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乳歯反対咬合の自然治癒機転の解明

乳歯反対咬合は永久歯列期の反対咬合の前駆症状であることが多く,成長とともに増悪するためその成長過程を注意深く観察する必要がある。しかし,あるものは良好な経過をたどり自然治癒をする。過去に自然治癒の機転については報告済みである。今回は,前年度より引き続き行っている側方セファログラムを用いた反対咬合の形成に寄与する度合いの強い項目を主成分分析より抽出することと,判別分析を用いて自然治癒するか否かの判別もあわせて行った。その結果,1.距離計測18項目より9項目(Ptm'-ms,A'-ms,is-is',mo-ms,Gn-Cd,Pog'-Go,Cd-Go,ii-ii',mo-mi)を,角度計測28項目より9項目(SNA,SNP,Mandibu(arpl.,Y-axisto SN,Ramus to SN,Goniala.,SN-NF,UA to SN,LA to Mand.)を選択した。2.主成分分析の結果6項目の主成分を抽出した。第1主成分は歯系の垂直成分が関与する因子。第2主成分は下顎骨の位置に関与する因子。第3主成分は上顎第二乳臼歯の前方と後方とが対比する因子。第4主成分は下顎の形態に関与する因子。第5主成分は下顎枝に関与する因子。第6主成分は下顎乳中切歯歯軸の因子であった。以上の6主成分までの累積寄与率は82.8%であった。3.距離計測項目18項目を用いて判別効率の良い項目を抽出するとN-S,Gn-Cdがえられた。この2項目より、自然治癒するか,しないかの判別分析を行ったところ,誤判別率は25%であった。3年間の研究の結果,自然治癒する症例の臨床上の鑑別点,形態上の鑑別点,自然治癒の機転の解明,自然治癒するか否かの判別を行えた。平成2年度の研究計画・方法として1.現有する筋電図及び顎運動描記装置を同時に使用できる方法を確立することであり、ほぼシステムの完成が間近となっている。2.上記の方法によって、乳歯反対咬合者の経年的なデ-タ-の収集を行うことは、平成3年度より行うこととなる。3.愛知学院大学歯学部矯正歯科において経年的観察を続けてきた乳歯反対咬合者200名の歯列石膏模型・セファログラムを資料として、初診時及び経年的変化のデ-タを得た。歯列石膏模型についてはすでに報告したが、セファログラムについては、『側方頭部エックス線規格写真による乳歯反対咬合者の顎態の変化に関する研究』と題して投稿予定である。この中で、自然治癒の変化として(1)上下顎関係の良好になったものと、(2)下顎骨の後下方回転したもの、(3)上下顎乳中切歯歯軸傾斜が変化したものの3パタ-ンがあり、これらが複合して自然治癒にかかわっていた。しかし、初診時の特徴としては歯列石膏模型より得られたデ-タ-ほど明確な差は認められなかった。僅かに認められたものとして(1)上顎骨後方部の発育が自然治癒しないものほど大きいこと、(2)自然治癒するものは下顎骨が後方に回転していた。今後は、機能面のデ-タ-を追加して初診時に自然治癒の予測をする計画である。乳歯反対咬合には永久歯列期の反対咬合の前駆症状であることが多く,成長とともに増悪するため重要な問題を包含している。本年度は乳歯反対咬合者の側方セファログラムを用いて,数多くの形態計測項目より,主成分分析を応用して反対咬合の形成に寄与する度合の強い項目を抽出した。すなはち歯牙年齢IIA期の女子80名の側方セファログラムより距離計測項目を対象に,1.相関行列より主成分分析した結果9項目(Ptm'ーms、A'ーms,isーis'、moーms、Gnーcd、Pog'ーGo、CdーGo、iiーii'、moーmi)を選択した。2.各主成分に強く影響する項目は以下のごとくである。第1主成分:Size factor。特にGnーCd、iiーii'が関与。寄与率40.6%。第2主成分:上顎第二乳臼歯の前方と後方とが対比する主成分。特にA'ーms(+),Ptm'ーms(ー)が関与。寄与率19.4%。第3主成分:下顎枝と下顎体部の第二乳氷臼歯の高さとが対比する主成分。特にCdーGo(+),moーmi(ー)が関与。寄与率12.3%。第4主成分:下顎枝の高さと下顎体部の長さとが対比する主成分。特にCdーGo(+),Pog'ーGo(ー)が関与。寄与率10.0%。以上の第4主成分までの累積寄与率が82.3%であった。3.主成分得点を用いたダイヤグラムより歯牙年齢IIA期において,すでに歯牙年齢IIIA期の咬合状態が71.8%予想できた。今後はセファログラムの角度計測より同様な方法を用いて分析を行い咬合状態の予測の精度を向上させる予定である。また,機能面でのデ-タの収集では適応患者が近年矯正歯科に来院する数の減少により,予定数に達していない状況にある。今後更に努力が必要と考えられる。

乳歯反対咬合は永久歯列期の反対咬合の前駆症状であることが多く,成長とともに増悪するためその成長過程を注意深く観察する必要がある。しかし,あるものは良好な経過をたどり自然治癒をする。過去に自然治癒の機転については報告済みである。今回は,前年度より引き続き行っている側方セファログラムを用いた反対咬合の形成に寄与する度合いの強い項目を主成分分析より抽出することと,判別分析を用いて自然治癒するか否かの判別もあわせて行った。その結果,1.距離計測18項目より9項目(Ptm'-ms,A'-ms,is-is',mo-ms,Gn-Cd,Pog'-Go,Cd-Go,ii-ii',mo-mi)を,角度計測28項目より9項目(SNA,SNP,Mandibu(arpl.,Y-axisto SN,Ramus to SN,Goniala.,SN-NF,UA to SN,LA to Mand.)を選択した。2.主成分分析の結果6項目の主成分を抽出した。第1主成分は歯系の垂直成分が関与する因子。第2主成分は下顎骨の位置に関与する因子。第3主成分は上顎第二乳臼歯の前方と後方とが対比する因子。第4主成分は下顎の形態に関与する因子。第5主成分は下顎枝に関与する因子。第6主成分は下顎乳中切歯歯軸の因子であった。以上の6主成分までの累積寄与率は82.8%であった。3.距離計測項目18項目を用いて判別効率の良い項目を抽出するとN-S,Gn-Cdがえられた。この2項目より、自然治癒するか,しないかの判別分析を行ったところ,誤判別率は25%であった。3年間の研究の結果,自然治癒する症例の臨床上の鑑別点,形態上の鑑別点,自然治癒の機転の解明,自然治癒するか否かの判別を行えた。
スピン自由度を利用した電子相制御

