hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
同位体異常の圧力依存性を用いた初期大気全圧の推定

この傾向は、全圧が大きくなると吸収線幅が太くなり、32SO2の吸収が33SO2に影響を及ぼすことを考慮したモデルにより計算される同位体効果の傾向と一致した。また、同位体異常は全圧0.1気圧以上の条件で全圧に強く依存し、一方で、全圧0.1気圧以下の条件では全圧にほとんど依存しないことがわかった。本実験における吸収線幅は、全圧が大きい条件では圧力幅、全圧が小さい条件では吸収線幅はドップラー幅(全圧は無関係)であると考えられる。分光の先行研究から、SO2が圧力幅がドップラー幅と比べて大きくなるのは0.10.2気圧以上と見積もられる。以上のことから、本研究で得られた同位体異常の全圧依存性は、吸収線幅の圧力広がりに起因すると推察した。さらに、1気圧以上のような高い全圧条件ではΔ36S/Δ33Sの傾きが急になり、Δ36S/Δ33S比がおよそ-7となることがわかった。Δ36S/Δ33S=-7は太古代の硫黄同位体異常の傾向(Δ36S/Δ33S ≒-1)とは大きくずれる。本研究の実験結果と太古代の地質記録の硫黄同位体異常を比較することにより、大気全圧に関する示唆が得られると期待される。SO2光解離反応における硫黄同位体異常が1気圧程度においても全圧に依存することを明瞭に示すことができた。さらに、それが吸収線の圧力広がりに起因すると示唆された。したがって、硫黄同位体異常が光化学反応時の全圧を反映していることを示すことができた。これは非常に興味深くかつ応用できる結果であり、計画以上に進展したといえる。本年度はSO2光解離反応における硫黄同位体異常の全圧依存性を調べる実験、実験結果の解析、論文化を行った。観測された同位体異常は、10kPaを上回る全圧では明らかに全圧に依存し、一方で10kPa以下の全圧では一定であった。先行研究により報告されているSO2の吸収線幅(圧力幅・ドップラー幅)と本研究の実験条件を比較し、観測された同位体異常の全圧依存性はSO2吸収線の圧力広がりに起因すると推定した。続いて、先行研究の高分解能のSO2吸収スペクトルおよび同位体分子種ごとの吸収波長の違いを利用して同位体分子種ごとの(32SO2, 33SO2, 34SO2, 36SO2)吸収スペクトルを合成し、この吸収スペクトルに対して吸収線の圧力広がりのモデル化を試みた。吸収線の圧力広がりをモデル化した吸収スペクトルは実験結果の全圧依存性を再現した。以上から、観測された同位体異常の全圧依存性はSO2の吸収線の圧力広がりに起因すると結論づけた。モデル化した吸収スペクトルを用いて任意の全圧およびSO2分圧におけるSO2光解離反応の同位体異常を計算できるようになった。モデル化した吸収スペクトルから同位体異常を計算し、初期地球の地質記録の同位体異常(Δ33S, Δ36S)と比較すると、27-25億年前の大きな同位体異常(Δ33S > +12‰)を説明するには1気圧以下の全圧でなければならないことがわかった。これは当時の地表の大気圧が1気圧以下であったか、あるいは光解離反応が主として大気圧の低い上空で光解離したことを示す。本研究は硫黄同位体異常が大気全圧や吸収線幅を反映することを光解離実験により実証することに初めて成功したといえる。これらの成果をまとめ、査読あり国際誌に発表し出版された(Endo et al., 2019 GRL)。本研究は予察的なデータを得て、現時点では概ね順調に進展しているといえる。しかし、現状の計測環境では200nm以下の高エネルギー波長領域のシグナルノイズ比が不足しており、該当波長領域の吸収断面積の精度が不十分である。
高磁場MR装置を用いた、拡散強調画像による自己免疫性脱髄疾患患者の脳温度解析研究

脳の拡散強調MRIのデータから、側脳室内の脳脊髄液の拡散係数を求め、拡散係数から脳温度(脳室内脳脊髄液温度)を算出した。代表的脱髄疾患である多発性硬化症患者(13名)と健常者(13名)の脳温度を計測し、多発性硬化症患者は健常者に比べ、脳温度が有意に低いことを明らかにした。これは、多発性硬化症患者の脳代謝が低下していることを反映しているものと考えられた。また、妊娠可能年齢の女性(20名)においても黄体期・卵胞期に脳温度を測定し、黄体期は卵胞期に比べ、有意に脳温度が高いことが示され、脳温度が月経周期に伴って変動していることが初めて明らかになった。多発性硬化症患者13名および年齢をマッチさせた健常者13名に対し、高磁場MR装置を用いて拡散強調画像を撮像し、そのデータから酒井らの方法を用いて脳温度を計算した。多発性硬化症患者の脳温度は平均で摂氏35.81度(範囲:35.06-37.03度)であったのに対し、健常者の脳温度は摂氏36.29度(範囲:35.51-37.89度)であり、前者が後者に比し、有意に(P=0.029)低いことが判明した。また、多発性硬化症患者の脳温度と罹病期間あるいは身体障害度(EDSSスコア)との間には有意な相関はみられなかった。妊娠可能年齢の健常女性の生理周期における脳温度と体温の関係を検討した。21.3歳から38.8歳までの平均28.8歳の健常女性20人について、卵胞期と黄体期にそれぞれ1回ずつ頭部MRI撮像を行い、b=200とb=800の拡散強調像より側脳室内の拡散係数を求め、拡散係数より脳温を算出した。またMRI撮像時の体温を舌下、腋窩、鼓膜より測定した。本研究では被験者の卵胞期と黄体期はそれぞれの基礎体温と生理周期の記録により決定した。脳温度は卵胞期で平均36.24°C、黄体期で平均36.96°Cであり、paired t-testで有意な差(P<0.0001)を認めた。また卵胞期、黄体期の舌下温度は平均36.65°C,平均36.97°C、腋窩温度は平均36.48°C,平均36.76 °C、鼓膜温度は平均36.72°C,平均37.10°Cであり、それぞれpaired t-testにより卵胞期、黄体期で有意な差(P=0.0001, P=0.0011, P<0.0001)を認めた。脳温度と舌下温度、脳温度と腋窩温度、脳温度と鼓膜温度についてのピアソンの相関係数はr=0.244, r=-0.033, r=-0.046であり、それぞれP=0.1291, P=0.8387, P=0.7769であった。妊娠可能年齢の女性において脳温度および体温は卵胞期に比べ黄体期において有意に高かった。体温が生理周期に伴って変動していることは知られているが、脳温についても生理周期に伴って変動していることが判明した。一方で脳温と舌下温度、腋窩温度、鼓膜温度は、いずれについても有意な相関関係はみられなかった。健常者の脳の拡散強調画像を撮像し、脳室の拡散係数から脳温度を測定した。その結果、妊娠可能女性においては、脳温度が月経周期に伴って変動していることを明らかにした。健常者における脳温度と体温についてのデータ解析は完了した。疾患におけるデータ収集もほぼ遂行している。多発性硬化症患者13名および年齢をマッチさせて健常者13名に対し、高磁場(3T)装置を用いて拡散強調画像を含めたMRI撮像を行った。拡散強調画像のデータから、側脳室内の脳脊髄液の拡散係数を求め、拡散係数から脳温度(脳室内脳脊髄液温度)を算出した。多発性硬化症患者の脳温度は平均35.81°Cであったのに対し健常者の脳温度は平均36.29°Cであり、前者が後者に比べ、有意に(P=0.029)低いことが判明した。この原因としては、多発性硬化症患者の脳代謝が低下し、熱産生が少なくなっていることが考えられた。この研究成果は下記の論文に発表した。また、妊娠可能女性20名(21.3歳28.8歳、平均28.8歳)において、卵胞期と黄体期に拡散強調画像を含めたMRI撮像を行い、拡散強調画像のデータから、側脳室内の脳脊髄液の拡散係数を求め、拡散係数から脳温度(脳室内脳脊髄液温度)を算出した。その結果、卵胞期の平均脳温度は36.24°C、黄体期の平均脳温度は36.96°Cで、後者は前者より有意に(P<0.0001)高かった。体温が月経周期に伴って変動していることはよく知られているが、脳温度も月経周期に伴って変動していることが初めて明らかになった。

