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解ける場の量子論模型

場の量子論は物質の究極の構成要素である素粒子の振舞いを記述する理論であるが、その全容は無限大自由度を扱う数学的複雑さのために未だ解明されていない。そこで場の量子論の本質的部分を保持しかつ解ける性質を有した模型を作りその種々の性質を具体的に研究することにより場の理論そのものを深く理解することが目的である。具体的な研究対象は各半単純リー代数に基づいた1+1次元の戸田場の理論でこれらは無限個の種類があり非常に性質が良い。1993年度までの研究によってsimply-laced及びnon simply-lacedなLie代数に基づく理論に対して、厳密なS-行列が解析性、ユニタリ性、交差対称性、質量スペクトルとブートストラップ原理に従って与えられその性質が良く理解された。今年度の研究対象は半直線上の解ける場の理論の構成とその端点の相互作用の理解であった。反射方程式(Yang-Baxter方程式の半直線の場合への拡張)とブートストラップ原理とを融合させた反射ブートストラップ方程式を種々の戸田場の理論につき具体的に解いて端点での相互作用の代数的取り扱いを論じた([1])。場の理論としての端点の相互作用の形を具体的に求めるために無限個の保存量が半直線上においても保たれることを要求して、一連の半直線上の解ける戸田場の理論の定式化を与えた。得られた端点の相互作用に対応するような反射ブートストラップ方程式の新しい解を種々の戸田場理論につき具体的に与えた([2])。これらの無限個の保存量の存在は必要条件でありその多くのものは場の理論として不安定性を持つことが具体的な古典解の構成で示された([3])。現在は場の理論的取り扱いと上記の代数的取り扱いを統一する理論の構築を目指している。
環境中のアミノカルボリン化合物の特異的細胞毒性とその予防医学的応用に関する研究

過去8年間にわたり,変異原性・発癌性複素環状アミン類に関する研究を行い、特にそれに属するアミノ-γ-カルボリン類(Trp-P-1・Trp-P-2)について社会医学的な見地から詳細な検討を行ってきた。その過程において、これらの物質はタバコ煙やディーゼルエンジンの排気ガス中に比較的高濃度に検出されること、食品とともに大気中や雨水中にも検出され、環境中に広く分布する汚染物質であること、人体中に吸収され、ヒト血漿、赤血球、白内障レンズなどに存在すること、また尿及び胆汁中にも排泄され、総胆管閉塞患者や腎不全患者で体内に蓄積されること、さらにモノアミンオキシダーゼの阻害、血小板の凝集阻害作用があることを明らかにしてきた。この延長上に本研究では、細胞内情報伝達系に焦点をあてアミノ-γ-カルボリン類の新たなる効果を検討した。アミノ-γ-カルボリン類は、(1)血管平滑筋細胞のCa貯蔵部位からCaを動員し、細胞内遊離Ca^〓濃度を上昇させ、カルモジュリン・ミオシン軽鎖キナーゼの活性化と介して血管平滑筋細胞を収縮・(2)ミクロオキシゲナーゼ活性を抑制することによりヒト血小板のTxB_2産生を抑制・(3)PHAによるヒトリンパ球芽球化反応抑制をもたらした。これらの実験結果は、アミノ-γ-カルボリン類の細胞毒性作用あるいは細胞内情報伝達系に対する特異的作用を示唆する。しかしながら、環境中の発癌物質アミノ-γ-カルボリン類がどの程度ヒト発癌や細胞毒性に関連するのか評価することは今後の課題である。アミノー∂ーカルボリン(TrpーPー1・TrpーPー2)は、食品・大気・雨水など環境中に広く分布する発癌性複素環状アミンである。また、タバコ煙・ディ-ゼルエンジン排ガス中にも検出され、燃焼過程での生成も示唆されている。他方、アミノー∂ーカルボリン類は、多種の細胞に細胞毒性を引き起こすことが明らかにされつつあり、ヒト健康への影響に対する評価を行うことも重要である。故に、本研究では、アミノー∂ーカルボリン類の血管平滑筋細胞に対する毒性及びヒト発癌の機序に関する検討を行った。1.アミノー∂ーカルボリンの血管平滑筋細胞収縮作用について:TrpーPー1・TrpーPー2は、濃度依存性の血管平滑筋細胞収縮作用を示した。この作用には、顕著なplt依存性が認められカルモジュリン拮抗剤Wー7、ミオシン軽鎖キナ-ゼ阻害剤MLー9によって抑制されたが、カルモジュリン拮抗剤として活性の低いWー5によっては影響されなかった。また、TrpーPー1による血管平滑筋細胞の収縮に伴い、細胞内遊離Ca^<++>濃度の上昇が観察された。収縮に対する外液Ca^<++>の影響を検討するために、2mMEGTAを添加した建衝液を用いたが、血管平滑筋細胞の収縮作用は影響されなかった。以上の結果より、アミノー∂ーカルボリンは、血管平滑筋細胞のCa貯蔵部位からCaを動員し、細胞内遊離Ca^<++>濃度を上昇させ、クルモジュリン・ミオシン軽鎖キナ-ゼ活性化を介して血管平滑筋細胞を収縮させることが示唆される。2.発癌の機序に関する研究:アミノー∂ーカルボリン類は、DNAに結合し、細胞に突然変異を引き起こすことにより癌化を誘導することが推定されている。故に、ヒト細胞より抽出したDNA中にアミノー∂ーカルボリン類が結合しているかどうか検討するために、アミノー∂ーカルボリン類に特異的なモノクロナ-ル抗体を作製中である。

