hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞周期G2/M期転写制御と個体の形態形成

高等植物のG2/M期転写制御に関わるMyb様転写因子(NtmybA1,NtmybA2,NtmybB)に関して研究を行い、以下の二つの項目に関して成果を上げたので、それぞれについて概説する。(1)NtmybA2の翻訳後調節による転写活性化の制御NtmybA2はBY2プロトプラストにおいて、MSA elementを含むB-typeサイクリンプロモーターなどを活性化するが、このときA-typeおよびB-typeサイクリンを共発現させることにより、プロモーターの活性化が2-3倍程度増大する。この活性化はdominant negative型cdc2の共発現、およびNtmybA2のC末端領域の欠損により認められなくなることから、CDKによるNtmybA2のC末端領域のリン酸化が転写活性可のコントロールに働いていると予想された。実際にBY2のCDK活性によりNtmybA2のC末端領域がin vitroでリン酸化され、このキナーゼ活性は、細胞周期のG2/M期に特異的に認められた。このことは、A-typeおよびB-typeのサイクリンがCDKを介して、NtmybA2を時期特異的に活性化し、それによりNtmybA2が正のfeedback制御を受けている可能性を示した。NtmybA1やA2は自身の遺伝子が、G2/M期に特異的に発現する。これら遺伝子のプロモーター領域にはMSA様の配列が繰り返し存在していたため、自身の遺伝子を活性化するautoregulationが考えられた。これらのプロモーターの細胞周期中での活性変動やNtmybによる転写活性化などを明らかにする必要があるが、今のところ、NtmybA1,A2は(1)自身の遺伝子の転写活性化、(2)標的遺伝子産物による翻訳後の活性化という二つのレベルでのpositive feedback機構が働いており、これによりB-typeサイクリン遺伝子などのG2期での急激な転写活性の増大を可能にしていると考えられる。
抑うつ症状の予防を目的とした遺伝素因と社会・環境要因の交互作用の解明

本研究では,地域内における信頼関係や相互扶助の程度を意味するソーシャル・キャピタルが生活習慣や遺伝素因を考慮しても、ストレスや抑うつに影響を与えるかどうか検証を行った。その結果,ソーシャル・キャピタルが高い者では,他の要因(性別などの基本属性,飲酒などの生活習慣,BMIや服薬状況,遺伝素因)を調整してもなお,日常生活でのストレスや抑うつ状態が有意に低下することが明らかとなった。今後は,ストレスや抑うつに対して生活習慣や遺伝素因のみならずソーシャル・キャピタルなどの社会環境要因を考慮した対策の検討が望まれる。本研究課題では、島根大学が2006年以降、島根県内で実施してきた地域での健康調査(Shimane CoHRE Study)のデータ・サンプルを活用して、「精神的なストレス状況下において、不安を軽減するヒトニューロペプチドY(NPY)の分泌が遺伝的に少ない場合でも、地域内の互恵的な人間関係(ソーシャル・キャピタル)がバッファー機能を果たすことで抑うつ症状が軽減されるか否か」について明らかにすることが目的である。そこで、平成27年度の研究においては、既存サンプルを活用した遺伝素因の解析、及び解析に用いる生活習慣や地域内の人間関係(ソーシャル・キャピタル)に関する変数について検討を行った。具体的には、島根大学が中山間地域に居住する高齢者を中心として自治体の特定健康診査・特定保健指導に合わせて実施してきた地域での健康調査のサンプルを活用したSNP(Single Nucleotide Polymorphism)解析を実施した。合わせて、先行研究に関する検討を行い、本研究の解析において用いる生活習慣、及び地域内の人間関係(ソーシャル・キャピタル)に関する変数について決定した。これらの研究成果に基づき、平成28年度以降においては、解析用のデータを構築するとともに、定量的な解析を実施し、上記で示したヒトニューロペプチドY(NPY)、地域内の人間関係(ソーシャル・キャピタル)、及び抑うつ症状の関係を明らかにする予定である。本年度は、研究計画で想定した内容について実施することができた。したがって、おおむね順調に進展していると考える。本研究課題においては、島根大学疾病予知予防プロジェクトセンターが2006年以降、島根県内の自治体と共同で実施してきた地域での健康調査(Shimane CoHRE Study)のデータ・サンプルを活用して、「精神的なストレス状況下において、不安を軽減するヒトニューロペプチドY(NPY)の分泌が遺伝的に少ない場合でも、地域内の互恵的な人間関係(ソーシャル・キャピタル)がバッファー機能を果たすことで抑うつ症状が軽減されるか否か」についてという研究仮説を明らかにすることが目的である。そこで、平成28年度の研究においては、平成27年度の研究より継続して定量的な解析を実施し、ヒトニューロペプチドY(NPY)、地域内の人間関係(ソーシャル・キャピタル)、および抑うつ症状について検討を行った。その際、平成28年度に新たに島根大学Shimane CoHRE Studyに格納された健康調査データについてもあらためて確認を行い、解析用データベースの拡充についても検討を行った。以上の活動を通して得られた結果は、次年度に実施する遺伝素因と社会・環境の関係性に基づく重層的な地域保健活動のあり方について、具体的に検討を進める際の基盤的知見となる。これらの研究成果を踏まえて、次年度は、研究仮説に基づく研究成果の取りまとめ、本研究成果を基盤とした国際比較研究を実施するためのスキームの検討を合わせて実施していく予定である。本年度の研究においては,研究開始時に設定した研究仮説に基づきデータ解析を実施した。その結果,ソーシャル・キャピタルは,他の変数(性別,年齢,教育年数,Body Mass Index,服薬の有無(高血圧症,脂質異常症,糖尿病),飲酒習慣,運動習慣)を調整してもなお,独立して日常生活における抑うつ状態に影響を及ぼすことが明らかとなった。そして,日常生活におけるストレスに関する自覚症状の有無に基づき層化し,遺伝素因とソーシャル・キャピタルが抑うつ状態に及ぼす影響について解析を行った。その結果,ソーシャル・キャピタルについては,オッズ比の低下が認められた(すなわち、ソーシャル・キャピタルの豊かさが抑うつ状態の低下と関係する)ものの,両者間に有意な関係性を認めなかった。研究開始時に想定した仮説としては,“ストレス有り"群において,ソーシャル・キャピタルと抑うつ状態の関連性がより顕著になると考えていたが,それをフォローする統計学的な知見は得られなかった。しかしながら,オッズ比を見る限りでは,両者間(ソーシャル・キャピタルと抑うつ状態)に有意な関係を認めてはいないものの,想定していた関係性の大きさ(オッズ比の程度)が認められていることから,今後は,分析対象者数を増やした後に,あらためて同様の検討を行うことが現時点においては有益であると考えられた。そうした知見を踏まえて,今後は,生活習慣や遺伝素因のみならずソーシャル・キャピタルなどの社会環境要因を考慮した対策の検討が望まれる。今後は、本年度得られた成果を踏まえて、解析を実施する予定である。