代表的脱髄疾患である多発性硬化症患者(13名)と健常者(13名)の脳温度を計測し、多発性硬化症患者は健常者に比べ、脳温度が有意に低いことを明らかにした。これは、多発性硬化症患者の脳代謝が低下していることを反映しているものと考えられた。また、妊娠可能年齢の女性(20名)においても黄体期・卵胞期に脳温度を測定し、黄体期は卵胞期に比べ、有意に脳温度が高いことが示され、脳温度が月経周期に伴って変動していることが初めて明らかになった。健常者における体温と脳の関係を検討し、さらに女性の月経周期(低温期vs.高温期)との関連を検討したのは、予定通りである。疾患における脳温度解析用データ収集・解析を完了させる。神経放射線診断学疾患における脳温度の解析、健常者における脳温度の解析の総括を行う予定である。多発性硬化症患者の脳温度が健常者の脳温度と比べ違うことが判明した。これは当初の計画通りである。健常者における体温と脳温度の関係についての研究は当初の計画通り遂行できたが、疾患における脳温度のデータ収集について、想定以上に時間を要した。デジタルデータが予想より少なく発生し、データ処理関連の出費が予想より少なかったため。今年度は、疾患における脳温度のデータ収集・解析が完了する予定である。健常者において、体温と脳の温度の関係がどのようなものであるかは、まだ報告がない。これについて、25名程度の健常者を用いて検討する。体温は、口腔内・腋窩・鼓膜温度それぞれについて検討する。女性に対しては、月経周期(低温期対高温期)との関連の有無についても検討する。次年度にもデジタルデータ発生が予想され、その処理関連の出費および研究成果発表旅費に使用する計画である。今年度は当初予想された程の大量のデータが発生せず、コンピュータ関係の出費が予想より少なかったため。次年度以降、大量のデータ発生が予想され、また研究成果発表に要する旅費も発生するため、これらに使用する計画である。
正常近位尿細管上皮、血管内皮細胞および腎癌細胞における細胞間コミュニケーション

1.scalpe-loadingdye transfer法によりヒト近位尿細管細胞(Clonetics Corp.)はギップ結合を保っているが、腎癌培養株(Caki-1,ACHN,A-498)ではその消失していることを確認した。さらに、ヒト正常近位尿細管細胞を、段階的濃度の活性型ビタミンD_3である1_α25(OH)_2D_3で処理することによりギャプ結合状態機能の状態が増強されることを明らかにした。2.ヒト正常近位尿細管細胞を、発癌プロモーターである12-0-tetradecanoylphorbol-13-acetete(TPA)で段階的な時間処理しすることによりギャップ結合機能が弱化し、一方、1α,25(OH)_2D_3を添加し、ギャップ結合機能の回復が温存されることを示した。以上の事項が解明されたことにより、活性型ビタミンD_3により細胞間コミュニケーションの回善・維持による発癌予防および分化・誘導による新たな治療法の概念の可能性が示唆される。
紫外線による皮膚加齢メカニズムと抗酸化的制御に関する細胞生物学的及び生化学的研究

皮膚加齢メカニズムは不明であるが、紫外線という環境要因によりもたらされる光老化は、動物モデルによる再現が可能であり、またフリーラジカル説があてはまりやすいなど解明の手がかりが得られやすい(文献1)。今回の研究デハ、ヘアレスマウスと用いた動物モデルにより、光老化メカニズムの細胞生物学的ならびに生化学的解明と抗酸化的制御の可能性を検討することを目的とした。その結果、まず、従来急性紫外線傷害モデルでは、著明な低下を示した皮膚SOD活性などの抗酸化能が、少量紫外線の長期反復照射ではむしろ誘導されることが判明した。この結果からは、光老化過程において、紫外線が酸素ストレスとなること、生体はその酸素ストレスに対して、抗酸化能を誘導しうること、将来、光酸素ストレスに対して、抗酸化剤投与の適応がありうることなどが示唆された。皮膚GAG測定実験からは、従来組織化学的な手法によってのみ報告されていた真皮ムコ多糖の量的および組成変化の生化学的手法による精細な変化が明らかになった。これらの変化は、紫外線の波長により異なり、また組成比も大きく動くことを示唆しており、真皮ムコ多糖の動態が光老徴に反映される点で興味深い。Asc2-P添加による皮膚線維芽細胞三次元培養系の実験からは、この手法により、真皮を模倣するような線維芽細胞の重層と間質成分の産生がみられ、GAG二糖分析では、単層培養系に比べるとはるかに真皮に近い構築がin vitroで得られることが明らかとなった。この成果からは、光老化モデルマウスより採取した皮膚線維芽細胞をこの系で培養することにより、光老化に特有なコラーゲンやGAGの変化を細胞生物学的に解明することが可能となると思われる。さらに、in vitroで新たな紫外線照射を行うことで、その動態をさらに明らかにすることができよう。現在、コラーゲンの架橋形成、不溶性コラーゲンの変化、コラゲナーゼ活性の変化などの解析が可能であるので、この系を用いて光老化の細胞生物学、生化学的究明が可能となりつつある。最終的に抗酸化剤の投与、内因性抗酸化能の賦活などによる光老化制御の検討を同システムを用いて行う予定である。これらの研究を通して、光老化と固有の老化のメカニズムの差異を明確にし、抗酸化的対応による光老化の制御の展望を拓くことが可能で、高齢化社会を迎えるわが国の皮膚科学研究の発展に大きく寄与するものと思われる。今年度は以下の知見が得られた1)SODおよびカタラーゼ活性:UVB長期照射により12,24週後にSOD活性は誘導され,有意に増加したが,UVA長期照射ではこのような変化はみられなかった。36週ではSOD活性はコントロール群とほぼ同等のレベルまで回帰した。カタラーゼ活性については,各時点で有意な変化はみられなかったが,Fisher's protectedLTD testによるtwo factor ANOVA法にて,全体の経過を統計的に処理するとUVA長期照射によりカタラーゼ活性はコントロール群に比べて低下することが認められた。2)GAGs二糖分析:主なGAGである△