3d元素等を結晶中に導入することで、大きな磁性を持つ有機導体が多く合成されている。この大きな磁性を担う局在電子(3d電子)と、伝導を担う有機分子軌道上の電子(π電子)との間に、大きな相互作用(π-d相互作用)を持たせることで、磁場誘起超伝導や巨大磁気抵抗など興味深い物性が発見されてきた。本計画研究では、分子の内部自由度の中で、スピンの自由度を積極的に利用し、π電子相を制御することに成功し、併せて理論的に微視的なπ-d相互作用の起源を明らかにした。本計画研究では、分子の内部自由度の中で、スピンの自由度を積極的に利用する。(1)Feなどの局在3dスピンや局在πスピンを持つ有機導体に注目し、磁場中で、外部から高周波電磁波を加えることで、局在3d電子等の局在磁気モーメントの向きを反転し(電子スピン共鳴,ESR)、π電子が見る内部磁場を変動させ、π-d相互作用を起源とする物性(磁場誘起超伝導や巨大磁気抵抗など)を制御することに挑戦する。これは、単に「ESRの抵抗測定」に留まらない、局在するスピン自由度を利用した新規の電子相制御を目指すものである。(2)様々な有機伝導体において、スピン自由度が物性に及ぼす新規現象を系統的に探索、そのメカニズムを解明し、スピンの自由度を利用した電子相の制御を狙う。(3)π-d系有機伝導体をモデル化し、そのスピン状態と電子相との関連を理論的に解釈し、さらに現象予測を行う。磁性有機導体λ-(BETS)_2FeCl_4の低温、低磁場で発現する絶縁相において、電気抵抗と電子スピン共鳴の同時測定を行い、電子スピン共鳴が起こる時に、電気抵抗が減少することを見いだした。これば伝導とスピンが強く結合していることの直接証拠である。また、λ-(BETS)_2FeCl_4の磁場誘起超伝導相で電子スピン共鳴を観測し、そのスピン反転による抵抗の変化も観測された。これは、動的なスピン反転により超伝導状態から常伝導状態になった事を示し、今後の電子相制御の研究に期待が持てる。有機物質におけるスピン自由度を理解するために、擬二次元三角格子を有する有機物質で見出されているギャップレススピン液体に関して理論的に調べた。一次元スピン鎖がフラストレートしたジグザグボンドで結合したものと見なすモデルを用い、有限温度でのRVB平均場近似や厳密対角化の手法などの結果、系の一次元化が生じる可能性が高いことを見出した。擬1次元分子性導体の有限温度物性と相図の数値的研究を行った。(TMTTF)_2Xや(DCNQI)_2Xなどの擬1次元系における電子相関および電子格子相互作用が絡んだ相転移現象を、低温領域で有効となる数値的手法であるモンテカルロシミュレーションを用いた計算も行うことにより、実際の物質での観測される物理量の温度依存性や実験相図との1対1の対応が付けられる段階まで到達した。・1次元π-d系TPP[Fe(Pc)(CN)_2]_2の詳細な電流-電圧特性を広範は磁場温度範囲で行い、ニロシアニン分子鎖上の熱励起された電子-ホールペアが電場により乖離することで電荷輸送が行われることを明確にした。また15T以上の高磁場で、磁気抵抗が3桁も増加する現象を明らかにした。これは局在d電子の磁気ポテンシャルの磁場変化で説明できることを明らかにした。・磁場誘起超伝導体λ-(BETS)_2Fe_xGa_<1-x>Cl_4、を用いて系統的な測定を行い、動的外場(ミリ波)を用いて磁場誘起超伝導状態が局所的に破壊される事を一連の混晶物質x=0.6,0.5,0.3で確認した。・電荷秩序に対する磁場の効果を調べる前段階として、一定電流下のもとで2つの電荷秩序状態が安定化するか不安定化するかについて、定常非平衡ハートレー近似という方法を使って調べた。また磁場中でのスピン液体の安定性メカニズムについて考察した。・擬1次元分子性導体DI-DCNQI_2Agにおいて観測された複雑な電荷・格子秩序状態が、スパイラル構造持つ鎖間クーロンカの効果が電荷秩序に対し幾何学的フラストレーションを与えることにより、競合する電荷秩序と格子2量体化を共存させそのフラストレーションを抑制させた結果であることを明らかにした。

一連の鉄フタロシアニン伝導体は、典型的なπ-d系の一つであるが、その中でTPP[Fe(Pc)(CN)_2]_2は低温で大きな負の磁気抵抗を示すことが報告されている。この起源は強いπ-d相互作用にあることは明らかであるが、その詳細なメカニズムは未だ完全には明らかになっていない。この系の非線形電気伝導度を幅広い温度磁場領域で詳細に測定し、低温強磁場で伝導度が15T付近から急激に上昇する巨大負の磁気抵抗効果が、π-d相互作用の作る磁気ポテンシャルがこの巨大磁気抵抗効果を引き起こすこと、さらにこの転移により磁気ポテンシャルが距離の関数として変形することを詳細な解析により明らかにした。三角格子スピン系におけるスピン液体状態の実現可能性に関し、これまで様々なアプローチから議論がなされてきた。現在では、等方的三角格子系の基底状態は120°構造と呼ばれる長距離磁気秩序状態であり、スピン液体状態はそれと競合しているものの、エネルギーが高いと考えられている。我々は、強相関極限であるHeisenbergモデルを用いて異方的三角格子スピン系の変分モンテカルロ計算を行い、正方格子型の異方性を持つ場合の基底状態の解析を試みた結果、特徴のある相互作用を含めたモデルを考えない限りスピン液体相が実現しないということを明らかにした。・型構造の・-d相互作用系である電荷移動錯体(BDH-TTP)2FeX4は、極低温まで金属的伝導を示し、Feイオンは大きな磁性スピン(S=5/2)を持つ。Br塩は3.9Kで、Cl塩では0.5Kで反強磁性転移を示す。磁気抵抗測定で、両塩において磁性スピンのつくるポテンシャルによって伝導電子が散乱される現象を観測し、比較的大きな・-d相互作用が存在することを明らかにした。常磁性相では、両塩ともに1つのローレンツ型の共鳴線形をもつ電子スピン共鳴(Xバンド)が観測される(・-d相互作用による共鳴線の先鋭化)。Br塩の線幅は60K以下の低温で発散する傾向が見られ、反強磁性揺らぎによる臨界現象と理解できる。一方、Cl塩では発散傾向は見られず、g値と・Tが同様の温度変化を示す事から、Br塩より・-d相互作用が弱く、そのために結晶の異方性を反映した磁性がより顕著になっていることを明らかにした。(宇治)・擬1次元TMTTF2Xの温度圧力相図において近年議論されている特異な低温磁気状態の圧力依存性について、異方性を取りこんだ2次元拡張ババードモデルに対する厳密対角化法による数値計算を行った。その結果、電荷秩序により局在スピン間の結合がより2次元的になり、有効超交換相互作用の次元性クロスオーバーが起き、スピンパイエルス状態が不安定化し反強磁性状態が安定化する機構を見つけた。(妹尾)・巨大な負の磁気抵抗を示す鉄-フタロシアニン(Pc)化合物(TPP[FePc(CN)2]2)でのπ-d相互作用の発現機構が、不純物アンダーソン模型とは異なり、金森-グッドイナフ的な新奇なメカニズムであることを解明した。(小形)・λ-(BETS)2FexGa1-xCl4(x=0.34)においてミリ波を照射すると、基底状態である反強磁性絶縁相も制御できる事が最近明らかになった。しかしながら、そのメカニズムはよく理解されていないため、輸送測定や数値計算などを用いてその基底状態の再検証を行ったところ、これまでの定説と矛盾する結果が得られた。そこで、これまでの結果をうまく説明できる、基底状態のモデルを新たに提案し、その絶縁化メカニズムを考察した。(大島)巨大な負の磁気抵抗を示す鉄-フタロシアニン(Pc)化合物(TPP[FePc(CN)2]2)でのπ-
大学入学・卒業がもたらす人間ー環境システムの変化に関する有機体発達論的研究

