hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境保全技術としてのガラス化保存法に関する研究

植物細胞・組織の長期保存におけるガラス化と生存性との関係を明らかにした.組織細胞の液体窒素保存時の応答および水の挙動,熱分析などの基礎的な知見を得て,論理的かつ成功的な植物遺伝資源保存を可能にする手法'ドロップレット'法を開発した.この方法により普及可能な操作で多様な絶滅危惧植物遺伝資源を高い生存率で保存することが可能になった.植物細胞・組織の長期保存におけるガラス化と生存性との関係を明らかにした.組織細胞の液体窒素保存時の応答および水の挙動,熱分析などの基礎的な知見を得て,論理的かつ成功的な植物遺伝資源保存を可能にする手法'ドロップレット'法を開発した.この方法により普及可能な操作で多様な絶滅危惧植物遺伝資源を高い生存率で保存することが可能になった.絶滅危惧植物種の効率的かつ普及可能な環境保全技術の開発をおこなうパイロットモデルとして絶滅が心配されているハヤチネウスユキソウの簡易培養系を作成し,現在までに申請者が確立したガラス化法を組み合わせ,絶滅危惧植物種への保存応用できるか解析した.その結果,ガラス化現象を基礎としたガラス化処理各ステップ,最適処理時間等の条件を決定し超低温保存法の確立に成功した.各処理の至適条件と植物組織細胞の生存性,ならびに電子顕微鏡観察結果をあわせて考察すると,絶滅危惧種をはじめとした希少種などの植物を扱う場合,茎頂分裂組織を取り巻く形態を理解したうえでガラス化処理時間を検討する必要がある.すなわち,組織細胞に対する脱水あるいは浸透処理効果の不均一さが保存の成功を困難にしている要因の一つとしてあげられた.この知見は,他の植物種にも同様のことが広くいえると推察される.溶液の浸透性は脱気や界面活性剤あるいは茎頂の摘出方法を工夫することでクリアできるものと思われる.ガラス化法によって最適条件で処理した培養茎頂の原形質膜超微細構造変化を調べるため,超低温処理した茎頂の原形質膜超微細構造をフリーズ・フラクチャー・レプリカ法と透過型電子顕微鏡を組み合わせて原形質膜破断面を観察した.その結果,脱水に伴う膜同士の異常接近(膜融合などによって膜が本来的に持っている半透膜としての機能が失われ不可逆的な傷害)によって引き起こされる構造変化はみられず,膜タンパク質粒子(IMPs ; intramembrane particles)が均一に散在する構造が観察された.以上の成果から,ガラス化液による脱水・浸透作用が均一におこなわれること,細胞にとって致死的な氷の形成(細胞内凍結)を抑えること,段階的に最適処理することで植物細胞の脱水耐性を高め,ガラス化液による生体膜構造変化の発生を抑制することが重要であることが考えられる.単子葉植物の環境保全技術パイロットモデルとして日本および海外遺伝資源が揃う栄養繁殖植物イグサを材料として,簡易培養系を作成し超低温保存法の確立に成功した.イグサは内因性ホルモンの作用により,分げつ性が決定しており増殖は非常に困難である.そこで,液体培地を用いた回転培養について検討した.ガラス化処理に最適な均質かつ大量の試料を得ることが成功の鍵となった.この結果は,絶滅危惧植物の多様性を最小限のサンプリングによって効率的に保存する系の確率に貢献するものである.また,ガラス化法およびビーズガラス化法を用いて超低温保存が可能なことが明らかになり,現在までに全国200品種を供試し保存に成功して論文にまとめた.上記試料を液体窒素に浸漬し超低温下まで急速冷却した際の細胞内微細構造および水の挙動をCRYO-SEMを用いて解析した.アルギン酸ゲルに包埋された茎頂細胞は,短時間のガラス化液(PVS2)処理時間では細胞内に氷晶形成が観られるものの,生存率が高まる最適時間処理した場合,組織細胞内およびビーズは凍ることなくガラス化していた.これまでに得られた,ガラス化現象と生存性および水の挙動解析結果と熱分析等の結果から,ガラス化による生存を可能にする統一的コンセプトをまとめ,簡便で普遍的な方法を確立中である.超低温保存ステップにおけるストレス耐性および脱水とアクアポリンの関係について研究をおこなった.これまでの研究から,超低温に曝し生存性を保つためには,いかに細胞内の水を脱水し,かつガラス化させるかが鍵となる.具体的には超低温保存ステップにおいて,高張溶液による浸透圧脱水で含水率を下げ,効果的にガラス化させるDMSOあるいはエチレングリコールを細胞内に浸透させ超低温に曝す.また,上記脱水処理に耐えられるようにあらかじめ細胞組織を低温条件下に曝しストレス耐性付与する.したがって,一連のガラス化ステップは,植物体を常に低温条件下で処理する.そこで,低温条件での水の収支に着目し本研究では,細胞内外の水を超高速輸送する膜分子アクアポリンの挙動について詳しく解析した。イネの組織細胞を用いてアクアポリンの低温発現プロファイリングを行なった.その結果,イネアクアポリン遺伝子は,低温処理によって発現量を減少させ,細胞内外の水輸送を滞らせることが明らかになった.超低温保存処理の観点から今回の結果を考察すると,低温処理は,低温ストレス応答の一つである適合溶質蓄積させ,同時に水の収支を低くする.すなわち,適合溶質によって高まった細胞内溶質濃度を下げないように調整している.したがって,ガラス化処理ステップで用いられているローディング溶液やガラス化液の主成分である高張なグリセロールは,主として浸透圧脱水に役立っているといえる.電子顕微鏡観察結果については,現在,データ整理している.
幼児・小学校の有酸素的作業能および運動能力の発達に関する追跡的研究

