hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
両親媒性物質の集合体形成と構造特性に関する研究

本研究では,両親媒性物質としてn-アルキルオリゴ(オキシエチレン)型非イオン界面活性剤(以下CnEmと略記)と分岐アルキルフェニルオリゴ(オキシエチレン)型非イオン界面活性剤(CnPhEm)を研究と対象とし,それらの集合体構造と分子コンホメーションとの関係を調べた.まず,鎖長分布のない種々のn, m値を持つCnEmを合成した.これらの化合物およびCnPhEmの固体と種々の濃度の水溶液について,赤外およびラマンスペクトルを系統的に測定した.CnEmのスペクトルは,基準振動計算を活用することにより詳細に解析することができた.その結果, CnEm分子のコンホメーションは,アルキル鎖長(n)とオキシエチレン鎖長(m)に依存し, n値が5以上の場合には, m値の増大に伴い,分子は延びた平面的構造かららせん的構造に変化していくことがわかった.特に興味深いことは, m値が3の場合においてコンホメーションが変化することで,このオキシエチレン鎖長はポリ(オキシエチレン)のらせん構造の1巻き分に担当している.このようなCnEm分子のコンホメーションに関する振舞いは,延びた構造を取ろうとするアルキル鎮とらせん構造を取ろうとするオキシエチレン鎖との間のコンホメーション競合の概念によって説明される.CnEm界面活性剤分子に対する以上の結果は,それらの分子集合体の構造と密接に関連しており,両親媒性物質の集合体形成のメカニズムを解明するための手掛りとなる.次に, CnPhEm水溶液のラマンスペクトルの解析より, CnPhEm-水系において形成される中間相における疎水基と親水基のコンホメーション状態を明らかにした. CnPhEmの疎水基は通常,屈曲した構造を取り易いが,中間相においては延びた構造の割合が増大する.以上,本研究においては,両親媒性物質の集合体形成の構造特性に関する基礎的知見を,赤外およびラマン分光法によって得ることができた.本研究では,両親媒性物質としてn-アルキルオリゴ(オキシエチレン)型非イオン界面活性剤(以下CnEmと略記)と分岐アルキルフェニルオリゴ(オキシエチレン)型非イオン界面活性剤(CnPhEm)を研究と対象とし,それらの集合体構造と分子コンホメーションとの関係を調べた.まず,鎖長分布のない種々のn, m値を持つCnEmを合成した.これらの化合物およびCnPhEmの固体と種々の濃度の水溶液について,赤外およびラマンスペクトルを系統的に測定した.CnEmのスペクトルは,基準振動計算を活用することにより詳細に解析することができた.その結果, CnEm分子のコンホメーションは,アルキル鎖長(n)とオキシエチレン鎖長(m)に依存し, n値が5以上の場合には, m値の増大に伴い,分子は延びた平面的構造かららせん的構造に変化していくことがわかった.特に興味深いことは, m値が3の場合においてコンホメーションが変化することで,このオキシエチレン鎖長はポリ(オキシエチレン)のらせん構造の1巻き分に担当している.このようなCnEm分子のコンホメーションに関する振舞いは,延びた構造を取ろうとするアルキル鎮とらせん構造を取ろうとするオキシエチレン鎖との間のコンホメーション競合の概念によって説明される.CnEm界面活性剤分子に対する以上の結果は,それらの分子集合体の構造と密接に関連しており,両親媒性物質の集合体形成のメカニズムを解明するための手掛りとなる.次に, CnPhEm水溶液のラマンスペクトルの解析より, CnPhEm-水系において形成される中間相における疎水基と親水基のコンホメーション状態を明らかにした. CnPhEmの疎水基は通常,屈曲した構造を取り易いが,中間相においては延びた構造の割合が増大する.以上,本研究においては,両親媒性物質の集合体形成の構造特性に関する基礎的知見を,赤外およびラマン分光法によって得ることができた.
リソソーム性シアリダーゼの活性発現機構とその欠損症の分子病態の解明

シアリドーシスの病態発生機構を明らかにするため、互いに血縁関係がない4家系の日本人シアリドーシス患者の遺伝子解析を行い、P80L、V217M、W240R、G243RおよびP316Sの新規ミスセンス変異を同定した。ホモロジーモデリング法を用いて、ヒトのリソソーム性シアリダーゼの3次元構造を構築した結果、同酵素はβ-シート構造が集合してプロペラ様の構造をなし、活性部位は、その中心に位置すると考えられた。この構造を基に、これらの遺伝子変異に基づく当該酵素の構造変化を予測した。P80LおよびP316S変異に関しては、シアル酸残基と結合する活性部位を含む領域に大きな構造変化が起こると考えられた。V217M、W240RおよびG243R変異については、保護蛋白質/カテプシンAとの分子間相互作用に関連する分子表面領域に影響を与えると考えられた。保護蛋白質/カテプシンAは、リソソーム性シアリダーゼと複合体を形成して、その細胞内輸送と活性化に関係することが知られている。これらの変異のうち、V217Mによる変化の程度は、他の変異によるものに比べて小さいと考えられた。これらの変異を持つ遺伝子を発現した所、いづれも発現産物の量が減少していた。また、V217Mでは発現産物の一部がリソソームに輸送され残存活性を有するのに対して、他の変異では発現産物が小胞体/ゴルジ体に止まり、活性を失うものと考えられた。これらの構造的な変化は臨床表現型に反映すると思われた。酵素蛋白質の分子構造の視点からの解析は、シアリドーシスの病態発生機構の解明に有用と考えられる。リソソーム性シアリダーゼの構造と機能との関係を明らかにして、シアリドーシスの病態を分子レベルで解明するため、研究を行った。プロテインデータバンクに登録されているサルモネラ、マイクロモノスポラおよびコレラ菌由来のシアリダーゼの構造情報を基に、ホモロジーモデリングにより、ヒトのリソソーム性シアリダーゼの3次元構造モデルを構築し、その活性部位の同定を行った。本酵素は、6個のβ-シートから構成される樽様の構造をとり、活性部位は、その中心に位置すると考えられた。日本人シアリドーシス1型(チェリーレッド斑・ミオクローヌス症候群)の患者2例の解析を行い、2例ともにV217MとG243Rの遺伝子変異を伴う複合ヘテロ接合体であることが判明した。これらの変異に基づき、酵素蛋白質分子の構造にどんな変化が起こるかをエネルギー最小化法で予測した。いづれの変異においても、活性中心近傍に影響はみられなかったが、分子表面の同じ側面に変化を来たした。この面は、リソソーム性シアリダーゼの輸送と活性化に働く保護蛋白質/カテプシンAとの分子間相互作用に関係すると推測される領域である。ふたつの変異のうち、G243Rでは分子表面に大きな変化を来たすのに対して、V217Mは樽様構造のやや内側に位置して、表面上で変化すると考えられる原子の距離はG243Rに比べて小さく、変化を来たす領域も狭かった。それぞれの変異を持つcDNAを発現させた所、V217Mでは軽度の残存酵素活性を生じるのに対して、G243Rでは、活性が認められなかった。これらの変異の組み合わせにより、本症の患者の臨床表現型が規定されると考えられた。リソソーム性シアリダーゼの構造/機能相関を明らかにして、難病であるシアリドーシスの病態を分子レベルで解明することを目的とした。昨年度に、プロテインデータバンクの情報を基に、ホモロジーモデリングにより、リソソーム性シアリダーゼの3次元構造モデルを構築した。