アミノ-γ-カルボリン類(Trp-P-1・Trp-P-2)は、食品・大気・雨水など環境中に広く分布する発癌性複素環状アミン類である。また、タバコ煙・ディーゼルエンジン排ガス中にも検出され、燃焼過程での生成も示唆されている。他方、アミノ-γ-カルボリン類は、多種の細胞に細胞毒性を引き起こすことが明らかにされつつあり、ヒト健康への影響に対する評価を行うことも重要である。故に、本研究では、アミノ-γ-カルボリン類のヒト血小板への細胞毒性とその機序及びヒト発癌の機序に関する検討を行った。1.アミノ-γ-カルボリン類のヒト血小板への細胞毒性とその機序:Trp-P-1・Trp-P-2は、1-50μMの濃度でヒト血小板凝集を著明に抑制し、1C50(50%の凝集抑制を引き起こす濃度)は、それぞれ15μM及び25μMであった。この凝集抑制に対する機序を検討するために、(^4C)アラキドン酸でラベルしたヒト血小板を50μMのTrp-P-1で処理し、オートラジオグラフィを行った。その結果、サイクロオキシゲナーゼの生成産物であるTxB_1・HHTは、有意な低下が認められた。しかしながら、リボキシゲナーゼの生成産物であるHETEは、有意に上昇していた。以上より、アミノーγーカルボリン類は、サイクロオキシゲナーゼを抑制することにより、ヒト血小板の凝集を抑制することが示唆される。2.発癌の機序に関する研究:アミノ-γ-カルボリン類は、DNAに結合し、細胞に突然変異を引き起こすことにより癌化を誘導することが推正されている。故に、ヒト細胞より抽出したDNA中にアミノ-γ-カルボリン類が結合しているかどうか検討するために、アミノ-γ-カルボリン類に特異的なモノクロナール抗体を作製中である。他方、アミノ-γ-カルボリン類は、多種の細胞に細胞毒性を引き起こすことが明らかにされつつあり、ヒト健康への影響に対する評価を行うことも重要でもある。故に、本研究では、アミノ-γ-カルボリン類のヒトリンパ球への細胞毒性とヒト発癌の機序に関する研究を行った。1、アミノ-γ-カルボリン類のヒトリンパ球への細胞毒性:Trp-P-1及びTrp-P-2は、1-10μMの濃度でPHAによるヒトリンパ球芽球化反応を著明に抑制した。そのIC_<50>(50%の芽球化抑制を引き起こす濃度)は、それぞれ3.1μM及び5.1μMであった。他の複素環状アミン類(IQ、Glu-P-1,Glu-P-2)は、PHAによるヒトリンパ球芽球化反応に影響を及ぼさなかった。ヒトリンパ球芽球化反応の機序は、未だ十分に解明されていないため、Trp-P-1及びTrp-P-2のその抑制効果に対する機序を明らかに出来なかったが、環境中の発癌物質が免疫に関与するリンパ球に毒性効果を引き起こすことは、非常に興味深い。2、発癌の機序に関する研究:アミノ-γ-カルボリン類は、DNAに結合する結果、細胞に突然変異を引き起こし癌化を誘導することが推定されている。故に、ヒト細胞により抽出したDNA中にアミノ-γ-カルボリン類が結合しているかどうか検討するために、アミノ-γ-カルボリン類に対する特異的なモノクロナール抗体の作製を試みたが、免疫原性が非常に低いため抗体作製までは至らなかった。
小地域を基盤とした子育て支援活動のプラットフォーム機能に関する研究

近年、子どもを中心においた地域活動が各地域に広がっている。しかし、このような取り組みが直接的な課題解決ではなく、地域社会にどのような影響を与えているかという側面に着目する実証研究は決して多くない。そのようななか、本研究では事例分析にもとづき、小地域を基盤とする子育て支援活動のプラットフォーム機能を実証的に明らかにすることをめざす。
旧日本委任統治領「ミクロネシア地域」の歴史教育に関する研究

1「ミクロネシア地域」における教育事情の全体的概要を把握した上で、初等・中等教育における社会科教育と歴史教育の現状を整理する。2その中で、日本とその関連事項がどのように描かれているのか、使用教科書や参考書等の記述内容を精査する。3さらに、現地の教育者や教育政策の立案者にインタビューを行い、教育関係者が抱く日本観を調査する。また、教育を受けた人々にも、日本観に関するアンケート調査を行う。4その結果、現代の教育が対日感情の形成に及ぼしうる影響の程度や可能性についての分析を行う。本研究の成果は日本語に止まらずできる限り英語等でも公表していくことで世界的な基盤研究の一部になることを目指していく。
密度変化率による極低サイクル疲労寿命評価

本研究では,極低サイクル領域における球状黒鉛鋳鉄の疲労破壊機構を明確にすることを目的として,疲労損傷量の測定および疲労過程の詳細な観察を行った.また,静的引張破壊過程においても同様の検討を行い,極低サイクル疲労との相違について考察した.その結果以下の事柄が明らかになった.(1)FDI材について低サイクル疲労試験を行うと,塑性ひずみ幅の増大に伴い破壊モードの遷移が生じる.低塑性ひずみ幅領域では,試験片表面近傍の黒鉛を起点として微小き裂が発生しそれが連結を繰り返して巨視き裂へと成長するのに対し,高塑性ひずみ幅領域では,試験片内部の黒鉛まわりに発生したボイドが破壊の起点となる.(2)極低サイクル疲労破壊過程の進行に伴う内部疲労損傷の蓄積量は,試験片中央部の密度を測定することにより測定することができる.極低サイクル疲労過程において,繰り返しの初期の密度変化は緩やかだが,最終破壊直前には急激に試験片中央部の密度は減少する.これは,破断直前における巨視的内部き裂の発生によるものである.(3)密度変化率の測定から算出したボイド成長則に基づく極低サイクル疲労寿命の推定法は,疲労試験結果とよく一致し,疲労寿命の推定法として非常に有効である.本研究では,極低サイクル領域における球状黒鉛鋳鉄の疲労破壊機構を明確にすることを目的として,疲労損傷量の測定および疲労過程の詳細な観察を行った.また,静的引張破壊過程においても同様の検討を行い,極低サイクル疲労との相違について考察した.その結果以下の事柄が明らかになった.(1)FDI材について低サイクル疲労試験を行うと,塑性ひずみ幅の増大に伴い破壊モードの遷移が生じる.低塑性ひずみ幅領域では,試験片表面近傍の黒鉛を起点として微小き裂が発生しそれが連結を繰り返して巨視き裂へと成長するのに対し,高塑性ひずみ幅領域では,試験片内部の黒鉛まわりに発生したボイドが破壊の起点となる.(2)極低サイクル疲労破壊過程の進行に伴う内部疲労損傷の蓄積量は,試験片中央部の密度を測定することにより測定することができる.極低サイクル疲労過程において,繰り返しの初期の密度変化は緩やかだが,最終破壊直前には急激に試験片中央部の密度は減少する.これは,破断直前における巨視的内部き裂の発生によるものである.(3)密度変化率の測定から算出したボイド成長則に基づく極低サイクル疲労寿命の推定法は,疲労試験結果とよく一致し,疲労寿命の推定法として非常に有効である.
第11回嗅覚・味覚国際シンポジウム企画のための研究領域の調査

本年7月12ー16日に開催される第11回嗅覚・味覚国際シンポジウム(ISOT XI)を企画するため平成4年12月3ー4日東京で開かれた日本味と匂学会主催第26回日本味と匂のシンポジウムの期間中,および一般演題申込み〆切(平成5年1月31日)後の2月13日に班会議を開催した。各班員はmedline等の文献データベースを駆使して各自の専門分野における研究動向調査を行い,持ち寄って検討した。その結果,信号変換過程に関して受容分子の遺伝子解析やパッチクランプ法による細胞内情報伝達機構の研究に大きな進展があること,悩内機構ことに覚醒行動中の悩細胞活動の記録や学習機構の解明が進んでいること,臨床面で老化に伴う嗅覚・味覚障害の研究が盛んなこと,非侵襲的手法でのヒトの悩活動の研究や化学センサーの開発に見るべきものがあること,さらには日本で古来言われていた「うま味」が国際的に認知されてきていることなどが判った。これらの検討結果,ISOT XIに於けるシンポジウムセッションは嗅覚・味覚の構造,受容分子や受容器細胞での信号変換から,悩における情報処知,嗅覚・味覚の学習,嗅覚・味覚障害の臨床など総計19個を設けそれぞれオーガナイザー,司会者を置き,約84名の外国人シンポジストを含む137名を招待することに決定した。また、総会構演者として熊本大学名誉教授佐藤昌康,イスラエル・ワイズマン研究所教授Lancet,D,新潟大学教授藤田恒夫,連合王国オープン大学教授Rose,Sの四氏を招待し,それぞれ“Past and Present in Taste Research",“Olfactory Reception;From Signalling and Modulation to Human genome Mapping",“Gustatory cells as Paraーneurons",および“Memory for Taste Aversion:The Molecular and Cellular Mechanisms"と題した講演を依頼した。
ERK5を標的とする新規腎細胞癌治療戦略の開発