本研究は、大学入学と卒業という2つの移行期における人間ー環境関係及び生活システムの再体制化の過程を個人がその時々において持つ個人的プロジェクト、対人ネットワーク、時間的展望という3つの側面より検討した。広島大学62年度新入生35名、4年生50名、卒業生50名、米国クラーク大学新入生30名を対象として、移行前1月前、移行直後、半年後、1年後の計4回にわたり以下の質問紙調査及び面接を継続的に実施した。1)個人的プロジェクト:現在取り組んでいる、あるいは計画している活動の種類、継続期間、関与する人物、各プロジェクトの対する評価とプロジェクトの相互関係、2)対人関係網:個人にとって重要な他者の選定、自分との関係(援助関係、依存関係、自己開示の程度)、および他者間の相互関係。3)時間的展望:時間管理、時間的不足感、目標志向性、固執性に関する質問項目、及び未来・現在・過去への志向性に関する評定項目。主な結果は以下の通りである。1)個人プロジェクト、対人ネットワークとも移行前には、現環境である大学が優勢であるが、移行半年後には、新環境である職場へのほぼ完全な比重の移行が生じている。2)移行直後では、時間展望のスパンが短く、時間に追われ、職場が優位な構造を示すが、半年後には、展望も長くなり、また、職場以外の趣味の領域が生活空間に再登場するようになる。また、プロジェクト間の関係については、移行の前後では、相互の葛藤の度合いが高いが、半漂後には葛藤が減少し構造は安定化に向かう。3)対人ネットワークの日米比較の結果、日本の大学新入生では同質的なメンバーを主体とした現環境優位のネットワークが典型的であるのに対し、米国では、移行前、後のメンバーの両方を含む異質で多様なメンバーからなるネットワークが形成されており、環境移行の様式にも文化差があることを示唆された。本研究の成果は、日本心理学会、国際心理学会議等で発表された。研究1「大学卒業に伴う人間-環境関係の再体制化に関する研究」と研究2「大学入学に伴う人間-環境関係の再体制化に関する予備的研究」の実施が昭和61年9月よりはじめられた。現時点(昭和62年3月)までに実施された研究の概略は以下の通りである。1)質問紙、面接法の開発・改善:B.Little(1983)のPersonal Project Inventory(個人的プロジェクト質問紙)を訳出し、日本の実情に合致するよう予備的研究をすすめた。対人関係網、時間的展望についても内外の研究・文献を収集・分析し、調査項目、面接項目の設計が行なわれた。2)予備調査の実施:研究2に関して、大学1年生300名を対象に、個人的プロジェクト質問調査を実施し、日本における大学生が持つ個人的プロジェクトのカテゴリー分類が行われた。時間展望に関して、Wessman(1973)のTemporal Experience Questionnaireを訳出し、大学1年生300名に予備調査を実施し、因子分析を行った。その結果、大学生の時間意識を構成する4つの因子が抽出され、それぞれの因子に基づいた質問項目の選定が行われた。以上の予備研究より、個人的プロジェクトはB.Litte(1983)が提案した以上に複雑な質的構造を有し、さらに、各個人の時間的展望、時間意識と密接な関係を持つことが明らかになった。3)本調査の実施:研究1に関して、大学卒業予定者50名と大学3年生各50名を対象に卒業前及び進級前の個人的プロジェクト、対人関係網、時間意識の特質をとらえる第1回目の本調査及び面接が実施された。調査・面接結果は現在分析中であり、その成果は昭和62年度の日本心理学会で発表する予定である。

今後は、研究4の昭和62年度新入学生への第1回目の本調査の実施と、研究1、3、4の第2回目以降の本調査の実施を計画している。さらに、個人的プロジェクト、対人関係網の構造とその変容過程を解析するためのネットワーク分析の開発も進められている。研究1「大学卒業に伴う人間ー環境関係の再体制化に関する研究」,研究3「大学卒業学の人間ー環境関係の再体制化に関する研究」及び研究4「大学入学に伴う人間ー環境関係の再体制化に関する研究」の実施状況は,以下の通りである.1)調査データの収集:上記3研究について,昭和62年3月, 5月, 10月の3回にわたり,昭和62年度学部卒業生50名,学部4年生50名,昭和62年度新入生35名を対象に, a)個人的プロジェクト, b)対人ネットワーク, c)時間展望, d)状態不安の各側面に関する調査が実施された.なお,最終回調査を昭和63年3月に実施し,現在データ収集中である.2)主な結果,上記の各質問項目の時間的変化の分析より,次の点が明らかになった.a)個人的計画の変容:各被調査者があげた活動を,大学関係,職場関係,文化,教養・娯楽・日常生活に関する雑務などの7つのカテゴリーに分類し,各カテゴリーに含まれる活動の頻度,活動に対する意識,活動間の関係について分析した結果,大学関係の活動は移行後の5月に減少するのに対し,職場関係の活動は3月・5月と時期に伴って増加し,その後減少する.b)対人ネットワークの変容:被調査者があげたネットワークメンバーを,家族,親類,大学関係,職場関係,その他の4カテゴリーに分類し,各カテゴリーの頻度,援助得点について分析を行なったところ,職場関係のメンバーの頻度は移行後に増加し,またメンバーからの援助も高かった.一方,大学関係のメンバーは移行後に減少しているが,メンバーからの援助は移行直前の3月から増加し,移行後も高かった.以上の結果は,第51回日本心理学会及び中国四国心理学会で発表された.今後は,多変量解析等を適用し,類似したプロジェクト,対人ネットワーク,時間展望を有する被験者グループを抽出し,各類型ごとの時間的変化の様相を検討する計画である.昭和63年度においては、研究1「大学卒業に伴う人間ー環境関係の再体制化に関する研究」、研究3「大学卒業後の人間ー環境関係の再体制化に関する研究」及び研究4「大学入学に伴う人間ー環境関係の再体制化に関する研究」について、昭和62年度に収集されたデータを分析し、報告書の作成、及び学会での発表を中心に行なった。データの分析は、a)個人的プロジェクト、b)対人ネットワーク、c)時間展望の各々について多変量解析法を中心に実施された。主な結果は以下の通りである。1)個人的計画の変容:各被調査者があげた活動を、大学関係、職場関係、文化・教養・娯楽・日常生活に関する雑務などの7つのカテゴリーに分類し、各カテゴリーに含まれる活動の頻度、活動に対する意識、活動間の関係について分析した結果、大学関係の活動は移行後の5月に減少するのに対し、職場関係の活動は3月・5月と時期に伴って増加し、その後減少する。
波長可変半導体レーザーを用いた共鳴アブレーションによる中性子線量評価法の開発