今年度は、シアリドーシス患者で新たに同定した遺伝子変異により、酵素の立体構造にどんな変化を生じ、その結果として如何なる生化学的表現型をとるかに関して解析した。P80LとP316Lは、活性部位とその近傍に大きな構造編かを起こすと考えられた。例えば、P80は、種を越えて保存されている残基で、Lへの置換によって、P80が存在する主鎖や活性残基R78に変化が生じ、その近傍にも影響が及んだ。この変異を持つcDNAの発現の結果、酵素活性は全く認められず、酵素蛋白質も減少していた。一方V217M、W240RおよびG243Rの変異体では、活性部位に変化は見られなかったが、酵素分子表面の同じ領域(保護蛋白質/カテプシンAとの分子間相互作用に関係すると予想される部位)に変化をきたした。これらのうち、240RとG243Rでは、分子の表面構造に大きな変化を来たすのに対して、V217Mは分子のやや内側に位置しており、変異によって変化する原子の移動距離がW240RとG243Rでのそれに比較して小さかった。V217Mを持つcDNAを発現した所、残存活性が認められた。この変異を持つ患者では、臨床経過が緩やかであり、構造面からの解析結果とよく一致した。リソソーム性シアリダーゼは、細胞内では保護蛋白質/カテプシンAと高分子複合体を形成することにより、リソソームへの輸送と活性化を受けることが知られている。日本人シアリドーシス患者で同定された遺伝子変異によるリソソーム性シアリダーゼの構造変化をホモロジーモデリングで解析した。その結果、V219M、G243RおよびW240Rのアミノ酸置換変異では、保護蛋白質/カテプシンAとの分子間相互作用に関係する分子表面領域に構造変化が起こると推測された。そこで、これらの変異により、発現された酵素蛋白質がどんな挙動を示すかについて調べるため、発現実験を行った。野生型または変異型リソソーム性シアリダーゼcDNAと保護蛋白質/カテプシンA cDNAとをCOS-1細胞に導入し、発現したリソソーム性シアリダーゼの細胞内局在を免疫蛍光染色法で解析した。野生型の場合には、抗シアリダーゼ抗体によりリソソームに局在すると考えられる顆粒状蛍光がみられた。一方、G243RとW240Rの場合には、核周辺に網状蛍光像が認められた。また、V219Mの場合には、網状の蛍光像の他に弱い顆粒状の蛍光が認められた。G243RとW240Rでは、小胞体/ゴルジ体からリソソームへの輸送が障害されており、V219Mでは輸送障害はあるものの、一部の発現産物はリソソームに運ばれると考えられた。V219Mは、G243RやW240Rにくらべて構造変化の程度が小さく、残存活性が存在する事実とよく対応していた。保護蛋白質/カテプシンAは、リソソーム性シアリダーゼだけでなく、エラスチン結合蛋白質とも結合して、その輸送を担う可能性が指摘されている。そこで、シアリドーシスで、エラスチン繊維形成に障害が起こっていないかを培養繊維芽細胞を試料として解析した。その結果、シアリドーシスにおいてエラスチン繊維形成能の低下は認められなかった。
NMR・MM法による炭酸脱水酵素機能に重要なHis残基の挙動解析と触媒機構解明

NMRデータを解析することにより「一般にHis残基の互変異性平衡は水素結合に支配される」との規則性を見出し,それによって同法により得られた「炭酸脱水酵素の機能に重要なHis残基の互変異性平衡定数は1.0である」との結果が示す水素結合の特異性を明らかとした.その結合様式を既知X線構造と比較し,かつ計算化学解析によって検証した結果,当分野において長く懸案であった触媒反応にみられるプロトン移動の機構を解明した.NMRデータを解析することにより「一般にHis残基の互変異性平衡は水素結合に支配される」との規則性を見出し,それによって同法により得られた「炭酸脱水酵素の機能に重要なHis残基の互変異性平衡定数は1.0である」との結果が示す水素結合の特異性を明らかとした.その結合様式を既知X線構造と比較し,かつ計算化学解析によって検証した結果,当分野において長く懸案であった触媒反応にみられるプロトン移動の機構を解明した.NMR法による種々イミダゾール基互変異性平衡の観察の結果,一般的なヒスチジンの互変異性は水素結合に支配されるという規則性を見出した.これを炭酸脱水酵素活性部位の亜鉛-His64間の水素結合の作用様式に当てはめた結果,本酵素触媒反応に見られるプロトントランスファの機構を合理的に提唱するに至った(Shimahara, J. Biol. Chem.,2007,282,9646,).この機構は,従来説において中心と考えられていたイミダゾール基配向変化に依存しないため,以前よりまして白熱する論争の様子が本酵素研究重鎮の総説(Silverman, Acc. Chem. Res.,2007,408,669-75)に見てとれる.最近,QM/MM法を用いたシミュレーションが行われた結果,プロトントランスファは配向よりむしろ静電的作用によると報告され,(Riccardi. Biochemistry,2008,47,2369),本機構の妥当性が高まっている。このような状況下,我々は,2007年度,X線結晶構造PDBから抽出した亜鉛-His64とその間の水架橋からなる活性部位モデルにGaussian03量子化学計算を適用し,互変異性変化に関わる自由エネルギーを算出する実験を行った.その結果,上記の規則性が本酵素活性部位においても成立することを理論的に証明し,提唱プロトントランスファ説の根幹にある実験理論間の整合性を示すに至った.一方,新たに行った阻害剤を用いたNMR実験においては,スルフォンアミド系阻害剤とアニオン系阻害剤の交換遅速が予測通りNMR時間軸上異なっていた.特に前者では互変異性平衡が変化し,酵素阻害剤複合体において,亜鉛-His64間の水素結合相互作用が弱められていることがわかった.内容の一部は2008年5月号「化学」p64-65「生物系のプロトントランスファ」島原秀登著から引用した.前年度までNMR法によりHis64は互変異性平衡の際立つ特徴を発見し(K_T=1.0),低分子解析から"互変異性平衡は水素結合(HB)に支配される"との経験則を見出し,その規則性から,亜鉛-水分子-His64問HB形成崩壊の変換過程存在を指摘し,崩壊時の水架橋再構成によって配向変化に依存しないH^+放出機構を示した(Shimahara, JBC, 2007, 282, 9646).これは本酵素研究重鎮Silvermanの総説(Acc. Chem. Res., 2007, 408, 669)に引用され,そこでは"His64互変異性変化がH^+移動機構に関与する"ことが受入られた.その後, H^+放出機構は配向変化でなく静電的作用によるとの報告(Biochemistry, 2008, 47, 2369)と, Sivermanらの一部のグループによる配向変化とH^+放出を依然として切り離さない報告が対立し,これまで主流とされた"His64配向変化の関与"の是非が界を二分する議論に発展,今秋, 3年ぶりに開催の国際学会(8th International Conference on the Carbonic Anhydrases)におけるSilvermanの講演(New insight into the catalytic mechanism of CAs)に注目が集まる.筆者もまた本学会に発表登録を既に行う.当該年度,提唱機構の妥当性を検証するために, X線解析結果に我々のNMR情報を加味した構造というより具体性の高いものに基づいた量子化学計算を行った.その結果,水架橋の原子間距離2.7-3.3A(O-O, O-N)とHBが絶えず存在しそうな距離にも関らず,水素の位置が変化するだけで(配向変化なしに)水架橋の"切断"/"再構成"の両状態が露顕した.これは発表で核となる筆者提唱の配向変化のないH^+放出機構の傍証となり,その正当性がより高まった.
強制対流サブクール沸騰限界熱流束発生機構の研究