幼児期や小学校低学年の子どもたちが積極的な身体活動やスポーツを行った時に,呼吸循環機能の指標である最大酸素摂取量にどのような影響があるかということについて現在まで十分明らかにされていない.この問題を解明するためには,幼児期からの運動の影響を追跡的な測定手段によって研究してゆくことが最も確実である.本研究では,我々が1980年度に開始した3歳から6歳までの幼児の測定を当該年度まで継続延長することによって,最も長期にわたる対象には8年間の追跡測定を実施するに至った.また,毎年新しい対象を加えて,母集団の数を増加させた.対象児は,幼児体育が盛んなS保育園とK幼稚園,および体育活動があまり行われていないM幼稚園の園児全員とした. 1980年以来,最大酸素摂取量の測定を受けた対象児の延べ人数は,男子2,298人,女子2,621人,計4,919人となった.この測定結果にもとずき, 46歳時における積極的な体育活動は,幼児期において最大酸素摂取量の増大を導びくという結論を得た.測定対象児には,最大酸素摂取量の他に,形態計測9項目,身体組成,筋力(握力・背筋力・つな引き力),筋持久力(腹筋運動,背筋運動,ぶらさがり),調整力(とび越しくぐり,ジグザク走,シャトル走),走力(25m, 50m, 100m),跳力(垂直跳,立巾跳, 3歩跳, 5歩跳),投力(テニスボール投,ソフトボール投,ドッヂボール投)の測定を実施した.その結果;幼児期における体育活動は,体力・運動能力の発達を促進させ,体育活動がない場合との差は, 4・5歳児で特に顕著となる.しかし,小学校入学直前の時期になると,体育活動の有無の影響は相対的に小さくなる.幼児期の体育活動の影響は,体力面よりも運動のパフォーマンスの面で顕著である.この影響が将来までどの程度有効性をもつかについては,小学生期にわたる広範な追跡研究が必要である.幼児期や小学校低学年の子どもたちが積極的な身体活動やスポーツを行った時に,呼吸循環機能の指標である最大酸素摂取量にどのような影響があるかということについて現在まで十分明らかにされていない.この問題を解明するためには,幼児期からの運動の影響を追跡的な測定手段によって研究してゆくことが最も確実である.本研究では,我々が1980年度に開始した3歳から6歳までの幼児の測定を当該年度まで継続延長することによって,最も長期にわたる対象には8年間の追跡測定を実施するに至った.また,毎年新しい対象を加えて,母集団の数を増加させた.対象児は,幼児体育が盛んなS保育園とK幼稚園,および体育活動があまり行われていないM幼稚園の園児全員とした. 1980年以来,最大酸素摂取量の測定を受けた対象児の延べ人数は,男子2,298人,女子2,621人,計4,919人となった.この測定結果にもとずき, 46歳時における積極的な体育活動は,幼児期において最大酸素摂取量の増大を導びくという結論を得た.測定対象児には,最大酸素摂取量の他に,形態計測9項目,身体組成,筋力(握力・背筋力・つな引き力),筋持久力(腹筋運動,背筋運動,ぶらさがり),調整力(とび越しくぐり,ジグザク走,シャトル走),走力(25m, 50m, 100m),跳力(垂直跳,立巾跳, 3歩跳, 5歩跳),投力(テニスボール投,ソフトボール投,ドッヂボール投)の測定を実施した.その結果;幼児期における体育活動は,体力・運動能力の発達を促進させ,体育活動がない場合との差は, 4・5歳児で特に顕著となる.しかし,小学校入学直前の時期になると,体育活動の有無の影響は相対的に小さくなる.幼児期の体育活動の影響は,体力面よりも運動のパフォーマンスの面で顕著である.この影響が将来までどの程度有効性をもつかについては,小学生期にわたる広範な追跡研究が必要である.体育教育を実施している三重県久居市S保育園,紀伊長島町K幼稚園,体育教育を実施していない津市M幼稚園の園児300名(3歳から6歳)を対象に、グランドランニング法によって最大酸素摂取量を測定するとともに、形態(8項目),皮下脂肪厚(身体4ケ所),肺活量,握力,背筋力,両手ぶら下がり時間,調整力テスト(反復横とび,ジグザグ走,とび越しくぐり),跳能力(垂直跳,立巾跳,3歩跳び,5歩跳び),走能力(25m走,50m走,100m走),腹筋動作回数,背筋動作回数,シャトル走,投能力(テニスボール投)についての測定を実施した。測定は、1986年10月および1987年2月に、対象児が在園する幼稚園(保育園)で実施した。昨年度と同一対象児を測定したが、新年度に入園した幼児も新らしい対象として加えた。また、1980年以来、追跡測定を実施して来た対象児が、最年長で小学校6年生となっているので、1987年2月に紀伊長島町立H小学校の3,4,5,6年生120名を対象として最大酸素摂取量を測定するとともに、形態,皮下脂肪厚,筋力,走跳投能力についての測定を実施した。本研究を実施したことによって、7年間の連続的な追跡測定結果が得られたことになる。これらの測定結果は、東大大型計算機センターに入力し、現在資料の分析途中である。

発育発達の研究では、個人別の発達の様子を追跡的にとらえることの重要性が指摘されているが、測定に多年月を要することや、資料分析の煩雑さのために、これまで幼児期から多項目の測定に関する追跡測定にもとづく研究成果は世界でも発表されていない。本研究では、幼児と小学生の最大酸素摂取量の測定例が、延べ6000例を越えたので、来年度にかけてまとめの作業を行ない学術出版図書として刊行を準備中である。
東アジアにおける大気エアロゾルの空間分布-研究調整

大気エアロゾルは,地球温暖化や酸性雨などの地球環境問題と深く関わっているが,性状が極めて複雑で空間的・時間的変動が大きいことから,大気環境に及ぼす影響については未知,不確な問題が多い。東アジア地域は,今後の急激な工業化に伴い,地球規模での大気環境の動向を決定する最重要地域であり,東アジアにおけるエアロゾルの大気環境影響の現象解析や対策の策定が緊急課題となっている。特定研究(A)「東アジアにおけるエアロゾルの大気環境インパクト」では,東アジアを中心にエアロゾルの大気環境に及ぼす影響をより正確に把握し,定量的に評価することを目的としているが,特に、本研究(研究項目A01)では大気中におけるエアロゾルおよびその前駆体の動態を把握し,東アジアにおける現在・将来のエアロゾルの空間分布,沈着量分布を定量化し、これらの結果に基づき,大気環境の保全・改善計画を提言に結びつけるのが重要な目標である。本調整班は研究班の計画研究代表5名からなり,研究の進捗状況のチェックや研究項目全体の総括,全体的な研究方針の策定、企画調整等を行った。この目的に添って、研究項目A01班では全体研究発表会で、項目班内に限らず、他の班の研究者も含めた領域内の研究者の交流と情報交換を図った。また、研究を進めるために密接に連携を図るため、特にA02研究項目で進められたEC/OC測定法の標準化の積極的な取り入れ、および観測結果の迅速な発信に努めた。大気エアロゾルは、地球温暖化や酸性雨などの地球環境問題と深く関わっているが、性状が極めて複雑で空間的・時間的変動が大きいことから、大気環境に及ぼす影響については未知、不確な問題が多い。東アジア地域は、今後の急激な工業化に伴い、地球規模での大気環境の動向を決定する最重要地域であり、東アジアにおけるエアロゾルの大気環境影響の現象解析や対策の策定が緊急課題となっている。特定研究(A)「東アジアにおけるエアロゾルの大気環境インパクト」では、東アジアを中心にエアロゾルの大気環境に及ぼす影響をより正確に把握し、定量的に評価することを目的としているが、特に、本研究(研究項目A01)では大気中におけるエアロゾルの動態を把握し、東アジアにおける現在・将来のエアロゾルの空間分布、沈着量分布を定量化し、これらの結果に基づき、大気環境の保全・改善計画を提言に結びつけることが眼目である。本調整班は、研究班の計画研究代表4名からなり、研究の進捗状況のチェックや研究項目全体の総括、全体的な研究方針の策定、企画調整等を行うことを目的とした。この目的に添って、研究項目A01班では平成14年6月および平成15年1月の2回項目班会議を公募班の研究者も含めて行い研究の進め方、観測データの解析、次年度の観測の計画などを打ち合わせた。また、平成15年1月に開かれた全体研究発表会の主催・進行役を務めて、項目班内に限らず、他の班の研究者も含めた領域内の研究者の交流と情報交換を図った。この目的に添って、研究項目A01班では平成15年12月および平成16年3月の2回項目班会議を公募班の研究者も含めて行い研究の進め方、観測データの解析、次年度の観測の計画などを打ち合わせた。また、平成15年8月に開かれた全体研究発表会の主催・進行役を務めて、項目班内に限らず、他の班の研究者も含めた領域内の研究者の交流と情報交換を図った。