本研究は、原理的に高感度かつ高選択性を持つレーザー共鳴イオン化質量分析(RIMS)法を用いて、工学的な極微量核変換物質の定量分析技術の確立と新しい応用展開(特に、中性子線量評価への適用)を目標としており、その具体的な研究課題として、波長可変半導体レーザーをベースとし、1波長のレーザーで試料元素のアブレーションと共鳴イオン化を同時に行う「共鳴レーザーアブレーション(RLA)」現象を活用した計測システムの開発と、RLA現象自体の素過程の実験的解明及び理論モデルの構築を行うことが2本柱となっている。本研究における主な成果は、次のようにまとめられる。(1)RLA現象に関する系統的な基礎実験データを収集した。(2)世界に先駆けて、RLAの実験結果(検出感度と元素選択性のレーザー出力依存性)を定量的に説明できる理論モデル化に成功した。(3)RLAの理論モデルに基づき、特定元素の最適検出条件を探索する手段を提示した。(4)RLAに基づく極微量核変換生成物検出実験を試み、本手法に基づく中性子線量評価への具体的な適用手順とその技術課題(RLA過程で生成されるクラスタ-イオンの妨害問題など)を明らかにした。(5)波長可変半導体レーザーと四重極質量分析器からなる工学的応用に適したRIMSシステムの構築可能性について、システム基本設計のための重要な知見と技術課題を明らかにした。以上の研究成果を総合して、RIMSを固体試料へ適用する簡便な手段として、RLA現象を活用する技術をほぼ確立できたと言える。特に、その応用例として、中性子核反応で誘起された放射能測定を基本とする古典的中性子ドシメトリー手法に、従来は対象外であった安定同位体や長半減期核種を生成する中性子核反応の利用を加えた新たな中性子ドシメトリー手法の体系化に繋がることが期待される。本研究は、中性子照射された物質中に核変換反応で生成された極微量の安定同位体や稀少元素を、原理的に超高感度かつ高選択性を持つレーザー共鳴イオン化法を用いて定量分析することにより、新しい中性子線量評価法の確立を目指すものである。特に、1波長のレーザーで試料中元素のアブレーションと共鳴イオン化を同時に行う「レーザー共鳴アブレーション」現象を活用するとともに、波長可変半導体レーザーをベースとして、高信頼性、簡便性、コンパクト性、安価などを兼ね備えた工学的応用に適する計測システムの開発を目的としている。平成9年度は、本研究の立ち上げとして、1.波長可変半導体レーサヒとレーザーアブレーション用Nd:YAGレーザー及び四重極質量分析系からなる基礎実験システムの設計・製作を行った。2.また、レーザー共鳴アブレーションの現象の素過程の実験的解明を目的として、2.既設(東京大学工学部原子力工学研究施設「高速中性子科学研究設備」)の波長可変色素レーザーと飛行時間型質量分析装置を用いて、中性子未照射のCu及びSUS試料等につき、レーザー共鳴アブレーションによるイオン収率のレーザー波長・出力依存性などの基礎実験データを収集した。さらに、3.上記基礎実験に対応して、レーザーアブレーションと2光子共鳴イオン化を組み合わせた理論モデルを構築し、定性的ながら実験結果を説明することに成功した。以上の成果をもとに、平成10年度は、波長可変半導体レーザーをベースとした基礎実験システムの整備と調整、理論モデルの定量性の改善、中性子照射試料に対する実験準備に重点を置いて、本研究を展開する予定である。本研究は、波長可変半導体レーザーとレーザー共鳴アブレーション(BLA)現象を用いて、工学的応用に適した共鳴イオン化質量分析システムを開発し、その有力な原子力分野への応用として、新しい中性子線量評価法の確立を目指すものである。昨年度、波長可変半導体レーザーとレーザーアブレーション用Nd:YAGレーザー及び四重極質量分析系からなる基礎実験システムの設計・製作を行ったのに引き続き、今年度、基準実験用として、波長可変色素レーザーを組み込んだ。