内径6 mm、加熱長さ59.5 mm、有効加熱長さ49.1 mm、テープツイスト比[180°捻りピッチ/管内径]2.39、3.39、4.45のラフ面のSUS304スワール管発熱体を用い、発熱体表面温度及び限界熱流束を求め、スワール管発熱体に対する限界熱流束を明らかにした。スワール管発熱体の発熱体出口及び入口条件に対する定常CHF表示式を導出した。スワール管発熱体の発熱体出口及び入口条件に対する定常CHF表示式は、SUS304スワール管発熱体の定常CHF実験結果(179点)を-2010 %、-250 %程度の誤差で記述する。内径d=6mm、加熱長さL=59.5mm、有効加熱長さL_<eff>=49.1mm、L/d=9.92、L_<eff>/d=8.18、テープツイスト比[y=H/d=180°捻りピッチ/管内径]y=2.39, 3.39、4.45のラフ面のSUS304スワール管発熱体を用い、指数関数状熱入力波形(Q_0exp(t/τ),τ=8.5s)を与え、スワール流速u_<sw>=5.020.8m/sで電位タップ間の発熱体加熱部における発熱体熱流束、表面温度及び限界熱流束を求め、スワール管発熱体に対する乱流熱伝達、核沸騰熱伝達、限界熱流束を明らかにした。更に、赤外線サーモグラフィ装置を用い発熱体軸方向の局所温度を詳細に計測し、局所沸騰熱伝達率も計測した。捻りテープを挿入したスワール冷却管におけるスワール流速は発熱体入口軸流速より(1)式で与えられる。熱流速は、過熱度が大きくなると先ず筆者等のスワール流れによる管内乱流熱伝達表示式(2)から求まる曲線上を上昇し、ある過熱度で発泡が関始すると急激に立ち上がり、十分に発達した核沸騰熱伝達で限界熱流束まで上昇する。スワール流速u_<sw>=5.5、9.5m/sにおいては、十分に発達した核沸騰熱伝達曲線上で限界熱流束に至るが、u_<sw>=13.6、18.3m/sにおいては、スワール流れによる管内乱流熱伝達曲線近傍で限界熱流束に至る。u_<ws>=5.5m/sにおける十分に発達した核沸騰熱伝達は(3)式で、u_<sw>>9.5m/sにおける十分に発達した核沸騰熱伝達と高熱流束域の核沸騰熱伝達は、(4)式で表示出来る。スワール管発熱体の発熱体出口及び入口条件に対する定常CHF表示式(5)、(6)を導出した。スワール管発熱体の発熱体出口及び入口条件に対する定常CHF表示式(5)、(6)は、d=6mm、y=2.39、3.39、4.45のラフ面のSUS304スワール管発熱体の定常CHF実験結果(179点)を-2010%、-250%程度の誤差で記述する。本研究代表者は、水平に支持した市販面の白金(Pt)及び粗面のSUS304円管発熱体を直接通電する方法で、広範囲の入口液温(T_<in>=296.93362.67K)、流速(u=3.9313.86m/s)において、水の乱流熱伝達、核沸騰熱伝達、定常限界熱流束(CHF)を求めた。既に求めている垂直円管発熱体の実験結果と比較検討し、乱流熱伝達、核沸騰熱伝達及び定常限界熱流束に及ぼす発熱体姿勢の影響はほとんどなく、本研究代表者が報告している乱流熱伝達表示式、発熱体出口及び入口条件に対する過渡CHF表示式は、流速4m/s<u<13.3m/sにおいて、水平支持および垂直支持の実験値を15%以内の誤差で記述することを明らかにした。更に、本研究代表者は、4=6mm、L=59.5mm、L/d=9.92のラフ面のSUS304円管発熱体に、テープツイスト比(y=H/d=180゚捻りピッチ/管内径)2.39、3.39、4.45の捻りテープを挿入したSUS304スワール管発熱体を用い、スワール流速u_<sw>=5.0920.72m/sの範囲で、指数関数状熱入力波形(Q_0exp(t/τ),τ=26.85ms to 8.42s)を与え、発熱体発熱率が準定常状態でゆっくり上昇する条件から急上昇する過渡限界熱流束を求めた。