本調整班は、研究班の計画研究代表5名(本年度より福島甫教授が参加)からなり、研究の進捗状況のチェックや研究項目全体の総括、全体的な研究方針の策定、企画調整等を行うことを目的とした。この目的に添って、研究項目A01班では平成16年6月に項目班会議、同8月に他の研究項目にも広く呼びかけてデータ検討会を行い、研究の進め方、観測データの解析などを打ち合わせた。また、全体研究発表会で、項目班内に限らず、他の班の研究者も含めた領域内の研究者の交流と情報交換を図った。大気エアロゾルは,地球温暖化や酸性雨などの地球環境問題と深く関わっているが,性状が極めて複雑で空間的・時間的変動が大きいことから,大気環境に及ぼす影響については未知,不確な問題が多い。東アジア地域は,今後の急激な工業化に伴い,地球規模での大気環境の動向を決定する最重要地域であり,東アジアにおけるエアロゾルの大気環境影響の現象解析や対策の策定が緊急課題となっている。特定研究(A)「東アジアにおけるエアロゾルの大気環境インパクト」では,東アジアを中心にエアロゾルの大気環境に及ぼす影響をより正確に把握し,定量的に評価することを目的としているが,特に、本研究(研究項目A01)では大気中におけるエアロゾルおよびその前駆体の動態を把握し,東アジアにおける現在・将来のエアロゾルの空間分布,沈着量分布を定量化し、これらの結果に基づき,大気環境の保全・改善計画を提言に結びつけるのが重要な目標である。本調整班は研究班の計画研究代表5名からなり,研究の進捗状況のチェックや研究項目全体の総括,全体的な研究方針の策定、企画調整等を行った。この目的に添って、研究項目A01班では全体研究発表会で、項目班内に限らず、他の班の研究者も含めた領域内の研究者の交流と情報交換を図った。また、研究を進めるために密接に連携を図るため、特にA02研究項目で進められたEC/OC測定法の標準化の積極的な取り入れ、および観測結果の迅速な発信に努めた。
新しいSLE関連ヒト血清蛋白質(博多抗原)の精製およびモノクロ-ナル抗体の作成

1978年稲葉らは、SLE患者血清中に沈降抗体を見出したが、この抗体によって認識される抗原は、抗対が検出された血清以外のすべての血清中に認められるので、正常ヒト血清蛋白の一つと考えられたが、入手可能な市販の抗血清のいずれを用いても同定出来なかったので、未発表の成分と考えて“博多抗原"と命名した。SLE患者で特異的に本抗原に対する抗体が産生されること、及びル-プス腎炎患者の腎糸球体に本抗原が沈着することは本抗原とSLEとの関連性を示唆しているが、さらに本抗原が急性肝炎で増加し、肝硬変症で著しく減少するなど、肝疾患との関連を示す知見も得られている。一方、本抗原の生理学的な役割については未だ不明であり、抗博多抗体を有する患者血清でも溶血活性が認められることから、補体系の蛋白でないこと、同様に抗博多抗体を有する患者の凝固能に著しい異常がないことから、凝固系の蛋白である可能性も少ないことなどが推定されている。我々は200Lのプ-ル血清から、等電点沈澱法、ハイドロキシルアパタイト、硫安分画法、ゲルろ過法、ペビコン電気泳動法、及びレクチンアフィニティ-カラムにより約8mgの博多抗原を得た。本抗原は分子量65万の新しいベ-タ2糖蛋白で、分子量3万5千のサブユニットの重合体であり、沈降速度定数は12.0で、280nmにおける吸光係数は11.7であった。アミノ酸分析の結果、グリシン含量が多くヒドロキシルプロリンを含むことから、分子内にコラ-ゲン様の構造を有するものと考えられた。糖含量はオルシノ-ル硫酸法で8%で、アミノ酸分析とレクチンに対する親和性から、その糖鎖構造はシアル酸を含まず、フコ-スを含む、高マンノ-ス型のアスパラギン結合型と推定された。健常者における本抗体の血中濃度は7-23mg/Lであった。次に、本精製抗原でBalb/cマウスを免疫して、本抗原に対するモノクロ-ナル抗体を得た。博多抗原の精製。九大病院検査部の検査済血清200lから、等電点沈澱法、ハイドロキシルアパタイト吸着クロマトグラフィー法、硫安分画法、セファデックスG-200ゲルろ過法、レクチンアフィニチークロマト法、抗ヒト全血清固定化カラム吸着法によって、5mgの精製博多抗原を得た。本精製抗原の比活性(抗原活性/mg蛋白)は原血清の5000倍に上昇しているので、正常人血清中の本抗原の濃度は15mg/l以下と推定される。本精製抗原は分子量約60万でSDS-PAGEで分子量35000と37000の2本のバンドを形成する。数種のレクチンセファロースカラムに対する本抗原の親和性を調べた結果、ConA、LCA、RCA.-120の各カラムに保持され、対応する特異ハプテン糖によって溶出し、WGA、PNA、UEA、PHA-L_4の各カラムには保持されない。現在九大理学部でアミノ酸分析を行っているところであるが、予備実験の結果、グリシンの含量が多いことなどからコラーゲンと類似の構造を有する蛋白である可能性も考えられている。引き続きアミノ酸分析を行い、十分な抗原量が出来次第蛋白の一次構造を決定したい。