この実験システムについて、Cu試料を対象に、レーザー光学系及び真空チェンバー中のイオン引き抜き電場等の最適調整を行い、レーザー共鳴アブレーションによるイオン収率のレーザー波長・出力依存性などの基本性能を検証した。既設実験システム(東大・工・原子力工学研究施設:波長可変色素レーザーと飛行時間型質量分析系を使用)で得られた実験結果と比較検討したところ、質量分析系の感度の違いを除いて、整合性のあることを確認した。また、昨年度考案したRLA現象の理論モデルの精密化を試み、イオン収率のレーザー出力依存性に関して、レーザーパルス初期に生成される試料蒸気の圧力による試料表面での沸点上昇効果やレーザーで局所的に生成された高イオン密度による空間電荷効果を考慮することで、本実験結果のみならず、他の文献で報告されている結果をも良く説明できることが分かった。その結果、RLAを用いた微量元素分析では、S/N比と検出感度の両立という観点から、入射レーザーの出力密度に最適範囲があり、Cu試料では、3×10^<13>W/m^2程度に設定するのがよいとの結論を得た。なお、次年度は、市販の四重極質量分析系では、検出感度が十分でないことが判明したので、イオン検出部とイオン引き抜き電極の改良により、実験システムの高感度化を図るとともに、まだ成功していない波長可変半導体レーザーからの第2高調波発生の技術開発に重点を置いて、本研究を進める予定である。本研究は、波長可変半導体レーザーと共鳴レーザーアブレーション(RLA)現象を用いて工学的応用に適した共鳴イオン化質量分析システムを構築するための知見を得るとともに、その有力な原子力分野への応用として、新しい中性子線量評価技術への適用性を検討するものである。これまで波長可変半導体レーザー、基準実験用の波長可変色素レーザー及び四重極質量分析系からなる基礎実験システムを設計・試作し、主として、RLAに関する基本性能の実験的検証と実験結果に基づくRLA現象の理論モデルを構築した。そこで、最終年度である今年度は、これらの成果をもとに、1.試作システムのイオン検出部の改良(パルス計数方式の)検討を行い、高感度化を図った。また、イオン引き抜き効率に関して、希ガス試料を用いた基礎実験とともに、イオン輸送のシミュレーション計算により、電極構造等の最適化を検討した。2.色素レーザーベースの既設装置等を用い、RLAの基礎実験データ、特にこれまで実施していないAl,Si等の低放射化材試料に対する系統的な比較対照用データを収集した。3.昨年度構築したRLA過程の理論モデルについて、上記実験結果との比較検討を行い、液体モデルや空間電荷効果の取り扱いに改良を加えた結果、予測精度の向上と広範な試料元素への適用性を確認した。また、この結果をもとに、RLA分析に基づく中性子線量評価への具体的な適用手順と限界を明らかにした。
高精度地中レーダの開発と人道的地雷検知への応用

地中レーダの開発、応用研究は人道的地雷検知・除去技術として国際的な注目を浴びている。本研究では、従来より高い周波数(1GHz-5GHz)を利用して地表から10cm程度以内に埋設された金属、非金属性物体の検出を行うための地中レーダ開発を目的とする.そのために地表面からの反射波の除去、不均質地層中での数値シミュレーション(FDTD)による信号予測、埋設物特有の反射波に含まれる固有共振周波数の検知などの技術開発を行う.本年度は前年度試作したアンテナを更に最適化する設計を行った。また試作したアンテナを用いて地中レーダを構成し,埋設された模擬地雷の検知実験を行った.また電磁波の地雷からの散乱をFDTDシミュレーションし,地表面反射波除去のための信号処理法の開発を進めた.特に地表面が粗さを持つ場合、埋設物からの反射波と地表面からの乱反射が混然とするため、地雷識別が難しくなることが知られている。本年度は表面形状の違いと目標認識のための信号処理手法の開発を基礎的な実験による検証しながら実施した。特に使用する周波数帯域とレーダ分解能の関係、アレイアナテナを利用する表面クラッタ除去アルゴリズムの開発を行った。一方、不均質媒質中の地雷からの反射波を識別するために統計学的手法を利用する方法を提案し、実験データへの適用から有効性を確認した。
メゾスコピック組織制御による光熱電エネルギー変換システム膜の高性能化

本研究では光熱電気エネルギー変換システム膜の光熱変換機能、熱電気変換機能に対してメゾスコピック組織制御を行い高機能化を図った。光熱変換膜としてナノ構造形態Ag分散MgO膜及び、不完全窒化アルミニュウム膜を検討した。Ag分散MgO膜ではAg膜厚を増加させると超微位子、島状膜、迷路状膜、連続膜と形態変化し、これに呼応して可視領域吸収から、可視・近赤外吸収、そして金属反射特性の光学特性が変化した。これらの特性を基に波長選択性を有し熱安定性に優れた傾斜機能積層膜を設計・製作した。その結果、典型的動作温度である373Kにおいて光熱交換効率0.72(AM1)、0.66(AM1.5)、0.59(AM2)を実現できる事を示した。又、A1-N不完全窒化スパッタ膜においては、A1とA1N混合による適度な吸収媒質が実現しており、加えて膜成長と供に増大する表面凹凸に起因する傾斜屈折率が反射率を低減することが要因となって大きな太陽光吸収率0.95(AM1)を示す事を初めて見出した。CoSb_3熱電変換膜ではCo-Sb-N膜を作製し熱処理による脱窒素を行い熱電特性及び構造変化を調査した。その結果、熱伝導率低減に効果的なフォノン散乱中心としての高密度空孔または高密度粒界等のナノ構造を膜中に導入する組織制御が実現できる事を実証した。又、膜の熱拡散係数測定のために、赤外線カメラにより温度画像を撮影しその解析により評価する装置を製作し、実際にSUS304を試料として解析手法を確立し、その有効性を示した。本研究では太陽光電気エネルギー変換システム膜の創製・高性能化を目指している.統合すべき機能は、▽光熱変換機能、▽熱電気変換機能、▽赤外線放射機能である.そこで本年度は先ず、熱電材料CoSb_3の欠陥高密度分散膜を作製した。CoSb_3-Sb系が二相分離系である事に注目し、SbターゲットにCoセクターを配置した複合ターゲットによりSb富組成膜を成膜し、真空熱処理により余剰Sbを昇華させてナノボイド組織膜を実現し、電気抵抗率、熱起電力を測定し関連を調査した.その結果、成膜直後の非晶質膜の結晶化温度及びSbの昇華温度そして対応する膜構造と熱起電力の知見を得た。続いて、MgO/Ag/MgO積層膜構造においてAgの膜厚を変化させて成膜し、光学的測定を行い、複素屈折率の波長依存性を求めた。膜厚増加とともに超微粒子、超薄膜、連続バルク膜と変化し、対応する光吸収において超薄膜で可視から近赤外領域で大きな吸収率を示すことを見出した。これらの基礎データを基に熱安定性も加味した上で傾斜屈折率膜に波長選択性を持たせた膜を設計・作製し、太陽光吸収率0.80、低放射率約0.09、そして太陽光熱変換効率0.71を実現した。さらに熱電材料の特性評価に必須の基本的物理量である熱伝導率を薄膜形態の試料に対して測定するために、本科研費にて赤外線カメラを購入し、これを既存の真空装置に装着し、クセノンランプの光変調による温度画像解析装置を製作し解析法について検討した。試料加熱における温度変化は単一の正弦波成分のみならず高調波成分も含んでおり、一回の測定で多数のフーリエ成分についても評価可能であり、これは従来のacカロリメトリ法にはない特長であることが明らかとなった。本研究では太陽光電気エネルギー変換システム膜の創製・高性能化を目指している。統合すべき機能は・光熱変換機能、・熱電気変換機能である。そこで、13年度は12年度に行ったCo-Sb二元系における余剰Sb昇華による熱電材料

