hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨髄異形成症候群(MDS)における造血異常に関する基礎的並びに臨床的研究

1.MDS細胞のアポトーシスと無効造血:患者骨髄の単核細胞より核を単離し、われわれの考接した自己消化法とヌクレアーゼ定量法でMgイオン依存性とCaイオン/Mgイオン依存性ヌクレアーゼを検討した。白血病化例も含めて高リスク症例はMgイオン依存性ヌクレアーゼの活性が高く、また白血病化例はMDS期にすでに高い活性を示した。これらの成績からMgイオン依存性ヌクレアーゼ活性は予後に重大な意義をもつことが明らかとなった。一部の症例では血清中にもMgイオン依存性ヌクレアーゼ活性の上昇を認めたが、血清中のヌクレアーゼは特異性や病態との関連は乏しかった。2.造血細胞分化と内因性ヌクレアーゼ活性:正常ヒトCD34陽性細胞は白血病細胞と同じく高いMgイオン依存性ヌクレアーゼ活性を示した。G-CSF、SCF、IL-3を添加して顆粒球系への分化を誘導すると、Mgイオン依存性ヌクレアーゼの減少に伴い、Caイオン/Mgイオン依存性のヌクレアーゼ、及び酸性ヌクレアーゼの出現が証明された。正常好中球や骨髄中の幼若顆粒球でも、核内ヌクレアーゼは好中球のそれと同じであった。これらの成績から、幹細胞の顆粒球系分化に伴うヌクレアーゼのタイプの変化が証明された。なおMgヌクレアーゼを認めない好中球核には、Mgヌクレアーゼに対する抑制タン白の存在が確認された。3.Mgイオン依存性ヌクレアーゼの単離:P39細胞の核と細胞質からタン白を抽出し、各種のDNA結合カラムとHPLCで分画し、45kdの分画にMgイオン依存性ヌクレアーゼが濃縮されることが明らかとなった。高感度FPLCを用いて精製とクローニングを進める予定である。なお、無効造血とアポトーシスに関しては、DNA損傷を生細胞で検出するin situ endlabeling法の確立を急いでいる。
筋繊維芽細胞が有する血管新生促進作用の解析

ラット副睾丸周辺の脂肪組織から単離した筋繊維芽細胞(rat myofibroblast : rMf)を用いて以下の解析を行った。1.細胞外マトリックスの構成蛋白質ラミニンの分子種rMfは血管内皮細胞と同様な2種類のラミニンホモログを合成・分泌していることを確認し、報告した。(1) VEGF様蛋白質の検出rMfとヒトグリオブラストーマ細胞T98Gの培地及び細胞溶解液を非還元状態のSDS-PAGEに供し、4種類の抗VEGF抗体(免疫生物研究所製)を用いてVEGF様蛋白質の検出を試みた。抗体V-NとV-3はそれぞれVEGF165のN-端側とC-端側のペプチドを認識し、抗体16F2と2E1はリコンビナントVEGFを認識する。VEGFのダイマーは非還元状態では分子量46万前後に検出される。rMfとT98Gの場合、分子量が87KDaまたは200KDa前後の蛋白質バンドが検出されたことから、凝集体を形成している可能性が考えられた。次に、蛋白質を35Sで標識し、抗体を用いて免疫沈降した後、還元状態のSDS-PAGEに供した。rMfからはVEGF189、VEGF165、VEGF121と推定される蛋白質バンドが検出された。さらに、凝集しにくい条件でサンプルを調製し、還元状態でSDS-PAGEを行ったにも関わらず、およそ200KDaと高分子量の蛋白質が検出された。今後、この高分子量のVEGF様蛋白質の詳細な解析が必要である。T98GとrMfから単離したポリ(A)+-RNAを用いてRT-PCRを行ったところ、500bp前後にPCR産物が検出された。今後の解析が必要である。
汽水性貝類を用いた河口域の生息環境評価と環境に配慮した河道改修技術の構築

本研究は,河口域における環境に配慮した河道改修技術の構築を最終的な目標とし,河川汽水域に生息する貝類に影響を及ぼす要因について,流域スケールの物理要因と河道特性との関係を調べ,貝類の生息に影響を及ぼす河道特性要因を明らかにしたものである.貝類相による類型化の結果,70河川は貝類相の類似度から3つの区分に類型化(潮汐卓越型,波浪卓越型,弱潮汐型)され,分類結果は潮汐と波浪の2つの外力に特徴づけられた.貝類相と河道特性の単相関分析の結果,グループ毎に貝類相と相関の高い河道特性が異なることから,河川汽水域の保全や改修の際には,物理要因が類似したグループ毎に環境評価や目標設定を行う必要がある.九州北部の21河川の河口域における貝類相及び物理環境調査を行い,55種6,003個体の貝類を採捕した.貝類相と物理環境の関係を把握するために正準相関分析を行った結果,1年超過確率1/5比流量,2潮位差,3開放度,4河床材料(シルト),5河床材料(砂),6植生の有無が貝類の生息に影響を及ぼす重要なパラメータとして抽出され,各物理環境と生息する貝類の関係が明らかとなった.対象地域で希少種とされるカワザンショウ類は,潮位差が大きくヨシ原が存在するシルト質の河床材料が豊富な河口に多く生息することが示唆された.また,貝類相の生息には,潮位差,開放度といったマクロスケールの物理環境及び河床材料等のハビタットスケールの物理指標が重要であることから,環境保全に向けて多様なスケールの物理指標を調べ,階層性を整理する必要があることが示唆された.次に,各河川の貝類相及び物理環境についてそれぞれクラスター分析を行った.その結果,貝類相による各河口の類型化と物理環境による類型化の結果は概ね合致するが,強く人為的影響を受けた河口において一致しなかった.従って,貝類相による河川の類型化と物理特性による河川の類型化の比較により河道改修の影響を受けて貝類相が劣化した河川を抽出可能であることが明らかとなった.今年度の調査によって,河口域保全のために必要な河口タイプの類型化に際し重要な物理指標の抽出及び環境の良否を判断するうえで指標となる生物種の特定ができたことから,来年度以降調査地点を増加し,河口タイプ毎に河道特性と生物相の関係を解析することで,河口域保全のための改修技術を構築していく.目標とした調査地点数には達していないが,物理環境と貝類相の関係に関する解析を重点的に行うことで,河口域保全のために重要な物理指標を抽出したことは大きな成果である.また,現段階で研究成果を査読付き英文論文1件,学会発表2件として公表しており,研究は概ね順調に進捗している.九州の40河川を対象とした現地調査によって31科68種11,582個体の貝類を採捕した.各河川の貝類相と広域的な物理指標を対象としたNMDSの結果,対象河川は,1波浪のエネルギーが小さい河川群,2潮汐のエネルギーが卓越する河川群,3河川のエネルギーが卓越するグループの3群に分類された.対象とした河川は,潮汐,波浪,河川の3つの外力の大きさによって類型化され,各グループで特徴的な種は,それぞれのグループに属する河川の環境構造を反映していた.次に,河道特性と貝類相の多様性を示す指標の単相関分析の結果,河川の平面形について,蛇行度と種数の間に有意な正の相関関係がみられた.蛇行により砂州が形成され,河道内に多様な標高分布が生じることで,多様なハビタットが形成されると考えられる.横断形では,河床の複雑度,比高差及び川幅水深比が生息種数との間に有意な正の相関がみられた.河床の複雑度及び比高差が大きいことは,河道内の標高分布が多様であることを意味しており,多様な標高分布が潮上帯,潮間帯,潮下帯といった幅広い塩分濃度や河床材料の多様性を生じさせ,多様な種の生息基盤を創出していることを示唆している.従って,河川汽水域で河床掘削を行う場合は,比高差の維持或は創出が重要であり,現在河川中流域を対象として澪筋保全のために実施されているスライドダウンによる掘削では,低水路内の高標高域を失う可能性がある.河川汽水域では,低水路内の標高分布に配慮した河道掘削方法の構築が必要である.一方,本研究では河川の縦断形と貝類相は有意な関係が確認されなかった.しかし,汽水域で生じる瀬がハゼ科の産卵に重要であるなど,河床の縦断形状は環境保全上重要と考えられる.今後,水中を利用する他の分類群を用いた評価により,河床縦断形状と生物相の関係を把握する必要がある.河道特性と貝類相の関係について,河道の平面形,横断形と貝類相の関係を明らかにし,環境保全のための掘削や拡幅の際の配慮事項を提案することができた.一方,本研究では河床の縦断形と貝類相は有意な関係が確認されなかった.これは,本研究で対象としたハビタットが干潮時の干出した陸域を対象としており,水中のハビタットを評価できていないためと考えられる.しかし,汽水域で生じる瀬がハゼ科の産卵に重要であるなど,河床の縦断形状は環境保全上重要と考えられる.今後,水中を利用する他の分類群を用いた評価により,河床縦断形状と生物相の関係を把握する必要がある.