モノクローナル抗体の作成:本精製抗原でBalb/cマウスを免疫して、抗原認識部位の異なるモノクローナル抗体を作成することが出来た。これらの抗体を用いて博多抗原自体の構造の解析及び各組織における存在様子を検討し、最終目的である博多抗原の生物活性を明らかにしたい。我々はSLE関連蛋白“博多抗原"を精製純化し、その性質を明らかにすること、及び本物質に対するモノクロ-ナル抗体を作成することを目的として研究を進めた結果、本抗原の精製を完了し、その諸性質を明らかにした。また、本精製抗原を用いてマウスを免疫し、モノクロ-ナル抗体を得た。さらに、モノクロ-ナル抗体を用いた酵素素免疫測定法を検討し、ポリスチレンビ-ズを用いるサンドイッチ型の測定系で良好な結果を得ている。本報告書では博多抗原の精製法とその物理化学的性状に関する成果を中心にまとめた。本検査部の使用済血清200Lから、等電点沈澱法、吸着クロマトグラフィ-法、硫安分画法、ゲルろ過法、粉体電気泳動法、及びレクチンアフィニティ-クロマトグラフィ-法により約8ミリグラムの博多抗原を得た。本抗原は分子量65万の新しいβ2糖蛋白で、分子量3万5千のサブユニットの重合体である。沈降速度定数Sは12.0、280nmに於ける吸光係数は11.7、等電点は6.7ー7.0であった。アミノ酸分析の結果、グリシン含量が多くヒドロキシルプロリンを含むことから分子内にコラ-ゲン様構造を有するものと考えられる。一方、糖部分については、オルシノ-ル硫酸法で8%の糖が検出され、その糖鎖構造はレクチンに対する親和性等からシアル酸を含まず、フコ-スを含む高マンノ-ス型のアスパラギン結合型複合糖鎖が12本結合しているものと考えられた。健常者(年齢20ー58才、例数69)に於ける本抗原の血中濃度は7ー23mg/Lであった。次に、本精製抗原で、Balb/cマウスを免疫して、モノクロ-ナル抗体(IgG_1 κ、IgG_<2a> κ、IgG_<2b> κ)を得た。今後は、このモノクロ-ナル抗体を用いたアフィニティ-クロマトグラフィ-による高能率の精製法を検討する予定である。
人工顎関節全置換術前後の顎運動に関する研究

身体各部の関節は加齢や種々の疾患により形態と機能が低下するため、人工関節による置換術によってその回復が行われている。しかしながら日本のおいては現在まで人工関節が開発されておらず、顎関節の構造的喪失による種々の障害に対しては有効な治療法がなかった。私達研究グループはヒト顎関節の形態計測、咀嚼時に顎関節に負荷すると考えられる力学的要件や運動性を基礎的に検討し日本で初めての臨床応用できる菅原式人工顎関節を試作し、臨床応用を行ってきた。私達研究グループは人工顎関節を開発する目的で、解剖実習用屍体、ヒト乾燥頭蓋骨の顎関節を三次元精密計測装置を用いた実例計測やCT三次元再構築画像からの立体計測を行った。またこれら形態計測から得られた関節頭と下顎窩の表面形状から咀嚼時に負荷すると考えられる荷重をHetzの理論式や三次元有限要素法を用いて解析して、人工顎関節の生体材料を選択し、形状をデザインして菅原式人工顎関節を試作した。臨床応用は主として慢性関節リウマチ(RA)の変形性顎関節炎により、下顎骨が後退し、咬合の異常による咀嚼障害と気道の狭窄あるいは閉塞による睡眠時無呼吸症候群をおこした患者であり、菅原式人工顎関節全置換術を行い、咀嚼機能については食物粉砕実験、顎関節の動きについては超音波画像、X線シネマグラフ、および顎運動の計測を行った。その結果、個々の患者間に相違が見られるものの吸収の起きた下顎頭を中心とした蝶番運動が主体をなし、滑走運動および側方運動はほとんど観察されず、健常人とは異なる顎運動が観察された。節電図での計測では、健常者に比べ術前の咬筋、側頭筋の筋活動は弱く、術直後は更に弱まり、術後の咬合位に開閉口筋が適応するためには数ヶ月の開口訓練の必要性が認められた。また、下顎骨の前方移動に伴い、気道腔が確保され、呼吸障害が解消され、発生機能も向上する傾向がみられた。これらの結果を基にし、更に機能性が高く安全な人工顎関節を開発するため人工顎関節のデザインを改良し、人工顎関節を開発してきた。また、この人工顎関節を作る過程で私達が開発したCT三次元再構築画像計測・評価システム、接触型および非接触型高精度三次元計測・評価システム、重ね合わせ評価法、曲面および球面定量評価法などの新しい研究法は口腔、顎、顔面、口蓋等の微細な発育様式や発育方向などが定量的に測定評価できるようになり、他の領域の研究にも貢献し、1997年第8回国際口蓋裂学会(Iutennational Congress on cleft Palate and Related,Craniofacial Anomalies)のOwen Cole記念賞の受賞に連った。

人工顎関節全置換術前後のヒト顎関節および人工顎関節の顎運動、口腔諸機能のおよび顎運動時の咀嚼筋による顎関節部への動的荷重分布を解析し、人工顎関節の臨床応用への検討を行った。1)6自由度顎運動測定システム、X線ビデオシネを用いて咀嚼運動開始から嚥下までの咀嚼運動経路、速度およびリズムなどの顎運動を解析し、健常者とRA(慢性関節リウマチ)患者における顎関節破壊との比較検討を行った。RA患者における下顎頭部の運動は蝶番運動が主であり、滑走運動は制限を受けていた。また顎位も後方に位置して気道口径が狭小となり閉塞性の呼吸障害が発生することが明かとなった。2)3次元有限要素法を用いて顎運動時すなわち動的荷重条件でのヒト顎関節、および私たちが開発し臨床応用を進めている人工顎関節にかかる応力分析を行った。下顎骨は咀嚼筋により顎関節を支点として引き上げられその歯列上に荷重が集中し、これら応力荷重ははおよび歯周組織をを経て顎骨内とくに顎関節部に集中することが明らかになり、人工顎関節の耐磨耗症、耐破砕性などの強度の重要性が示唆された。3)形態、機能性を検討して開発した人工顎関節の強度、および臨床応用について検討した。これまでの研究から臨床応用にあたり人工顎関節の強度が重要な課題となるため、開発した人工顎関節の耐磨耗症、耐摩擦性、耐破砕性、バイオメカニズムなどについて検討を行い、臨床応用についての安全性が、理論的にさらに確認されたため、新たな臨床応用への準備を現在進めている。身体各部の関節は加齢や種々の疾患により形態と機能が低下するため、人工関節による置換術によってその回復が行われている。しかしながら日本のおいては現在まで人工関節が開発されておらず、顎関節の構造的喪失による種々の障害に対しては有効な治療法がなかった。私達の研究グループはヒト顎関節の形態計測、咀嚼時に顎関節に負荷すると考えられる力学的要件や運動性を基礎的に検討し日本で初めての臨床応用できる菅原式人工顎関節を試作し、臨床応用を行ってきた。私達研究グループは人工顎関節を開発する目的で、解剖実習用屍体、ヒト乾燥頭蓋骨の顎関節を三次元精密計測装置を用いた実例計測やCT三次元再構築画像からの立体計測を行った。またこれら形態計測から得られた関節頭と下顎窩の表面形状から咀嚼時に負荷すると考えられる荷重をHetzの理論式や三次元有限要素法を用いて解析して、人工顎関節の生体材料を選択し、形状をデザインして菅原式人工顎関節を試作した。臨床応用は主として慢性関節リュウマチ(RA)の変形性顎関節炎により、下顎骨が後退し、咬合の異常による咀嚼障害と気道の狭窄あるいは閉塞による睡眠時無呼吸症候群をおこした患者であり、菅原式人工顎関節全置換術を行い、咀嚼機能については食物粉砕実験、顎関節の動きについては超音波画像、X線シネマグラフ、および顎運動の計測を行った。その結果、個々の患者間に相違が見られるものの吸収の起きた下顎頭を中心とした蝶番運動が主体をなし滑走運動および側方運動はほとんど観察されなかった。節電図での計測では、健常者に比べ術前の咬筋、側頭筋の筋活動は弱く、術直後は更に弱まり、術後の咬合位に開閉口筋が適応するためには数ヶ月の開口訓練の必要性が認められた。また、下顎骨の前方移動に伴い、気道腔が確保され、呼吸障害が解消され、発生機能も向上する傾向がみられた。これらの結果を基にし、更に機能性が高く安全な人工顎関節を開発するため人工顎関節のデザインを改良し、人工顎関節を開発してきた。
周辺磁化プラズマの電位形成と輸送の理論