CoSb_3ナノボイド高密度分散膜の作製と熱電特性評価に引き続き、Co-Sb-N三元系におけるCoSb_3組成近傍膜の真空熱処理時の脱窒素によるCoSb_3の作製を行いナノボイド高密度分散膜の構造をスパッタ時の窒素ガス分圧、Co-Sbターゲット組成により制御できる事を見出した。出力因子が従来報告されているバルクCoSb_3と同程度であることから、ナノボイドによる熱伝導率の低減が予想され性能指数の向上が期待できることが分かった。AlターゲットをArにN_2を混合したガスによりスパッタした場合に十分に窒化されてAlNになる以前の不完全な窒化条件において高い光吸収率を有する膜が合成できる事を新たに見出した。その要因は膜がAlとAlNの混合物から成る適度な吸収媒質である事、並びに膜成長に伴って増大する凹凸により傾斜屈折率が実現し反射率が極端に減少するからである事がわかった。赤外線カメラを用いた薄膜の熱拡散係数評価装置の作製は完了し、SUS304等の測定に適応した。その結果、本手法では誤差2(8160)163%で測定可能である事が分かった。熱電材料膜への直接的適応は自立膜作製が困難なために今後更なる工夫・検討が必要である。
ヒト大腸上皮培養による大腸癌幹細胞の分化破綻機構解析

本計画は独自に開発した大腸上皮細胞の初代培養系を応用し癌化モデルによる正常幹細胞由来癌幹細胞の形成を空間的・経時的に解析することで癌幹細胞の特異性、機能維持機構を解明することを目的とする。本年度は、マウス由来大腸上皮の初代培養を行い、in vitroにおける炎症発がんモデルを確立するため、初代培養細胞にAOM処理を行い、さらに種々のサイトカインにて刺激するなど条件検討を行った。幹細胞可視化に関しては、レンチウイルスを用いて蛍光タンパクであるmCherryを初代培養細胞に導入することにより、1幹細胞の可視化に成功した。小腸初代培養細胞においてTLR5は基底側に限局して発現しており、フラジェリン添加によりサイトカインを産生することが明らかとなった。NFkB p65の免疫染色によりNFkBシグナルが作動する細胞を同定し、幹細胞も炎症刺激によりシグナルが作動することを明らかとした。また炎症発がんの特徴である粘液産生がんに着目し、粘液産生に寄与するAtoh1蛋白の機能解析を行い、粘液産生のみならずがん幹細胞性質、抗がん剤耐性機構まで関与することを明らかとし、TNFαがAtoh1蛋白を安定化させることにより、粘液形質を獲得することを発見した。炎症性腸疾患患者のがん部と非がん部の免疫染色を行い、炎症発がんではAtoh1が発現し粘液形質を維持することを明らかとした。以上の成果は当初の研究計画をおおむね順調に遂行しており、ヒト大腸初代培養の確立および幹細胞可視化への条件検討は炎症発がんのモデルだけでなく、種々の病態、疾患予測に有用であると期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の成果により、大腸初代培養細胞を用いた長期慢性炎症モデルを構築でき、一部細胞の形質転換を確認できている。さらに幹細胞の可視化技術を構築し、1幹細胞の機能評価を可能としており、幹細胞から癌幹細胞への形質転換機構を解析できる状況へと進歩していることから、今年度の目標はおおむね達成できたと考える。

来年度は本年度の研究成果をさらに発展させ、長期炎症刺激モデルにおける大腸初代細胞の形質転換機構およびがん化機構を明らかとすると共に、1幹細胞を持続観察することで、幹細胞形質転換およびがん幹細胞への機能獲得機構を解明することを方策とする。
国際間比較から学ぶ科学的病院マネージメント手法の研究

良質かつ安全で、効率的な医療を提供するための病院マネジメント手法を国際的見地から検討するため、タイ、シンガポール、中国、カナダ、米国の主要な病院を調査した。中国を除いていずれの病院もバランスドスコアカード、シックスシグマなどのマネジメント手法をうまく活用し、医療や管理法の質や効率を上げる工夫をしていた。病院のミッションを明らかにすることもマネジメント上重要で、いずれの病院も患者中心の医療を実践していた。諸外国の病院マネージメント手法の比較をするための調査項目を検討した。主な調査項目は(1)病院背景、(2)病院の特徴、財務に関する特徴とパフォーマンス、(3)人材育成と学習、(4)意思決定、(5)患者の視点などで、全項目数は100項目ほどである。最初に和文で作成し、さらに英訳を行った。本年は、シンガポールのアレキサンドラ病院、タイ国のサムティベート病院、ウェタニー病院、サミテベーシーナカリン病院、チュラロンコン大学病院の病院マネージメント手法を調査した。アレキサンドラ病院では、バランスドスコアカード、シックスシグマ、5S、バリューチェイン分析などの手法を用いて医療および病院運営の改善を行っている。その成果は、インターナルラボに提示し、院内職員の共有情報にして病院改善を推進した。患者にとっての医療というバリューを生かす視点が重視されていた。タイの病院は、すべてメディカルツーリズム(医療旅行)を主眼にして運営を行っていた。メディカルツ-リズムを行う戦略はSWOT分析によってタイ国医療の強みおよび機会をうまく利用していると考えられた。すなわち、欧米で高度な医療技術を習得した医師を確保することにより医療レベルを高くし、医療費は比較的安く、アクセスは迅速で、待遇はホテル並みという特徴を示した。医療が終わった後はリゾート地で健康回復を行うというプロセスである。タイ国医療の売り込みと外貨獲得を目的とした戦略がうかがわれる。タイ、シンガポール両国では、マネージメント手法であるSWOT分析を用いて自国及び自院の強みを分析し、医療という価値を連鎖されるプロセスを重視している。これらの考え方および実践方法はこれからの日本の病院マネージメントに有用な視点を与えてくれると考えられた。本研究の目的は日本の医療体制の更なる改善を図るために病院管理の必要性に着目し、国際的見地から諸外国の主要な病院の管理手法と医療成果とを視察調査し、比較研究の上、効果的な管理手法を提案することである。2009年7月15日に名古屋国際会議場で行われた第277回日本医療・病院管理学会例会において、2008年視察調査を行ったタイ、シンガポールの調査結果を発表した。タイでは、外貨獲得を国策として外国人を対象としたメディカルツーリズムを行っていたが、それを行うにあたって、SWOT (strength, weakness, opportunities, threats)分析による病院の存在価値及び位置づけを明確にした。シンガポール・アレキサンドラ病院では病院マネジメントを良くするためにSWOT、BSC、Six Sigma、6Sなどの手法を活用し、JCIを獲得、良質な医療を提供しようとする姿勢が見られた。両国とも、メディカルツーリズムを通して外貨を取得し国家を富ますことにより、一般的医療の改善を行おうとする国家戦略が窺われた。病院マネジメントと医療をよくするために本研究で着目している病院管理手法、特にBSC (balanced score card)をよく使っていることなどを明らかにした。2009年9月には中国北京の清華大学玉泉医院(清華大学第二付属医院)と北京中医薬大学東方医院を視察調査した。調査は病院概要およびマネジメントに関する項目((1)歴史、(2)病院マネジメント手法、(3)病院機能、(4)ITなどのインフラ整備、(5)中国における医療制度)であった。両病院とも歴史は10年ほどで比較的新しい病院であったが、治療費が日本と比べ著しく安かった。両院とも病院情報システムの整備は不十分で、IT化の遅れが目立った。経営学的にはバランスは取れており、健全なマネジメントと言えるが、社会的観点からは農村部との医療格差が著しい中で、医療の公平性と質の向上を目指した医療提供体制の構築が喫緊の課題となることが分かった。そういう観点から病院マネジメント手法の活用は十分とは考えられなかった。本研究は、より良い医療提供体制を整えるための病院マネジメント手法を国際的見地から明らかにすることである。特に、(1)各国の病院マネジメントの手法の特徴、(2)病院パフォーマンスの評価法、(3)マネジメント手法と病院パフォーマンスとの関係性、(4)ベストプラクティスの要因解明とその達成への方法の4点を明らかにする事である。今年度はカナダTorontoの病院(London Health Science, Peter Borough Regional Health Center)、および米国RochesterのMayo Clinicを訪問、調査した。カナダでは、医療提供体制は税を資源として行われているが、運営の管理責任も厳しく問われ、運営上の不備があると責任者は責任を負うことになる。病院の運営上の責任者は医師ではなく、事務系スタッフのトップである。病院の位置付けを病院職員のみならず社会にもアピールするために病院の入り口にはビジョン・ミッション・バリューが明確に示していた。