今後は、本年度得られた成果を踏まえて、研究成果の取りまとめを実施する予定である。健康科学遺伝素因の解析において、当初想定していたターゲットに加えて、追加で検討することが有益であることが考えられた。そのため、解析に係る費用を縮小し、新たなターゲットの検討後に再解析を実施することとした。解析において先行知見を再度検証する必要性が生じたことから、当初想定していた消耗品の購入を次年度以降に実施することとしたため。解析において要する費用として執行予定である。予定していた消耗品の購入と再解析に要する費用として執行予定である。
超臨界二酸化炭素中におけるナノ分子集合体の創製と生体認識型薬剤送達システムの開発

本研究では、超臨界二酸化炭素を利用した生体認識型薬剤を開発するための基礎的な知見として、超臨界流体を含む混合溶媒中での圧力誘起相分離(PIPS ; Pressure Induced Phase Separation)法を用いたマイクロ・ナノ粒子の表面改質法について検討した。ポリ乳酸(PLA)やポリメチルメタクリレート(PMMA)等の高分子が溶解した二酸化炭素とエタノールの混合溶媒中に、シリカ、酸化チタン、タルク等の酸化物粒子を分散させた後、低速減圧を行うことで、酸化物粒子表面にコアセルベーションが形成し、酸化物粒子の表面特性を高分子により改質可能であることがわかった。また、コアセルベーションの形成には、酸化物粒子表面の水酸基に対して親和性を有する高分子が有効であることがわかった。また、二酸化炭素雰囲気下においても、粒子のナノサイズ化に伴う粒子の凝集が顕著なったが、粒子の再分散には高出力の超音波分散装置が有効であることがわかった。また、酸化物ナノ粒子表面にペプチド、糖鎖、タンパク質等の生体認識分子を導入するための手法として、シランカップリング剤による酸化物粒子の表面改質法についても検討した。超臨界二酸化炭素中に少量の水を共溶媒として添加することで、酸化物表面の水酸基と白カップリング剤が結合可能であることがわかった。ナノ粒子の分散溶媒として、超臨界二酸化炭素を用いることで、通常の液体溶媒で問題となる気液界面における界面張力による粒子の凝集を抑制することができた。また、超臨界二酸化炭素抽出を併用することで、未反応のシランカップリング剤の除去も可能であることがわかった。本研究では、超臨界二酸化炭素中での分子集合体形成技術を利用したDDS材料製造技術を開発するための基礎的な知見として、超臨界二酸化炭素中で形成されるシリカ粒子(モデル物質)等の担体表面への生体高分子、細胞認識タンパク質、糖分子や薬剤の固定化実験を試みた。その結果、超臨界流体中でのシリカ粒子等の分散処理、さらに圧力変化に利用した相分離法を利用することで、シリカ等の表面に生体分子を固定化することに成功した。複合粒子の微細構造を分析走査型電子顕微鏡(SEMおよびEPMA)にて観察したところ、シリカ表面には1μm以下の極めて薄い膜が粒子表面に形成されていることがわかった。さらに、調製したシリカ-高分子表面への薬剤や生体認識分子の固定化実験にもついて検討している。さらに、超臨界二酸化炭素中での複合分子を製造するための知見として、可変体積型観察窓付セルを用いて、生体分子の超臨界二酸化炭素に対する溶解度測定を試みた。その結果、エタノールが毒性も少なく、溶解性を向上させる共溶媒として最適であることが分かった。得られた溶解度は、格子理論をベースとした状態方程式により相関可能であることが示された。また、超臨界二酸化炭素中で形成されるナノ空間で生成される高分子ナノ粒子表面への生体認識分子の結合や薬剤の複合化のメカニズムについて検討するために、内部循環能力および高圧状態への試料導入可能な高圧分光システムを試作し、高圧下においてUV、FT-IR、蛍光測定の可能なシステムを開発することに成功した。
祭礼行事の外部化ならびにアソシエーション化に関する研究

本研究は、祭礼行事における外部化(担い手層の地域社会外部からの参入)およびその運営組織におけるアソシエーション化を把握することを通して、祭礼研究ならびに村落・地域社会研究に新たな視点を提示すること、および祭礼行事の保存に向けた新たな資源の可能性の析出を目的とするものである。具体的には、これまで地域社会の内部組織である区や自治会によって運営され、地域住民である内部の人的資源を充てて営まれてきた祭礼行事における保存会や実行委員会といったアソシエーションへの移行と行事への地域外部からの担い手層の参入経路と地域社会の受容過程を捉えながら、もって地域社会が支えてきた祭礼行事の存続に向けたアソシエーション化の動きとコミュニティ振興の基礎的資源としての外部者の可能性とその課題を析出することを目的とするものである。平成30年度は、本研究を実施するに際して基礎となる本研究では、1先行諸研究からローカル・コミュニティにおける外部化およびアソシエーション化に関する学説史の整理および事例の収集を行い、また、予備的調査として、2祭礼行事における外部資源の導入を図った地域に対する調査を展開した。1先行諸研究からローカル・コミュニティにおける外部化およびアソシエーション化に関する学説史の整理および事例の収集・・・30年度においては主として都市研究(都市民俗学・都市人類学および都市社会学)における祭礼研究について整理したほか、団体史および新聞記事から「保存会」「神輿会」等の形成過程に関する事例の収集を行った。加えて、近世期の「町触」における祭礼規制を確認し、祭礼行事が祭祀を超えて形成していく過程について検討した。2祭礼行事における外部資源の導入を図った地域に対する調査・・・民俗芸能(三匹獅子舞)に、地域外の大学生の参与を認めた栃木県下の村落組織ならびに祭礼行事に対する参与的観察調査を実施した。当初予定より、「1ローカル・コミュニティ研究および祭礼研究における基礎的視座を提供するための基礎的資料としての事例の提供」として予定している無形民俗文化財の外部化状況についての調査票調査が遅れている。これは本研究において統括的な事例の動向を示すものと位置づけられるが、文化財のデータベース化の段階に止まっており、調査実査に至っていない。31年度の早い段階で実査に入れるよう進めたい。「2外部者の受容過程とそれによる変容過程の解明」「3ローカル・コミュニティ内部と外部の価値の差異についての解明」については、当初、調査票調査で実施することを検討していたが、重要なインフォーマントに対する語りの聴取に切り替え、予備調査で把握した調査対象に対して実施する方向で予定している。31年度は、前年度からの継続課題への取り組みに加えて、学説史の整理、データベース作成および祭礼行事の外部化に関する調査の結果から把握された特徴的な祭礼行事を調査対象として、詳細な事例の収集にあたる。1ローカル・コミュニティ研究および祭礼研究における基礎的視座を提供するための基礎的資料としての事例の提供・・・予定している無形民俗文化財の外部化状況についての調査票調査をすすめ、総括的な祭礼行事の外部化をめぐる状況を確認する。加えて人口構成が変容する中での行事執行をめぐる課題とその対応を把握する。また、これと平行して、祭礼執行に係る詳細な事例の収集にあたる。2外部者の受容過程とそれによる変容過程の解明、および3ローカル・コミュニティ内部と外部の価値の差異についての解明・・・予備調査で把握した調査地および1によって析出した調査地について、関係者からの語りを聴取し、当該事象を内部者がどのように位置づけ、認識していったのかを確認する。これらの作業を通して、祭礼行事の保存およびローカル・コミュニティの持続可能性のあり方を考えるための基礎的研究として進めたい。

