の担子菌・子嚢菌類とともにケロウジの成分探索を進めた。各種クロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーによって分画・精製を進めた結果、新たにscabronine G,H及びIと名付けたジテルペノイドを単離し、2次元核磁気共鳴スペクトルおよび円二色性曲線の解析によって立体構造を決定した。Scabronine Gは1321N1細胞におけるNGF mRNA発現量を増加させ、scabronine Gとともに培養した1321N1細胞の培地を加えて培養したPC-12細胞は形態を変えるとともに、神経突起を引き起こした。Scabronine GはAとともに連続した5,6,7員環とカルボキシル基を持つことを特徴としており、それらの構造的特徴が活性発現に寄与しているのではないかと考えられる。2000年度に新たに単離したscabronine H及びIは同様の骨格を持つジテルペノイドである。強力なNGFプロモーション作用を持つscabronine AはC-15位についてのエピマーの混合物であったが、その11-エピマーであるscabronine HはC-15位に関してはS体のみが得られたことが興味深い。現在、scabronine H及びIのNGF産生活性については明確な実験結果が得られておらず、今後の精査が望まれる。各種クロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーによって分画・精製を進めた結果、新たにscabronine Gと名付けたジテルペノイドを単離し、2次元核磁気共鳴スペクトルおよび円二色性曲線の解析によって立体構造を決定した。