同時に、過渡限界熱流束までの過渡沸騰熱伝達も実験計測した。すでに求めている表面状態が粗面のノーマル管発熱体の過渡限界熱流東実験結果及びテープツイスト比y=2.39、3.33、4.45のSUS304スワール管発熱体の定常限界熱流東実験結果と比較検討を行い、スワール管発熱体に対する過渡限界熱流束及び過渡沸騰熱伝達に及ぼすテープツイスト比の影響を明確にし、低流速域(発熱体入口流速u£13.3m/s)における通常円管発熱体の過渡CHF表示式に基づき発熱体出口及び入口条件に対するスワール管発熱体に対する過渡CHF表示式を導出した。過渡CHF表示式は、4=6mm、L=59.5mm、L/d=9.92、y=2.394.45のラフ面のSUS304スワール管発熱体の過渡限界熱流東実験結果(186点)をほぼ-277.9%程度の誤差で記述することを明らかにすると共に、限界熱流束発生機構について考察した。1.強制対流下円管発熱体における限界熱流束に及ぼす沸騰開始過熱度の実験内径6 mm、長さ59.5 mmで表面状態が粗面の薄肉円管発熱体を用い、入口圧力785.0966.9 kPa、入口サブクール度141.4156.3 K(入口液温19.736.1 °C)、流速4.030.7 m/sの範囲で、発熱率を準定常的にゆっくり連続的に上昇させて沸騰開始過熱度及び定常限界熱流束を求めた。3分割した発熱体軸方向の局所熱流束、表面温度を詳細に計測し、局所沸騰熱伝達率も計測した。沸騰開始過熱度、過渡沸騰熱伝達及び過渡限界熱流束に及ぼす発熱率上昇周期、流速の影響を明確にし、限界熱流束発生機構について議論した。2.円管内サブクール水流量急減に伴う強制対流過渡沸騰熱伝達実験内径6 mm、長さ59.5 mmで表面状態が粗面の薄肉円管発熱体を用い、入口圧力717.61448.7 kPa、入口サブクール度134.0164.9 K(入口液温=33.0 °C)、流速4.030.7 m/sの範囲で、先ず、流速4 m/sで発熱率を準定常的にゆっくり連続的に上昇させて沸騰開始過熱度及び定常限界熱流束を求めた。強制対流下初期流速6.9, 9.9, 13.3 m/sの円管発熱体に実験計測した流速4 m/sの定常限界熱流束の発熱率を与え、流量制御用パソコンからの出力信号で初期流速を緩やかなランプ関数状から急速なステップ関数状まで種々に発熱体入口流速を減少させ、過渡沸騰熱伝達及び過渡限界熱流束の実験を行い、流速一定の強制対流下で熱入力波形を上昇させて求めた過渡沸騰熱伝達及び過渡限界熱流束の実験結果と比較検討し、過渡沸騰熱伝達及び過渡限界熱流束に及ぼす初期流速及び流速減少速度の影響を明らかにした。3.円管内サブクール水流量急減に伴う強制対流過渡限界熱流束を予測する一般的限界熱流束表示式の導出核融合実験装置には水平及び垂直姿勢のダイバータ板が設置されているため、冷却管の姿勢の影響は重要で、本研究において、乱流熱伝達、核沸騰熱伝達及び定常限界熱流束に及ぼす発熱体姿勢の影響はないことを明らかにした。核融合実験装置においては、運転モードが定常及び非定常の2種類あり、非定常運転モードにおいては、プラズマ対抗壁に加わる熱負荷の最大値が定常運転モードの5倍以上高くなるが、その熱除去データベースとなる捻りテープ挿入SUS304円管内の強制対流サブクール水における過渡限界熱流束表示式は存在しない。本研究において導出された過渡CHF表示式は、d=6mm、L=59.5mm、L/d=9。92、y=2.394、45のラフ面のSUS304スワール管発熱体の過渡限界熱流東実験結果(186点)をほぼ-277.9%程度の誤差で記述することを明らかにした。24年度が最終年度であるため、記入しない。指数関数状熱入力波形の実験条件と同様に、内径6mmで表面状態が粗面のスワール管発熱体(y=H/d=2.39、3.39、4.45)を用い、広範囲の系圧力P、入口液温T_
変形性関節症に対する遺伝子治療に関する研究

in vivoでの遺伝子発現実験と関節症発症抑制効果の検討実験動物;SRT/ortマウス(雄)16週齢e)関節症発症抑制実験:関節症発症前(生後18週)のマウスにAdCAsFGF-2、AdClL4、AxCAEGFPをそれぞれ静脈内または関節内投与し、ウィルス投与後14週間でと殺し、膝関節を病理学的(肉眼的、顕微鏡的)に評価した。その結果、AdClL4を投与したマウスでは関節症の発症が抑制される傾向が認められた。膝関節局所或いはその近傍に投与した場合、関節症発症の抑制効果は投与関節のみならず、非投与側の関節まで関節症の発症が抑制される傾向が認められた。f)発症関節症軽減実験:関節症発症後のマウスへの各ウィルスを投与し、疾患に対する治療効果を検討したが。著明な関節症の軽減効果は認められなかった。ベクターの量、投与方法についてさらに検討している。d)関節炎発症抑制効果のメカニズムについての検討:被検マウスの関節からmRNAを抽出し、RTにてcDNAを合成し各DNA arrayにて関節軟骨成分をコードする遺伝子発現について検討している。in viroでのIL-4による軟骨保護効果の検討実験動物;ラット(雄)5日齢a)関連実験として分離軟骨細胞に機械的刺激を加えることにより、軟骨細胞の代謝活性を低下させる条件を設定し(in vitroでの変形性関節症モデル)、basicFGF, IL-4,GFP投与による軟骨保護効果を検討した。この結果IL-4に軟骨代謝を維持する効果が認められた。これらの結果は既に論文にして公表している。in vivoでの遺伝子発現実験と関節症発症抑制効果の検討実験動物;SRT/ortマウス(雄)16週齢a)遺伝子発現実験:ナイーブなマウスに各遺伝子(basicFGF, mouse IL-4, GFP)をコードしたアデノウィルスベクター(AdCAsFGF-2、AdCIL4、AxCAEGFP)を膝関節内、膝関節近傍或いは足部それぞれの関節内組織における遺伝子産物の発現を検討している。関節組織の抽出物について蛋白、RNAをそれぞれ、ELISA, RT-PCRにて検査している。現在実験結果のデータを整理中である。b)関節症発症抑制実験:関節症発症前(生後18週)のマウスにAdCAsFGF-2、AdCIL4、AxCAEGFPをそれぞれ静脈内または関節内投与し、ウィルス投与後14週間でと殺し、膝関節を病理学的(肉眼的、顕微鏡的)に評価した。その結果、AdCIL4を投与したマウスでは関節症の発症が抑制される傾向が認められた。c)発症関節症軽減実験:関節症発症後のマウスへの各ウィルスを投与し、疾患に対する治療効果を検討中である。実験動物;SRT/ortマウス(雄)16週齢b)関節症発症抑制実験:関節症発症前(生後18週)のマウスにAdCAsFGF-2、AdClL4、AxCAEGFPをそれぞれ静脈内または関節内投与し、ウィルス投与後14週間でと殺し、膝関節を病理学的(肉眼的、顕微鏡的)に評価した。c)発症関節症軽減実験:関節症発症後のマウスへの各ウィルスを投与し、疾患に対する治療効果を検討したが、著明な関節症の軽減効果は認められなかった。

ベクターの量、投与方法についてさらに検討している。d)関節炎発症抑制効果のメカニズムについての検討:被検マウスの関節からmRNAを抽出し、RTにてcDNAを合成し各DNA arrayにて関節軟骨成分をコードする遺伝子発現について検討している。in vitroでのIL-4による軟骨保護効果の検討実験動物;ラット(雄)5日齢a)関連実験として分離軟骨細胞に機械的刺激を加えることにより、軟骨細胞の代謝活性を低下させる条件を設定し(in vitroでの変形性関節症モデル)、basicFGF,IL-4,GFP投与による軟骨保護効果を検討した。この結果IL-4に軟骨代謝を維持する効果が認められた。これらの結果は既に論文にして公表している。
根の形態形成を制御するGRAS/IDDファミリーによる転写制御機構の構造研究