これは本研究において統括的な事例の動向を示すものと位置づけられるが、文化財のデータベース化の段階に止まっており、調査実査に至っていない。31年度の早い段階で実査に入れるよう進めたい。「2外部者の受容過程とそれによる変容過程の解明」「3ローカル・コミュニティ内部と外部の価値の差異についての解明」については、当初、調査票調査で実施することを検討していたが、重要なインフォーマントに対する語りの聴取に切り替え、予備調査で把握した調査対象に対して実施する方向で予定している。31年度は、前年度からの継続課題への取り組みに加えて、学説史の整理、データベース作成および祭礼行事の外部化に関する調査の結果から把握された特徴的な祭礼行事を調査対象として、詳細な事例の収集にあたる。1ローカル・コミュニティ研究および祭礼研究における基礎的視座を提供するための基礎的資料としての事例の提供・・・予定している無形民俗文化財の外部化状況についての調査票調査をすすめ、総括的な祭礼行事の外部化をめぐる状況を確認する。加えて人口構成が変容する中での行事執行をめぐる課題とその対応を把握する。また、これと平行して、祭礼執行に係る詳細な事例の収集にあたる。2外部者の受容過程とそれによる変容過程の解明、および3ローカル・コミュニティ内部と外部の価値の差異についての解明・・・予備調査で把握した調査地および1によって析出した調査地について、関係者からの語りを聴取し、当該事象を内部者がどのように位置づけ、認識していったのかを確認する。これらの作業を通して、祭礼行事の保存およびローカル・コミュニティの持続可能性のあり方を考えるための基礎的研究として進めたい。30年度に実施予定であった民俗文化財の外部化状況に係る調査研究の実査が遅延したこと、および予備的調査として実施した調査地への旅費が、別途予算から支弁されたことによって次年度使用額が生じている。これらは、外部化状況に係る調査研究の費用として使用するほか、30年度の学説史研究並びに事例の収集で把握した調査地に対する調査関連費用として使用する。
エリスロポエチン受容体mRNAのalternative splicing機構

エリスロポエチン受容体(EPOR)には,mRNAの選択的スプライシング機構によって複数の異なる受容体が存在する。完全長型(F型)、可溶型(S型)、細胞内領域欠損型(T型)の三種類である。このうちF型とT型とが生理的に発現している受容体のほとんどを占めている。F型受容体からは増殖・分化・アポトーシス抑制シグナルなどが伝達されることが知られている。T型はF型と共存することによってF型からのこれらのシグナル伝達を阻害する作用を有しており、赤血球産生調節機構に深く関わっている可能性が大きい(中村等、Science 257: 1138-1141,1992)。T型受容体をコードするmRNAでは、F型ではスプライスアウトされているイントロン7がスプライスアウトされずに残存しており、これによってイントロン7の内に終止コドンが現れる。イントロン7のスプライシングには特異的な調節機構が存在し、それがF型とT型の発現を調節しているものと考えられる。Ba/F3細胞にイントロン7を含むEPORのmRNAを発現させると、約半分のmRNAからは普遍的因子の作用でイントロン7がスプライスアウトされるが、残りは何等かの細胞特異的阻害因子によってスプライスアウトを免れた(中村等、Science264: 588-589,1994)。Ba/F3細胞より抽出した核蛋白とmRNAとを反応させた際のスプライスの程度と、Ba/F3およびHeLa細胞からの核蛋白をいろいろな比で混在させてmRNAと反応させた際のスプライスの程度とでは、有為差は検出されなかった。今後さらにいくつかの赤血球系細胞株を用いて、同様な実験を試みていく予定である。
日本の社会科学系学部の数学リメディアル教育と参加促進ナッジのインパクト評価