また,本研究の結果,当初目的とした河道特性と貝類相の関係だけでなく,波浪,潮汐,河川の3つのエネルギーのバランスによって河口に形成されるハビタットや貝類相が異なることが明らかとなった.これは,河川汽水域の保全にとって極めて重要な知見であり,環境再生の際の目標設定や保全計画を策定する上で重要な視点である.本研究の目的は、九州地方の河口域を対象に生息する貝類相の広域調査を行い,物理環境、河道特性と貝類の生息状況の関係を明らかにし、河口域における環境に配慮した河川改修技術の構築のための提案を行うことを目的とする.現地調査の結果,対象とした70河川で37科82種21,827個体の個体を採捕した.流域指標(河川,波浪及び潮汐のエネルギー)による類型化の結果,対象とした70河川は貝類相の類似度から3つの区分に類型化され,分類結果は潮汐と波浪の2つの外力に特徴づけられた.貝類相の類型化と流域指標の類型化は半数が一致しているが,一致しない河川については他のスケールの物理要因や人為改変の影響を考慮する必要があることが示唆された.また,貝類相と河道特性の単相関分析の結果,グループ毎に貝類相と相関の高い河道特性が異なることから,河川汽水域の保全や改修の際には,物理要因が類似したグループ毎に評価や目標設定を行う必要がある.波浪卓越型の河川では,貝類相が貧弱であるため,貝類相と強い相関がみられた河道特性は少なかった.このグループに属する河川の環境評価を行う際には,他の分類群を含めた評価が必要である.また,河道特性と河川汽水域に出現するハビタット構造の関係を調べた結果,分類群毎にハビタット構造に影響を及ぼす河道特性は異なっており,波浪・河川卓越型は蛇行度,弱波浪型は比高差,潮汐卓越型は川幅水深比がハビタット構造に影響を及ぼす要因であることが明らかとなった.分類群毎にハビタット構造に影響を及ぼす要因が異なることは,河道地形形成を担う外力の種類や河道特性が異なる可能性を示唆しており,河道の保全・修復に際し,当該汽水域のハビタットに影響を及ぼす河道特性や外力要因を考慮することが重要である.本研究は,河口域における環境に配慮した河道改修技術の構築を最終的な目標とし,河川汽水域に生息する貝類に影響を及ぼす要因について,流域スケールの物理要因と河道特性との関係を調べ,貝類の生息に影響を及ぼす河道特性要因を明らかにしたものである.貝類相による類型化の結果,70河川は貝類相の類似度から3つの区分に類型化(潮汐卓越型,波浪卓越型,弱潮汐型)され,分類結果は潮汐と波浪の2つの外力に特徴づけられた.貝類相と河道特性の単相関分析の結果,グループ毎に貝類相と相関の高い河道特性が異なることから,河川汽水域の保全や改修の際には,物理要因が類似したグループ毎に環境評価や目標設定を行う必要がある.貝類相及び物理環境調査は継続して調査を行う.昨年度実施した河口域の類型化において,タイプ毎に貝類相が豊富な河川および貧弱な河川を抽出し,水位及び塩分濃度のモニタリングを行い,両者の水理状況の違いについてモニタリングを行う.また,測量結果を基に貝類相の生息と河道特性の関係を解析することで,環境に配慮した河道改修技術の構築に向けて重要となる河道特性量を明らかにする.潮汐,波浪,河川のエネルギーのバランスによって河口域に形成されるハビタットが異なることから,これらのエネルギーによって河口域を類型化し,各分類群毎に河道特性と貝類相の関係を明らかにし,環境に配慮した河道設計法について提案を行う.また,これまでの研究成果では,河床の縦断形及び川幅と貝類相の関係が明らかになっていないため,数値計算等の方法によって,河道平面形及び河床縦断形とハビタットの関係を明らかにしてく予定である.
特殊な電圧プロファイル下の電気透析による6リチウム同位体濃縮技術の研究

核融合炉実現の最大の課題は、燃料となる三重水素の製造に不可欠なリチウム同位体(6Li)濃縮技術の開発である。研究代表者は、電気透析技術に基づく新たな6Li濃縮原理を考案し、1段の濃縮工程での濃縮比率1.11を達成した。これは提唱されている電気透析での理論的最大濃縮比率(1.08)を上回り、従来提唱されていた原理とは異なる機構で濃縮が生じていることを示唆する。推定している機構によれば、1段の工程だけで極めて高濃度に濃縮できる可能性もある。本研究では高い濃縮比率を実現した原理を解明する。更に、濃縮方法や条件を最適化し、より高い濃縮率を達成する。実用化装置の開発に向け、濃縮速度の向上方法も検討する。
液体シンチレータを使った低エネルギー太陽ニュートリノスペクトルの測定