細胞壁を持つ植物の細胞は移動することができないため、細胞の非対称分裂と分化による細胞運命は密接な関係のもと、厳密に制御されている。根端分裂組織の形態形成(パターン形成)においてはGRASファミリータンパク質SCR、SHRが転写制御によって中心的な役割を果たしている。GRASファミリータンパク質SCR、SHRの立体構造解析およびSCR、SHRと転写因子IDDファミリーの三者複合体の構造解析も行い、GRASファミリーは転写因子IDDのコファクターであり、SCR-SHR-IDD三者複合体が根の成長を制御する転写因子複合体として機能していることを示した。最近、興味深いことにジベレリン依存的な根の形態形成に関与するGRASファミリーDELLA、SCL3もIDDと相互作用することが報告された。しかし、SHR-SCR複合体はIDDのZinc Finger領域と相互作用するのに対して、DELLA、SCL3のGRASドメインはZinc Finger領域ではなく、C末端側の領域で相互作用する。このことから、DELLA、SCL3によるIDDタンパク質の認識・制御機構はSHRによるものとは異なることが強く示唆される。そこで本研究ではGRASファミリーと転写因子IDDファミリーの相互作用に着目して、異なるIDD相互作用様式をもつと示唆されるGRASファミリー間の相互関係を構造生物学的・生化学的に明らかにすることで、これまでの研究を発展させ、より詳細な転写制御の分子機構解明を目指す。本年度はSCL3とIDDファミリーの結晶構造解析に向けた、結晶化スクリーニングおよびX線回折実験を中心に研究を進めた。SCL3とIDDタンパク質複合体を調製して結晶化スクリーニングを行い結晶が得られたため、放射光施設においてX線回折実験を行った。X線回折データをもとに複合体の構造解析を試みた。概ね本年度に予定していた研究計画通りに進んでおり、結晶が得られている。また、やや低分解能ではあるがX回折データを取得して、分子モデル構築に進んでいるサンプルもある。立体構造情報に基づき、生物物理学的解析や、細胞生物実験を進める。本年度はSCL3とIDDファミリーの相互作用実験および結晶構造解析に向けた、タンパク質発現・精製系の確立および結晶化スクリーニングを進めた。概ね本年度に予定していた研究計画通りに進んでおり、発現系・精製系の確立や、結晶が得られているものもある。

また、やや低分解能ではあるがX回折データを取得して、分子モデル構築に進んでいるサンプルもある。研究計画に従って研究を遂行して、構造解析および生化学・生物物理学的解析を進める。立体構造情報に基づき、生物物理学的解析や、細胞生物実験を進める。研究計画の進捗に伴い、必要な物品費等に変更が生じた。次年度は当初予定していた計画とともに、研究結果から新たに明らかとなったことについて発展的に研究を進めるため、物品費、旅費等に必要な額を使用する。研究代表者の所属機関の異動があり、実験計画に変更が生じたため。
自律した学習者を育成する技能統合型英語学習フレームワークの構築

本研究の目的は,英語学習者の言語使用と学習を継続的に記録する語彙項目ベースの電子ポートフォリオ(PC・モバイル端末連携)を開発し,学習記録を活用した自律学習支援と学習者を結ぶ協働学習支援フレームワークを構築することである。平成30年度は,コンピュータ適応型学習を実現する英語語彙自律学習モバイルアプリケーションDoraCATの改修を行った。また,電子ポートフォリオLexinoteに音声認識技術を用いて,スピーキング活動による学習記録を蓄積する機能改修を試みた。DoraCATは約7,100語の語彙項目について,19レベルから学習者が語彙知識レベルを診断,学習することを可能にするモバイルアプリケーションである。LexinoteとDoraCATの学習履歴を連携することで2つのシステムを横断して継続的に学習できる環境を実現した。学習履歴連携により,Lexinoteでの学習時にはDoraCATで学習した語彙項目が既習語として管理され学習者のメタ認知モニタリングを促進する。また,DoraCATでの知識診断・学習時にはLexinoteで学習済みの語は提示されず,学習者により最適化した学習項目を提示することを可能とした。自律的な学習をさらに促進するために,DoraCATに学習レベルの個人設定機能,学習履歴からの復習機能,学習対象語検索による自習機能を追加した。Lexinoteには,従来のライティング活動に加えて,音声認識技術を用いてスピーキング活動による学習記録を蓄積する機能の追加を試みた。結果として,使用した音声技術サービスが本研究で求めている精度に至らず,実装できたものの運用には至らなかった。この機能については,次期課題で解決に取り組むこととなった。現在,2つのシステムを連携し,学習者コミュニティーの構築を可能にする本フレームワークは使用を希望する教育者を対象に公開している。本研究は,自律した外国語学習者・外国語使用者を育成するために,言語の4技能を統合的に使用できる英語学習フレームワークを構築することを目的に行われている。研究初年度は,研究代表者がこれまでの研究で開発した語彙項目ベースの電子ポートフォリオにコンピュータ・アダプティブ・テスト機能を付与した。一般的なコンピュータ・アダプティブ・テストは,学習者のテスト受験時の解答情報に基づいて段階的に難易度を調整した問題を提示することにより,学習者の知識を正確に測定する手法であるが,本機能では,テスト受験時の受験者による解答情報以外にも学習者がこれまでに電子ポートフォリオに蓄積した学習記録に基づいて問題を提示,知識を測定できることに,まずその意義がある。また,テスト受験時の解答情報と電子ポートフォリオの学習記録に基づいて,新規の学習項目の提案をする機能も付与した。これにより単に知識測定を目的としたテストに止まらず,学習を促進することを目的としたテストの役割を果たすことが可能となり,本システムの他の機能と合わせて使用することにより,学習者の知識段階に応じた自律学習に貢献することが期待できる。本機能を含めた電子ポートフォリオシステムの開発経過や今後の可能性,学習者による有用性認知調査の結果については,国際学会等で報告を行った。当該年度に追加されたコンピュータ・アダプティブ・テスト機能については,平成29年度中に高校生,大学生の英語学習者を対象に有用性認知と学習効果を検証する調査を行う予定である。電子ポートフォリオにコンピュータ・アダプティブ・テスト機能を付与する段階までは計画通りに進んでいる。ただし,学習者の正確な知識の診断のためにシステムが独自に備える約18,000語の辞書に例文,日本語訳,学習レベルなどのデータを追加することに時間がかかり,実証研究の計画がやや遅れている。実装するデータは独自のコーパスに基づいて英語例文,日本語訳を作成する予定である。本研究の目的は,英語学習者の言語使用と学習を継続的に記録する技能統合型の語彙項目ベースの電子ポートフォリオ(PC・モバイル端末連携)を開発し,学習記録を活用した自律学習支援と学習者を結ぶ協働学習支援フレームワークを構築することで、自律した言語学習者の育成に貢献することである。平成29年度は,コンピュータ適応型トレーニングを実現する英語語彙学習アプリDoraCATを開発した。DoraCATには約7,100語の語彙項目について実用英語技能検定での出題頻度情報がついた見出し語,見出し語訳,英語例文,例文日本語訳,見出し語と英語例文の音声データを実装し,19のレベルから学習者が自分の語彙知識レベルを診断,学習することを可能とした。また,電子ポートフォリオとアプリの学習履歴を連携することで2つのシステムを横断して継続的に学習できる環境を実現した。学習履歴連携により,電子ポートフォリオでの学習時にはアプリで学習した語彙項目が既習語として管理され学習者のメタ認知モニタリングを促進する。また,アプリでの知識診断・学習時には電子ポートフォリオで学習済みの語は提示されず,学習者により最適化した学習項目を提示することが可能となった。また,アプリを使用した学習では英語学習開始時の初級者から大学生,社会人などの上級者までの支援が可能であり,アプリ,電子ポートフォリオを併用することによって,より長期的な学習支援が可能となった。本報告執筆現在,両システムとも調査協力者となる学習者とその教員を対象に無償で公開している。アプリ開発と学習履歴連携機能の実装に時間がかかり,研究協力者を対象とした実証研究の予定がやや遅れている。