メイヨークリニックでは、クリニックの価値を健康回復が第一であるという視点におき、それを実践するためにチーム医療体制を整え、チーム医療が大事であるという価値観を構成員全員が共有するべきであると強調していた。クリニック運営における重要決定事項は医師主導で行われ、マネジメント者よりも医療者が大事であるとの考え方も重要である。病院の価値は質を費用で除したものと定義し、価値を上げるためにいくつかの手法が用いられていた。質を測るための基準として、EBMが用いられた。運営の改善および医療システムの効率を上げるためには、PDSA、シックスシグマやLEANの手法を用いた。医療のレベルを上げるために、医療者あるいは医学生への教育も重要視され、医学教育の設備の充実も際立っていた。医師を含めた従業員の多さにもかかわらず、運営上のバランスは整えられており、患者第一主義の価値観を共有し、実践に活かすことが医療の運営にも大切であることが示されていた。これらの知見は病院マネジメントを考える上で極めて有用であった。
骨折や骨欠損部の治療と人工関節の固定を目的とした新規生体活性セメントの開発

Polymethylmethacrylate(PMMA)bonecementは整形外科領域で広く使用されているが、cementに生体活性がないためbone-PMMAcement境界領域での固定性の低下が問題であった。そこで、MMAにアルコキシシラン化合物としてメタクリロプロピルトリメトキシシラン(MPS)を加え、PMMAに混入するカルシウム化合物として塩化カルシウム、酢酸カルシウム、水酸化カルシウムを用いて生体活性化セメントサンプルを作製して、ビーグル犬の大腿骨で骨伝導能を検討した。水酸化カルシウム含有セメントは骨伝導能では優れていたが、力学強度は酢酸カルシウム含有セメントが優れていた。そこで、酢酸カルシウム添加セメントとconventional cementの二種類で円柱状のセメントピース(径6mm、高さ15mm)状の試料を作製し、ビーグル犬の大腿骨の長軸に直交する形で挿入し、3,5,8週で取り出し力学試験器を用いてpush out試験を行い生体内での力学強度を評価した。酢酸カルシウム添加セメントでは、3週から8週まで1.60MPa以上の値を維持していた。また、大腿骨の髄腔にセメントガンを用いてセメントを注入し、3,5,8週で取り出しマイクロCTで骨とセメントの結合状態を検討すると同時に、硬組織標本を作製し骨とセメントの結合状態を評価した。8週では皮質骨とcementの間に石灰化が確認でき、conventional cementでは10%以下にたいして、酢酸カルシウム添加セメントでは30%を超えていた。また、変形性関節症や関節リウマチ症例の大腿骨由来の骨髄細胞と酢酸カルシウム添加セメントを混入した実験では、細胞増殖速度にばらつきが見られた。セメントからのカルシウムイオンの流出が細胞増殖に影響を与えていた。PMMA骨セメントは人工関節の固定等によく用いられているが、骨とセメントの間に繊維性皮膜を生じるため直接骨とは結合しないため、これが長期的には弛みの原因となりうる。一方、体液環境下でアパタイトを形成するにはカルシウムイオンの溶出と材料表面のシラノール基が必要であることが報告されている。そこで我々は、シラノール基を与えるr-metacryloxypropyltrimethoxysilaneとカルシウム塩を用いて生体活性化セメントを開発し力学的、組織学的評価を行った。(方法)対照に市販の骨セメントを用いて4mm×15mmの円柱試験片を作製した。全麻下に2才の成犬の大腿骨を外側から貫き試験片を埋め込み、3週、5週、8週で力学試験を行った。組織学的には大腿骨遠位よりセメントを注入し3,5,8週でマイクロCTを撮影すると同時に硬組織標本を作製した。(結果)力学試験では3,5,8週とも新規骨セメントがコントロールと比較して有意に骨との高い結合強度を示した。石灰化骨量は経時的に新規骨セメントで増加したのに対してコントロールでは骨量の増量は見られなかった。酢酸カルシウム塩を用いた生体活性化セメントが、最も有用であると考えられた。

そこで、酢酸カルシウム添加セメントとconventional cementの二種類で円柱状のセメントピース(径6mm、高さ15mm)状の試料を作製し、ビーグル犬の大腿骨の長軸に直交する形で挿入し、3,5,8週で取り出し力学試験器を用いてpush out試験を行い生体内での力学強度を評価した。酢酸カルシウム添加セメントでは、3週から8週まで1.60MPa以上の値を維持していた。また、大腿骨の髄腔にセメントガンを用いてセメントを注入し、3,5,8週で取り出しマイクロCTで骨とセメントの結合状態を検討すると同時に、硬組織標本を作製し骨とセメントの結合状態を評価した。8週では皮質骨とcementの間に石灰化が確認でき、conventional cementでは10%以下にたいして、酢酸カルシウム添加セメントでは30%を超えていた。また、変形性関節症や関節リウマチ症例の大腿骨由来の骨髄細胞と酢酸カルシウム添加セメントを混入した実験では、細胞増殖速度にばらつきが見られた。セメントからのカルシウムイオンの流出が細胞増殖に影響を与えていた。
セレノシステイン導入によるレドックス制御関連酵素の反応性の向上と応用