ERK5はVHLにより分解誘導されることが報告されている。淡明細胞型腎癌のほとんどはVHLの不活化が起こっており、淡明細胞型腎癌ではERK5が蓄積していることが予想される。我々は腎癌におけるERK5の発現の検討と、治療標的としての可能性について研究を行った。腎癌において、ERK5の発現を確認したところ、約3/4の症例で発現を認めた。中でも強発現症例において予後が悪かった。腎癌細胞株においてERK5の発現を確認したところ、VHL異常を認める株ではERK5の発現が高かったが、その中でも発現の差を認めた。ERK5の発現を抑制する役割が知られているmiR143の発現とERK5の発現の関連を見たところ、ERK5の発現とmiR143の発現は逆相関していた。これは臨床検体においても確認できた。調べた細胞株の中で最もERK5の発現が高かったヒト腎癌細胞株A498を以後の研究に用いた。ERK5をsiRNA法によりノックダウンしたところ、抗アポトーシス作用のあるBCL2などの発現が低下した。ERK5特異的阻害剤を添加したところBCL2発現低下、アポトーシス誘導が見られた。腎癌細胞株A498皮下移植ヌードマウスモデルを用いてERK5阻害剤を投与したところ、腫瘍はコントロール群と比較し増殖抑制が見られた。また投与マウスと非投与マウスで体重の差は認めなかった。ERK5阻害剤投与マウスの腫瘍は増殖抑制、アポトーシス誘導が見られただけでなく、血管に乏しく、腫瘍に対する直接効果だけでなく、抗血管作用も示すことが示唆された。複数の腎癌細胞株において、ウェスタンブロット法にてERK5の発現を認めた。A498株を用いてERK5をsiRNA法にて発現抑制したところ、抗アポトーシス蛋白であるBCl-2、XIAPの発現低下、細胞周期にかかわる蛋白であるp16、p27の発現低下を認め、MTS法により細胞増殖抑制がみられること、フローサイトメトリー法によりアポトーシス誘導が起こることも示唆される所見が得られている。これらの効果は、ERK5阻害剤であるXMD8-92によっても同様の効果を認めた。また、他癌においてERK5の発現抑制効果が報告されているmiR143を導入したところERK5の発現低下がみられ、siRNAや化学的阻害剤と同様、アポトーシス誘導や細胞増殖抑制効果が見られた。また、腎癌摘出標本において抗EKR5抗体を用いて免疫組織学的染色を行なったところ、多くの腎癌で強発現が観察された。今後、XMD8ー92以外の化学的阻害剤であるBIX02188やBIX02189を用いて同様にアポトーシス誘導や細胞増殖抑制効果がみられるかを検討する。また、A498株以外の細胞株、A704株、769P株を用いて再現がとれるか検討する。腎癌細胞株移植マウスモデルを用いてXMD8ー92を投与し、ERK5阻害の臨床応用の可能性について検討していく。また、臨床検体を用いたERK5の発現を免疫組織学的に検討する検体を増やし、予後や病理学的事項等との関連を統計学的に解析する。また、RTqPCR法を用いてERK5の発現とmiR143の発現の相関を実臨床検体を用いて解析する。当初の予定で、ERK5阻害剤の効果、siRNA法によるERK5発現抑制の効果、miR143によるERK5発現抑制、これらERK5抑制によるアポトーシス誘導、細胞増殖抑制について証明できており、これまでのところ予定通り仮説を証明できている。淡明細胞型腎癌において共通に異常のある遺伝子VHLは発現するとERK5をポリユビキチン化することによりプロテアソームへ誘導、分解することが報告されている。我々はプロテアソーム阻害剤を淡明細胞型腎癌細胞株およびVHLが正常である乳頭状型腎癌細胞株に添加しERK5の発現変化を見ることにより、淡明細胞型腎癌細胞株においてERK5がプロテアソームによる分解を逃れていることを確認した。膀胱癌においてERK5はmiR143により発現抑制を起こすことが報告されている。また、腎癌において約半数の症例でmiR143発現が更新していることも報告されている。以上より、淡明型腎癌細胞株において同機序が関与しているか調査したところ、miR143がERK5の発現抑制を起こことを確認できた。siRNA技術を用いてERK5の発現を抑制したところ、抗アポトーシス分子であるBCl2、XIAPの発現抑制がみられ、アポトーシス誘導、細胞増殖抑制が観察された。ERK5特異的阻害剤XMD8-92がERK5を阻害しているかルシフェラーゼアッセイを用いて確認したところ、ERK5の標的と考えられるMEF2Cによる転写の阻害が確認された。このXMD8-92を淡明型腎癌細胞株に添加したところsiRNAによるERK5の発現阻害の際と同様の現象が観察された。淡明型腎癌細胞株A498を免疫不全マウスに皮下移植しSMD8-92を投与したところ、腫瘍増大が抑制された。また、腫瘍を観察したところ、BCL2、XIAPの発現低下に加え、細胞増殖のマーカーとなるKi67の発現低下、血管のマーカーとなるCD34の発現低下が観察された。また、マウスは体重減少等の有害事象を認めなかった。