本研究では、教育経済学と行動経済学双方の知見に基づき、日本の大学の社会科学学部において、1数学のリメディアル教育への参加促進ナッジの効果と2数学のリメディアル教育そのものの効果を検証する。具体的には「新入生にリメディアル教育への参加を促す手紙を送る」ことをランダム化し、その効果を検証すると共に、同参加促進ナッジを操作変数とした教育生産関数の推定を通し数学のリメディアル教育の効果を検証する。本研究では教育経済学と行動経済学双方の知見に基づき、日本の大学の社会科学系学部において1数学のリメディアル教育への参加促進ナッジの効果の検証と、2数学のリメディアル教育そのものの効果を検証する。1については「新入生に在学生が個人的にリメディアル教育への参加を促す手紙を送る」ことをランダム化し参加への効果を検証する。2については日本の大学の社会科学系学部での数学のリメディアル教育の効果(認知能力と非認知能力への効果)を検証する。日本の文系学部で数学のリメディアル教育が実施されたとしてもその参加率は高くない。また、数学のリメディアル教育の短期的・長期的影響を厳密に検証した実証分析も日本にはほぼ存在しない。本研究を通し、日本の社会科学系学部のリメディアル教育やカリキュラム等に参考になる情報を提供したい。本研究で活用するデータは、研究代表者山﨑の所属学部で実施する2019年度と2020年度の新入生(毎年約200人)対象の入学前数学補習授業に関連するデータである。2018年10月から2019年2月の期間に共同研究者の乾教授と協力し数学補習授業とインパクト評価の準備を行った。2018年2月には大学の倫理委員会で本研究の承認を得た。2018年3月前半にはランダム化比較試験の実施方法について関係者が研修を受けた。また、山﨑の所属学部の2019年度入学予定者を処置群と対照群にランダムに振り分け、数学補習授業の案内、アンケートの協力依頼と(処置群には)3月末の数学の補習授業のへの参加を促す手紙を送付した。同月後半はオンラインでの新入生対象アンケート・数学テストを実施し、新入生対象数学補習授業を実施した。今年度も昨年度と同じように2020年度の新入生対象に同じランダム化比較試験を実施予定である。また、今年度中に1年目のデータの分析を実施し、日本経済学会等の学会で発表予定である。上述の通り、2018年10月から2019年2月の期間に共同研究者の乾教授と協力し、数学補習授業とインパクト評価の準備を行い、2018年2月には山﨑の所属大学で本研究の倫理審査を受け、大学の倫理委員会で本研究の承認を得ることができた。2018年3月前半にはランダム化比較試験の実施方法について山﨑を含む関係者が研修を受けた。また、山﨑の所属学部の2019年度入学予定者263名を処置群と対照群にランダムに振り分け、数学補習授業の案内、アンケートの協力依頼と(処置群には)3月末の数学の補習授業のへの参加を促す手紙を送付した。同月後半はオンラインでの新入生対象アンケート・数学テストを実施し(75名が回答)、新入生対象数学補習授業を実施した(約120名が参加)。大学の倫理審査の承認を受けるまでに予想以上に時間がかかったが、2019年3月のランダム化比較試験の実施までには間に合わせることができた。第1回数学テスト・アンケートは実施したのが入学前であったことから、回答率が29%と低くなっている。今後複数回フォローアップのアンケートを実施予定であるので、そこでサンプル数を増やしたいと考えている。上述の通り第1回数学テスト・アンケートは実施したのが入学前であったことから、回答率が29%と低くなっている。具体的には以下のスケジュールで今後の研究を推進予定である。【2019年4月】リサーチ補助アルバイトの採用、本学部2019年度一年生(新入生)にフォローアップアンケート(第二回アンケート)を実施、【2019年5-12月】第一回ランダム化比較試験のデータ分析、2020年度数学補習授業の準備(講師の手配等)、第二回ランダム化比較試験(2020年3月)の準備、【2019年12月-2020年3月中旬】本学部来年度入学者(約200人)が確定次第、入学予定者をランダムに処置群と対照群に振り分け/研究代表者の山﨑と研究協力者の乾教授と相談の上、本学部の在学生が処置群の新入生に向けて3月末実施の入学前の数学補習授業への参加を促す手紙を作成しそれを送付、【2020年1月】日本経済学会春季大会(2020年6月頃)研究報告申込、【2019年3月下旬】本学部の2019年度の一年生にフォローアップアンケート(第三回アンケート)を実施/本学部の2020年度の新入生を対象とし、オンラインでの数学を含めた認知能力のテスト、非認知能力を測るアンケートを実施、【2020年3月末】2020年の新入生に向けた数学補習授業の実施【2020年4月以降】(助成対象外だが)フォローアップアンケートの実施、2年分のデータ分析、学会発表、論文執筆本研究では、教育経済学と行動経済学双方の知見に基づき、日本の大学の社会科学学部において、1数学のリメディアル教育への参加促進ナッジの効果と2数学のリメディアル教育そのものの効果を検証する。

具体的には「新入生にリメディアル教育への参加を促す手紙を送る」ことをランダム化し、その効果を検証すると共に、同参加促進ナッジを操作変数とした教育生産関数の推定を通し数学のリメディアル教育の効果を検証する。本研究では教育経済学と行動経済学双方の知見に基づき、日本の大学の社会科学系学部において1数学のリメディアル教育への参加促進ナッジの効果の検証と、2数学のリメディアル教育そのものの効果を検証する。1については「新入生に在学生が個人的にリメディアル教育への参加を促す手紙を送る」ことをランダム化し参加への効果を検証する。2については日本の大学の社会科学系学部での数学のリメディアル教育の効果(認知能力と非認知能力への効果)を検証する。日本の文系学部で数学のリメディアル教育が実施されたとしてもその参加率は高くない。また、数学のリメディアル教育の短期的・長期的影響を厳密に検証した実証分析も日本にはほぼ存在しない。本研究を通し、日本の社会科学系学部のリメディアル教育やカリキュラム等に参考になる情報を提供したい。本研究で活用するデータは、研究代表者山﨑の所属学部で実施する2019年度と2020年度の新入生(毎年約200人)対象の入学前数学補習授業に関連するデータである。2018年10月から2019年2月の期間に共同研究者の乾教授と協力し数学補習授業とインパクト評価の準備を行った。2018年2月には大学の倫理委員会で本研究の承認を得た。2018年3月前半にはランダム化比較試験の実施方法について関係者が研修を受けた。また、山﨑の所属学部の2019年度入学予定者を処置群と対照群にランダムに振り分け、数学補習授業の案内、アンケートの協力依頼と(処置群には)3月末の数学の補習授業のへの参加を促す手紙を送付した。同月後半はオンラインでの新入生対象アンケート・数学テストを実施し、新入生対象数学補習授業を実施した。今年度も昨年度と同じように2020年度の新入生対象に同じランダム化比較試験を実施予定である。また、今年度中に1年目のデータの分析を実施し、日本経済学会等の学会で発表予定である。上述の通り、2018年10月から2019年2月の期間に共同研究者の乾教授と協力し、数学補習授業とインパクト評価の準備を行い、2018年2月には山﨑の所属大学で本研究の倫理審査を受け、大学の倫理委員会で本研究の承認を得ることができた。2018年3月前半にはランダム化比較試験の実施方法について山﨑を含む関係者が研修を受けた。また、山﨑の所属学部の2019年度入学予定者263名を処置群と対照群にランダムに振り分け、数学補習授業の案内、アンケートの協力依頼と(処置群には)3月末の数学の補習授業のへの参加を促す手紙を送付した。同月後半はオンラインでの新入生対象アンケート・数学テストを実施し(75名が回答)、新入生対象数学補習授業を実施した(約120名が参加)。大学の倫理審査の承認を受けるまでに予想以上に時間がかかったが、2019年3月のランダム化比較試験の実施までには間に合わせることができた。第1回数学テスト・アンケートは実施したのが入学前であったことから、回答率が29%と低くなっている。今後複数回フォローアップのアンケートを実施予定であるので、そこでサンプル数を増やしたいと考えている。上述の通り第1回数学テスト・アンケートは実施したのが入学前であったことから、回答率が29%と低くなっている。
インフルエンザウイルスのゲノムパッケージングにおけるＭ２タンパク質の機能解析