平成30年度は,コンピュータ適応型学習を実現する英語語彙自律学習モバイルアプリケーションDoraCATの改修を行った。また,電子ポートフォリオLexinoteに音声認識技術を用いて,スピーキング活動による学習記録を蓄積する機能改修を試みた。DoraCATは約7,100語の語彙項目について,19レベルから学習者が語彙知識レベルを診断,学習することを可能にするモバイルアプリケーションである。LexinoteとDoraCATの学習履歴を連携することで2つのシステムを横断して継続的に学習できる環境を実現した。学習履歴連携により,Lexinoteでの学習時にはDoraCATで学習した語彙項目が既習語として管理され学習者のメタ認知モニタリングを促進する。また,DoraCATでの知識診断・学習時にはLexinoteで学習済みの語は提示されず,学習者により最適化した学習項目を提示することを可能とした。自律的な学習をさらに促進するために,DoraCATに学習レベルの個人設定機能,学習履歴からの復習機能,学習対象語検索による自習機能を追加した。Lexinoteには,従来のライティング活動に加えて,音声認識技術を用いてスピーキング活動による学習記録を蓄積する機能の追加を試みた。結果として,使用した音声技術サービスが本研究で求めている精度に至らず,実装できたものの運用には至らなかった。この機能については,次期課題で解決に取り組むこととなった。現在,2つのシステムを連携し,学習者コミュニティーの構築を可能にする本フレームワークは使用を希望する教育者を対象に公開している。実装が遅れているデータについて,平成29年度前期に暫定的に使用できるものを整備し,後期には遠隔地の学習者を結ぶコミュニティーにおいて学習者の自律学習による実証研究を行う計画である。調査協力者の態勢も整っており,データが整備できしだい,調査は開始できる見込みである。また,全辞書データについては平成29年度中の完成を目指し,研究最終年度である平成30年度の研究計画を予定通り遂行できるようにする。平成30年度においては,開発したアプリ,電子ポートフォリオを用いた実証研究を行い,学習者の有用性認知度に関する調査を行う予定である。また,電子ポートフォリオ,アプリの連携をより円滑に行えるようシステムの改修を予定している。物品としてデータ入力用に計画していたPCの購入を研究の進捗状況に合わせて平成29年度に行うこととしたため。開発したシステムによる実証研究の研究協力校訪問旅費が未執行のため,次年度使用額が生じた。平成30年度において,当該分を執行予定である。次年度使用額については,平成29年度前期に物品(PC)の購入を予定している。
心房組織を用いたiPS細胞作成および直接的心筋細胞誘導法による心房細動の病態解明

心臓細動の患者からメイズ手術で得られた心房組織から分別した線維芽細胞では、筋線維芽細胞が高発現している。筋線維芽細胞は周囲の急性炎症や慢性炎症の結果生じる病態心臓で見られる間葉系細胞の収斂スポットである。皮膚線維芽細胞や心臓線維芽細胞と比較して形態、増殖性は殆ど差異がないが、少なくともこの細胞を用いてiPS細胞は誘導されない。遺伝子レベルではα-SMAやMyoDを高発現しているが、iPS細胞誘導抑制原因遺伝子は同定されていない。最近の論文では、iPS細胞誘導の際、4因子導入後に間葉系遺伝子のdownregulationが生じるとしているが、線維芽細胞を用いた場合、それは生じないことが判明した。手術により切除剥離された左房または皮膚組織からの線維芽細胞の分離培養は確立された。200mg-400mg左房組織を細切し、DMEM 0.05%BSA/800U/ml collagenase II 37°C4時間以上incubationし、セルストレイナーを用いて組織残渣を除去し、細胞分散により線維芽細胞が得られた。現在30患者より1人あたり約6x106細胞が凍結保存された。皮膚組織からの線維芽細胞細胞分離培養は、既存の方法を用いて施行され、現在、26患者より1人当たり約7x106細胞が凍結保存されている。これら線維芽細胞を用いてエピソーマルベクターに組み込まれた山中4因子を導入しiPS細胞誘導を施行した。皮膚組織の線維芽細胞からは、遺伝的に未分化マーカーを発現する細胞(iPS細胞と考えられる)を誘導することに成功し、現在それらの細胞は冷凍保存され心筋誘導の準備に入っている。興味深いことに心臓由来線維芽細胞細胞からは、誘導が全くうまく行かず、ほとんどの細胞が誘導後に増殖せず老化し死に至ることが発見された。同一患者でも、皮膚由来線維芽細胞はiPS細胞が誘導されるが、左房由来線維芽細胞からは誘導されない。現在は、次年度ステップとして心筋誘導、そして新たに見つかった左房由来線維芽細胞のiPS誘導法の確立を目指している。心房細動患者さんのメイズ手術より得られた左房組織から分別した線維芽細胞では、筋線維芽細胞が高発現している。筋線維芽細胞は、周辺の急性炎症や慢性炎症の結果生じる病態心でみられる間葉系細胞の収斂スポットである。皮膚線維芽細胞や心臓線維芽細胞と比較して形態、増殖性はほとんど差異を認めないが、少なくともこれを用いたiPS細胞誘導はほぼされない。遺伝子レベルでは、αーSMAやMyoDを高発現しているが、iPS細胞誘導抑制原因遺伝子の道程はされていない。いくつかの論文ではHDAC阻害薬を用いて筋線維芽細胞を心臓線維芽細胞に変換を試みている論文が存在するが、メイズ手術を受けるほどの比較的重症度の高い患者さんより得られた臓器なので、この阻害薬とiPS細胞誘導の組み合わせではiPS細胞は誘導されなかった。最近の論文では、iPS細胞誘導の際、山中4因子導入後に間葉系遺伝子のdownregulationが生じることをしてしているが、筋線維芽細胞を用いた場合、それは生じないことが判明した。心臓外科学同一患者でも、皮膚由来線維芽細胞はiPS細胞が誘導されるが、左房由来線維芽細胞からは誘導されない。一般的には、線維芽細胞が増殖促進されつつ導入された遺伝子により表現型が未分化細胞に変化していくが、左房由来線維芽細胞の場合、増殖が十分に起こらず老化していく。1つの原因として同一患者の同じ線維芽細胞であるが、由来となっている組織の性質の影響を受けている可能性は高い。非腫瘍性臓器の代表である心臓組織は、基本的に未分化細胞誘導に必須もしくは重要と考えられているc-Myc遺伝子の発現が低いか、分解が促進されている可能性が高く、iPS細胞誘導時の増殖に深く関わっているMycモデュールを中心に解明の糸口を検索していく予定である。iPS細胞を含めたヒト未分化細胞は、マウス等げっ歯類未分化細胞に比してまだまだ十分に解明されていない部分が多い。基本的には未分化細胞化に加齢は影響しないと考えられているが、最近、左房由来組織のドナーの年齢などもiPS細胞導入に関与しているのではないかと推測している。また、新たに考案されたiPS細胞の導入法についても検討しており、今後、この方法によるiPS細胞の導入について実験を行ってゆく方針である。予期せぬ端数が生じた。小額のため、平成26年度の経費と合わせて培養培地を購入するのに使用する。
分子認識機能の制御を目指した人工核酸の化学合成と気相分光による微細構造解析