予定していた研究についてはほぼ予想通りに進んでおり、順調に進展していると考えられる。ERK5はVHLにより分解誘導されることが報告されている。淡明細胞型腎癌のほとんどはVHLの不活化が起こっており、淡明細胞型腎癌ではERK5が蓄積していることが予想される。我々は腎癌におけるERK5の発現の検討と、治療標的としての可能性について研究を行った。腎癌において、ERK5の発現を確認したところ、約3/4の症例で発現を認めた。中でも強発現症例において予後が悪かった。腎癌細胞株においてERK5の発現を確認したところ、VHL異常を認める株ではERK5の発現が高かったが、その中でも発現の差を認めた。ERK5の発現を抑制する役割が知られているmiR143の発現とERK5の発現の関連を見たところ、ERK5の発現とmiR143の発現は逆相関していた。これは臨床検体においても確認できた。調べた細胞株の中で最もERK5の発現が高かったヒト腎癌細胞株A498を以後の研究に用いた。ERK5をsiRNA法によりノックダウンしたところ、抗アポトーシス作用のあるBCL2などの発現が低下した。ERK5特異的阻害剤を添加したところBCL2発現低下、アポトーシス誘導が見られた。腎癌細胞株A498皮下移植ヌードマウスモデルを用いてERK5阻害剤を投与したところ、腫瘍はコントロール群と比較し増殖抑制が見られた。また投与マウスと非投与マウスで体重の差は認めなかった。ERK5阻害剤投与マウスの腫瘍は増殖抑制、アポトーシス誘導が見られただけでなく、血管に乏しく、腫瘍に対する直接効果だけでなく、抗血管作用も示すことが示唆された。今後、免疫染色法によりERK5の発現を臨床検体で検討し、その臨床的意義を検討していく。また、miR143発現とERK5発現の相関を臨床検体でみることにより、実際の腎癌でmiR143によるERK5抑制がどの程度関連するかを調査する。また、ERK5阻害剤の臨床応用にむけ、腎癌細胞株移植ヌードマウスモデルを用いてin vivoでの効果をみる。ERK5、miR143の発現を手術検体を用いて調査することにより、実際の臨床応用が可能であるのか、また予後予測マーカーとなりうるのかなどを調査する予定。おおむね計画通りにすすんでおり、次年度繰越金は31437円である。実臨床検体を用いた免疫染色、miR143の計測試薬など、およびこれまでの成果報告のための旅費や論文作成のための費用に使用予定。次年度、抗体購入代金等に使用予定。
肝不全における血中中分子量物質の浄化の意義の解明

急性肝不全は保存的治療ではほとんど救命は望めない。そこで18例の肝不全症例に対して、血漿交換を連日行うことに加えて血液持続濾過(CHF)を施行し血液浄化療法を行った。治療前後に血清、濾過液を採取し、これを異常中分子量物質の測定のため、TSKG2000SWを用いたゲル濾過法による高速液体クロマトグラフィーに用いた。肝不全血清では停滞時間45分以後、推定分子量4500以下で8個以上の異常なピークが観察された。これらのピークを積算して算出した血液濾過器の篩い係数(SC)をみると、推定分子量2200で0.54であり、以下1150で0.56、730で0.83、490で0.67そして150では0.25と中分子量物質の良効な濾過能が確認された。これら高速液体クロマトグラフィー上の中分子量物質のピークの血中推移は、よく意識レベルと相関し、クロマトグラフィー上全く正常化した症例では意識レベルもほとんど回復し、家人と会話可能の状態となった。しかしこの効果は一過性であり、CHFを中止とすると再び異常中分子量物質の血中内増加がクロマトグラフ上観察され、意識レベルも低下した。全体として意識レベルの改善によるCHFよりの離脱例は9例(50%)であり、救命例は4例(22%)、残りの5例は多臓器不全により死亡した。以上よりCHFと血漿交換を併用し中分子量物質の浄化を図ることにより、急性肝不全症例に対しかなりの長期にわたり肝機能補助が可能であることが判明し、中分子量物質の血中内蓄積が急性肝不全の主要な死因である脳浮腫の誘因の一つとなっていることが示唆された。今後さらにこれら異常中分子量物質の本態の解明が期待される。本年度は肝不全症例に対して、血漿交換療法とハイパ-フォマンス膜を用いた血液持続瀘過を施行し、その治療前後に血液、瀘過液をサンプルとして採取した。これまでに5例の患者に治療を行ない、検体を凍結保存している。得られた検体はTSK G2000SWのゲル瀘過カラムを用い、高速液体クロマトグラフィ-を施行し、異常中分子量物質の経時的変化を観察した。その結果推定分子量4500以下で8個以上のボルテ-ジの高いスパイクの多発がクロマトグラフィ-上認められ、血液瀘過によりこれらの異常スパイクはすみやかに瀘液中に移動した。また治療をすすめてゆくと、スパイクのボルテ-ジは低下してゆき、平担化してゆくことが判明した。この現象は意識レベルの改善とよく相関しており、ハイパ-フォマンス膜を用いた血液特続瀘過療法は、肝不全物質としての中分子量物質を浄化除去するのに有効であることが示唆された。今後はファ-マシア製XKー26ゲル瀘過カラムを用いて、これら異常中分子量物質の抽出を行ない、得られた精製検体についてそれぞれSDSーDAGEによる分子量の詳細な解明を行なう予定である。18例の急性肝不全症例に対して、血漿交換に加えて血液持続濾過(CHF)を施行した。治療前後に血清・濾過液を探取し、これを中分子量物質の測定のため、TSKG2000SWを用いた高速液体クロマトグラフイーに用いた。肝不全血清では停滞時間45分以後、推定分子量4500以下で8以上の異常なピークが観察された。

これらのピークを積算して算出した血液濾過器の節い係数SCをみると、推定分子量2200で0.54であり、以下1150で0.56,730で0.83,490で0.67そして150では0.25と中分子量物質の良効な濾過能が確認された。これら高速液体クロマトグラフィー上の中分子量ピークの血中推移は、よく意識レベルと相関し、クロマトグラフ上全く正常化した症例では意識レベルもほとんど回復し、家人と会話可能の状態となった。しかし、この効果は一過性であり、血液濾過を中止すると再び、異常中分子量物質の血中内増加がクロマトグラフ上観察され、意識レベルも低下した。全体として意識レベルの改善によるCHFよりの離脱例は9例(50%)であり、救命例は4例(22%)、残りの5例は多臓器不全により死亡した。以上よりCHFと血漿交換を併用し中分子量物質の浄化を図ることにより、急性肝不全症例に対してかなりの長期にわたり肝機能補助が可能であることが判明し、中分子量物質の血中蓄積が急性肝不全の主要な死因である脳浮腫の誘因の一つとなっていることが示唆された。今後さらにこれら異常中分子量物質の本能の解明が期待される。
蛍光LDL作製による血管内皮細胞におけるリポ蛋白取込みにおよぼす流れの影響の検討