Di-HA,△Di-4S(DS),△Di-4S(CS)の絶対量はUVA,UVBともすべて24週でコントロール群に比べて有意に増加しており,この傾向は,36週においてとくにUVA照射群で顕著であった。36週後における二糖の組成をみると,UVA,UVBとも,△Di-HAの占める割合は減少し,逆に△Di-4S(DS),△Di-4S(CS)の占める割合は増加していた。3)三次元培養系:Asc2-p添加培養系では,中性不溶性コラーゲンが認められたのに対し,Asc2-p非添加培養系では全く認められないことから,Asc2-p添加培養によりコラーゲンがin vitroで成熟し,蓄積したことが示された。また,GAGsを二糖分析すると,Asc2-P添加培養系では,細胞層で約5倍,培地中では約1.5培に増加していたが,GAGsの組成比には差を認めなかった。皮膚加齢メカニズムは不明であるが,紫外線という環境要因によりもたらされる光老化は,動物モデルによる再現が可能であり,またフリーラジカル説があてはまりやすいなど解明の手がかりが得られすい(文献1)。今回の研究では,ヘアレスマウスを用いた動物モデルにより,光老化メカニズムの細胞生物学的ならびに生化学的解明と抗酸化的制御の可能性を検討することを目的とした。その結果,まず,従来急性紫外線傷害モデルでは,著名な低下を示した皮膚SOD活性などの抗酸化能が,少量紫外線の長期反復照射ではむしろ誘導されることが判明した。この結果からは,光老化過程において,紫外線が酸素ストレスとなること,生体はその酸素ストレスに対して,抗酸化能を誘導しうること,将来,光酸素ストレスに対して,抗酸化剤投与の適応がありうることなどが示唆された。皮膚GAG測定実験からは,従来組織化学的な手法によってのみ報告されていた真皮ムコ多糖の量的および組成変化の生化学的手法による精細な変化が明らかになった。これらの変化は,紫外線の波長により異なり,また組成比も大きく動くことを示唆しており,真皮ムコ多糖の動態が光老徴に反映される点で興味深い。Asc2-P添加による皮膚線維芽細胞三次元培養系の実験からは,この手法により,真皮を模倣するような線維芽細胞の重層と間質成分の産生がみられ,GAG二糖分析では,単層培養系に比べるとはるかに真皮に近い構築がin vitroで得られることが明らかとなった。この成果からは,光老化モデルマウスより採取した皮膚線維芽細胞をこの系で培養することにより,光老化に特有なコラーゲンやGAGの変化を細胞生物学的に解明することが可能となると思われる。さらに,in vitroで新たな紫外線照射を行なうことで,その動態をさらに明らかにすることができよう。現在,コラーゲンの架橋形成,不溶性コラーゲンの変化,コラゲナーゼ活性の変化などの解析が可能であるので,この系を用いて光老化の細胞生物学,生化学的究明が可能となりつつある。最終的に抗酸化剤の投与,内因性抗酸化能の賦活などによる光老化制御の検討を同システムを用いて行う予定である。これらの研究を通して,光老化と固有の老化のメカニズムの差異を明確にし,抗酸化的対応による光老化の制御の展望を拓くことが可能で,高齢化社会を迎えるわが国の皮膚科学研究の発展に大きく寄与するものと思われる。
膜タンパク質の分子機構解明に資する新規赤外分光計測法の開発

イオンチャネルやトランスポーター等の膜タンパク質が機能する分子機構を解明するため、イオンや基質との相互作用や機能発現過程での構造変化を定量的もしくは時分割で計測することを可能とする新規赤外分光計測法の開発に取り組んだ。全反射型赤外分光装置に低速溶液交換法および急速溶液交換法を適用する実験系を構築した。カリウムチャネルの高いカリウムイオン選択性に関わるイオン選択フィルターについて、その分子指紋となる赤外吸収バンドの特定に成功したり、カリウムイオン結合に伴う構造変化を反映する赤外吸収バンドの変化を時分割で計測することに成功した。イオンチャネル、トランスポーター、ポンプなどの膜タンパク質の分子機構を理解するためには、機能発現に関わる分子構造の変化やダイナミクスに関する情報が重要である。本研究では、液中での計測に有利な全反射赤外分光計測を駆使し、イオンや基質の結合に伴うタンパク質の構造変化を明らかにする。さらには、急速溶液交換法と組み合わせた計測により、様々なイオンや基質との相互作用やイオンチャネルにおけるゲート開閉、トランスポーターやポンプにおける物質輸送過程での構造変化など、タンパク質の動的な構造変化を明らかにする。具体的には、以下の研究テーマを設定した。1、イオン・基質透過経路でのイオン・基質との相互作用解析(低速溶液交換法)。2、急速溶液交換法によるイオン・基質の結合解離に伴う構造ダイナミクスの解明。本年度は、1に関連して、ほ乳動物由来のカリウムチャネルタンパク質であるTWIK-1について、様々なアルカリ金属イオンとの相互作用の解析を行った。2に関連して、分子科学研究所の藤准教授のグループとの共同研究として、チャープパルス上方変換による新規赤外分光計測系に急速溶液交換法を適用した結果を共著論文として発表した(H. Shirai et al. Opt. Express 2014)。また、メリビオーストランスポーターについて、メリビオースおよびグルコースの結合に伴う時間分解赤外分光計測に関する予備的な実験を行った。本研究予算で、当初は博士研究員の雇用を計画していたが、研究計画を見直し、試料調製に関わる技術支援員を雇用することが最適であると考え、平成26年3月から1名の技術支援員を雇用した。また、イオンチャネルの機能を解析するために必要となる平面脂質二重膜による電気生理計測の実験系を立ち上げるため、パッチクランプ増幅器を導入した。1)イオン・基質透過経路でのイオン・基質との相互作用解析本年度は、ほ乳動物由来のカリウムチャネルタンパク質であるTWIK-1について、培養細胞で発現したタンパク質がチャネル活性を保持しているのかを確かめるための実験系を構築した。具体的には、内部にプロトン感受性蛍光蛍光色素ACMAを含むリポソームにTWIK-1を再構成して、K+イオンの流出に伴うプロトンの流入による蛍光強度の減少からチャネル活性を計測する実験系となる。先行研究を参考にしながら、TWIK-1のカリウムチャネル活性が保持されていることを確認した。視物質ロドプシンはGPCRの一種であり、発色団レチナールが外れたアポタンパク質(オプシン)はGPCRの良いモデル系となり得る。オプシンに対する様々な化合物の結合について、全反射赤外分光計測を用いた解析を行った。また、カリウムチャネルKcsAについては様々なアルカリ金属との結合に誘起される差スペクトルを解析した結果に関する論文を発表した(Y. Furutani etal. Biophysics and Physicobiology, 2015)。2)急速溶液交換法によるイオン・基質の結合解離に伴う構造ダイナミクスの解明。3回反射型の全反射赤外分光用結晶において、溶液の交換速度が向上するかどうかを検討した。直径が4 mmの9回反射型に比べて、直径が2 mmの3回反射型は交換する溶液の量が少ないので、より高速に交換できる可能性があると思われた。流路を規定するテフロンパーツの製作などを行い、最適な計測条件を検討したが、溶液の交換速度は数十ミリ秒程度とそれほど変化が見られなかった。しかしながら、交換する液量を120 μLから320μLに増加させると、立ち上がり後の溶液濃度が安定することが分かった。交換後の溶液組成を一定に保つことは、タンパク質へのリガンドやイオン等の結合を時間分解計測するのに重要なことであるため、参考になる知見が得られたものと考えている。本研究では、液中での計測に有利な全反射赤外分光計測を駆使し、イオンや基質の結合に伴うタンパク質の構造変化を明らかにすることを目的としている。1)イオン・基質透過経路でのイオン・基質との相互作用解析(低速溶液交換法)。1)に関連して、ほ乳動物由来のカリウムチャネルタンパク質であるTWIK-1について、DMPCに再構成した試料を用いて赤外分光解析を行ってきた。平成28年度は、チャネル活性が保持されているのが確かめられているPOPE/POPG(モル比3:1)の混合脂質系に再構成した試料に対して赤外分光解析を適用した。その結果、基本的には両者の差スペクトルの形状に顕著な差は見られなかったが、Na+イオンに浸した際に生じる不可逆的な構造変化は後者の試料条件では生じなかった。