1.流出プラズマ中の沿磁力線方向の電位形成と垂直電界の印加によるイオンのエネルギー分離とを理論解析及び粒子シミュレーションを行って示し、これを応用した新しいプラズマ直接エネルギー発電の概念を提案した。(1)末広がり磁湯中に捕捉される電子は、壁へ流出するプラズマ中の電位降下を増幅する。末広がり磁湯とECR加熱とを併用した流出プラズマ中の電位制御の可能性を示した。(2)直流電界を印加した強磁化低密度プラズマ中ではE×Bドリフトによってイオンのエネルギー分離が起こる。このエネルギー分離を利用した高効率プラズマ直接エネルギー変換器の概念設計を行った。2.電子放出電極を用いたプラズマ電位制御について粒子シュミレーションを行い、電子放出下における電位の構造を明らかにした。さらに、Qマシンで得られた実験結果を物理的に説明した。3.ダイバータシースの形成機構、斜め磁場による放出電子の流入抑制効果、ダイバータ板前面の熱伝達係数とプラズマ-ガス相互作用の影響について、以下の事を明らかにした。(1)磁力線が斜め入射するダイバータ板の前面では、イオン分極ドリフト及びサイクロトロン運動するイオンの壁へ選択的入射とによりマグネティックプレシースが形成される。(2)斜め入射磁場中では、磁場から受けるローレンツ力のために放出電子の流入は抑制される。また、マグネティックプレシースの形成に伴って空間電荷制限下における電子放出係数は小さい値に制限される。実際のダイバータにおいては、シース内の空間電荷効果による効果的な流入制限が期待できる。(3)中性ガスがダイバータ前面に局在化すると、リサイクリングに伴って生じた低温電子はプラズマ中へ逆流する。このためにシース電位は減少し、遷移域における熱伝達係数は小さくなる。DIII-D装置で得られた実験結果をこれによって定性的に説明できる。
ヘッドマウントモニターを用いたバーチャルリアリティナビゲーションインプラント手術

本研究の目的は即時に臨床および教育に応用可能な、ヘッドマウントモニターを用いた内視鏡補助VRナビゲーションインプラント手術システムを開発し、その精度を検証することである。ヘッドマウントモニターを用いた内視鏡補助VRビゲーションインプラント手術は、術者が頬側からインプラント埋入手術を行い,助手が舌側から内視鏡術操作する。術者および助手はヘッドマウントイメージプロセッサユニットを装着する。内視鏡およびナビゲーション画像の情報はイメージプロセッサー内で合成され、ヘッドマウントモニター内に投影する。術者は視野を上げるとVR画像、視野を下げると直達像が見られ、VR画像と直視像の両方を対比し手術が可能である。ヘッドマウントモニターセットは、モニター内に内視鏡およびナビゲーション画像がそれぞれ別々に表示され、その大きさも規定されていたが、平成30年度の研究ではモニター内の表示方法を改良し、インプラント埋入に最適なVR像の構築を可能とした。顎骨の実際の症例のCT画像からPloPlan CMF (materiarize社)を用いシミュレーションを行い、3Dプリンターにて顎骨モデルを作製する。顎骨モデルをレジストレーションし、実際に内視鏡補助VRナビゲーションシステムを用いインプラント手術を行う。次年度使用額が生じた理由:旅費に関して当初予定していた経費よりも使用額が少なかったため。使用計画:本年度の旅費等の経費として使用する予定。
循環器疾患患者の終末期医療に関する意思決定を支援する体制を構築するための研究

20142015年の間に循環器内科を死亡退院した高齢患者66例の終末期医療は2例が患者本人により,30例が家族により決定されていた.34例は話し合う前に蘇生処置が行われた.次に,20152018年の間に入院した急性心筋梗塞患者172人と,急性心不全患者220人に対して終末期医療についての希望を調査した.高齢患者は非高齢患者に比して蘇生処置を希望しない人が多かったが,約30%の高齢患者は蘇生処置を希望した.全患者の62%が終末期医療について家族と話し合ったことがなく,34%が医療関係者との話し合いを希望しなかった.アドバンスケア・プラニングの実践と一般市民への啓蒙が重要である.2014年から2015年の間に死亡退院した高齢患者を対象に,1)終末期医療の内容が誰によって決定されたのか?,2)終末期医療についての話し合いがいつ行われたのか?について調査した.対象患者66例(79.0 ±7.4歳,男性43例)には11例の来院時心肺停止患者が含まれており平均在院日数は22.1 ±35.7日であった.終末期医療は2例で患者本人により,30例で家族により決定されていた.34例では話し合う前に急変し蘇生処置が行われた.入院日から話し合いまでの期間は16.7 ±35.2日であった.以上から,終末期医療についての希望を患者本人に確認できていないことが明らかになった.次に,病状が安定している高齢患者を対象に終末期医療についての希望を調査した.高齢者100例(75.7 ±6.1歳,男性65例,女性35例)に対して希望調査を行うことができた.終末期医療の希望場所は大学57%,一般病院9%,施設3%,自宅28%であり,希望処置は,鎮痛や鎮静74%,胸骨圧迫23%,気管挿管18%,除細動27%,人工呼吸器19%,心肺補助装置8%,ペースメーカ17%,透析15%,胃瘻による栄養5%であった.終末期医療について家族と話し合ったことがない患者は60%であり,医療関係者との話し合いを希望しない患者は28%であった.本年度は下記の事項が明らかになった.循環器・腎臓・代謝内科では心肺停止状態で救急搬送される患者や,治療途中に急変し蘇生処置が行われる患者が少なくないため,終末期医療についての希望を患者本人に確認することが困難になっている.終末期医療についての希望を患者本人に事前に確認することが重要であるが,そのような話し合いを希望しない患者が少なからず存在する.今後はアドバンストケア・プラニングの重要性を非癌患者に対しても啓蒙していくことが重要である.調査対象患者数をさらに増やしていく必要がある.次回の日本老年医学会総会と日本内科学会総会で発表を予定している.本年度は,第27回日本老年医学会近畿地方会と第114回日本内科学会総会で「循環器内科における終末期医療の問題点と終末期医療の希望調査について」を報告した.終末期医療についての希望調査は2017年3月までに344人の患者(高齢者282例,非高齢者62例)に実施することができた.終末期を迎える場所として,高齢患者の52.5%が大学病院,9.1%が一般病院,1.7%が施設,37.0%が自宅を希望した.一方,非高齢患者の44.0%が大学病院,8.0%が一般病院,12.0%が施設,36.0%が自宅を希望した.高齢患者の76.0%,非高齢患者の85.5%が緩和医療を希望した.高齢患者では非高齢患者に比して蘇生処置を希望しない人が有意に多かった(胸骨圧迫73.1% vs 54.6%,p < 0.01,気管挿管81.4% vs 56.4%,p < 0.001,電気的除細動73.9% vs 52.7%,p < 0.005).しかしながら,その一方で,90歳以上の高齢患者であっても約40%の人が胸骨圧迫と電気的除細動を,約20%の人が気管挿管を希望した.終末期医療について家族と話し合ったことがない高齢患者は56.3%であり,医療関係者との話し合いを希望しない高齢患者は35.5%であった.高齢患者では非高齢患者に比して蘇生処置を希望しない人が有意に多かったが,それでも約20-30%の人は蘇生処置を希望している.終末期医療の方針を一律に年齢で決定することは難しく,患者本人に事前に確認することが重要である.アドバンスケア・プラニングの重要性を啓蒙していくことが重要である.調査対象患者数をさらに増やしていく必要がある.最終年度は,2017年10月7日に当科主催で第28回日本老年医学会近畿地方会を開催した.本研究で得られた結果を基に,テーマを「より良い健康長寿社会を目指して.今,必要な医学と社会の変革」と設定し,市民公開講座「慢性心不全を多職種で,地域で診る.」を開催した.医療従事者のみならず一般市民に対しても,循環器領域におけるアドバンスケア・プラニングの重要性を,一部地域限定ではあるが,啓蒙することができた.