蛍光を用いたライブセルイメージング等により生細胞内でのインフルエンザウイルスタンパク質の挙動を視覚的に調べるため、蛍光融合タンパク質発現ウイルスの作製を進めたが、感染細胞の観察実験に必要なウイルス力価を充分に得られない、ウイルスの継代の過程で蛍光タンパク質配列が抜けやすく継代安定性に問題がある等、実験で用いるために克服する必要のある課題がいくつか見つかった。また、インフルエンザウイルスのM2細胞質領域とRNPの相互作用をAFMで解析する実験系の構築に先立ち、生化学的手法を用いてM2細胞質領域とRNPの細胞内での相互作用の検出を試みたが、M2とRNPの相互作用を検出することはできず、M2細胞質領域はRNPとの直接相互作用ではなく、宿主因子との相互作用を介してゲノムパッケージングに寄与している可能性が浮上した。そこで、当初のAFMを用いた解析の計画を変更し、1年目から進めているM2細胞質領域と宿主因子との相互作用の解析に重点を置くことにした。N末端にFlagタグを付加したM2タンパク質及びM2細胞質領域のC末端から22残基を欠損させた変異体タンパク質をプラスミドから細胞内で発現させた後、回収した細胞のサンプルを可溶化処理してFlagタグで免疫沈降し、免疫沈降されたタンパク質をマス解析で同定して比較し、M2細胞質領域C末端22残基と相互作用する可能性が高い宿主因子を選抜した。選抜した各宿主因子をsiRNAでノックダウンした細胞でインフルエンザウイルスを培養し、培養したウイルスの力価を測定することで、ノックダウンによりウイルスの増殖が大きく阻害される宿主因子の探索を行った。その結果、カルサイクリン結合タンパク質CACYBPをノックダウンした細胞において培養ウイルス力価の大幅な低下が確認された。さらに、今年度は学会でのポスター発表を通して外部への研究成果の発表を積極的に行った。2年目の実験計画は、当初はM2細胞質領域とRNPの相互作用を蛍光融合タンパク質発現ウイルスや生化学的手法を用いて解析し、さらに脂質二重膜に組み込まれたM2とRNPとの相互作用をAFMで観察し解析する実験系の構築を予定していた。しかし、研究に応用可能な蛍光融合タンパク質発現ウイルスの作製が難航したり、M2細胞質領域とRNPの相互作用を生化学的手法で確認できなかったり等、当初の想定と異なる研究結果に対応するため、M2細胞質領域が宿主因子との相互作用を介してゲノムパッケージングに寄与する可能性にアプローチする方向で計画変更がなされた。その結果、カルサイクリン結合タンパク質CACYBPがM2細胞質領域と相互作用しパッケージングに寄与する可能性が見出された。当初の期待とは異なる成果になったものの、ゲノムパッケージングにおけるM2の機能解析という観点では、ある程度進展があったと言える。また、インフルエンザウイルスのゲノムパッケージング機構の解明という観点から、M2細胞質領域と同じくパッケージングへの関与が先行研究で示唆されているPB2分節vRNA内部領域欠損についても研究を進めている。2年目の実験結果から、M2細胞質領域がRNPとの直接的な相互作用ではなく、宿主因子との相互作用を介してゲノムパッケージングに関与する可能性が浮上した。そこで、当初のAFMを用いた相互作用解析の計画を変更し、2年目の研究で見つかった、M2細胞質領域と相互作用する宿主因子のうち、ウイルス増殖に影響を与える可能性が見出されたカルサイクリン結合タンパク質CACYBPに着目して研究を進める。CRISPR/Cas9を用いてCACYBPノックアウト細胞を作製し、CACYBPノックアウト細胞でのウイルス培養によりウイルスの増殖効率やパッケージングされたウイルス粒子の形状、ウイルス粒子内のRNP量等がどのように変化するかを、電子顕微鏡や生化学的手法等を用いて解析する。この解析結果とこれまでの研究成果を元に、RNPのパッケージングにおけるM2と宿主因子の分子レベルでの相互作用機構の解明を目指す。さらに、1年目から3年目までの研究成果をまとめ、博士論文を執筆する。3年目では、1年目と2年目よりも積極的に研究成果を発表することを目指す。インフルエンザウイルスのゲノムパッケージングは、感染後期において宿主細胞の核内で新規合成された8種類のゲノムRNPが形質膜直下に輸送され、インフルエンザウイルス由来のタンパク質HA, NA, M1, M2が集積したエンベロープに包まれて子孫ウイルス粒子が形成される際に起こる。膜貫通型タンパク質M2の細胞質領域はRNPが子孫ウイルス粒子に取り込まれる過程で重要な役割を担うと考えられているが、その詳細な分子機構やM2とRNPの相互作用機構については未だ解明されていない。そこで、AFM(原子間力顕微鏡)による解析と生化学的手法を組み合わせ、ゲノムパッケージングにおけるM2とRNPの分子レベルでの相互作用機構の解明を目的とした研究を行った。この研究を通して感染後期におけるM2タンパク質の機能を解析し、インフルエンザウイルスのゲノムパッケージングにおけるM2タンパク質の役割の解明を試みた。1年目は「M2細胞質領域変異の探索」を主な課題とした。先行研究を見直し、ゲノムパッケージングへの関与が示唆されたM2細胞質領域変異をいくつか発見したため、これらの探索を進めた。その結果、M2細胞質領域の末端から22アミノ酸を欠失させた変異体ウイルスにおいて、先行研究と同様にウイルスの力価が大きく低下することを確認した。また、蛍光タンパク質を付加したM2変異体を発現するウイルスの作製や、M2細胞質領域と宿主因子との相互作用解析等、様々な手法を用いてM2細胞質領域の機能を解析するための実験系の構築を積極的に進めた。先行研究を調べ直した結果、ゲノムパッケージングへの影響が示唆されたM2細胞質領域変異をいくつか発見したため、当初予定していたM2細胞質領域

ランダム変異探索を、先行研究で報告されたM2細胞質領域変異の探索に変更した。先行研究で報告されたM2細胞質領域変異体インフルエンザウイルスをリバースジェネティクス法で合成し、M2発現MDCK細胞で培養してレスキューした後、通常のMDCK細胞で培養した。同様の条件で野生型ウイルスをMDCK細胞で培養し、プラークアッセイで野生型と変異体の力価を調べて比較した。その結果、M2細胞質領域の末端から22アミノ酸を欠失させた変異体(d22変異体)で、先行研究と同様に力価が大きく低下することが確認された。また、M2細胞質領域変異によるゲノムパッケージングへの影響を調べるための実験系の構築を進めた。先行研究で用いられた蛍光融合タンパク質発現ウイルスの作製手法を基にして、赤色蛍光タンパク質mCherryを付加したM2タンパク質と、緑色蛍光タンパク質EGFPを付加したPAタンパク質を発現するインフルエンザウイルスの作製を進めている。さらに、ゲノムパッケージングにおけるM2細胞質領域の役割をより多面的な観点から調べるため、細胞内におけるM2細胞質領域と宿主因子との相互作用を解析する実験系の構築も進めた。N末端にFlagタグを付加したM2(Flag-M2)及びM2d22変異体タンパク質(Flag-M2d22変異体)を発現するプラスミドを293T細胞で発現させて免疫沈降する。Flag-M2またはFlag-M2d22変異体とともに免疫沈降されたタンパク質をマス解析で調べて比較することで、M2細胞質領域が相互作用する宿主因子を同定する。現在、Flag-M2またはFlag-M2d22変異体発現プラスミドの作製や、免疫沈降の条件検討といった、実験系の構築を進めている。蛍光を用いたライブセルイメージング等により生細胞内でのインフルエンザウイルスタンパク質の挙動を視覚的に調べるため、蛍光融合タンパク質発現ウイルスの作製を進めたが、感染細胞の観察実験に必要なウイルス力価を充分に得られない、ウイルスの継代の過程で蛍光タンパク質配列が抜けやすく継代安定性に問題がある等、実験で用いるために克服する必要のある課題がいくつか見つかった。また、インフルエンザウイルスのM2細胞質領域とRNPの相互作用をAFMで解析する実験系の構築に先立ち、生化学的手法を用いてM2細胞質領域とRNPの細胞内での相互作用の検出を試みたが、M2とRNPの相互作用を検出することはできず、M2細胞質領域はRNPとの直接相互作用ではなく、宿主因子との相互作用を介してゲノムパッケージングに寄与している可能性が浮上した。そこで、当初のAFMを用いた解析の計画を変更し、1年目から進めているM2細胞質領域と宿主因子との相互作用の解析に重点を置くことにした。N末端にFlagタグを付加したM2タンパク質及びM2
欠食が生体のリズムと運動によるエネルギー源の消長に及ぼす影響について