ケトーエノール互変異性体を有するグアニン塩基は核酸塩基の中でも最も励起寿命の短い分子として良く知られる。これは生体中で最安定構造であるケト体においてサブピコ秒からフェムト秒オーダーの極めて速い緩和過程が存在することが主な原因である。従って、このケト体を光によって観測する手段は限定的であり、ケトーエノール互変異性体の存在比の議論は極めて困難であった。そこで本研究では、グアニン塩基に新たな発色団(ナフチル基)を導入した核酸塩基誘導体(GNap)を合成し、孤立気相状態でのUV吸収およびIR吸収スペクトルの測定を試みた。これにより、励起波長の異なる互変異性体を同一の条件で観測し、質量選択的なスペクトルを測定することが可能となる。フランス原子エネルギー研究所(CEA Saclay)の装置を用いてこの試みを行ったところ、ケト体のみのIR吸収スペクトルを初めて測定し、その象徴的な振動であるC=O伸縮のバンドを初めて観測することに成功した。またナフタレンのS2励起状態を利用することにより、その互変異性体の存在比が2:1であることを初めて明らかにした。これらの結果は、これまでの手法では知ることのできなかった極めて重要な知見であり、ナフチル基を発色団として用いるこの手法の有効性を強く支持する。また本年度に確立できたこの方法論は、核酸塩基が示す分子認識能を観測するための基盤技術と成り得る。これまで核酸塩基対のUV吸収はブロードなスペクトルとして観測されることが一般的であり、様々な塩基対の構造を分離して、その構造の安定性を実験的に議論することは極めて困難であった。しかし、この方法論では塩基対においても構造選択的な観測が可能であり、塩基対形成の安定性を一分子レベルで正確に捉えることが可能になる。これにより、より高い分子認識能を持つ塩基対を創出するための基礎的知見を得られると期待している。本研究課題は翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。核酸は生体中で遺伝情報の保持、伝達を担うだけでなく、特異な分子認識能を持つことからその基礎から応用に至るまでの様々な知見に興味が持たれている。近年、不揮発性の分子である核酸を非破壊的に気化して分光する技術が確立してきたため、その構造と機能を一分子レベルで詳細に解明することができるようになった。このような背景を受け、本研究では様々な人工核酸分子を合成し、その物性を精査することでその分子認識能を制御するための基礎的知見を確立することを主な目的としている。本年の研究では、有機合成を一から学び、人工核酸の代表であるペプチド核酸(PNA)の合成に成功した。しかしながら、核酸塩基の中でもグアニンにはケト・エノール互変異性体が知られており、一般的にそのケト体は励起寿命が短いことが知られている。このため、この塩基を持ったPNAを感度良く観測することは極めて困難であった。そこで、PNA鎖の末端に励起寿命の長い発色団を導入することで、より高感度にその信号を観測することを目指した。その結果、PNAの信号が極めて強く観測され、そのUVスペクトルおよびIRスペクトルの測定にも成功した。量子化学計算により、観測されたPNAの構造を帰属したところ、これまで観測の難しかったケト体の構造であることが明らかとなった。そこで、新たに発色団を導入する手法により短寿命な構造が観測できることの確証を得るため、グアニン塩基にメチル基を介して発色団を導入した化合物(GNap)を合成し、その構造決定を試みた。その結果、当初の予想通りケト体の構造が観測され、本手法の有用性が確認された。今後、標的分子に対して化学合成を用いて長寿命の発色団を導入する検出方法は、短寿命な核酸分子の気相分光において有効な手法として利用されることが期待される。

これまで核酸塩基対のUV吸収はブロードなスペクトルとして観測されることが一般的であり、様々な塩基対の構造を分離して、その構造の安定性を実験的に議論することは極めて困難であった。しかし、この方法論では塩基対においても構造選択的な観測が可能であり、塩基対形成の安定性を一分子レベルで正確に捉えることが可能になる。これにより、より高い分子認識能を持つ塩基対を創出するための基礎的知見を得られると期待している。本研究課題は翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本年は初めて有機合成を勉強し、PNAの合成および構造決定を行うところまでを目標としていたが、発色団を新たに導入することで、これまで観測の難しかった分子種の測定を可能にする新たな検出方法を確立できた。この方法を気相中での多重衝突法を組み合わせることで、合成した人工核酸がどの程度効率的に塩基対を形成するかを評価することができるため、創薬のターゲット分子に対してこれまで得られなかった物理化学的な知見を与える手法として応用できると期待している。研究計画当初はPNAと天然体との塩基対を形成し、バックボーン構造の違いが塩基対に与える影響について考察する予定でいた。しかし、核酸合成を学ぶ中で塩基対そのものの分子認識能に関しても情報が不足していることが分かった。そこで来年度はPNAまたその他の人工核酸と天然体との塩基対形成を試み、その構造決定に着手する。この時、塩基対間でミスマッチが無く、強い水素結合を形成するために必要な条件を物理化学的に明らかにしたいと考えている。
しなやかな炭酸含有アパタイト骨置換材の創製