2018年3月までに終末期医療についての希望調査を実施しえた急性心筋梗塞入院患者は172人(66.5±11.5歳)であり,急性心不全入院患者は220人(72.8±13.1歳)であった.これらの患者について解析した.高齢患者の47%が終末期を迎える場所として大学病院を,5%が一般病院を,2%が施設を,46%が自宅を希望した.高齢患者は非高齢患者に比して蘇生処置を希望しない人が有意に多かったが(71% vs 26%,p < 0.005),約30%の高齢患者は蘇生処置を希望した.全患者の62%が終末期医療について家族と話し合ったことがなく,34%が医療関係者と終末期医療についての話し合いを希望しなかった.終末期医療の希望を確認する時期については,全患者の29%が入院直後の急性期を,71%が治療後の安定期である退院直前や外来を希望した.全患者の76%が終末期には緩和医療を希望した.終末期医療の方針は年齢で一律に決定することは難しく,事前に患者本人に確認することが重要である.終末期医療について家族と話し合ったことがない患者や,医療関係者と話し合いたくない患者が少なからず存在することから,今後は,アドバンスケア・プラニングの重要性を一般市民に対して啓蒙していくことが重要である.また,癌患者と同様に,循環器疾患患者においても緩和医療の需要は高く,今後は,循環器領域においても緩和医療を普及させていくことが重要である.20142015年の間に循環器内科を死亡退院した高齢患者66例の終末期医療は2例が患者本人により,30例が家族により決定されていた.34例は話し合う前に蘇生処置が行われた.次に,20152018年の間に入院した急性心筋梗塞患者172人と,急性心不全患者220人に対して終末期医療についての希望を調査した.高齢患者は非高齢患者に比して蘇生処置を希望しない人が多かったが,約30%の高齢患者は蘇生処置を希望した.全患者の62%が終末期医療について家族と話し合ったことがなく,34%が医療関係者との話し合いを希望しなかった.アドバンスケア・プラニングの実践と一般市民への啓蒙が重要である.調査対象患者数を増やし,患者背景が終末期医療の希望に影響を与えているかどうかを明らかにする.さらに,調査対象患者が死亡したとき,本研究でのアンケート調査が患者の終末期医療に実際に役立つかどうかを検証する.調査対象患者数を増やし,患者背景が終末期医療の希望に影響を与えているかどうかを明らかにする.次に,終末期医療の希望内容が経時的に変化するかどうかを明らかにするため再調査を行う.最後に調査対象が死亡したとき,本研究でのアンケート調査が患者の終末期医療に実際に役立つかどうかを検証する.
冬眠導入時における精巣組織の微細形態学的、分子生物学的解析

まず、冬眠動物の1種であるコキクガシラコウモリ精子発生の冬眠時期を含めた季節変化について形態学的に検討した。3月では精細管腔はほとんど認められず、また精上皮はセルトリ細胞と精祖細胞のみから構成されていた。6月では精細管径が拡大し、精細管腔も明瞭に確認された。精上皮には少数ながら精母細胞が認められた。8、10月では活発な精子発生が観察された。冬眠期の12月では精子発生は完全に停止し、精細管径は著しぐ減少。精上皮はセルトリ細胞と精祖細胞から主に構成されていた。次に冬眠実験の前段階として、長日条件下、短日条件下のハムスター精巣を比較検討した。長日条件下の精巣では活発な精子発生が観察されたが、短日条件下では精子発生は完全に停止していた。また、TGF-βファミリーの細胞内シグナル伝達因子であるSmad2,3の細胞内局在を免疫組織化学で調べたところ、長日条件精巣では精母細胞の細胞質に、短日条件精巣では精母細胞の核内に局在が認められた。さらに、ハムスターの冬眠後(暗条件、5°C)の精子発生の回復の過程を、非冬眠状態(暗条件、23°C)の対照群と比較した。その結果、対照群では6週後にほぼ精子発生が回復したのに対し、冬眠導入群では、6週後では精母細胞までしか認められず、13週後でも精母細胞に加えて少数の円形精子細胞が観察されるのみであった。さらに16週後では円形精子細胞の数が増大し、18週では伸長型精子細胞が出現したが、最終的に精子発生が回復したのは、20週後であった。このように冬眠導入群では精子発生の回復が、対照群に比べて、著明に遅れることが明らかとなった。TUNEL法を用いた結果、非冬眠群に比べ冬眠群において精母細胞のアポトーシスの有意な増加が、認められたことから、冬眠による精子発生再開遅延は、冬眠時に生じる精母細胞期のアポトーシス増加によるものと推測された。まず、冬眠動物の1種であるコウモリ(コキクガシラコウモリ)精子発生の冬眠時期を含めた季節変化について形態学的に検討した。8、10月では精細管腔中に精子が確認された。即ち活発な精子発生が観察された。冬眠期の12月では精子発生は完全に停止し、精細管径は著しく減少していた。精上皮は3月のそれと同様、セルトリ細胞と精祖細胞から主に構成されていた。次に温度コントロールにより、冬眠への誘導可能なゴールデンハムスターを用い、冬眠後(暗条件、5°C)の精子発生の回復の過程を、非冬眠状態(暗条件、23°C)の対照群と比較した。