1.児童生徒の栄養摂取についての実態調査福島、茨城、静岡、長野及び兵庫各県の小学生2915名、中学生3501名、高校生2397名、合計8813名を対象として食生活の実態特に、朝食の欠食の実態とその理由及び朝食の欠食が学校生活に及ぼす影響等を調査するため40の項目を設定し無記名式質問紙法によって、昭和61年5月1日から6月30日までの2か月の調査期間において調査を実施した。調査結果は、コンピューターによって単純集計を行い、また、実態調査の目的に即して数項目間の関連性を明らかにするためのクロス集計を行い、それぞれの結果に基づいて分析を実施した。2実験動物を用いての欠食が生体のリズムと運動によるエネルギー源の消長に及ぼす影響について(1)1回の欠食が生体のエネルギー源や代謝に及ぼす影響については、静岡大学教育学部研究報告、自然科学編に、1)「欠食に関する研究ー活動期前の欠食がラットの活動のエネルギー源の変化に及ぼす影響」(2)「欠食に関する研究ー活動期前の欠食がラットの褐色脂肪組織、肝臓、心臓及び大脳の熱産成に及ぼす影響」として現在投稿中である。(2)1回の欠食が、運動を行った際の生体のエネルギー源や代謝に及ぼす影響については、東海保健体育科学に、「欠食が運動によるエネルギーの変化及ぼす影響」として報告した。(3)慢性の欠食の影響については、東海保健体育科科学に「慢性の朝食欠食が運動によるエネルギー源の変化に及ぼす影響」として投稿中である。
日本人2型糖尿病原因遺伝子の全ゲノムレベル解析

罹患同胞対法を用いた日本人2型糖尿病疾患感受性遺伝子座位に関しては,解析を終了し第9番染色体上に統計学的に有意の座位を認めた.現在は,関心領域のnarrowingのために,さらに近傍のマーカーのtypingを行っている.また,メキシコ系アメリカ人で報告されたNIDDM1(Calpain10)は日本人では糖尿病発症との関連は少なさそうである.罹患同胞対法を用いた日本人2型糖尿病疾患感受性遺伝子座位に関しては,解析を終了し第9番染色体上に統計学的に有意の座位を認めた.現在は,関心領域のnarrowingのために,さらに近傍のマーカーのtypingを行っている.また,メキシコ系アメリカ人で報告されたNIDDM1(Calpain10)は日本人では糖尿病発症との関連は少なさそうである.
目的指向性行動におけるセロトニンの役割

本研究は報酬獲得や罰回避などの目的指向性行動におけるセロトニンの役割を明らかにすることを目的に、光遺伝学を用いて行動中のマウスのセロトニン神経活動を活性化させながら複数の行動実験を行う。本年度は計画されていた行動実験のうち、主にレバー押し報酬獲得課題に取り組んだ。実験では遺伝子操作によりセロトニン神経特異的にチャネルロドプシン2(ChR2)を発現したマウスは、オペラントチャンバー内でレバー押し報酬獲得課題を行った。マウスの背側縫線核には光刺激用プローブが埋め込まれ、外部から実験者が任意のタイミングで青色光を照射することでセロトニン神経のみを選択的に活性化することができる。現在までのところこのレバー押し報酬獲得課題と光操作とを組み合わせた本実験から、セロトニンは主に行動を抑制するという旧来の仮説とは相入れない興味深い結果を複数のマウスから同様に得ており、解析を進めている。申請者はこれまで、報酬獲得行動の中でセロトニンは「辛抱強さ」を調節する役割を担うという提案を行ってきた(Miyazaki 2011ab,2012ab,2014)。本実験で得られた結果はこの提案を支持し、新たな展開を促すものであり、認知や行動におけるセロトニンの役割を理解する上で重要な示唆を与えるものであると考えている。本年度はレバー押し報酬獲得課題において光操作で背側縫線核セロトニン神経活動を活性化させて行動への影響を調べた。この結果セロトニンは主に行動を抑制するという旧来の仮説とは相入れない興味深い結果を得ている。これまでに申請者が示してきた「報酬獲得行動の中でセロトニンは「辛抱強さ」を調節する役割を担うという提案(Miyazaki 2011ab,2012ab,2014)」と合わせてセロトニンの機能についてさらに踏み込んだ議論ができる興味深い結果を得られたことを理由とする。昨年度の実験を引き続き継続すると共に解析を進める。実験終了後は研究計画に示した次の実験を準備することと合わせて、本実験で得られた成果とこれまでの知見とを合わせた目的指向性行動におけるセロトニンの機能について論文にまとめることに尽力したいと考えている。
ルテニウム触媒上での窒素分子活性化の基礎的研究

ハーバー法鉄触媒に代わり、ルテニウム触媒は第二世代のアンモニア合成触媒として工業的使用が始まった。当研究室の過去の発見がこの技術のきっかけとなっている。N_2とH_2とによるアンモニア合成反応はN_2の解離吸着を律速段階とする。従って窒素活性化の基礎的研究は重要である。ルテニウム触媒上での窒素活性化は共存する促進剤化合物(CsOH等)からの電子供与により促進される一方、共存水素により窒素活性化が阻害されることが多い。この電子供与と水素被毒効果を明らかにすることが重要な課題である。昨年見出した希土類化合物の担体としての促進作用について本年はその機構を調べたところ、ルテニウムと接する部分の希土類(特にCeO_2)が還元される事を見出した。一般に希土類酸化物はアルカリ金属酸化物に較べると塩基性も小さく、電子供与能も小さいと思われていたが、還元された担体部分からルテニウムへの電子供与が大きな役割を持つことが見出された。また更に興味深いことに水素の被毒効果を減ずる働きのあることも明らかとなった。一方担持Ru触媒上ではじめて吸着N_2分子と吸着H原子をFTIRによりスペクトルとして観測することに昨年までに成功したが本年は吸着H原子に3種類(直線型、架橋型、三中心型)あることを見出し、温度による安定性を調べた。吸着N_2分子の伸縮振動の波数が、Ru/MgO上では2168cm^<-1>、Ru-CsOH/MgO上では2121及び2035cm^<-1>であるが、これらが少量の吸着H原子により吸着阻害や置換反応阻害を受けることを見出した。定量的な検討によりHやN_2の吸着状態を明らかにするとともに、相互作用のモデルを提案した。このようにアンモニア合成触媒の設計に役立てるべく、FTIRを用いた吸着状態の解明を進めた。
培養破骨細胞の接着機構としてのclathrin sheetの解析