動脈硬化症の局在的発症のメカニズムを明らかにするために,血管壁のリポ蛋白(コレステロールの担体)の取込量におよぼす流れ(せん断応力・せん断速度)および水透過性の影響を,培養内皮細胞単層と蛍光ポリスチレン微粒子をそれぞれのモデルとして用いて同じ流路において詳細に調べた.その結果,内皮細胞単層に水透過性を与えない場合には,従来の培養細胞を用いた研究で報告されているように,壁せん断応力が高いほど多くの微粒子を取り込むことが確かめられた.一方,内皮細胞単層に生理的範囲の水透過性を与えた場合には,壁せん断応力を低くした場合の方が,取り込む微粒子の量が多いことがわかった.さらにその取込量の上昇は壁せん断応力が非常に低い範囲(1dynes/cm^2以下)で起こることがわかった.この結果はヒト動脈での病理解剖結果や動物実験の結果と一致した傾向であり,培養細胞においてもその細胞単層の水透過性を生理的な値に設定することにより,生体内での実際の現象に近い結果を得ることができることが明らかになった.これは内皮細胞表面上において巨大分子の流速依存性濃縮現象が起こっているためであると考えられる.次に低密度リポ蛋白(LDL)受容体によるLDLの取込におよぼす流れと壁透過性の影響を調べるために,LDLを血液から抽出し,フルオレセインとDPHで蛍光標識して,上記と同様の実験に用いて検討した.その結果,内皮細胞単層に水透過性を与えずに,最大10dynes/cm^2の壁せん断応力を細胞に負荷するとLDLの取込量が静止状態に比べて約1.3倍に増加した.この結果はポリスチレン微粒子を用いた場合と同程度であり,受容体によるLDLの取込は食菌作用によるポリスチレン微粒子の取込と同程度のせん断応力依存性があることがわかった.動脈硬化症の局在的発症のメカニズムを明らかにするために,血管壁のリポ蛋白(コレステロールの担体)の取り込み量におよぼす流れ(せん断応力・せん断速度)および水透過性の影響を,培養内皮細胞単層と蛍光ポリスチレン微粒子をそれぞれのモデルとして用いて同じ流路において詳細に調べた.その結果,内皮細胞単層に水透過性を与えない場合には,従来の培養細胞を用いた研究で報告されているように,壁せん断応力が高いほど多くの微粒子を取り込むことが確かめられた.一方,内皮細胞単層に生理的範囲の水透過性を与えた場合には,壁せん断応力を低くした場合の方が,取り込む微粒子の量が多いことがわかった.さらにその取込量の上昇は壁せん断応力が非常に低い範囲(1dynes/cm^2以下)で起こることがわかった.この結果はヒト動脈での病理解剖結果や動物実験の結果と一致した傾向であり,培養細胞においてもその細胞単層の水透過性を生理的な値に設定することにより,生体内での実際の現象に近い結果を得ることができることが明らかになった.これは内皮細胞表面上において巨大分子の流速依存性濃縮現象が起こっているためであると考えられる.次に低密度リポ蛋白(LDL)受容体によるLDLの取り込みにおよぼす流れと壁透過性の影響を調べるために,LDLを血液から抽出し,蛍光標識する方法を検討した.その結果,分離した血漿にCaCl_2を添加してリポ蛋白を沈殿させて抽出する方法が簡便で有用であった.また,フルオレセインやDPH(1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene)の様な疎水性の蛍光物質で標識したリポ蛋白が培養血管内皮細胞を用いた実験には適していることがわかった.動脈硬化症の局在的発症のメカニズムを明らかにするために,血管壁のリポ蛋白(コレステロールの担体)の取込量におよぼす流れ(せん断応力・せん断速度)および水透過性の影響を,培養内皮細胞単層と蛍光ポリスチレン微粒子をそれぞれのモデルとして用いて同じ流路において詳細に調べた.その結果,内皮細胞単層に水透過性を与えない場合には,従来の培養細胞を用いた研究で報告されているように,壁せん断応力が高いほど多くの微粒子を取り込むことが確かめられた.一方,内皮細胞単層に生理的範囲の水透過性を与えた場合には,壁せん断応力を低くした場合の方が,取り込む微粒子の量が多いことがわかった.さらにその取込量の上昇は壁せん断応力が非常に低い範囲(1dynes/cm^2以下)で起こることがわかった.この結果はヒト動脈での病理解剖結果や動物実験の結果と一致した傾向であり,培養細胞においてもその細胞単層の水透過性を生理的な値に設定することにより,生体内での実際の現象に近い結果を得ることができることが明らかになった.これは内皮細胞表面上において巨大分子の流速依存性濃縮現象が起こっているためであると考えられる.次に低密度リポ蛋白(LDL)受容体によるLDLの取込におよぼす流れと壁透過性の影響を調べるために,LDLを血液から抽出し,フルオレセインとDPHで蛍光標識して,上記と同様の実験に用いて検討した.その結果,内皮細胞単層に水透過性を与えずに,最大10dynes/cm^2の壁せん断応力を細胞に負荷するとLDLの取込量が静止状態に比べて約1.3倍に増加した.この結果はポリスチレン微粒子を用いた場合と同程度であり,受容体によるLDLの取込は食菌作用によるポリスチレン微粒子の取込と同程度のせん断応力依存性があることがわかった.
アポトーシス抑制遺伝子Bcl-X_Lの骨の形成及び維持における機能解明

本研究において、骨芽細胞特異的にBcl-X_Lを過剰発現させたマウスは骨芽細胞のアポトーシス抑制により、10週齢時で骨量が増加し、老齢期では長管骨海綿骨骨量減少の抑制による骨量維持が認められた。近年の高齢化社会では、骨粗鬆症による骨量減少が大きな社会問題になっているが、将来的にはBcl-X_Lが骨粗鬆症治療に対するターゲットになることが考えられた。骨芽細胞は骨細胞へと最終分化する過程で、アポトーシスで数が減少すると考えられている。本研究では、骨芽細胞のアポトーシスを抑制し骨量を増加させる目的で、アポトーシス抑制遺伝子Bcl-X_Lに着目し、骨芽細胞特異的Bcl-X_L過剰発現マウスと骨芽細胞特異的Bcl-X_Lコンディショナルノックアウトマウスを用い、Bcl-X_Lの骨形成・維持における役割を明らかにする。現在、当講座において、骨芽細胞特異的Bcl-X_L過剰発現マウスの弱ラインと強ライン(以下、Bcl-X_L tg(L), Bcl-X_L tg(H)と表記する)が樹立されている。またBcl-X_Lコンディショナルノックアウトマウス(以下、Bcl-X_L cKOと表記する)は、Bcl-X_ L flox/floxと骨芽細胞特異的Cre過剰発現マウスを交配させることによって得た。平成22年度はこれらのマウスの表現型解析を主に行った。10週齢の大腿骨においてμCT解析を行った結果、Bcl-X_L tg(H)マウスでは大腿骨遠心部の海綿骨骨量が野生型マウスと比較し有意に増加しており、Bcl-X_L cKOマウスは、野生型マウスと比較し体長や体重は変わらないにもかかわらず、大腿骨遠心部の海綿骨骨量が有意に減少していた。この骨量の増減がどのような機序で起こっているのか解析するために(1)組織切片を用いた骨芽細胞の増殖及びアポトーシスの算出(2)組織切片を用いたI型コラーゲン、オステオポンチン、オステオカルシン、Runx2、Osterix等のin situ hybridizationや、オステオポンチン、オステオカルシン、Runx2、Osterixの抗体を用いた免疫染色(3)10週齢大腿骨における骨形態計測(4)長管骨骨芽細胞分画を用いた破骨細胞誘導因子、増殖・アポトーシス関連因子の発現比較について検討中である。本研究では、骨芽細胞のアポトーシスを抑制し骨量を増加させる目的で、アポトーシス抑制遺伝子Bcl-X_Lに着目し、骨芽細胞特異的Bcl-X_L過剰発現マウスと骨芽細胞特異的Bcl-X_Lコンディショナルノックアウトマウスを用い、Bcl-X_Lの骨形成・維持における役割を明らかにした。現在、当講座において、骨芽細胞特異的Bcl-X_L過剰発現マウスの弱ラインと強ライン(以下、Bcl-X_L tg(L),Bcl-X_L tg(H)と表記する)が樹立されているが、本年度の解析ではtg(H)の新生仔頭蓋冠由来初代骨芽細胞の解析をメインで行った。またBcl-X_Lコンディショナルノックアウトマウス(以下、Bcl-X_L cKOと表記する)は、Bcl-X_L flox/floxと骨芽細胞特異的Cre過剰発現マウスを交配させることによって得るが、産まれてくる新生仔のうちcKOマウスの割合が低い上にCreリコンビナーゼの発現が低かったため、Bcl-X_Lを欠損した十分な数の新生仔頭蓋冠由来初代骨芽細胞を得ることが難しかった。そのため、flox/floxマウスの新生仔頭蓋冠由来初代骨芽細胞にアデノウィルスもしくはレトロウィルスを用いてCreリコンビナーゼを発現させることにより、野生型に対してBcl-X_Lの発現レベルが3割程の細胞を得た。tg(H)の新生仔頭蓋冠由来初代骨芽細胞は培養下で分化誘導を行うと、野生型に対して、分化誘導開始から3日後でアルカリフォスファターゼの染色性が若干亢進しており、1週間後にKossa染色を行うと石灰化結節が多かった。この結果より、培養下ではtg(H)の骨芽細胞はアポトーシスが抑制されることによって細胞密度が亢進し、分化が促進することが考えられた。flox/floxマウスの新生仔頭蓋冠由来初代骨芽細胞にCreリコンビナーゼを発現させ、培養下で観察を行うと、アルカリフォスファターゼの染色性が低下し、Kossa染色による石灰化結節の数も減少していた。これらの結果から、培養条件下ではBcl-X_Lの発現の多寡により骨芽細胞の分化に影響が出ることが認められた。
ナノスケール凝縮系における表面プラズモンの超高速ダイナミクス