スーパーカミオカンデやSNOといった最新の観測は、ニュートリノ振動の大混合角解を支持しており、カムランド実験での原子炉ニュ-トリノ観測が、それを精度よく検証すると期待されている。その結果をさらに確実にするには、低エネルギー太陽ニュートリノスペクトルを実時間で観測し、なおかつニュートリノフレーバーを特定する必要がある。観測が始まるカムランドやBOREXINOが中性カレントも含めた測定となるため、低エネルギー太陽ニュートリノを荷電カレント反応のみで実時間測定する実験が必要となる。^<160>Gdは、PPニュートリノをも観測できる低い閾値で、さらにバックグラウンドに強い三重同時計測が可能なため、この目的に最適である。本研究では、三重同時計測に不可欠な高速性を持つ液体シンチレータにガドリニウムを溶かし込むことに開発を絞り、低エネルギーニュートリノ検出器の開発を行った。広範な溶媒やガドリニウム化合物の探索により、PseudoCumene60%と界面活性剤(NS210)40%を混合した溶媒と硝酸ガドリニウムGd(NO_3)_36H_2Oの組み合わせで、ガドリニウム重量比8%が可能なことを発見した。5wt%でのシンチレータとしての性能は、時定数2nsec以下、発光量3500photon/MeV、透過率90cm@430nm以上、α線クエンチ7.4@7.8MeV、α線弁別95%以上と十分な性能を有することがわかった。1m^3サイズの検出器をシミュレーションした場合、^7Beニュートリノに対する三重同時計測の効率65%、PPニュ-トリノでは問題となる^<152>Gdの崩壊を2シグナルとして見間違う確率0.05%以下とする条件でも63%の効率が得られることが分かった。この液体シンチレータは競合する他国の開発と比べても10分の1程度のコストなため、非常に競争力のあるガドリニウム含有液体シンチレータの開発に成功したといえる。Gd原子核は太陽ニュートリノ捕獲反応で遅延3重信号を発し、またそのエネルギー敷居値が244keVと非常に低いため、低エネルギーの太陽ニュートリノ観測に適しており、太陽ニュートリノ問題の解明に利用できると考えられている。これまで、ガドリニウムを含む結晶シンチレータの開発などが行われたが、発光時間の遅さから、ニュートリノ捕獲信号の特徴である遅延3重信号を活かすことができないため実験装置開発が困難な状況であった。今回の開発研究では発光時間の速い液体シンチレータにガドリニウム化合物を溶かすことを目指しており、これが成功すると、性能的にもコスト的にもガドリニウムを使った大型の低エネルギー太陽ニュートリノ検出器の開発が実現可能になる。現在のところ、硝酸ガドリニウムを使うことで、30%の界面活性剤を含むシンチレータカクテルでガドリニウムの重量比で5%、界面活性剤を50%まで増やすことで重量比6%のガドリニウム含有液体シンチレータの開発に成功している。同様に、過塩素酸ガドリニウムを使った場合、3%と5%のシンチレータが得られた。また、ガドリニウムエチレンヘキサノエート化合物を使うことで、トルエン溶媒に対しガドリニウムの重量比7%の液体シンチレータを作ることにも成功した。これはガドリニウムの有機化合物を利用しており、溶媒をうまく選択することによりさらに高濃度のガドリニウム含有液体シンチレータを開発できる可能性がある。また、データ取得のためのソフトウェア開発も行い、簡単なスクリプトの編集のみでヒストグラムのリアルタイム表示や、信号取込みチャンネルの設定などができるようになり、グラフィカルな操作によって、液体シンチレータの性能測定が非常に簡便にできるようになり、効率的に性能評価を行い、目標としているガドリニウムを重量比で10%含む液体シンチレータの開発研究を行う。

この液体シンチレータは競合する他国の開発と比べても10分の1程度のコストなため、非常に競争力のあるガドリニウム含有液体シンチレータの開発に成功したといえる。
高温水素混合ガス分離用多孔性セラミック膜の開発

本研究の目的は,高温下で安定な水素分離膜を作製し,水の熱化学分解反応を利用した水素製造プロセスであるUT3サイクルへの応用することである。UT3サイクルでは,反応物であるH_2-H_2-HBr混合系から,生成物である水素を300-500°Cで効率的に分離精製する必要がある。したがって,分離対象には大量の水蒸気および酸であるHBrが存在するため,耐酸性に優れると考えられるシリカを膜材料として選定した。種々のシリカ膜を用いてH_2-H_2O-HBr(モル比H_2=70-75%,HBr=1-2%)混合蒸気の分離実験を500°Cで行った。H_2が優先透過し,H_2/HBrの分離係数は約100-500を示し,H_2/H_2Oは3-25程度の値を示した。透過係数の順序は,ヘリウム>水素>水>窒素>臭化水素であり,分子サイズに基づく分子ふるいによる分離性が示唆される。温度依存性を検討したところ,ヘリウム,水素単成分は活性化拡散を示し,単成分水素の透過係数は,H_2-H_2O-HBr混合気体での透過係数とよく一致した。水蒸気,および,臭化水素の透過係数の温度依存性は小さかった。また,混合蒸気の分離実験後に純成分気体の透過係数の測定を行ったところ,混合蒸気透過実験前後とほとんど変化しておらず,シリカ膜は酸に対して安定していることが示唆される。水素/臭化水素透過係数比は水素/窒素透過係数比と強く相関しており,水素/水蒸気透過係数比はヘリウム/水素透過係数比と比較的よい相関を示していた。動的分子径がH_2=2.89,H_2O=2.65,HBr=3.5,N_2=3.64Åであり,HBrとN_2の分子サイズは比較的近接していることから,分離挙動は良い相関を示したと考えられる。臭化水素と窒素は,膜に残存する比較的大きな細孔やピンホール透過し,水蒸気,水素,ヘリウムは微細孔を膜透過していると考えられる。従って,より高選択の水素分離膜を開発するためには,ピンホールの少ない,微細な細孔とする必要があることが明らかとした。
複雑形状に対する表面粗さ向上を実現するジャイロ式バレル研磨の理論構築