生体内では、レドックス制御に関連する酵素が活性酸素種による酸化ストレスから細胞を守っている。特にタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのシャペロン活性は重要であり、同活性の低下・消失が原因の変性タンパク質の蓄積がアルツハイマー病の一因として報告されている。本研究では、PDIの活性発現に必須な低分子、グルタチオン中のシステインを21番目のアミノ酸であるセレノシステインに変換したセレノグルタチオンを用い、1PDIの活性促進および2変性タンパク質を直接修正する効果の向上を示す結果を得た。得られた成果は、不溶性タンパクの蓄積が原因の疾患の予防・治療に応用できると期待される。細胞には、新たに生合成されたタンパク質が生理的機能を発揮できるような正しい立体構造(折り畳まれ方)を獲得するための制御システムとして「品質管理機構」がある。小胞体では、酸化還元酵素が関与するレドックス制御システムにより、ジスルフィド結合の形成を介してタンパク質のフォールディングが行われている。そのため、酸化還元酵素の活性部位と基質タンパク質に存在するシステイン残基間の反応性が制御の効率に大きく影響する。本研究では、品質管理機構に寄与する酵素として、タンパク質ジスルフィドイソメラーゼ( Protein disulfide isomerase:PDI )、UDP-glucose:glycoprotein glucosyltransferase( UGGT )、Sep15に着目し、各酵素の反応機構や活性部位のアミノ酸配列について解析を進めている。PDIはタンパク質の、UGGTは糖タンパク質のフォールディングに携わる酵素であり、どちらも基質の立体構造の識別が機能に必須である。Sep15はUGGTとの特異的な複合体形成が報告されているセレノタンパク質であり、セレノシステインを含むよく保存された配列を有する。変異体を用いた解析によって、同配列中のセレノシステインがUGGTのフォールディングセンサー機能を促進させる上で重要なことが明らかになった。セレノシステインはシステインよりも反応性に富み、Sep15中のセレノシステインをシステインに変換するとUGGT活性の明確な低下が認められた。そこで、PDIの活性部位中に存在するシステインをセレノシステインに変換することにより、PDIの反応性・活性の上昇が期待できると考えた。現在、1分子中に2箇所存在する活性部位中のシステイン4残基を種々の組み合わせでセレノシステインに変換した変異体を調製し、変異がPDI活性に及ぼす影響の解析を進めている。タンパク質ジスルフィドイソメラーゼ(protein disulfide isomerase; PDI)は、標的タンパク質の立体構造を識別し、折り畳まれ具合が誤っている場合はジスルフィド結合を組み換えて適切な状態へと修正するシャペロン活性を持つ。PDIはタンパク質の品質管理機構に不可欠であり、活性発現にはグルタチオン(γ-L-グルタミル-L-システイニル-グリシン)の共存が必須である。グルタチオンは、還元型(GSH)とシステイン残基のスルフィド基を介して二量体となった酸化型(GSSG)が一定の平衡状態を保って存在し、PDIを含めた多くの酸化還元酵素の反応中間体の形成に寄与して、酵素の活性部位に含まれるシステイン残基の反応性をコントロールしている。本研究では、システインの硫黄(S)がセレン(Se)に置換されたセレノシステインを含むセレノグルタチオン(酸化型、GSeSeG)を活用し、タンパク質のフォールディングに寄与する活性をグルタチオンと比較した。グルタチオンの活性は、(1)PDI存在下と(2)非存在下で、不活性型リボヌクレアーゼA(RNase A)のフォールド状態を修正して活性型へ戻す比率を検出して評価した。その結果、セレノグルタチオンの方がグルタチオンよりも、(1)PDIのシャペロン活性を促進する効果が顕著に高かった。また、(2)PDI非存在下で不活性型タンパク質に直接作用して立体構造を修正する活性も、セレノグルタチオンの方が高い結果を得た。酸化ストレスによるPDIの活性低下・消失が原因の変性タンパク質の蓄積がアルツハイマー病の一因として報告されている。本研究で得られた成果は、PDIの活性向上・変性タンパク質の減少をもたらし、同疾患の予防・治療に応用できると期待される。生化学、分子生物学、細胞生物学2013年4月に理化学研究所から東海大学工学部へと異動になり、大きく環境が変化した。そのため、研究機器、試薬の購入等を含めたセットアップに一定の時間を要することを余儀なくされ、当初の計画目標に照らし合わせると現時点での達成度はやや遅れている。(1)現在調製中のセレノシステイン導入PDI変異体について、野生型のPDIと酵素活性を比較し、引き続き変異導入の効果を検討する。ところで、細胞が酸化ストレスを受けた際に小胞体のレドックス制御関連酵素が失活し、タンパク質のフォールディングに支障をきたすことがアルツハイマー病などの弧発性神経変性疾患の一因であると報告されている。

本研究では、in vitroでの反応性の検討に並行して、酸化ストレスに対する抵抗性に的を絞り、培養細胞へのセレノシステイン導入PDI変異体の遺伝子導入が細胞の生存率に及ぼす影響を解析する。(2)小胞体内でのレドックス酵素の活性化に不可欠なグルタチオン(L-γ-グルタミル-L-システニル-グリシン)のシステインをセレノシステインに変換した際の反応性の変化の解析と応用を以下のように進める。(i)セレノグルタチオンの調製:まず、グルタチオンの生合成に携わるγ-グルタミルシステイン合成酵素(重鎖と軽鎖)とグルタチオン合成酵素を分泌型リコンビナントタンパク質として調製し、市販のセレノ-L-シスチンを出発物質としてセレノグルタチオンの合成を試みる。(ii)グルタチオンへのセレノシステイン導入の影響の解析:グルタチオンとセレノグルタチオンの反応性をin vitro及びin vivoで比較する。(iii)PDIとグルタチオンへのセレノシステイン導入の相乗効果の解析:セレノシステイン導入PDI変異体とセレノグルタチオンを併用して、単独の場合よりも高い酸化ストレス抵抗性が得られるのかを検討する。当初の計画より経費の節約ができ、2,484円という小額でもあったために次年度に使用することとした。当初の予定のとおり、主として試薬等の購入を目的とした物品費として使用する。