将来デバイスの有力候補である光デバイスは、表面プラズモンを情報伝達に用いる事で素子の微細化が可能になると考えられている。この技術は「プラズモニクス」と呼ばれる。プラズモニクス素子を正しく設計する為には、表面プラズモン波束の伝搬、減衰、干渉といった基礎的な光学的性質の理解が必要である。研究代表者(久保)らは、現在までに超高速分光技術と電子顕微鏡技術を組み合わせる事により、光速に近い速度で伝搬する表面プラズモン波束の動的映像化に成功している。しかし、使用できる光波長が近紫外域に限られる等の制限があった。本研究では、この問題を克服しより広範な応用が期待できる近赤外域の表面プラズモン波束の動的映像化技術の開発を目指した。装置はフェムト秒チタン・サファイアレーザーオシレーター、ディレイライン、および光学顕微鏡からなる。チタン・サファイアレーザーから波長780nm、パルス幅10fsの近赤外パルス光を出射する。本年度は、これら光学系の製作を行った。チタン・サファイアレーザーはチャープミラー対による群速度分散補償を用い、稼動部を減らし安定動作を目指した。また、超長作動距離対物レンズとスロースキャン冷却CCDカメラからなる光学顕微鏡を製作した。また、前述の表面プラズモン動的映像化の技術に対し角方面から強い関心が持たれ、解説記事(日本語)にまとめると共に、国際会議2件、国内研究会・セミナー等6件の招待講演を行った。
爆発的結晶化による多結晶シリコン形成とその太陽電池応用

本研究は、非晶質シリコン膜に対しフラッシュランプアニールを行うことで発現する“爆発的結晶化"によってガラス基板上に得られる、大粒径厚膜多結晶シリコンを薄膜太陽電池に利用する技術の確立を目的としたものである。フラッシュランプアニールは、キセノンランプからのパルス光を用いた瞬間熱処理法であり、ガラス、および非晶質シリコンの熱拡散長が数十ミクロンとなるミリ秒台の加熱時間のため、ガラス基板全体への熱損傷を抑制しつつ、ミクロンオーダーの膜厚の非晶質シリコン膜の結晶化が可能である。結晶化は、潜熱放出とその拡散により横方向に進行する、爆発的結晶化と呼ばれる機構で進行することを明らかにしており、特に、電子線蒸着により堆積した非晶質シリコン膜を前駆体に用いることで、液相エピタキシーが支配的な爆発的結晶化が発現する結果、横方向に数十ミクロン延伸した大粒径結晶粒からなる多結晶シリコン膜が得られることを、これまでの研究により確認している。最終年度は、爆発的結晶化の結晶化機構制御と多結晶シリコン膜への亀裂抑止を目的に、意図的に凹凸を形成したガラス基板の使用を検討した。その結果、適切な程度の表面凹凸を有するガラス基板を使用することで、大結晶粒が形成される結晶化機構を維持したまま亀裂の低減が可能であることを見出した。また、裏面電極型太陽電池形成を前提とした試料構造に対するフラッシュランプアニールの利用可能性についても実証し、高効率多結晶シリコン薄膜太陽電池作製のための基盤技術を確立した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、非晶質シリコン膜に対しフラッシュランプアニールを行うことで発現する“爆発的結晶化"によってガラス基板上に得られる、厚さ10ミクロン超の大粒径厚膜多結晶シリコンを薄膜太陽電池に利用する技術の確立を目的としたものである。平成27年度は、爆発的結晶化の発現、および抑制を制御する手段を見出すために、非晶質シリコン膜における結晶化の起点発生機構の解明を目的に研究を行った。また、付随する研究として、結晶化に要するフラッシュランプパルス光のエネルギーを低減するため、非晶質シリコン膜表面に窒化シリコン膜を反射防止膜として形成した試料の結晶化を試み、多結晶シリコン膜形成への影響を調査した。その結果、窒化シリコン膜の利用により、結晶化に要するフラッシュランプパルス光のエネルギー低減が可能であることを確認した。また、非晶質シリコンを一部だけ二重に堆積した構造において、二重堆積部から結晶化が開始しやすい傾向を見出しており、開始点制御への利用可能性を示した。膜厚10ミクロンの多結晶シリコン形成については、電子線蒸着装置の製膜速度の問題などにより試行できていない。外部機関への非晶質シリコン試料作製依頼も今後平行して進める。平成28年度は、爆発的結晶化の起点形成技術の確立を目的に、非晶質シリコンを一部だけ二重に堆積した構造へのフラッシュランプアニールを試みた。その結果、二重堆積部から結晶化が優先的に発現することを見出した。また、二重堆積部を基板端部に形成することにより、起点形成の効果が高まることも実証した。さらに、太陽電池への応用に向け、電極材料の探索と構造の最適化の検討も行った。フラッシュランプアニール装置の回路系に不具合が生じ、復旧までに長期間を要したため、研究の進行が遅れた。今後、外部機関の装置も併用し、研究を加速する。