破骨細胞の接着構造として細胞骨格関連のポドゾームが知られているが膜関連のclathrin sheetが接着に関与する可能性について検討するためクラスリン抗体を用いた免疫蛍光染色のレーザー顕微鏡観察と急速凍結置換固定超薄切片法と凍結乾燥レプリカ法による電子顕微鏡観察を行った。人工基質としてのガラス面上で分離培養した破骨細胞の接着細胞膜面にアクチン線維を主体としたポドゾーム構造とは別の多数のclathrin sheetが出現することが明らかとなった。レプリカによる超微構造は典型的なpentagon又はhexagonのsubstructureからなる鉢の巣構造(polygon)を示し隣接するものと連結し全体としては網状のclathrinネットワークを形成していた。Clathrinは被覆小窩又は小胞として存在することはごくまれでシート状に存在した。このことはいわゆる"frustrated phagocytosis"の状態にあると考えられる。ポドゾームとの関係は時期的にはclathrin sheetが早く出現し、また分布についてはポドゾームとの領域は明瞭に分けられていた。細胞と基質の近接部の膜領域に多数のclathri破骨細胞の接着構造として細胞骨格関連のポドゾームが知られているが膜関連のclathrin sheetが接着に関与する可能性について検討するためクラスリン抗体を用いた免疫蛍光染色のレーザー顕微鏡観察と急速凍結置換固定超薄切片法と凍結乾燥レプリカ法による電子顕微鏡観察を行った。細胞と基質の近接部の膜領域に多数のclathri破骨細胞の接着装置としてはアクチンがドットからリング状に分布するpodosomeが細胞の運動性を規定していると考えられている。一方、ガラス面上で培養したマクロファージやウイルスで形質転換した線維芽細胞のガラスに面した細胞膜には細胞骨格をともなう接着装置としてのフォーカルコンタクトの他にclathrin sheetが出現することが報告されておりリセプターを介したエンドサイトーシスに関わるクラスリンが何らかの形で初期の細胞接着に関与する可能性が指摘されている。ガラス面上で培養した破骨細胞には膜のもう一つの分化形態である刷子縁は作らないが接着装置として共通なpodosomeがin vivoまたは骨面上で培養した破骨細胞に形成される。一方破骨細胞自体は活発なエキソサイトーシスと同様にclathrinを介したエンドサイトーシスが細胞活動の一環として行なわれておりガラス面上で培養した破骨細胞にもclathrinの出現が予想される。破骨細胞の強固な接着の大部分はpodosomeによって行われこのことはアクチンのファロイジイン蛍光染色によって明らかである。しかし破骨細胞の培養初期にガラスに面した細胞膜面には超薄切片像として特有のハニ-コ-ム構造が存在することが明らかとなった。電子顕微鏡試料作製法のうち急速凍結固定を用いると能率よくこの種の構造保存をすることができた。主に細胞周辺部に存在し一部核領域の直下の細胞膜にも存在しこれらの構造とpodosomeはほとんど共存することはなかった。Clathrinのheveay chain抗体を用いた蛍光抗体染色によってもclathrinを証明することができた。平成10年ではこの種の膜面の細胞骨格を伴わない構造が化学的、機械的な細胞膜破壊に抵抗する構造なのかどうか急速凍結レプリカ法を用いて超微構造レベルで解明するつもりである。Clathrin sheetがガラス面上で培養した破骨細胞の細胞膜面に多数出現することを明らかにすることができた。他の細胞と異なりクラスリンはあくまでもシート状で存在し、クラスリンによるエンドサイトーシスの過程で出現してくる被覆小窩や被覆小胞はこの場所では観察されなかった。もしこのdathrin sheetがなんらかの形で基質面に強固に接着しているのなら化学・物理的に細胞膜を剥離しても他の細胞膜に比べ抵抗して残存するはずでありこのことを確認するためにcell shearing法を用い種々の程度に細胞骨格と細胞膜を破壊し急速凍結固定乾燥レプリカで超微構造を観察すると共に同様に処理した細胞をクラスリン抗体とF-アクチンの二重蛍光染色して共焦点レーザー顕微鏡で観察した。超微構造からは特有なハニーコーム型をしたdathrin sheetが他の細胞膜面に比べ明らかに強固にガラス面に接着することが観察され同様の所見が抗体染色によるレーザー顕微鏡所見でも確認できた。つぎにこのclathrin sheetがアクチンの集合体であるpodosomeとどのような関係があるのか検討した。Clathrin sheetはpodosomeより分離培養した破骨細胞の基質への接着初期に出現する傾向があった。同一の破骨細胞にdathrin sheetとpodosomeが出現するが、この2つの構造は明らかにその局在部位が異なっておりclathrin sheetはリング状のpodosomeより細胞辺縁部に局在する場合が多くpodosomeが出現しない偽足様突起にもclathrin sheetが出現した。
コネキシン、パネキシンによる皮膚炎症制御の解析-新規抗炎症外用剤の開発に向けて-