脂質とタンパク質の相互作用の違いにより、イオンチャネルの安定性に違いがあることが分かった。2)に関連して、TWIK-1のT118I変異体試料を用いて、急速緩衝液交換実験を行った。140 mMNaClから140 mM KClへの交換に伴う赤外スペクトル変化を40 ms程度の時間分解能で計測を行った。amideI領域にイオン選択フィルター由来と思われるスペクトル変化が観測された。また、メリビオース輸送体MelBについても、バレンシア大学Victor Lorenz-Fonfria博士が来日し、メリビオースとスクロースの急速交換実験について共同研究を行った。ATP受容体であるP2Xチャネルの核酸塩基認識機構の共同研究において、CTPやATPの結合解離の全反射赤外分光解析を担当した論文がSci. Rep.に発表された。急速溶液交換法を膜タンパク質へ適用した実験も徐々に軌道に乗ってきた。イオンチャネル、トランスポーター、ポンプなどの膜タンパク質の分子機構を理解するためには、機能発現に関わる分子構造の変化やダイナミクスに関する情報が重要である。本研究では、液中での計測に有利な全反射赤外分光計測を駆使し、イオンや基質の結合に伴うタンパク質の構造変化を明らかにする。さらには、急速溶液交換法と組み合わせた計測により、様々なイオンや基質との相互作用やイオンチャネルにおけるゲート開閉、トランスポーターやポンプにおける物質輸送過程での構造変化など、タンパク質の動的な構造変化を明らかにする。具体的には、以下の研究テーマを設定した。1)イオン・基質透過経路でのイオン・基質との相互作用解析(低速溶液交換法)。2)急速溶液交換法によるイオン・基質の結合解離に伴う構造ダイナミクスの解明。本年度は、1)に関連して、ほ乳動物由来のカリウムチャネルタンパク質であるTWIK-1について、高速原子間力顕微鏡による分子観察を行った。TWIK-1のWT, T118I変異体、cap構造を取り除いた変異タンパク質分子の大きさや高さについて観察と解析を行った。また、TWIK-1のイオン選択フィルター部位のカルボニル基の基準振動解析を行い、K+イオンを配位した振動モードの帰属を行った。これまでの研究成果をまとめ、J. Biol. Chem.誌に発表した。2)に関連して、光駆動ナトリウムイオンポンプであるKR2について、Na+結合・解離の急速溶液交換実験を行い、Amide I領域でタンパク質の構造変化に由来するシグナルを得た。イオンチャネルやトランスポーター等の膜タンパク質が機能する分子機構を解明するため、イオンや基質との相互作用や機能発現過程での構造変化を定量的もしくは時分割で計測することを可能とする新規赤外分光計測法の開発に取り組んだ。全反射型赤外分光装置に低速溶液交換法および急速溶液交換法を適用する実験系を構築した。カリウムチャネルの高いカリウムイオン選択性に関わるイオン選択フィルターについて、その分子指紋となる赤外吸収バンドの特定に成功したり、カリウムイオン結合に伴う構造変化を反映する赤外吸収バンドの変化を時分割で計測することに成功した。
代数学の総合的研究

1.研究課題「代数学の総合的研究」の下に以下のようなシンポジウムや報告集の出版を支援した。平成2年度代数的組合せ論弘前大多元環の表現論筑波国際会議筑波大代数幾何と解析幾何都立大幾何学におけるゼ-タ関数東工大可環代数と組合せ論名大ディオファントス問題に関する研究集会奈良県新公会堂第23回環論シンポジウム千葉大保型形式とゼ-タ関数京大代数的整数論京大代数的組合せ論京大平成3年度1991年夏の分科会岡山大学環論大阪市大有限群と有限次元多元環の表現論数理研代数的組合せ論愛媛大学半群論その周辺島根大解析数論とその周辺学習院大代数的整数論における最近の話題数理研群論と組合せ数学数理研保型形式と関連するゼ-タ関数の研究数理研2.初年度においては、京都で国際数学者会議がアジアで初めて開催され、それを機会に多数の外国人数学者を迎えて多くのシンポジウムが開かれそれらを支援した。最終年度においても来日した数学者らと共にいくつかのシンポジウムを行った。このようなシンポジウムは島国である日本にとって重要なことで直接に議論をすることの重要さを再認識した。又、出席者が100名を越えるシンポジウムも多くあり専門の異なる人々が同じ目的に向かって一堂に会し議論することの効果を痛感し、そのようなシンポジウムを支援できた意義は大きい。1。研究課題「代数学の総合的研究」の下に以下のようなシンポジュ-ムを支援した。期間場所講演者数シンポジュ-ム名(1) 7/24ー26弘前大19代数的組み合せ論(2) 8/9ー18筑波大80多元環の表現論筑波国際会議(3) 8/13ー17都立大15代数幾何と解析幾何(4) 8/14ー18東工大25幾何学におけるゼ-タ関数(5) 8/15ー19名大80可環代数と組み合せ論(6)8/28ー30奈良新公会堂13ヂオファントス問題に関する研究集会(7) 9/23ー25千葉大13第23回環論シンポジュウム(8) 12/3ー6京大19保型形式とゼ-タ関数(9) 12/10ー14京大25代数的整数論(10) 12/17ー20京大28代数的組み合せ論(11)12/25ー27鳥取大10現代の母関数2。この夏は京都で、4年毎に開催される国際数学者会議が初めてアジアで開かれ、それを機会に多数の外国人数学者を迎え多くのシンポジュ-ムが開かれた。その内、我々の関係するのは上記の(2),(3),(4),(5),(6)番目のシンポジュ-ムである。しかも上記の標題に見られるように、一見我々の研究課題「代数学の総合的研究」とは無関係とも思われる幾何学、解析学等をも巻き込んだシンポジュ-ムが開催されている。これは現在専門化によって細分化しがちな各分野を統合し更なる発展を目指すもので、これらは研究目的、研究実施計画に沿うものである。特に国際数学者会議に訪れた外国人数学者を迎えてのシンポジュ-ムはお互いに会う機会も少ないだけに、単に論文を読むだけでは得られない多くのものをお互いに得ることが出来たのは大きな成果であるといえよう。1991年夏の分科会7.298.1岡山大学北岡良之(名大)環論8.28.4大阪市大住岡武(大阪市大)有限群と有限次元多元環の表現論9.3010.2数理研越谷重夫(千葉大)代数的組合せ論10.2310.25愛媛大学木村浩(愛媛大)半群論とその周辺11.511.6島根大今岡輝男(島根大)解析数論とその周辺11.1111.13