フラッシュランプアニールは、キセノンランプからのパルス光を用いた瞬間熱処理法であり、ガラス、および非晶質シリコンの熱拡散長が数十ミクロンとなるミリ秒台の加熱時間のため、ガラス基板全体への熱損傷を抑制しつつ、ミクロンオーダーの膜厚の非晶質シリコン膜の結晶化が可能である。結晶化は、潜熱放出とその拡散により横方向に進行する、爆発的結晶化と呼ばれる機構で進行することを明らかにしており、特に、電子線蒸着により堆積した非晶質シリコン膜を前駆体に用いることで、液相エピタキシーが支配的な爆発的結晶化が発現する結果、横方向に数十ミクロン延伸した大粒径結晶粒からなる多結晶シリコン膜が得られることを、これまでの研究により確認している。最終年度は、爆発的結晶化の結晶化機構制御と多結晶シリコン膜への亀裂抑止を目的に、意図的に凹凸を形成したガラス基板の使用を検討した。その結果、適切な程度の表面凹凸を有するガラス基板を使用することで、大結晶粒が形成される結晶化機構を維持したまま亀裂の低減が可能であることを見出した。また、裏面電極型太陽電池形成を前提とした試料構造に対するフラッシュランプアニールの利用可能性についても実証し、高効率多結晶シリコン薄膜太陽電池作製のための基盤技術を確立した。平成28年度分の検討内容としては、主に太陽電池構造の決定を予定している。ガラス基板側から光を入射するスーパーストレート型と、ガラス側から光を入射するサブストレート型を作製する。いずれの構造においても、フラッシュランプアニールによる多結晶シリコン膜形成後、触媒化学気相堆積法によりノンドープおよびドープ非晶質シリコン膜を堆積する。これにより、スーパーストレート型においては裏面側、サブストレート型においては表面側での少数キャリア再結合速度の劇的な低減と、付随する開放電圧の向上が期待される。透明導電膜には、酸化インジウム錫(ITO)とAlおよびGaドープ酸化亜鉛(AZO, GZO)を用いる。金属膜は、AlもしくはAgを用いる。平成29年度分の検討内容としては、主に太陽電池特性の調査を予定している。ガラス基板側から光を入射するスーパーストレート型と、ガラス側から光を入射するサブストレート型を試み、高性能太陽電池の実証を目指す。また、ガラスに凹凸構造を形成した場合の光閉じ込め効果も検証する。併せて、凹凸形成に伴う結晶化機構への影響についても調査する。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
特許・トレードシークレット権利化区別基準によるライセンス意思決定支援システム構築

本研究の目的は、特許及びトレードシークレットのライセンスにおける、時間制約下の諸条件の変化に対応した、戦略的な意思決定を支援する数理モデルの構築と、コンピュータシステム上への実装による実現である。複数交渉当事者間の非同期時間内におけるライセンス・プロセスの意思決定モデルを、複数当事者間に拡張し実装した。成果は、国際学会ジャーナル査読付論文単著2件,著書3件,国際学会発表査読付単著2件・招待講演3件となっている。本研究の目的は、特許及びトレードシークレットのライセンスにおける、時間制約下の諸条件の変化に対応した戦略的な意思決定を支援する数理モデルの構築と、コンピュータシステム上への実装による実現である。ユビキタス産業における、法律知識・ビジネス交渉経験に乏しい研究開発従事者であっても、知的財産権を容易に権利化し、かつ、そのライセンスにおける戦略的な意思決定を支援するためには、知財戦略ツールとして、ライセンスの意思決定を支援するツールを提供する必要がある。平成21年度は、トレードシークレットのライセンスに関する意思決定を支援するために、1対1交渉当事者間のライセンス・プロセスの意思決定モデルを構築し、その加速化アルゴリズムを設計し、検証を行った。具体的には、ライセンス意思決定モデルについて、研究代表者が提案している、「機会コスト(opportunity cost)」の概念を利用した、「時間制約条件下の戦略的意思決定モデル」を設計し、特許とトレードシークレットのライセンスに適用した(国際学会ジャーナル査読付論文単著1件,共著1件,国際学会発表査読付単著2件,共著2件)。本研究については、国際学会(ICIW2009)において、最優秀論文に選ばれている。また、国際学会IARIAより、フェロー称号を授与された。今後の研究は、1対1の交渉当事者間の意思決定を扱った上記の意思決定モデルを、多対多の交渉当事者間の意思決定に拡張する。平成22年度は、1対1交渉当事者間の非同期時間内におけるライセンス・プロセスの意思決定モデルを構築した。具体的には、(1)既に研究代表者が提案している、「機会コスト(opportunity cost)」の概念を発展させ、「限界利益とコスト」の概念に置き換え、同期時間内における、「時間制約条件下の戦略的意思決定モデル」を、1対1交渉当事者間の非同期時間内における、特許とトレードシークレットのライセンスに適応したモデルに拡張する作業を行った。非同期時間内におけるライセンス・モデルは、来年度に行う、多対多の交渉当事者間の意思決定に拡張できるモデルを構築する前提となるように、制約条件を整理した。さらに、(2)仮想的なライセンス空間を構築して1対1交渉当事者間のライセンス・プロセスの意思決定モデルの妥当性を検証するために、適切な事象を選択する予備調査を行った。これについては、ネットワーク・システム上の仮想空間でのライセンス・ゲーミングをひとつの候補とした。(国際学会ジャーナル査読付論文共著2件,共著1件,国際学会発表査読付単著4件・招待1件)本研究の目的は、特許及びトレードシークレットのライセンスにおける、時間制約下の諸条件の変化に対応した、戦略的な意思決定を支援する数理モデルの構築と、コンピュータシステム上への実装による実現である。ユビキタス産業においては、法律知識・ビジネス交渉経験に乏しい研究開発従事者であっても、知的財産権を容易に権利化し、かつ、そのライセンスにおける、戦略的な意思決定を支援するために、知財戦略のツールとして、ライセンスの意思決定を支援するツールを、提供する必要がある。平成23年度は、同22年度に構築した、1対1交渉当事者間の非同期時間内におけるライセンス・プロセスの意思決定モデルを、複数当事者間に拡張し実装した。具体的には、(1)既に研究代表者が提案している、「機会コスト(opportunity cost)」の概念をさらに発展させ、「限界利益とコスト」の概念に置き換え、同期時間内における、「時間制約条件下の戦略的意思決定モデル」を、2対2交渉当事者間の非同期時間内における、特許とトレードシークレットのライセンスに適応したモデルに拡張する作業を行った。さらに、(2)仮想的なライセンス空間を構築して、複数交渉当事者間のライセンス・プロセスの意思決定モデルの妥当性を検証するために、適切な事象を選択する調査を行った。
歯科インプラントのための新しい顎骨診断システム