バレル研磨は,複雑形状であっても比較的容易に表面粗さ向上が可能という他の加工法にない特徴をもつ一方,加工現象に直結する加工物と砥粒の相対運動の理解は困難であり,現状では勘と経験に頼ったプロセスである.このため,本研究では加工物に強制的に運動が与えられることから,理論構築が比較的容易であると考えられるジャイロ式バレル研磨に着目し,加工物と砥粒の相対運動に基づく理論構築に取組む.また,ジャイロ式バレル研磨の高いプロセス制御性に着目し,加工量分布の制御手法の検討にも取組む.当該年度では,まず実験的検討を行うに資するジャイロ式バレル研磨装置を製作した.そして,加工物と砥粒の相対運動を理解する上で不可欠である,バレル槽表面に現れる砥粒の挙動および高さ分布の観察,加工物と砥粒の接触力の計測も可能とした.また,本開発装置を活用した,加工物のバレル槽内での設置位置による加工物と砥粒の接触力の違いの評価を行い,加工物設置位置がバレル槽の外側面および底面に近いほど研磨速度が向上することを明らかにした.さらに,各種加工条件を変化した実験の中で,加工物上方に存在する砥粒量が研磨速度に直結することを明らかにした.上記のように,ジャイロ式バレル研磨の理論構築の一環である,研磨速度に対する影響因子の解明は順調に進んでおり,今後更なる評価を可能とするためにDEM(Discrete Element Method,個別要素法)を活用し,バレル槽内の砥粒挙動の詳細検討も進めていく.また,これまでの研究によって明らかとなった理論に基づく技術開発を行い,ジャイロ式バレル研磨の性能向上を試みるとともに,加工量分布の制御手法の向上技術の実証検討も実施していく.当該年度において,実験的検討を行うに資するジャイロ式バレル研磨装置を製作した.そして,加工物と砥粒の相対運動を理解する上で不可欠である,バレル槽表面に現れる砥粒の挙動および高さ分布の観察,加工物と砥粒の接触力の計測も可能とした.また,解析的検討に活用するDEM(Discrete Element Method,個別要素法)の解析環境を構築するとともに,基本的な技術を習得した.さらに,加工物のバレル槽内での設置位置による加工物と砥粒の接触力の違いの評価を行い,加工物設置位置がバレル槽の外側面および底面に近いほど研磨速度が向上することや,研磨速度が加工物上方に存在する砥粒量に直結することを明らかにしており,バレル研磨の理論構築も順調に進展している.当初計画と比べ,「理論構築」と「加工物と砥粒の相対運動の解明」の進行順は逆となっているが,理論構築では確実に成果が出ているとともに,相対運動解明のための準備は着実に進んでおり,研究は順調に進展しているといえる.今後,DEM(Discrete Element Method,個別要素法)を活用し,加工物と砥粒の相対運動の詳細評価に取組み,この相対運動に基づく研磨速度分布の推定技術の確立を行う.なお,解析手法の精度向上のために,実験によって得られるバレル槽表面に現れる砥粒の挙動および高さ分布との比較検討を行う.また,解析ソフトの開発者とのコンタクトも既に取れており,必要に応じて開発ソフトの改良等も実施する予定である.更に,これまでの研究によって明らかとなった理論に基づき,ジャイロ式バレル研磨の性能向上技術が数点着想されている.このため,これらの技術の実証確認を行うとともに,バレル研磨の活用範囲を更に広げる,加工量分布の制御手法の向上技術の実証検討も実施していく.バレル研磨は,複雑形状であっても比較的容易に表面粗さ向上が可能という他の加工法にない特徴をもつ一方,加工現象に直結する加工物と砥粒の相対運動の理解は困難であり,現状では勘と経験に頼ったプロセスである.このため,本研究では加工物に強制的に運動が与えられることから,理論構築が比較的容易であると考えられるジャイロ式バレル研磨に着目し,加工物と砥粒の相対運動に基づく理論構築に取組む.また,ジャイロ式バレル研磨の高いプロセス制御性に着目し,加工量分布の制御手法の検討にも取組む.当該年度では,まず実験的検討を行うに資するジャイロ式バレル研磨装置を製作した.そして,加工物と砥粒の相対運動を理解する上で不可欠である,バレル槽表面に現れる砥粒の挙動および高さ分布の観察,加工物と砥粒の接触力の計測も可能とした.また,本開発装置を活用した,加工物のバレル槽内での設置位置による加工物と砥粒の接触力の違いの評価を行い,加工物設置位置がバレル槽の外側面および底面に近いほど研磨速度が向上することを明らかにした.さらに,各種加工条件を変化した実験の中で,加工物上方に存在する砥粒量が研磨速度に直結することを明らかにした.上記のように,ジャイロ式バレル研磨の理論構築の一環である,研磨速度に対する影響因子の解明は順調に進んでおり,今後更なる評価を可能とするためにDEM(Discrete Element Method,個別要素法)を活用し,バレル槽内の砥粒挙動の詳細検討も進めていく.また,これまでの研究によって明らかとなった理論に基づく技術開発を行い,ジャイロ式バレル研磨の性能向上を試みるとともに,加工量分布の制御手法の向上技術の実証検討も実施していく.当該年度において,実験的検討を行うに資するジャイロ式バレル研磨装置を製作した.そして,加工物と砥粒の相対運動を理解する上で不可欠である,バレル槽表面に現れる砥粒の挙動および高さ分布の観察,加工物と砥粒の接触力の計測も可能とした.

また,解析的検討に活用するDEM(Discrete Element Method,個別要素法)の解析環境を構築するとともに,基本的な技術を習得した.さらに,加工物のバレル槽内での設置位置による加工物と砥粒の接触力の違いの評価を行い,加工物設置位置がバレル槽の外側面および底面に近いほど研磨速度が向上することや,研磨速度が加工物上方に存在する砥粒量に直結することを明らかにしており,バレル研磨の理論構築も順調に進展している.当初計画と比べ,「理論構築」と「加工物と砥粒の相対運動の解明」の進行順は逆となっているが,理論構築では確実に成果が出ているとともに,相対運動解明のための準備は着実に進んでおり,研究は順調に進展しているといえる.今後,DEM(Discrete Element Method,個別要素法)を活用し,加工物と砥粒の相対運動の詳細評価に取組み,この相対運動に基づく研磨速度分布の推定技術の確立を行う.なお,解析手法の精度向上のために,実験によって得られるバレル槽表面に現れる砥粒の挙動および高さ分布との比較検討を行う.また,解析ソフトの開発者とのコンタクトも既に取れており,必要に応じて開発ソフトの改良等も実施する予定である.更に,これまでの研究によって明らかとなった理論に基づき,ジャイロ式バレル研磨の性能向上技術が数点着想されている.このため,これらの技術の実証確認を行うとともに,バレル研磨の活用範囲を更に広げる,加工量分布の制御手法の向上技術の実証検討も実施していく.
細胞周期の制御機構における癌遺伝子、癌抑制遺伝子および関連遺伝子の研究

マウスDNAポリメラーゼalpha/プライマーゼ複合体を構成する4つのサブユニット遺伝子のプロモーター領域をクローニングし、解析した(花岡)。RBを誘導発現させた細胞における、種々のサイクリン/cdc2ファミリー遺伝子の発現変化を調べた(井川)。ヒト老化細胞において、G1サイクリンの一つと考えられているサイクリンD1のレベルがむしろ高いことを見い出した(井出)。c-mosとc-fosの共発現が、トランスフォーメーション活性において顕著な相乗効果を示す結果を得た(岡崎)。ユビキチン活性化酵素E1のN末端側に、cdc2キナーゼでG2/M期にリン酸化を受ける部位があることを見つけた(金田)。がん化に伴うGLUT1蛋白質の糖鎖構造変化により、グルコース親和性が顕著に増加することを観察した(北川)。出芽酵母のDNA複製開始反応にCdc7キナーゼとDbf4蛋白質の複合体が関与することを明らかにした(杉野)。出芽酵母の接合因子情報伝達系に働く新遺伝子MSG5が、Tyr/Thrフォスファターゼをコードすることを見いだした(杉本)。CCG1遺伝子のts変異株で、G1/S境界で発現される遺伝子群の転写誘導が見られないことを見つけた(関口)。DNAポリメラーゼalphaのts変異株で、RBの低リン酸化型の蓄積を観察した(田仲)。RB蛋白質に結合する新しい蛋白質としてクローニングしたRBQ-3のcDNAの全一次構造を決定した(田矢)。TGFbetaで誘導される遺伝子としてマウス骨芽細胞から分離したHIC-5を不死化細胞で発現させると、無限増殖を制限することが示された(野瀬)。マウスcdk2遺伝子上流域を解析し、cdc2とは異なる転写調節を受けていると考えられることを示した(安田)。DNAポリメラーゼalpha/プライマーゼ複合体が認識する特異的なDNA配列の解析を行なった(鈴木)。PKCdeltaの下流にはRas-Raf-MEK-MAPKを介したJunの活性化経路と、他のJun活性化経路が存在することを示した(平井)。分裂酵母のDNA複製に関与する遺伝子、nda1およびnda4を単離し、それぞれ出芽酵母のMCM2,CDC46遺伝子と高い相同性をもつことを見いだした(三宅)。v-rafに対する抗体を用いてヒト大腸がん細胞の細胞質画分を免疫沈降し、rafのリン酸化活性を調べた(三輪谷)。
ストリゴラクトン機能制御剤の創製と受容機構の解明