学習院大長坂建二(法政大)代数的整数論における最近の話題12.912.12数理研工藤愛知(長崎大)群論と組合せ数学12.1812.20数理研八牧宏美(筑波大)保型形式と関連するゼ-タ関数の研究1.61.10数理研高瀬幸一(宮城教育大)2.上記シンポジウムの中には出席者が100名を越えるものもあり専門分野の異なる研究者が一つのシンポジムウに集り議論することの重要さを認識させられることが多々あった。このようなシンポジウムを開くこと、それらを支援することは充分に意義のあることであったし、今後もこのようなことを行う必要性を感じた。
細胞骨格保護による肝虚血再潅流傷害の抑制

ラット初代培養肝細胞にtert-butyl hydroperoxide (TBHP)を負荷する系で、oxidative stressによる肝細胞傷害の機序を検討し、その抑制を試みた。TBHP負荷後約15分で細胞表面にsmall blebが形成され、30分後にはlarge blebが観察された。細胞質カルシウム濃度は、small blebの形成とほぼ同時に上昇し始め、large blebが形成される頃には約1μMに達した。LDHの遊離は、40分後から認められた。Bleb形成とLDHの遊離は、細胞外にカルシウムが存在する場合に顕著であり、EGTAでキレートすると抑制された。カルシウム存在下でも、細胞質プロテアーゼcalpainに特異的な阻害剤であるcalpeptinを添加することにより有意に抑制された。細胞膜の裏打ちをしているF-actinはbleb直下でも保たれていたが、細胞骨格蛋白のうちtalin、α-actininは、bleb発生と同時に減少した。Vinculinの減少は認めなかった。活性型calpainに対する抗体を用いたimmunoblotで、bleb形成に先だってcalpainの活性化が証明された。細胞骨格蛋白の減少は、細胞外カルシウムの除法、或いはcalpeptinの添加により抑えられた。以上の結果より、oxidative stressによる肝細胞傷害について、カルシウムの流入→calpainの活性化→細胞骨格蛋白の分解→細胞死、というmechanismが考えられた。また、calpainの阻害による、傷害抑制の可能性が示された。現在、新しい阻害剤や内在性細胞質プロテアーゼに対するantisenseの導入など、更なるcalpain制御による細胞傷害抑制を研究中である。
老化現象における心身の相互性理解の発達過程

心身相関的影響関係が含まれる老化現象を取り上げることで、心身相関についての理解の発達の様相をより詳しく検討することを目的とした。老化における身体領域内、認知領域内の影響関係(例えば、栄養バランスへの配慮が身体機能低下を緩和する、頭を使う習慣が記憶力低下を防ぐなど)の強度の推定については、少なくとも小1の時点で大学生と同レベルに達する一方で、領域をまたぐ影響関係(身体→認知、認知→身体、情緒・社会→身体、情緒・社会→認知)、ないしは情緒・社会領域内(例えば、心理的リラックスが開放性の低下を緩和する)の影響関係の強度の推定については、児童期中期以降に大学生と同レベルに達することが示された。これまでの研究では、子どもは身体、心理の各領域内の影響関係についてはかなり早くから理解が進んでいる一方で、心身相関的現象の理解は比較的遅く、児童期中期以降に進むことが指摘されていた。本研究は、心身相関的な現象の一つである老化現象を取り上げることで、心身相関についての理解の発達の様相をより詳しく検討することを目的とする。対象者は小3(28名)、小6(36名)、大学生(115名)であった。老化の進行を緩和するとされる身体要因(バランスの良い食事・適度な運動)、心理要因(ストレスのない生活・社会参加)、外部要因(化粧品や塗り薬の使用)をとりあげ、これらが複数の心的特性(記憶力・計算力・開放性)・身体特性(しわ量・心臓機能・腕力・走行速度・聴力)の老化に対してどれだけ緩和効果をもつかを数値で評定させた。調査はすべて質問紙にて集団で実施した。それにより、6つの影響関係(「身体⇒身体」「身体⇒心理」「心理⇒身体」「心理⇒心理」「外部⇒身体」「外部⇒心理」)の相対的強度についての評定値を算出した。その結果、「心理⇒身体」「心理⇒心理」の影響関係の理解については、小3以降に発達的変化がみられることが示された。小3の子どもは小6の子どもや大人と比較すると「心理⇒身体」「心理⇒心理」の影響関係の強度を低く見積もる傾向がみられた。それ以外の影響関係においては、年齢差がみられず、小3までには大人とあまり相違がないレベルに到達すことが示唆された。これらのことから、老化過程に及ぼす「心」の影響の理解は「身体」や「外部」の影響の理解より遅くなること、「身体⇒心理」の方が「心理⇒身体」の理解よりも早く大人のレベルに達するといえる。さらに。「身体⇒心理」「心理⇒身体」「心理⇒心理」の因果理解においては、性差がみられ、男子より女子の方が影響関係の強度を高く見積もることも示された。研究1:一般的に老年期に衰退するといわれる心身の諸機能について、児童(小3から小6)や大学生が機能低下を認識しているかどうかを検討することが目的であった。総計172名を対象に質問紙調査を実施した。心身の諸機能12項目について、若年成人期と比較して、高齢期になるとどうなるかを7段階で評定させた。使用した項目は、外観(皺・毛髪)・身体内部構造(心臓・骨)・運動能力(腕力・走行速度)・身体機能(病気耐性・聴力)・認知機能(過去事象記憶・計算スピード)・性格(開放性・外向性)であった。分析の結果、どの年齢群の対象者も外向性以外の項目については、老年期には機能低下がみられると考えていることが示された。小3から小5の子どもと大学生は、外向性については老年期にも変化がないと考える傾向のあったのに対し、小6の子どもは老年期には向上すると考える傾向のあることが示された。研究2:老年期における諸特性の機能低下の抑止要因として、大学生がどのような事柄を想定するかを検討することが目的であった。32名を対象に質問紙調査を実施した。研究1で使用した12項目に5項目を足した17項目について、それを抑止する方法として考えられることを自由に記述してもらった。対象者の記述を分析したところ、身体的側面の機能低下に対しては食生活、運動、規則正しい生活などの身体的要因が、認知機能や性格などの心理的側面の機能低下に対しては認知的活動や対人交流などの心理・社会的要因が抑止効果をもつとされることが多かった。しかしながら、毛髪変化に対してはストレスをためないこと、過去事象想起や計算スピード、外向性の機能低下に対しては定期的な運動が抑止効果を持つとする者が少なくなかった。つまり心理・社会的要因が身体的側面の機能低下に、身体的要因が心理的側面の機能低下に、それぞれ影響を与えうるとの認識を持つ場合が少なくないことが示された。本研究は心身相関的影響関係が含まれる老化現象を取り上げることで、心身相関についての理解の発達の様相をより詳しく検討することを目的とした。