歯科インプラントのための新しい顎骨診断システムを開発するため,まず,パノラマX線写真およびCT画像を再現性良く規格的に撮影する方法を考察し,その再現性の精度について検討を行った。その結果パノラマX線写真では計測値の標準偏差の平均が横方向で0.29mm,縦方向で0.44mmで口腔内法X線規格撮影法に匹敵する高い再現性を得た。また,CT画像では計測点間距離の標準偏差の平均が0.370.64と従来試みられてきた規格CT撮影と比べて同等以上の再現性が確認された。今後は我々の考案した方法に従い,パノラマX線写真およびCT画像を得ることで,CTの骨密度に関する情報とパノラマX線写真の濃度情報との定量的関係を明確にすることができ,新しい顎骨診断システムを確立できる可能性を示唆できた。次いで,この方法によりインプラント患者の顎骨診断を行い,さらに,手術により得られた骨生検標本との対比を試みた。得られたCT値と生検の組織像および形態計測学的デ-タとはよく対応し,さらに,骨切削時の臨床的骨の硬さともよく一致した。また,インプラント患者の顎口腔機能評価から,インプラント上部構造物を装着した後には,スム-スな顎運動と顎機能が向上することが明らかとなった。また,この機能の向上は,よく顎骨診断と一致した。これらの結果から,我々の考案した方法に従ってパノラマX線およびCT画像を得ることで,CTの骨密度の関する情報とパノラマX線写真情報との客観的関係を明確にすることが可能となり,これらのデ-タを集積することにより,広く臨床家が用いることのできるインプラントの顎骨診断システムを構築できることが示唆された。CTスキャンを用いる顎骨診断システムの試作にあたり、骨性状を把握する指標として、CT値および骨塩量に注目した。しかし、これらの定量的情報を真に意味あるものにするために、まずCT値の再現性について、患者の固定法(位置再現性)と併せて検討した。その結果、CTスキャンの位置再現性は±0.23.4%に抑えることが可能となり、またこれより得られたCT値は±1020HUの狭い範囲内で高い再現性を示した。これとともに、パラノマX線撮影の規格化を試み、位置再現性を±0.21.8%とできた。この結果より、CTスキャンより得られる情報との三次元的対応の可能性が高まった。さらに、CTスキャンによる三次元的画像解析については、対象となるインプラント埋入部位が極めて小さな領域であるために、立体画像として表示、解析を行なったが、現有するコンピュ-タおよび表示媒体の能力からよい成績が得られなかった。また、CTスキャンやパラノマX線写真情報を術前に得たインプラント患者17名に対して、HAコ-ティングインプラントを行い、その際、埋入部位から得られた顎骨の脱配パラフィン標本を作製し、光顕観察を行なった結果、術前のCT値とは比較的よく対応しているように思われた。さらに、これらの患者の咀嚼機能に関して上部構造物を作り、装着3ヵ月後のEMGを記録し、分析中である。次年度は、CT値を利用して顎骨の質的分析に重点をおいて検討を加え、パノラマX線写真情報とCT値との対応を明確にし、さらに同部顎骨標本の定性的所見とあわせて、新しい顎骨診断システムを確定したい。また、実際のシステムにより診断されたインプラント患者の予後を咀嚼機能の面から評価し、システムの臨床応用の妥当性をも明らかにする予定である。放射線学的検討として,パノラマX線の二次元骨情報とCTスキャンの三次元骨情報との対比を行うために,パノラマX線撮影およびCTの規格撮影を行った。すなわち,補助装置としてacrylic splintを作製し,かつ,術者の水平回転と移動を防ぐための固定指示部を考案設置した。

この装置で,インプラント予定患者13名のX線撮影を行い,その再現性の評価を行った。その結果,パノラマX線写真では,口内法X線規格撮影に匹敵する精度を得た。またCT画像でも,従来試みられていた規格CT撮影と比較して同等以上の再現性が確認できた。これらの13名では,インプラント埋入前に顎骨診断を行った。さらに,それらにインプラントを植立したが,この際得られるインプラント窩の骨片を用いてパラフィン標本を作製,組織学的に検討するとともに,骨梁の全面積に占める割合を算出した。この割合を骨占有率をしたが,これは,実際の骨を形成する際の臨床的硬さとよく一致した。また,CT値ともよく対応した。機能的には,インプラント治療前と上部構造物装着後に下顎運動記録と筋電図記録を行ったが,上部構造物装着1年後には,顎運動はスム-ズでリズミカルな咀嚼が営まれており,インプラントの有効性を明らかにできた。
多機能性カルシウム結合蛋白質:カルシウム抑制因子の構造と機能

(1)粘菌のラムダgtllcDNAライブラリーを作成し、CIFのクローンをスクリーニングし、cDNAの一次構造を決定した。このcDNAをプローブにしてCIFの他のアイソフォームのクローンを単離する努力をしたが、CIF以外のものは得られなかった。従って電気泳動上の各バンドは翻訳後修飾でつくられていると考えられる。またこのcDNAをPETベクターにサブクローニングし大腸菌で発現蛋白質を得ることに成功した。さらにこれをウサギに免疫することにより特異性の高い抗体を得ることができた。この発現蛋白質は粘菌から精製したCIFと同様に、カルシウム依存的に構造変化をおこし、さらにカルシウム依存的に集合体を形成することがわかった。この集合体の構造を光学顕微鏡、電子顕微鏡で観察するとCIFはシート状に重合することがわかった。(2)ショ糖を重層する遠心法で粘菌の核を単離することに成功し、この核分画より、CIF抗体と反応する分子量36kDaの蛋白質を精製した。この蛋白質は、カルシウムによる構造変化がCIFより大きいこと、またカルシウムで集合するときの集合体の形状が異なることから別種の蛋白質の可能性が考えられた。しかし部分アミノ酸配列の決定により、これはCIFのN端の32残基のアミノ酸が特異的なプロテアーゼによって消化されたものであることがわかった。この短いCIFのもつ生理的意義については現在検討中である。(3)CIFによって調節を受ける粘菌ミオシン軽鎖キナーゼのcDNAをライブラリーよりスクリーニングした結果、長さの異なる2種類のcDNAが得られた。現在その塩基配列を決定している。さらにこのcDNAを大腸菌で発現し上記の発現CIFと組み合わせて生化学的実験をおこなう予定である。(4)細胞内でのCIF局在を知るために、上記の抗CIF抗体をもちいて、各種の細胞におけるCIFの分布を検討した。粘菌変形体では細胞質の他に、核とミトコンドリアに分布していた。またニワトリ白血球、培養動物細胞のCHO細胞、10T1/2細胞の核に分布していた。これら培養細胞にCIFのcDNAをトランスフェクション法で導入したが、発現した蛋白質は細胞質にとどまり、細胞核には移行しなかった。従って核に移行するためには他の蛋白質の助けが必要であることが予想される。また細胞周期の各段階においてCIFの局在は変化し、分裂期以外では核小体に分布し、分裂期には核全体に分散していることがわかった。