我々はコネキシンを介した細胞間情報伝達系の炎症への関与の新しい一つのメカニズムを解明した。さらに、ある薬剤の細胞障害にもその情報伝達系が関与していることを明らかにした。重金属による細胞障害にコネキシンによるヘミチャネルを介した情報伝達が関与していることを明らかにした。また、皮膚の炎症にもそれらの情報伝達系が関与していることを示唆するマウス実験結果を得ており、そのメカニズムを探求中である。本申請プロジェクトの全体構想は、皮膚の免疫・炎症反応に関与する組織固有細胞及び種々の免疫・炎症担当細胞が発現するコネキシン(Cx)、パネキシン(Px)膜タンパク質が形成するヘミチャネル及びギャップ結合による情報伝達が免疫・炎症反応をどのように制御するかを解明する。さらに、Cx、Pxを介した情報伝達の遮断による皮膚免疫・炎症反応の抑制メカニズムを解明し、新しい作用機序の免疫抑制剤・抗炎症剤の実用化を目指すことである。前基盤研究を進展させ、実用可能な薬剤を目指している。従来ほとんど解明されていない免疫・炎症反応に関与する免疫系細胞のギャップ結合(以下G結合)の機能と最近注目を集めているPxの機能を解明し、G結合、Pxによる情報伝達を遮断することで免疫・炎症反応を抑制できるかを検討し、免疫・炎症反応が関与する多くの疾患に対する新しい作用機序の免疫抑制剤・抗炎症剤の開発へ展開できるプラットフォームの提供を準備している。本年度は特にマスト細胞の活性化におけるPxの関与を検討した(雑誌論文1)。本年度は培養細胞を用いてG結合を介した薬剤による細胞障害性を検討した(雑誌論文1)。この障害性が炎症を惹起すると考えられる。皮膚の免疫・炎症反応に関与する組織固有細胞及び種々の免疫・炎症担当細胞が発現するコネキシン(Cx)、バネキシン(Px)膜タンパク質が形成するヘミチャネル及びギャップ結合による情報伝達が免疫・炎症反応をどのように制御するかを解明する。さらに、Cx、Pxを介した情報伝達の遮断による皮膚免疫・炎症反応の抑制メカニズムを解明し、新しい作用機序の免疫抑制剤・抗炎症剤の実用化を目指す。Cxによるギャップ結合は免疫・炎症のプロセスに関与している。炎症性サイトカインたとえばIL-1βやTNFαは培養細胞でCx43の発現を上昇させる。また、これらのサイトカインはNFκB依存性のiNosの発現を上昇させる。iNOS阻害剤はこれらのサイトカインのCx43の発現を抑制した。Cx43 knock-out(Cx43^<-/->)マウス由来の線維芽細胞は野生型に比べこれらのサイトカインによるiNOSの発現を増強した。ギャップジャンクションを介した炎症の新しい制御の機構を明らかにした(雑誌論文1)。また重金属イオンの細胞障害性にCx43ヘミチャネルが関与していることを明らかにした(雑誌論文2)
脳血流動態からみた欠損補綴の診断基準の確立

本研究の目的は、義歯による口腔機能の回復が、脳血流動態に及ぼす影響をfunctional MRIを用いて明らかにし、無歯顎患者に対する総義歯補綴治療の効果を検証し、その治療診断基準を脳科学的観点から考察することである。被験者は、東北大学歯学部付属病院高齢者歯科診療室に総義歯治療を希望して来院した患者である。各被験者には本研究の目的,内容および安全性について十分な説明を行い,インフォームドコンセントを得た。被験者に,総義歯を装着していない状態と装着した状態で種々の顎口腔系の機能運動を行なわせ,その際の脳血流動態を機能的磁気共鳴画像(functional MRI)にて撮像した。結果は以下のとおりである。3ヶ月以上使用した義歯装着患者において、タッピング運動や顎運動路、噛み締め動作や咀嚼運動などの機能運動の安定が得られ、義歯による口腔機能の回復効果を検証することが可能であることが明らかとなった。また、随意的最大かみ締め時の脳血流量の総義歯装着時と非装着時での差分分析から、側頭部大脳皮質の脳血流量に差があること、さらに、各被験者が被験運動を行った際の脳血流量は、義歯を装着した場合の方が義歯を装着しない場合に比べて多いことが明らかとなった。これらのことから、総義歯装着による口腔機能の回復が、脳血流動態に影響を与えることが確認され、functional MRIにより義歯機能の評価が可能であることが示唆された。総義歯治療の診断基準を確立するためには、今後義歯形態や義歯機能の相違と脳血流動態との比較が必要と考えられた。本研究の目的は、義歯による口腔機能の回復効果を脳科学的観点から検証し,補綴治療の診断基準を脳科学的観点から考察することである。この目的の遂行に際し、総義歯を使用している患者を被験者として,総義歯を装着していない状態と装着した状態で種々の顎口腔系の機能運動を行なわせ,その際の脳血流動態を機能的磁気共鳴画像(functionalMRI)にて撮像する。初年度の本年度は総義歯の機能評価ならびに各試行タスクの個体差、再現性の検討、実験のデザインの検討を行った。なお、すべての被験者には、本研究の目的・方法について十分な説明を行い、研究参加への同意を得た。その結果、3ヶ月以上使用した義歯では、タッピング運動や顎運動路、かみ締め動作や咀嚼運動などの機能運動が安定すること、ならびに咬合接触面積の歯列上分布が軽度かみ締め時と中等度かみ締め時でほぼ同一のパタンを示すようになることが判明し、義歯による口腔機能の回復効果を検証するのに十分であることが明らかとなった。一方、かみ締め動作を行う際の運動制御の再現性を正常被験者5名を用いて検索したところ、かみ締めの大きさ・方向が一定ならば、脳は基本的に一定の制御パタンを選択する可能性が示唆され、かみ締め動作に対して、大きさ、方向などの制御要素を条件づけるべきであることが判明した。さらに、液晶プロジェクターで視覚刺激による各運動の指示内容、タスクの順序効果の吟味を行い、また、解析に用いるハードウェア関係の構築と、画像処理ソフト(Statistical Parametric Mapping 99:SPM99)を用いた解析手法を確立した。本研究の目的は、義歯などの補綴治療による顎口腔機能の改善が全身機能に及ぼす影響に関して科学的に立証し,また,全身機能の回復という観点からの補綴治療の診断基準を確立することである。そこで本研究では、脳血流動態を指標として義歯による口腔機能の回復効果を脳科学的観点から検証することを試みた。被験者に,総義歯を装着していない状態と装着した状態で種々の顎口腔系の機能運動を行なわせ,その際の脳血流動態を機能的磁気共鳴画像(functional MRI)にて撮像する。本年度は、被験者の顎口腔機能の異常の有無ならびに義歯の異常の有無を評価し、研究への妥当性を確認した。各被験者の義歯による口腔機能回復を定量的に評価するために、比色法による咀嚼能率の測定を行ったところ、総義歯装着により咀嚼能率は平均で健常者の35.9%回復されることが明らかとなった。また、随意的最大かみ締め時の脳血流量の総義歯装着時と非装着時での差分分析から、側頭部大脳皮質の脳血流量に差があることが明らかとなり、総義歯装着による口腔機能の回復が、脳血流動態に影響を与えることが確認された。

結果は以下のとおりである。3ヶ月以上使用した義歯装着患者において、タッピング運動や顎運動路、噛み締め動作や咀嚼運動などの機能運動の安定が得られ、義歯による口腔機能の回復効果を検証することが可能であることが明らかとなった。また、随意的最大かみ締め時の脳血流量の総義歯装着時と非装着時での差分分析から、側頭部大脳皮質の脳血流量に差があること、さらに、各被験者が被験運動を行った際の脳血流量は、義歯を装着した場合の方が義歯を装着しない場合に比べて多いことが明らかとなった。これらのことから、総義歯装着による口腔機能の回復が、脳血流動態に影響を与えることが確認され、functional MRIにより義歯機能の評価が可能であることが示唆された。総義歯治療の診断基準を確立するためには、今後義歯形態や義歯機能の相違と脳血流動態との比較が必要と考えられた。