本研究の結果から、子どもは身体領域内、認知領域内の影響関係については少なくとも小1の時点では大人と同様の理解が進んでいる一方で、心身相関的現象を含む領域をまたぐ影響関係についての理解は比較的遅く、児童期中期以降に大人と同レベルに達することが示された。以下、各年度の成果を示す。平成24年度に実施した研究1では、小3、小6、大学生は、一般的に老年期に衰退するといわれる心身の諸機能のほとんどについて機能低下がみられると考えていることが示された。研究2では、機能低下の抑止要因として、大学生は、身体的機能低下に対しては身体的要因が、心理的機能低下に対しては心理・社会的要因が抑止効果をもつとすること多かったが、心理・社会的要因が身体的機能低下に、身体的要因が心理的機能低下に、それぞれ影響を与えうるとの認識を持つ場合があることが示された。平成25年度に実施した研究3では、小3、小6、大学生においては、老化による心身の機能低下の緩和要因として身体要因の効果の推定に発達差がほとんどみられなかったが、心理要因の効果についての推定は小3以降、発達的変化がみられ、小3の子どもは年長者に比して「心理⇒身体」「心理⇒心理」の影響関係の強度を低く推定する傾向がみられた。平成26年度に実施した研究4では、小1、小3、大学生においては、「身体→身体」および「認知→認知」といった、同一領域内の影響関係の理解については発達的変化が小さいかほとんど見られないが、「身体→認知」「認知→身体」「心理→身体」「心理→認知」などの異領域間の影響関係についての理解は発達差が大きいことが示された。研究5では5歳児でも老化と病気を回復可能性という点で区別可能であることが示された。発達心理学交付申請書の研究実施計画の通りに進行しているから。交付申請書の研究実施計画書に調査計画を記載したが、次年度の計画も一部とりこんだ調査を実施できたから。今年度の調査を踏まえ、当初の予定通りの研究を実施する。具体的には、老化における心身の相互性理解についての幼児の理解を調べることで、理解の発達過程をより詳細に検討する。あわせて、心身の相互性理解に及ぼす文化的背景の影響を検討するために、他国と日本の大学生を対象とした比較文化的研究も実施する予定である。具体的には、老化における心身の相互性理解について、大人と同様の理解はいつごろから可能になるのかを明らかにする。心身の相互性理解が明確になり始めるとされる児童期中期以降の子どもを対象として、調査を実施する。さらに、心身の相互性理解におよぼす文化的背景の影響を検討するために、日中の大学生を対象とした比較文化研究も実施する予定である。当初の予定よりも、謝金、情報交換や学会発表のための出張費の増加が見込まれるため。調査用紙の中国語翻訳のための謝金として2万円の増額。国内学会の参加出張費として3万5548円の増額。主な用途としては、物品としてデータ分析用のノートパソコンの購入、データ分析要員に対する謝金、成果発表のための国際学会出席のための旅費が予定される。
未熟児の精神発達・母子関係の発達についての超早期からの援助・教育に関する追跡研究

1.名古屋第二赤十字病院において週一回行われる小児科外来未熟児健診の場に参加し、出生体重1500g未満の極小未熟児、超未熟児の母子を対象とし、子どもの行動上の問題や母子関係の問題に対する心理治療的介入を行ってきた。治療的介入方法は、近年の乳幼児精神医学が提唱する母子治療の様式を範としており、それは主にSFraibergによる(1)発達ガイダンス・支持療法と(2)乳幼児・親精神療法である。これまでに70例の母子と面接を行ってきており、初回面接時の子どもの年齢範囲は3ケ月から4歳までである。これまでに面接を行った70例中48例(69%)に、子どもの行動あるいは母子関係上の何らかの問題が認められた。子どもの行動、情緒的問題および母子関係の障害は、おおまかに乳幼児と乳児期で問題の現れに違いが見られた。乳幼児期の問題行動としては、泣きのひどさ等のある種の過敏さが母親からの訴えとして認められ、これは初回面接時年齢8ケ月以下の乳児28例中8例(29%)に見られた。次に幼児期の子どもの問題としては、自閉症・発達遅滞・脳性麻痺あるいは軽い運動障害等の明らかな発達障害が認められた者以外に、癇癪やそっくり返り・頭つき・泣き叫び等、感情・衝動コントロールの悪さや、落ち着きのなさ・多動傾向・気分の変わりやすさ等が、生後7ケ月以上の子ども44例中27例(61%)に認められた。2.名古屋第二赤十字病院NICUに1980年から1992年までの間に入院した1500g未満の極小未熟児161例を対象に精神発達に関する研究を行い、12ケ月時と24ケ月時で津守稲毛式発達検査で探索・操作と理解・言語の領域で遅れがみられることを明らかにした。未熟児の精神発達・母子関係の発達についての超早期からの援助・教育に関する追跡研究について、当初の研究計画に従い、以下の点について研究実績が得られた。1.未熟児の精神発達と母子関係の発達に関する研究:未熟児の精神発達や母子関係の発達を総合的に検討する第一段階として、今回は未熟児の発達の概要を精神発達質問紙(津守・稲毛式)を通して検討した。名古屋第二赤十字病院を1980年1992年までに受診した未熟児のうち、発達指数(DQ)が75未満のものを除いた170名(男子73名、女子97名)を対象として用い、未熟児の発達について検討を加えた。発達検査は生後6カ月時、12カ月時、18カ月時、24カ月時、36カ月時にほぼ実施されているが、今回は12カ月、18カ月、24カ月時のもののみを用いた。その結果、(1)12カ月、24カ月時の未熟児の発達指数について、出生体重による主効果が認められた。(2)発達検査の下位尺度について検討すると、いずれの時期においても「探索・操作」と「言語・理解」の領域に落ち込みがみられた。(3)出生体重、存胎週数、不当軽量、APGAR指数、出生時疾患と各領域の発達指数の相関を調べたところ、12カ月、24カ月時において、出生体重・視力障害と発達指数との間に有意な相関がみられた。これらについては第71回日本小児精神神経学会(1994名古屋)にて発表した。2.未熟児の気質に関する研究:乳幼児の気質を総合的に検討する第一段階として、今回は統制群として正常出産乳幼児の気質と母親の育児不安との関連について質問紙調査法により検討した。