新植物ホルモンであるストリゴラクトンは植物の枝分かれを制御する機能を有していることから、その機能の化学的もしくは遺伝子的制御法を開発することにより、穀物の収量増加やバイオマス生産増加に利用することが可能である。本研究では、まず、D14タンパク質がストリゴラクトンを受容後加水分解し、生じたストリゴラクトンD環由来物質が活性本体としてD14と結合した結果、D14とジベレリン情報伝達因子として考えられていたDELLAタンパク質との結合を促進するというメカニズムを明らかにした。またストリゴラクトンミミックとして合成が容易でかつ活性がこれまで用いられていたGR24より活性が高いデブラノン類を開発した。I)高活性・高持続型SL活性ミミックの開発研究ストリゴラクトンミミックのリード化合物として見いだした化合物はストリゴラクトン類と異なり、植物ホルモン活性については高活性であり合成が容易である。しかし寄生雑草種子発芽促進活性は無かった。そこで誘導体化を行い、植物ホルモンとしての枝分かれ抑制活性に特化したSL活性ミミック、寄生雑草種子発芽促進活性に特化したSL活性ミミックのリード化合物を得た。II)SL受容体の同定と受容機構の解明D14タンパク質がジベレリン情報伝達タンパク質であるDELLAタンパク質と酵母2成分系においてSL依存的に相互作用することを確認した。そこでBiFC法、プルダウン法を用いてSL依存的タンパク質-タンパク質親和性について解析を行い、相互作用を確認した。III)D14タンパク質の加水分解活性を確認した。化合物の被加水分解性と活性に正の相関関係があると考え、多様な誘導体を合成して検討を行った。その結果、かなり密接な関連があることが明らかとなった。III)SL低生産性植物の作出GA処理した植物中やDELLAタンパク質の機能欠失型の変異体のSL内生量は著しく低下した。そこで、イネアンモニウムトランスポーター遺伝子プロモーターのような根特異的プロモーターを用いてRNAi法によりDELLA遺伝子の発現を抑制した組換えイネを作出し、根特異的にGAシグナルが活性化されSL内生量が低下したイネの作出を試みた。現在遺伝子組み換え体ラインを複数得て、性状解析を行っている。I)SL生合成阻害剤の構造活性相関研究阻害剤リード化合物として発見したMA39の誘導化を行い、特異性が向上したTIS108を創製した。II)高活性・高持続型SL活性ミミックの開発研究ストリゴラクトンミミックのリード化合物として見いだした化合物はストリゴラクトン類と異なり、植物ホルモン活性については高活性であり合成が容易である。そこで誘導体化を行い、植物ホルモンとしての枝分かれ抑制活性に特化したSL活性ミミック、寄生雑草種子発芽促進活性に特化したSL活性ミミックのリード化合物を得ることができた。III)SL機能制御剤非感受性イネ変異体の単離と原因遺伝子の同定SL活性ミミックやSL生合成阻害剤を利用したイネFoxラインからの薬剤非感受性変異体の単離と原因遺伝子の解明研究を行い、候補変異体を数ライン得ることができた。IV)SL受容体の同定と受容機構の解明D14タンパク質が転写因子であるNFYCs、DofやGA情報伝達タンパク質と酵母2成分系においてSL依存的に相互作用することを確認した。そこでBiFC法、プルダウン法を用いてSL依存的タンパク質-タンパク質親和性について解析を行った。現在再現性について検討中である。またストリゴラクトンやGA情報伝達タンパク質との共結晶化を試みた。これも現在条件検討中である。V)SL低生産性植物の作出GA処理した植物中やDELLAタンパク質の機能欠失型の変異体のSL内生量は著しく低下した。(1)カロテノイド開裂阻害剤でありアブシジン酸生合成阻害剤であるアバミンがSL内生量を減少させることを見出した。また合成したトリアゾール誘導体であるTIS108が強力なSL生合成阻害能を有することを見出した。TIS108をシロイヌナズナに処理した結果、枝分かれが増加することを確認した。(2)高活性型ストリゴラクトンミミックとしてABC環部分にベンゼン環を有しエノールエーテル結合ではなく、エノール結合で直接D環と結合したデブラノン類がSLアゴニストとして効果を示すことを見出した。この化合物はストリゴラクトンの標準品として用いられていたGR24の100倍の活性を示した。

(3)1D14タンパク質にはストリゴラクトンを加水分解する活性があること、加水分解によって生じた水酸化D環はD14タンパク質中で他の部位に移動して結合し、ストリゴラクトン活性を示すことを明らかにした。これまでストリゴラクトンの加水分解により生じた水酸化D環には活性が無いと信じられていたが、この常識を覆す成果であった。2D14タンパク質はストリゴラクトンの加水分解後に生じる水酸化D環依存的にDELLAタンパク質と結合することを見出した。3イネ多分げつ変異体であるd53の原因遺伝子の解析の結果シャペロンであるD53タンパク質を同定した。D53はストリゴラクトン依存的にD14と結合することによってSCF複合体によりユビキチン化されプロテアソーム分解系により分解される結果、ストリゴラクトンシグナルが伝達されることが明らかとなった。このシステムはジベレリンにおけるDELLAタンパク質の機能と非常に類似していることが明らになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。農学26年度が最終年度であるため、記入しない。植物ホルモンであるストリゴラクトンの機能発現機構とストリゴラクトン機能制御剤の創製を目指した研究であり、成果は生物学的成果と化学的成果に分かれるが互いの成果に基づいて得られている。I)高活性・高持続型SL活性ミミックの開発研究当初の目的である高活性型ストリゴラクトンミミックの創製に成功した。しかも天然型ストリゴラクトンは植物ホルモン活性、寄生雑草種子発芽促進活性の両方を有しているが、各々に選択的活性を示す化合物を得ることに成功した。この点は目的以上である。現在は目的を超えて、ストリゴラクトン受容体阻害剤の創製に取り組んでいる。II)SL受容体の同定と受容機構の解明、SL低生産性植物の作出D14タンパク質とDELLAタンパク質のストリゴラクトン依存的結合を明確に示すことができた。当初の計画通りである。現在遺伝子組み換え体ラインを複数得て、性状解析を行っているがこれも計画通りである。III)ストリゴラクトン低生産性イネの開発については、遺伝子導入イネの作成を終了し、現在栽培中であるために、本年度終了時にはその性状解析が可能になる。これも計画通りである。I)SL生合成阻害剤の構造活性相関研究当初の目的通り新しい選択的阻害剤を得ることができた。作用部位の追究は目的としていないが、現在追究中である。II)高活性・高持続型SL活性ミミックの開発研究当初の目的である高活性型ストリゴラクトンミミックの創製に成功した。III)
大陸棚斜面域における黒潮底層水のはい上がり機構に関する研究