明期12時間/暗期12時間、室温23°Cで飼育した8週齢の雄ハムスターを、明期6時間/暗期18時間の暗条件に移し、精子発生が完全に消失する13週後に、冬眠導入群は暗条件、5°Cで、対照群はそのまま、暗条件、23°Cで飼育を継続した。その結果、対照群では6週後にほぼ精子発生が回復したのに対し、冬眠導入群では、6週後では精母細胞までしか認められず、13週後でも精母細胞に加えて少数の円形精子細胞が観察されるのみであった。さらに16週後では円形精子細胞の数が増大し、18週では伸長型精子細胞が出現したが、最終的に精子発生が回復したのは、20週後であった。このように冬眠導入群では精子発生の回復が、対照群に比べて、著明に遅れることが明らかとなった。さらにPCNAを用いて冬眠導入群と対照群の腸上皮の分裂像を比較したところ、対照群では中程度に分裂像が観察されたのに対し、冬眠群では分裂像がほとんど確認されなかった。まず、冬眠動物の1種であるコキクガシラコウモリ精子発生の冬眠時期を含めた季節変化について形態学的に検討した。3月では精細管腔はほとんど認められず、また精上皮はセルトリ細胞と精祖細胞のみから構成されていた。6月では精細管径が拡大し、精細管腔も明瞭に確認された。精上皮には少数ながら精母細胞が認められた。8、10月では活発な精子発生が観察された。冬眠期の12月では精子発生は完全に停止し、精細管径は著しく減少。精上皮はセルトリ細胞と精祖細胞から主に構成されていた。次に冬眠実験の前段階として、長日条件下、短日条件下のハムスター精巣を比較検討した。長日条件下の精巣では活発な精子発生が観察されたが、短日条件下では精子発生は完全に停止していた。また、TGF-βファミリーの細胞内シグナル伝達因子であるSmad2,3の細胞内局在を免疫組織化学で調べたところ、長日条件精巣では精母細胞の細胞質に、短日条件精巣では精母細胞の核内に局在が認められた。さらに、ハムスターの冬眠後(暗条件、5°C)の精子発生の回復の過程を、非冬眠状態(暗条件、23°C)の対照群と比較した。TUNEL法を用いた結果、非冬眠群に比べ冬眠群において精母細胞のアポトーシスの有意な増加が、認められたことから、冬眠による精子発生再開遅延は、冬眠時に生じる精母細胞期のアポトーシス増加によるものと推測された。
リピドAのアンタゴニスト構造を決定する構造因子の証明と、その抑制機構の解明

Porphyromonas gingivalisのリピドAの構造決定を行い、1位にリン酸が結合したβ(1→6)結合のグルコサミン二量体をバックボーンとし、その2,2′位のアミノ基及び3,3′位の水酸基には、それぞれ(R)-3-OHiC17:O,(R)-3-O(C16:0)-iC17:O,(R)-3-OHC16:0及び(R)-3-OHiC15:0が結合した構造を持ち、4′位のリン酸は部分置換であることを明らかにした。Porphyromonas gingivalis由来のリピドA、LPSはリムルス活性、マウス脾臓細胞のマイトジェン活性、腹腔マクロファージのTNF産生活性、ガラクトサミン感作マウスに対する致死毒性等の調べたすべてのエンドトキシン活性において対照のサルモネラLPSに比較して約1/100程度の弱い活性しか示さなかったが、エンドトキシン不応答性C3H/HeJマウスの腹腔マクロファージ、B細胞を有意に活性化することを見いだした。この活性は、P.gingivalisリピドAを脱リン酸化した場合部分的な、また完全脱O-アシル化した場合は完全な活性喪失を示し、その活性減少はLPS応答性C3H/HeNマウスにおいて極めて類似のパターンが見られた。蛋白部分が関与しないリムルステストにおいてもこれらの化学分解化合物はまったく類似の相対活性を示した。一方、Salmonella minnesota由来のリピドAを同じ化学処理して得た脱リン酸、脱アシル化リピドAもLPS応答性マウスに対して同様な相対活性変動を示した。また脱O-アシル化によってLPS不応答性マウスに対する活性は完全に消失したが、化学処理前後のP.gingivlisリピドA中の残存蛋白含量は1.8%から2.3%に上昇すると共に、アミノ酸組成は、リジン残基に差は見られるものの、化学処理前後においてほとんど変動がなかった。さらにLPS応答性、不応答性マウスのP.gingivalisリピドAによる活性化もエンドトキシンの種類に関係なく非特異的にアンタゴニストとして作用するサクシニル化リピドA前駆体によって抑制され、その反応はいずれも用量依存的であった。以上の結果からP.gingivalisリピドAのLPS不応答性マウス活性化が微量の蛋白によって引き起こされるものではなく、リピドA構造自体によって起こることが証明された。申請者はE.coliやSalmonella等の完全構造リピドAの活性はサクシニル化よって影響を受けず、前駆体構造は同修飾により完全に活性がなくなりアンタゴニストに変換することを見い出し、リピドAの非還元末端側の脂肪酸の遊離水酸基の置換基の修飾がこの変換を支配していると考え、このことを直接証明すると共に、この前駆体構造の遊離水酸基のうち、どれが活性構造、アンタゴニスト構造を決定しているのかを確定するために、それぞれの水酸基にサクシニル基を導入した化合物群の合成を行った。

その結果、3'位の3ヒドロキシ脂肪酸の水酸基をサクシニル基で修飾するだけで前駆体がすべてのエンドトキシン活性を完全に喪失していること、さらには強力なアンタゴニスト作用を示すことが明らかとなり、この部位の水酸基の置換が活性発現、アンタゴニスト構造誘導に重要な働きをしていることが証明された。さらに、それ以外の遊離水酸基にそれぞれ一個のサクシニル基を導入した3種の化合物群についても同様の検討を加えたが、リムルス活性ではサクシニル基の導入部位によって、もとの前駆体よりも活性上昇が見られるなど、置換部位が活性に大きく作用することがわかった。現在は導入部位のみならず、置換基そのものが活性にどう影響するのかを調べるためにサクシニル基以外の置換基導入を行ってその作用を調べている。一方、アンタゴニスト活性を有する最小構造体を明らかにする目的で、構成脂肪酸の異なる数種の完全構造リピドAの脱Oアシル化した後にCPC(Centrifugal Partition Chromatography)で単一な化合物に精製してその内毒素活性とアンタゴニスト活性を調べた。その結果、脂肪酸の長さに関係なく脱Oアシル化によって内毒素活性は完全になくなったが、アンタゴニスト活性は、残存する脂肪酸の長さに依存して、通常の炭素数14では強力なアンタゴニスト活性を示すが、10以下ではまったく活性を示さないことが明らかになった。現在さらに化学分解もしくは化学合成によって系統的にリピドAの部分構造を作成し、より小分子のアンタゴニスト構造について検討している。Porphyromonas gingivalis由来のリピドA、LPSはリムルス活性、マウス脾臓細胞のマイトジェン活性、腹腔マクロファージのTNF産生活性、ガラクトサミン感作マウスに対する致死毒性等の調べたすべてのエンドトキシン活性において対照のサルモネラLPSに比較して約1/100程度の弱い活性しか示さなかったが、エンドトキシン不応答性C3H/HeJマウスの腹腔マクロファージ、B細胞を有意に活性化することを見いだした。この活性は、P.gingivalisリピドAを脱リン酸化した場合部分的な、また完全脱O-アシル化した場合は完全な活性喪失を示し、その活性減少はLPS応答性C3H/HeNマウスにおいて極めて類似のパターンが見られた。蛋白部分が関与しないリムルステストにおいてもこれらの化学分解化合物はまったく類似の相対活性を示した。一方、Salmonella minnesota由来のリピドAを同じ化学処理して得た脱リン酸、脱アシル化リピドAもLPS応答性マウスに対して同様な相対活性変動を示した。また脱O-アシル化によってLPS不応答性マウスに対する活性は完全に消失したが、化学処理前後のP.gingivalisリピドA中の残存蛋白含量は1.8%から2.3%に上昇すると共に、アミノ酸組成は、リジン残基に差は見られるものの、化学処理前後においてほとんど変動がなかった。さらにLPS応答性、不応答性マウスのP.gingivalisリピドAによる活性化もエンドトキシンの種類に関係なく非特異的にアンタゴニストとして作用するサクシニル化リピドA前駆体によって抑制され、その反応はいずれも用量依存的であった。以上の結果からP.gingivalisリピドAのLPS不応答性マウス活性化が微量の蛋白によって引き起こされるものではなく、リピドA構造自体によって起こることが証明された。
オヒルギとメヒルギの集団遺伝学的研究