質問紙は、子どもの気質については佐藤(1988)の日本語版RITQを使用し、母親の分離不安についてはHockら(1989)の先行研究を参考に13項目からなる尺度を、更に「母親役割観」について5項目からなる尺度を作成し実施した。重回帰分析(ステップワイズ法)の結果、母親の分離不安は、「母親役割観」および子どもの気質質問紙の下位尺度である「閾値」・「活動性」・「気の紛らわせやすさ」によって説明された。これら一連の研究については、日本教育心理学会第36回総会(1994京都)、第4回乳幼児医学・心理学研究会(1994東京)にて発表した。名古屋第二赤十字病院において週一回行われる小児科外来未熟児健診の場に参加し、出生体重1500g未満の極小未熟児、超未熟児の母子を対象とし、子どもの行動上の問題や母子関係の問題に対する心理治療的介入を行ってきた。治療的介入方法は、近年の乳幼児精神医学が提唱する母子治療の様式を範としており、それは主にS Fraibergによる(1)発達ガイダンス・支持療法と(2)乳幼児・親精神療法である。これまでに70例の母子と面接を行ってきており、初回面接時の子どもの年齢範囲は3ヶ月から4歳までである。これまでに面接を行った70例中48例(69%)に、子どもの行動あるいは母子関係上の何らかの問題が認められた。子どもの行動、情緒的問題および母子関係の障害は、おおまかに乳幼児と幼児期で問題の現れに違いが見られた。乳幼児期の問題行動としては、泣きのひどさ等のある種の過敏さが母親からの訴えとして認められ、これは初回面接時年齢8ヶ月以下の乳児28例中8例(29%)に見られた。次に幼児期の子どもの問題としては、自閉症・発達遅滞・脳性麻痺あるいは軽い運動障害等の明らかな発達障害が認められた者以外に、癇癪やそっくり返り・頭つき・泣き叫び等、感情・衝動コントロールの悪さや、落ち着きのなさ・多動傾向・気分の変わりやすさ等が、生後7ヶ月以上の子ども44例中27例(61%)に認められた。また、関係の希薄さや情緒表出の乏しさ等が、生後1歳3ヶ月以上の子ども32例中9例(28%)に認められた。なお、これらの問題行動を重複して示す子どももこの中に含まれている。さらに、2例の治療経過について報告した。1例は、出生体重1430gの男子で、1歳の癇癪発作と叩頭を呈すようになった。この症例の母親に対し、2年間にわたり、発達ガイダンス支持療法的なアプローチを行った。第2例目は、出生体重730gの女子であり母親に対する愛着の欠如により母子関係の障害を示していた。この症例は、6ヶ月から2歳3ヶ月まで乳幼児-親精神療法の技法を用いて治療された。
口腟内用超音波診断装置の開発・実用化に関する研究

超音波による画像診断は生体へ為害作用を及ぼさずに軟組織や臓器の状態を描出し得るため、口腔領域各種疾患の診断にあたっても有用な方法であると考えられる。しかし従来の探触子は口腔外の皮膚面に接触させるものであり、探触子と病変部との間に空気、骨が介在する口腔領域ではその適用範囲に限界がある。そこで本研究は口腔内へ插入して病変部と密着させ得る探触子を開発し、それを実用化して口腔領域各種病変の超音波画像診断を行うことを目的としたものであり、本年度の研究実績は次のとおりである。1.リニア電子スキャン方式超音波診断装置に接続して口腔内へ插入可能な小型の探触子を開発した。本探触子は水袋、寒天を伝達媒体として使用することにより口腔内の複雑な形態に密着させることができるため、従来の探触子では適用不可能な部位の疾患に対しても応用可能である。この探触子は周波数29MHz、焦点深度30mm、距離分解能1mm、方位分解能2mmであり、微細な変化を描出することができる。2.本探触子を舌癌、上顎癌、口蓋多形性腺腫、口唇粘液嚢胞および口蓋裂の各症例に臨床応用したところ、疾患によりそれぞれ特徴的な超音波像が認められ、同時に病変の範囲および周囲組織との関係が描出された。これら症例の超音波像を手術による摘物所見、術中所見および病理組織学的所見と比較検討したところ、概ね一致しており、超音波像は病変の特徴的な性状を現わしていることが確認された。これらの結果から口腔内用超音波診断法は口腔領域の疾患の診断と治療に有用であると考えられた。
舌神経断裂後の味覚受容機構の回復過程の解析