陸棚斜面上部付近で行ったエネルギー逸散率の鉛直分布測定より、海底混合層の中ではエネルギー逸散率が大きくなる傾向にあること、すなわち海底近くで鉛直混合が盛んなことが確かめられた。鉛直拡散係数を見積ると、海底直上でしばしで10cm^2S^<-1>を越える値が得られた。陸棚斜面の上部付近に係留した流速計のデータより、陸棚斜面近くにおける内部潮汐の鉛直構造について調べた。躍層付近の中層では大潮の時に内部潮汐も大きくなる傾向が認められたが、海底直上部では黒潮の流路の位置によって内部潮汐の大きさや鉛直構造は変化することがわかった。海底直上部では、間欠的に内部潮汐が発達する傾向がみられた。黒潮底層水のはい上がりを示唆する海底直上部の低温水の先端は、潮時に関わらず同じ様な位置にあり、このはい上がり水塊は潮汐によって上がり下がりしているのではなく、潮汐の影響はむしろ海底混合層の厚さに現れていることがわかった。陸棚縁辺部の海底直上に6層係留した流速計の記録からは、観測期間は短かかったが、海底混合層より上の層で沖向きの成分をもっているときでも、海底直上では斜面をかけ上がる方向の成分をもつ流れが形成されていることが確かめられた。これは、はい上がりを示唆する形状の冷水が、確かに斜面をかけ上がる流れによって形成されていることの一つの証拠となるものである。また、鉛直2次元の数値モデルを用いて、鉛直混合によってどのような2次流が生じるかを調べた。その結果、鉛直混合の時間スケールが慣性周期に比べて長い場合、生じた2次流は地衡流調節によってほとんど無視できるほど小さくなるが、混合の時間スケールが短い場合、海底直上で斜面をかけ上がる方向の2次流が残るという結果が得られた。平成3年8月25日に東シナ海大陸棚端付近の1点(水深約330m)に係留系を設置し、9月15日までの約21日間流向流速、水温、塩分の連続測定を行った。これらは海底から10、30、80mの3層で測定され、特に海底近くの流れの構造に注目した観測を行った。この海域は黒潮の流軸の縁にあたり、海底地形に沿った流れも大きいが、本研究では主として等深線を横切る方向の運動に注目した。その結果、等深線を横切る方向の運動としては潮汐周期の変動が卓越しており、その鉛直方向の分布に注目すると、3つの測定層の間で潮汐流の大きさの相違が明らかに認められた。このことからこの海域で内部潮汐がしばしば起こっていたことが推察される。この内部潮汐による潮汐周期をもったシア-流は陸棚端付近での鉛直混合に寄与していると考えられ、陸棚端付近での混合過程は黒潮底層水の陸棚域への輸送に密接に関連していると思われる。この観測と並行して、8月25日と26日の両日CTD.XBTおよびMSP(微細構造ブロファイラ-)を用いて、等深線を横切る鉛直断面内における水温、塩分の分布に加えて、乱流成分の鉛直分布の測定を行い、エネルギ-散逸率から鉛直渦拡散係数などを見積った。それによると、鉛直渦拡散係数は海底付近で大きくなる傾向が明らかに認められ、上述の海底付近にシア-をもった内部潮汐が発達することと符合する。また、東シナ海の陸棚端付近のような条件のところで内部潮汐等による鉛直混合が促進されたとき、その付近の流れがどのようになるか、鉛直2次元モデルを用いて検討を行った。

その結果、海底付近の密度構造及び鉛直混合の程度によって、斜面をはい上がる流れが形成される可能性のあることがわかった。1992年5月26日から8月22日まで、陸棚縁辺部の北緯28°20.7'、東経126°54,8'、水深約320mの地点にアーンデラ流速計4台を係留した。流速計の係留水深は海底から20,50,120,220mとした。B-220mに係留した流速計は回収直前何等かの原因によって下部と切断され、係留系撤収時には回収できなかった。しかし幸運にもその後約500km北方の五島近海において漁船によって拾得され、データを得ることができた。また、1992年7月12日から16日にかけて、北緯28°23.1'、東経126°51.5'、水深約240mのところで、MSP,CTD,XBTによる水温、塩分及びエネルギー逸散率の鉛直分布の測定を繰り返し行い、並行して電磁流速計を係留し、海底に近い層での流向流速の時間変化の観測を行った。測定層は、海底上5,15,25,35,45,55mの6層とした。3カ月近い連続観測の結果からは、内部潮汐の鉛直構造に関する興味ある知見が得られた。すなわち、海底からやや離れた層では、大潮期に内部潮汐が発達する傾向があるのに対し、海底斜面に近いところでは、密度構造の変化などによって、間欠的に大きく発達する様子がみられた。また、鉛直混合については、海底上50m程度の層で拡散係数(K_Z)が大きく、その上で2オーダーほど小さくなる層があって、さらにその上の層でまたK_Zの大きい層があること、海底直上では、K_Zの値は大きいところで10cm^2s^<-1>程度になっていること、第2躍層の厚さは明らかに時間によって変動しているが、K_Z極小層の位置もそれに対応して変化していることがわかった。さらに、斜面をかけ上がる流れについては、電磁流速計によって得られたデータから、上2層では沖向きの流れであるのに対し、下の層(最下層にはほとんど流れが認められないが)では、浅い方に向かう流れが認められ、短期間の観測ではあるが、海底に沿って斜面をはい上がる方向の平均流があることが示された。
組織工学を用いたiPS細胞由来心筋組織の神経細胞配合による心機能改善効果の検討