従来型のアパタイト骨補填材にはない海綿骨が持つ「しなやかさ」を模倣するためにコラーゲンとの複合化を行った。フォームの調整にはポリウレタンフォームを鋳型として利用した。反応焼結法を用いて炭酸カルシウムフォームを作成し、これを複数回繰り返すことにより炭酸含有アパタイトフォームの機械的性質の向上が認められた。また、in vivo (vitro)による実験結果からも本手法で調製された骨補填材が有用であることが示唆された。炭酸カルシウム懸濁液にポリウレタンフォームを浸漬後、炭酸基の遊離を防止するために焼成温度の低下を目的として反応焼結を行った。すなわち、粉液比1.0に調重宝した水酸化カルシウム懸濁液に、ポリウレタンフォームを浸漬し、水酸化カルシウムでポリウレタン表面を被覆したフォームを得た。乾燥後、所定の温度まで昇温させ、6時関係留後、室温まで管状炉内で徐冷した。なお、炭酸化とともにポリウレタンの焼却を昌的として酸素・炭酸ガス雰囲気下(O_2 20ml/m in,co_2 250ml/m血)での反応焼結とした。得られた炭酸カルシウムフオ}ムを60°C、1mo1/1リン酸水素ニナトリウム水溶液に2週間浸漬した。分析としては粉末X線回折、赤外線吸光分析、圧縮試験、CHN分析、走査型電子顕微鏡観察を行った。炭酸ガス酸索雰囲気下での焼結により得られたフォームの組成は炭酸カルシウムであった。このことから、炭酸ガスー酸素雰囲気下における焼結が低温でのポリウレタンの効率的な焼却と水酸化カルシウムの炭酸化促進、高温時では炭酸基の遊離を抑制することを可能にしたと考えられる。また、いずれの焼結温度で焼結した炭酸カルシウムフォームも、リン酸塩処理後には組成がアパタイトになることがわかった。また、赤外線吸光分析およびCHN分析により、炭酸基を約12wt%含有する炭酸アパタイトが形成されていることがわかった。このフォーム最大の圧縮強さは25kPaであり、さらに多数回浸漬を行うことにより機械的性質の著しい向上が認められた。本研究から炭酸カルシウムフォームの作製には炭酸ガス酸素雰囲気下での反応焼結法が効果的であり、これをリン酸塩処理することにより炭酸アパタイトフォームの機械的性質をしく向上させることが可能であることが示された。また、コラーゲンとの複合化を行った。
顎口腔機能の不調和が全身におよぼす影響に関する研究

正常および顎関節症を有する男女被験者(各群5名,計20名)に対し,体重4分割連続値と咬合接触状態および習慣性咀嚼側の関連についての検討を行った.体重4分割連続値の変動は正常群よりもTMD群の方が大きかった.体重4分割連続値の平均値のバランスを前後的に比較すると,男性正常群,女性正常群,男性TMD群では前方荷重が大きい一方,女性TMD群では後方荷重が大きかった.左右的にバランスを比較すると,前後的なバランスほどの差異は認められないものの,正常群では右方荷重が大きく,TMD群では左方荷重が大きい傾向がみられた.体重4分割連続値と習慣性咀嚼側の間に一致傾向は認められないものの,反対側の荷重が大きくなる症例よりも同側の荷重が大きくなる症例の方がやや多かった.しかし,咬合接触圧4分割値は習慣性咀嚼側と同側の荷重が大きい症例に比較して反対側の荷重が大きい症例の方が多く,その傾向は正常群よりもTMD群でやや強く認められた.また,TMD群においては体重4分割連続値と咬合接触圧4分割値の左右的荷重が同側で大きくなる症例よりも反対側で大きくなる症例の方が多かった.次に個性正常咬合の健康な男性被験者7名に対し,実験的スプリントを用い,咬合接触状態を変化させ,その状態が体重バランスに如何なる影響を与えているのかを八分割バランサーにより検討した.前後的バランスに関しては咬頭嵌合位に比較して,両側小臼歯部のみ,あるいは両側大臼歯部のみにスプリントを装着した場合,前方の荷重が大きくなる症例が多かった.左右的バランスに関してはスプリントの厚径の違い(2mmと3mm)によって傾向が異なった.測定値の変動に関しては,両側小臼歯部にスプリントを装着した場合に変動が小さく,一方,小臼歯部に片側性にスプリントを装着した場合に変動が大きい傾向が認められた.正常および顎関節症を有する男女被験者(各群5名,計20名)に対し,体重4分割連続値と咬合接触状態および習慣性咀嚼側の関連についての検討を行った.体重4分割連続値の変動は正常群よりもTMD群の方が大きかった.体重4分割連続値の平均値のバランスを前後的に比較すると,男性正常群,女性正常群,男性TMD群では前方荷重が大きい一方,女性TMD群では後方荷重が大きかった.左右的にバランスを比較すると,前後的なバランスほどの差異は認められないものの,正常群では右方荷重が大きく,TMD群では左方荷重が大きい傾向がみられた.体重4分割連続値と習慣性咀嚼側の間に一致傾向は認められないものの,反対側の荷重が大きくなる症例よりも同側の荷重が大きくなる症例の方がやや多かった.しかし,咬合接触圧4分割値は習慣性咀嚼側と同側の荷重が大きい症例に比較して反対側の荷重が大きい症例の方が多く,その傾向は正常群よりもTMD群でやや強く認められた.また,TMD群においては体重4分割連続値と咬合接触圧4分割値の左右的荷重が同側で大きくなる症例よりも反対側で大きくなる症例の方が多かった.次に個性正常咬合の健康な男性被験者7名に対し,実験的スプリントを用い,咬合接触状態を変化させ,その状態が体重バランスに如何なる影響を与えているのかを八分割バランサーにより検討した.前後的バランスに関しては咬頭嵌合位に比較して,両側小臼歯部のみ,あるいは両側大臼歯部のみにスプリントを装着した場合,前方の荷重が大きくなる症例が多かった.左右的バランスに関してはスプリントの厚径の違い(2mmと3mm)によって傾向が異なった.測定値の変動に関しては,両側小臼歯部にスプリントを装着した場合に変動が小さく,一方,小臼歯部に片側性にスプリントを装着した場合に変動が大きい傾向が認められた.本研究の目的は顎口腔機能の不調和が全身におよぼす影響を平衡機能,自律神経機能,頚椎の変化などから検討を行うことである.本年度は咬合接触状態と体重4分割連続値の関連についての基礎的検討を行った.正常および顎関節症を有する男女被験者(各群5名,計20名,年齢2130歳)に対し,被験者の体重を右前,右後、左前,左後の4部位に分割し計測することのできる四分割バランサーを用い,体重4分割連続値を測定した.一方,歯科用咬合圧測定フィルム(デンタルプレスケール50HタイプR,富士写真フィルム社製)において記録した咬合接触状態は,咬合圧測定システム(OCCLUZER FPD-703,富士写真フィルム社製)にて分析し,咬合接触圧4分割値を算出した.