沖縄県内には7種のマングローブ主要構成種が分布するが、その中から沖縄のマングローブ林の主要構成樹種であり、西表島、石垣島をはじめ沖縄島(沖縄本島)などに広く分布するオヒルギ(Bruguiera gymnorrhiza)とメヒルギ(Kandelia candel)の十分展開した成葉が研究材料とされた。アイソザイムの分析には、垂直ポリアクリルアミド平板電気泳動法が用いられ、集団遺伝学的解析がなされた。結果の概要は次の通りである。1.オヒルギならびにメヒルギの明瞭なザイモグラムを得るためには、従来スギ、マツ、ヒノキなどの樹木を対象として用いられていた染色方法では、明瞭なザイモグラムを得ることができず、染色方法の改良が必要とされた。2.供試材料について明瞭なザイモグラムを得るために染色方法の改良がなされ、ゲル上に明瞭なザイモグラム化が可能となった。3.明瞭なザイモグラムが得られた酵素種の中で非特異性エステラーゼ、パーオキシダーゼ、ホスホグルコムターゼ等については、いくつかの遺伝子座が推定された。4.推定が可能となった遺伝子座では、ゲル上にザイモグラム化された表現型(phenotype)から、遺伝様式と、遺伝子型(genotype)が推定された。5.推定された遺伝子型に基づき、採取された集団ごとに遺伝子頻度が計算された。しかしながら、推定された遺伝子型には不活性型の遺伝様式を示すものもみられ、この不活性型の遺伝子様式を示す遺伝座については、遺伝子頻度の計算はなされなかった。6.本研究の成果により、マングローブ構成樹種の中で熱帯アジア等に広く分布するヒルギ科(Rhizophoraceae)についても電気泳動法を用いることにより、集団遺伝学的研究が可能であることがわかり、解析酵素種数と解析集団数を更に増やすことによって、より精度の高い遺伝的距離(genetic distance)を求めることが明らかとなった。沖縄県内に分布するマングローブ構成樹種の中で、西表島、石垣島をはじめとし沖縄島にも広く分布するオヒルギ(Bruguiera gymnorrhiza)とメヒルギ(Kandelia candle)を研究材料とし、垂直ポリアクルアミド平板電気泳動法を用いたアイソザイム分析により、集団遺伝学的解析を行った。当該研究は二年計画で、本年度はその第一年目であるが、本年度得られた結果の概要は次の通りである。1.電気泳動が行われたアクリルアミドのゲル上に明瞭なザイモグラム(zymograme)を得るために染色方法が改良され、少なくても7酵素種では明瞭なザイモグラムを得ることが可能となった。2.明瞭なザイモグラムを得ることができた7酵素種の中で、非特異性エステラーゼ、ホスホグルコムターゼはじめ5酵素種については、いくつかの遺伝子座の推定が可能となった。3.推定が可能となった遺伝子座では、表現型(phenotype)から遺伝子様式が推定され、この遺伝様式に基づき、遺伝子型(genotype)が求められた。4.求められた遺伝様式と遺伝子型から、対立遺伝子の遺伝子頻度が採取集団ごとに計算された。以上のような集団ごとの遺伝子頻度の違いに基づき、遺伝子的距離(genetic distance)が求められつつあるが、推定遺伝子座には不活性型の遺伝様式を示すものがいくつかみられ、この不活性型の遺伝様式の推定遺伝子座では対立遺伝子の頻度を求めることができない。したがって、当該研究の第一年目の成果のみでは、まだ十分に精度の高い遺伝的距離の算出には至っていない。

沖縄県内には7種のマングローブ主要構成種が分布するが、その中から沖縄のマングローブ林の主要構成樹種であり、西表島、石垣島をはじめ沖縄島(沖縄本島)などに広く分布するオヒルギ(Bruguiera gymnorrhiza)とメヒルギ(Kandelia candel)の十分展開した成葉が研究材料とされた。アイソザイムの分析には、垂直ポリアクリルアミド平板電気泳動法が用いられ、集団遺伝学的解析がなされた。結果の概要は次の通りである。1.オヒルギならびにメヒルギの明瞭なザイモグラムを得るためには、従来スギ、マツ、ヒノキなどの樹木を対象として用いれていた染色方法では、明瞭なザイモグラムを得ることができず、染色方法の改良が必要とされた。2.供試材料について明瞭なザイモグラムを得るために染色方法の改良がなされ、ゲル上に明瞭なザイモグラム化が可能となった。3.明瞭なザイモグラムが得られた酵素種の中で非特異性エステラーゼ、パーオキシダーゼ、ホスホグルコムターゼ等については、いくつかの遺伝子座が推定された。4.推定が可能となった遺伝子座では、ゲル上にザイモグラム化された表現型(phenotype)から、遺伝様式と、遺伝子型(genotype)が推定された。5.推定された遺伝子型に基づき、採取された集団ごとに遺伝子頻度が計算された。しかしながら、推定された遺伝子型には不活性型の遺伝様式を示すものもみられ、この不活性型の遺伝様式を示す遺伝子座については、遺伝子頻度の計算はなされなかった。6.本研究の成果により、マングローブ構成樹種の中で熱帯アジア等に広く分布するヒルギ科(Rhizophoraceae)についても電気泳動法を用いることにより、集団遺伝学的研究が可能であることがわかり、解析酵素種数と解析集団数を更に増やすことによって、より精度の高い遺伝的距離(genetic distance)を求めることができることが明らかとなった。