初年度でヒトiPS細胞由来神経前駆細胞を同細胞由来心筋細胞と配合させ、拍動するスフェロイドを作製した。2年目では心筋細胞と神経前駆細胞との配合比率を90:10, 80:20, 70:30, 60:40と変え、各スフェロイドの拍動の違いを観察したところ、心筋細胞40%の群のみがスフェロイド作製後2週間以内に拍動停止し、また神経前駆細胞を30%配合した群が40%配合した群と比べ有意に収縮率が良かった。神経前駆細胞の配合が心筋スフェロイドの拍動を変えうると考えられた。また2週間拍動した神経前駆細胞配合スフェロイド内部に神経特異抗体陽性の神経線維様構造を認め、神経線維への分化の可能性をも示した。本研究は、ヒト人工多能性幹(iPS)細胞由来の心筋細胞にヒトiPS細胞由来の神経細胞を配合することにより、心筋細胞のみからできた細胞凝集体(スフェロイド)の機能を向上させ、さらにそのスフェロイドからできた三次元構造体の機能向上を目指した研究である。平成27年度の実施状況としては、まず購入した心筋細胞と神経前駆細胞を配合することにより、神経細胞配合下のスフェロイドを作製することから始めた。まず購入した神経前駆細胞を、神経細胞に分化させた後に、心筋細胞と混ぜることを試みた。しかしpoly-L-lysineコーティング上の神経細胞の剥離に難渋し、安定して一定数の神経細胞を得ることが困難であった。そのため、購入時凍結保存されていた心筋細胞と神経前駆細胞を同時に解凍し、配合することにより安定的に目標数(2500細胞/スフェロイド)を満たした96wellへの細胞分注を行うことができた。分注する神経前駆細胞の割合は0%,20%,40%の3群にわける条件検討を行った。分注された細胞は2日後にはどの群においても凝集しており、歪でありながらも、ほぼ均一なサイズのスフェロイドが得られた。さらに34日後にはほぼ全てのスフェロイドが順次拍動を開始した。このことによりヒトiPS細胞由来の心筋細胞は同細胞由来の神経前駆細胞を少なくとも40%配合してもスフェロイド作製は可能であり、拍動まで問題なく可能なことが示された。作製されたスフェロイドは作製後連日30秒間ずつ動画撮影され、拍動数なども記録した。また神経前駆細胞を40%配合した群のみスフェロイド作製後、約2週間あたりで全て拍動が停止した。これが今後、三次元グラフト化し、移植を行う上でどのような意味を持つかどうかは今後の検討課題の一つである。上記結果を踏まえ、次年度のさらなる配合比率や拍動収縮解析に繋げられればと考える。計画の予定としては、グラフト作製が完了しており、ヌードラットへの移植を試みる段階ではあったが、基盤技術としてのスフェロイド作製に、細胞の準備などで難渋し、時間を要した。この神経前駆細胞を心筋細胞に混ぜるというスフェロイド作製そのものも、独創的なアプローチであり、試行錯誤を要するのは致し方ないものと考えられる。詳細な配合比率の決定には至ってはいないが、幸いスフェロイド作製および拍動確認は可能としており、そのスフェロイドの収縮解析といった機能解析の準備はできている状況でもある。これらの結果を踏まえて、次年度の成果に繋げたい。まずはヒトiPS細胞由来心筋細胞とヒトiPS細胞由来神経前駆細胞を配合し、スフェロイドを作製することを試み、神経前駆細胞を配合することにより、心筋細胞のみと比べ、凝集の改善したスフェロイドを作製することに成功した。ただこの時点では心筋細胞と神経前駆細胞をどうのような比率で配合すればいいのかが不明であり、それぞれの配合比率を90:10, 80:20, 70:30, 60:40とそれぞれ比率を変え、各比率におけるスフェロイドの違いを検討することとした。スフェロイド作製後、2-4日以内に全てのスフェロイドが拍動を開始した。心筋細胞の比率が60%の群ではスフェロイド作製後2週間以内に全てのスフェロイドが拍動を停止したが、他の群では全てのスフェロイドが1ヶ月以上拍動を続けた。さらに動画解析ソフトを用いて、収縮率の差異を検討したところ、心筋細胞が70%の群が最も収縮率が大きいことがわかった。しかし、将来的に目的とする機能的拍動スフェロイドには、心筋細胞や神経前駆細胞の他に線維芽細胞や内皮細胞などを配合することが必要となり得るため、心筋細胞と神経前駆細胞の比率が必ずしも70%と30%と断定できるわけではないが、以上の結果からは神経前駆細胞を配合することにより心筋スフェロイドの拍動収縮動態が変化しうることは示すことができた。なお、1ヶ月ほど収縮したスフェロイドを蛍光免疫染色した結果、βtubulin陽性の神経線維様の組織をスフェロイド内部に認めることができ、神経前駆細胞が神経線維へ分化しうる可能性も示せた。今後は、線維芽細胞や内皮細胞などを配合することにより、より凝集能やスフェロイド内部の細胞生存率を向上させたスフェロイドの作製が望まれ、さらにそのスフェロイドにより作製されたグラフトの心不全モデル動物への移植が期待される。

2年目では心筋細胞と神経前駆細胞との配合比率を90:10, 80:20, 70:30, 60:40と変え、各スフェロイドの拍動の違いを観察したところ、心筋細胞40%の群のみがスフェロイド作製後2週間以内に拍動停止し、また神経前駆細胞を30%配合した群が40%配合した群と比べ有意に収縮率が良かった。神経前駆細胞の配合が心筋スフェロイドの拍動を変えうると考えられた。また2週間拍動した神経前駆細胞配合スフェロイド内部に神経特異抗体陽性の神経線維様構造を認め、神経線維への分化の可能性をも示した。求められている、より高機能なスフェロイドとは、ヒトiPS細胞由来心筋細胞100%のスフェロイドと比べて収縮機能の改善であったり、パラクライン効果のより強力な発現などが期待されるものである。本研究では、ヒトiPS細胞由来神経前駆細胞を配合することにより、スフェロイドの動画記録で収縮を解析したり、スフェロイドそのもののタンパク解析などにより心機能改善因子の発現を証明していくことができればと考えている。そして、今後は前年度に達成したスフェロイド作製技術を用いて、更なる高機能スフェロイド作製を目指すと同時に、そのスフェロイドを用いた三次元パッチグラフト作製とヌードラットへのグラフト移植を目指したい。心筋再生
噴火推移の高頻度赤外解析：長時間・短時間スケールの変動と前兆現象

本研究は噴火推移を熱異常の時間変化によりパターンとして捉え,それを基として,以下の検討を進める:(1)長時間スケールの変動を基にした"典型的な活動"における噴火推移の特徴抽出,(2)噴火開始・活動様式変化の前兆となる熱異常の抽出,(3)噴火プロセスを反映した短時間スケールの熱異常変化の検討,(4)熱異常と溶岩噴出率の関係に関する検討.本研究では,熱異常の時間変化の観測には10分毎という高頻度観測が可能なひまわり8号赤外画像を用い,これに高分解能画像等を組合せて噴火推移の解析を行う.この結果を基に,短時間スケールの変動や前兆現象等を含めた新しい視点から噴火推移を包括的に整理する.本研究は噴火推移を熱異常の時間変化によりパターンとして捉え,それを基として,以下の検討を進める:(1)長時間スケールの変動を基にした"典型的な活動"における噴火推移の特徴抽出,(2)噴火開始・活動様式変化の前兆となる熱異常の抽出,(3)噴火プロセスを反映した短時間スケールの熱異常変化の検討,(4)熱異常と溶岩噴出率の関係に関する検討.本研究では,熱異常の時間変化の観測には10分毎という高頻度観測が可能なひまわり8号赤外画像を用い,これに高分解能画像等を組合せて噴火推移の解析を行う.この結果を基に,短時間スケールの変動や前兆現象等を含めた新しい視点から噴火推移を包括的に整理する.
カカオ豆抽出物による歯周病の改善効果に関する基礎的研究

カカオ豆抽出物は、歯周病原細菌であるPorphyromonas gingivalis (P. g)のコラーゲン分解酵素産生抑制作用を有している事が報告されている。そこで、P. gに対するカカオ豆抽出物(CBPおよびPW-VE-R)の歯周病改善効果について検討を行った。CBPおよびPW-VE-RのどちらにもP. gに対する抗菌効果が認められ、P. gバイオフィルムに対しても明らかな殺菌効果が認められた。さらに、カカオ豆抽出物は、活性酸素種であるスーパーオキシドおよびヒドロキシルラジカルの消去能を有することが明らかとなった。以上から、カカオ豆抽出物は歯周組織破壊の改善効果を有することが示唆された。歯周病感染領域における治療は、歯周外科治療や抜歯などの外科処置が主であり、口腔内の血管や歯槽骨喪失に対する内科的アプローチはほとんど行われていない。カカオ豆抽出物は、Streptococcus mutansの産生するグルコシルトランスフェラーゼを阻害して細菌の付着性を減少することやPorphyromonas gingivalis (P. g)のコラゲナーゼ活性を抑制することから、歯周組織を健全に保つ作用があると考えられる。そこで、2種類のカカオ豆抽出物(Cacao Bean Polyphenol Extract (CBP)およびHPカカオエキスPW-VE-R(PW-VE-R))の歯周病原細菌であるP. g ATCC 33277に対する抗菌効果について検討を行った。その結果、カカオ豆抽出物であるCBPおよびPW-VE-RのどちらにもP. gに対する抗菌効果が認められたが、PW-VE-Rと比較してCBPの方が強い効果を有していた。また、カカオ豆抽出物作用後のバイオフィルム形成した菌体をLIVE/DEAD染色することによりその効果を有することを確認した。さらに、カカオ豆抽出物は、活性酸素種であるスーパーオキシドの消去能を有することがERS分析によって明らかとなった。スーパーオキシド消去能についても抗菌効果と同様に、PW-VE-Rに比べCBPの方が増大していた。本研究費採択から約半年ということもあり、当初計画していたin vivoでの検討結果はまだ得られていないが、カカオ豆抽出物の歯周病原細菌に対する抗菌効果および、活性酸素消去能についての結果が得られている。カカオ豆抽出物は、Streptococcus mutansの産生するグルコシルトランスフェラーゼを阻害して細菌の付着性を減少することやPorphyromonas gingivalis (P. g )のコラゲナーゼ活性を抑制することから、歯周組織を健全に保つ作用があると考えられる。また実験的歯周炎において、P. g感染後にカカオ豆抽出物を投与した群は、骨吸収量の抑制が認められた。今後は、カカオ豆抽出物を用いて歯周病原細菌のヒト歯肉上皮細胞への付着阻害作用と破骨細胞分化誘導能の抑制効果の検討を行う。また、マウスに歯周病原細菌であるP. gを感染させ、歯周病モデルマウスを作製しカカオ豆抽出物投与した後、P. g感染後の歯肉微小循環への影響をレーザードップラー法にて解析する。更に、P. g感染により歯周病の進行を確認するため骨吸収量および歯肉血管反応を経時的に測定し、歯槽骨破壊と歯肉微小循環破壊の関連性について解析する。これらの結果を考慮し、カカオ豆投与による歯槽骨および歯肉微小循環の効果を評価する。なお得られた研究成果は、学会発表および論文にて速やかに報告する予定である。微生物28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
干渉波電気刺激および薬剤投与に伴う嚥下惹起制御機構の解明

嚥下障害の克服とくに高齢者や脳血管障害含めた多くの嚥下障害患者にとって嚥下惹起障害は致命的な病態である。球麻痺ふくめた運動出力障害は手術やその他代償嚥下法などで摂食機能改善が可能となるのに比べ、感覚障害はそれがどのレベルで生じるにせよ、改善手段がほとんどないのが現状である。その難題に取り組んだ研究が当該研究である。干渉波電気刺激は痛み刺激を伴わず、深部の感覚刺激を可能とする刺激法で、嚥下障害患者への応用が報告されつつある。しかし、理論的基盤がほとんどなく、臨床応用が先行してしまっていることが危惧される。すなわち、ヒトで嚥下障害に対する改善効果が示されても、それがどのレベルで、どのような効果をもって嚥下機能改善に貢献するのかについて基礎的検証がなされていない状態で臨床応用が進んでしまっているのである。これは本質的に嚥下を制御している中枢への影響やその限界、さらには刺激の適正化という点でも好ましくない。そこで本研究では嚥下惹起障害に干渉波電気刺激が効果的であるかどうかを動物実験モデルで検証した。動物実験用に特別に作製した干渉波電気刺激装置を用い、除脳非動化モデルという嚥下時の「動き」による感覚フィードバックに依存しない、運動出力パターンだけを解析できるモデルにおいて干渉波電気刺激による嚥下惹起促通効果について検討した。その結果、干渉波電気刺激は咽頭喉頭感覚神経を経由して脳幹に存在する孤束核という内臓求心性入力の一次到達領域に情報が伝達され、嚥下惹起性を改善する可能性が示唆された。小動物に用いることができる干渉波電気刺激装置を除脳非動化モデル動物の皮膚に設置し、上喉頭神経電気刺激を嚥下惹起として利用した。上喉頭神経電気刺激開始時から嚥下関連反回神経活動までの潜時の変化を干渉波電気刺激の有無とその強度により解析した。上喉頭神経電気刺激は嚥下惹起遅延モデルを模倣するために嚥下が起きる閾値に近い刺激強度で刺激した。そのため、上喉頭神経電気刺激開始時から実際の嚥下惹起が起きるまでの時間すなわち潜時は長くなる。その状態で干渉波電気刺激を加えると、嚥下惹起までの潜時が短縮する傾向がみられた。そして、孤束核の機能を抑制することで、その干渉波電気刺激効果が減弱した。孤束核は咽頭喉頭感覚入力の伝達領域であり、孤束核に到達した感覚入力が蓄積して嚥下を惹起するのであるから、この結果は干渉波電気刺激装置が嚥下惹起に必要な刺激をサポートしているという仮説を補佐する結果となった。干渉波電気刺激が嚥下惹起を促通することが示唆されたが、実際に嚥下を惹起しているのは嚥下セントラルパターンジェネレーターという脳幹に存在する神経ネットワークである。この神経ネットワーク自体に効果がおよばなければ嚥下惹起自体に直接関与するということは証明されない。そこで、干渉波電気刺激が嚥下セントラルパターンジェネレーターを構成する嚥下関連ニューロン活動に影響を与えるかどうかを除脳非動化モデル動物を用いて検証する。動物実験用に用いる特製干渉波電気刺激装置はファンクションジェネレータ機能を用いることで様々な条件での干渉波波形を作成できる。刺激によるアーチファクトと、上喉頭神経電気刺激から孤束核までの神経伝達で生じる時間を考慮して、適切な刺激条件を設定し、干渉波電気刺激による嚥下関連ニューロンの反応を観察する。嚥下関連ニューロン活動は延髄の孤束核とその周辺に存在する。定位脳固定器に設置した動物に微小電極を3次元マニピュレータを用いて正確に挿入していく。上喉頭神経電気刺激により誘発する嚥下時に、嚥下関連活動を呈するニューロンを記録しながら干渉波電気刺激による応答を観察する。嚥下関連ニューロン活動は記録が非常に困難であり、干渉波電気刺激による効果を十分検証できない可能性がある。その場合は干渉波電気刺激の刺激波形や時間を上記装置により変更しがなら刺激を適正化する。