昨年度までの基礎的検討では舌神経と同じく三叉神経第3枝の下歯槽神経切断の研究により、神経の正常な再生にはBDNFが関与していることが示唆された。そこで本年度は舌神経切断モデルラットを用いて、神経損傷による味蕾を含む舌粘膜表面の形態観察、三叉神経節でのBDNFmRNAの発現、およびT1R1, T1R3のmRNAの発現について検討した。実体顕微鏡による舌粘膜表面の観察では、舌神経切断後7日後の舌粘膜はやや萎縮がみられ、非切断側に比べ切断側は茸状乳頭の萎縮・減少がみとめられた。三叉神経節でのBDNF mRNAの発現量は、切断側の神経節において非切断側に比べ増加傾向がみられた。舌粘膜の観察より、茸状乳頭の萎縮・減少がみられたことから、味蕾のマーカーとして味覚受容体T1Rファミリーのうち茸状乳頭に強く発現されるT1R1, T1R3を設定し、切断後のmRNAを測定し検討を行った。その結果、T1R1, T1R3mRNAも増加傾向がみられた。これらの結果から、舌神経切断によりBDNFの発現が三叉神経節で促され、それにより損傷神経の修復に寄与していくと考えられた。切断後の粘膜萎縮舌におけるT1R1, T1R3mRNAの発現は、切断後も萎縮・変性中の細胞により発現が続いているのに加え、神経再生に伴い支配を受けている味蕾も再生過程であり、それによる発現もあるものと考えられた。昨年度の臨床的研究で、舌乳頭の萎縮が無くとも味覚が逸脱していた例が存在し、さらに神経MRIによる検討から異常感覚および味覚と舌乳頭萎縮の関連は低いことが示唆された。この臨床的研究の結果および今回の結果より、損傷後に萎縮がなくとも味覚の逸脱がある、もしくは萎縮はあっても味覚は不変というのは、味覚受容体の発現量の違いによる可能性が考えられた。歯科治療により下歯槽神経や舌神経の損傷受けている症例がしばしば見受けられる。顔面神経の味覚枝を含む舌神経は損傷により知覚麻痺・味覚障害を呈する。本研究では臨床的、基礎的分析より舌神経損傷の病態分析を行うことを目的とする。1)臨床的分析舌神経の損傷を生じた症例に対し、味覚を含めた各種感覚検査(触覚、温度、痛覚)を施行、必要な症例に対しては3DVRーMRN(Neurography)による神経の観察をおこない、神経損傷の程度の評価および分析を実施中である。2)基礎的分析三叉神経第三枝である舌神経の神経損傷後の神経の再生・治癒を評価するために、神経切断モデルのラットでの作成、および生化学的マーカー、組織学的評価のための手法について検討を行っているが、未だ確定したデータは得られていない。本研究計画では、実験的検討として(1)舌神経損傷モデルラットを作成し、(2)その損傷による舌の形態的変化(舌乳頭の消失など)、(3)生化学的変化、(4)神経電気生理学的変化、を検討し、臨床的分析では(1)舌神経損傷症例により生じた知覚、味覚、痛みなどの分析、(2)画像解析(3DVR-MRN)による分析を行うこととしている。実験的検討として、舌神経損傷モデルラットの作製では、舌神経損傷を行う方法として1口腔内より舌下面から舌神経にアプローチする方法、2口腔外より仰臥位固定後、オトガイ下部から顎二腹筋を剥離し、舌神経にアプローチする方法、などがあるが、本研究では2の口腔外アプローチによりモデルラットの作製を行っている。舌神経損傷モデルラット作製に併行し行った生化学的分析では、ラットにおいて舌神経と同じく三叉神経第3枝の下顎神経の枝である下歯槽神経を切断し、神経切断部および三叉神経節のBDNF(脳由来神経栄養因子)mRNAの発現を検討した。その結果、神経切断後早い時期に三叉神経節のみならず、神経切断部でもmRNA上昇が認められた。このことから末梢神経切断後には切断部局所においても神経栄養因子の発現が上昇し、神経再生に関与していることが推察された。臨床的検討としては、舌神経に損傷を生じた症例に対して感覚検査(温度(熱、寒冷)、痛覚(ピンプリック)、フォンフライフィラメントによる機械的刺激)を行っており、適宜画像解析として3.0T MRIによる高分解能3DVR-MRNを用い、損傷舌神経の描出および観察を行っている。基礎的検討では、口腔外より舌神経にアプローチし、切断することにより舌神経損傷モデルラットの作製を行い、損傷による味蕾を含む舌粘膜表面の形態を行っている。先行して行っている生化学的分析では、舌神経と同じく三叉神経第3枝の下顎神経の枝である下歯槽神経を切断し、その切断部および神経節のBDNFmRNA発現の解析を行った。その結果、神経節のみならず、神経切断部においてBDNFmRNAの発現上昇を認め、末梢神経切断後には切断部局所においても神経栄養因子の発現が上昇し、神経再生に関与していることが示唆された。さらに組織学的分析では、神経切断後に抗BDNF抗体の局所投与により切断神経断端の神経突起伸長を抑制、膠原線維の減少、および外傷性神経腫形成を抑制することが認められた。これらの結果から、BDNFは神経再生に関与する可能性が示唆され、舌神経損傷モデルにおいても舌神経再生過程におけるBDNFの関与について検討していく予定である。

臨床的検討では、舌神経損傷症例に対し味覚検査(ろ紙ディスク法)、熱電気刺激装置による温度感覚検査、定量筒による機械的痛覚検査、Freyの触毛を用いた触刺激による機械刺激閾値の測定、二点識別閾値を測定し、適宜3.0T MRIによる高分解能3DVR-MRNを用い、損傷舌神経の描出および観察を行っている。臨床的検討においては、当初の見込みより舌神経障害の症例数が少なく、さらに画像解析の適応となる症例が少なかったため。基礎的検討においては、舌神経損傷モデルの作製と解析に難渋しているうえに、動物実験施設での動物飼育において制限生じたため。それ故それを用いた生化学的分析に遅れが生じている。舌神経損傷により、味蕾の消失・変性が認められ、神経の再生に伴い味蕾の回復が起こることが知られている。本研究では臨床的および基礎的分析により舌神経損傷の病態分析を行うことを目的とする。基礎的検討では、舌神経損傷モデルラットを用い、舌神経損傷による味蕾を含む舌粘膜表面の形態観察を行っている。これまで舌神経と同様に三叉神経第三枝の下顎神経の終枝である下歯槽神経を切断し、その切断部および神経節においてBDNFmRNA発現の増加を認めた。さらに組織学的に神経切断後、切断部位局所のBDNFの作用を抑えることで切断神経断端の神経突起伸長を抑制、膠原線維の減少および外傷性神経腫形成を抑制することを認めており、以上の結果から、BDNFは組織学的に神経再生に関与する可能性が示唆された。そこで神経切断後の再生軸索の求心路の伝導障害を機能的に評価すべくvon Freyfilament試験による機械的触刺激閾値の測定および三叉神経脊髄路核を介し運動ニューロンにより開口筋(顎二腹筋)の収縮を誘発する開口反射の測定を行った。その結果、抗BDNF抗体の局所投与下に再生された軸索は、機能的にも再生されたことが示された。これらを踏まえ、舌神経損傷モデルにおいて舌神経再生過程におけるBDNFの関与について検討していく予定である。また味蕾に強く発現する受容体遺伝子をマーカーに味蕾消失との関係を検討していく予定である。臨床的検討では、新潟大学医歯学総合病院歯科麻酔科を受診した舌神経損傷患者(12名)を対象に解析を行っている。臨床所見上、舌粘膜や舌乳頭の萎縮がみられる患者とみられない患者がいる。これらの患者に対し、高磁場(3テスラ)または(1.5テスラ)のMRI装置による高分解能3DVR-MRNを用い、損傷舌神経の描出および観察を行っている。生化学的検討で味蕾のマーカーの再検討を行ったため、実験が停滞した。また前年度より計画しているタンパク質の実験準備が整わなかったため、タンパク発現の解析が進まなかった。さらにラットに対する舌神経損傷後の舌の感覚評価に難渋している。舌神経損傷により、舌乳頭の消失・萎縮が認められることがある。茸状乳頭は鼓索神経および舌神経の二重支配を受けており、それらの神経の障害により味蕾の萎縮が生じる。しかしながら臨床では、舌乳頭の萎縮を認める患者と認めない患者がいることが観察される。本研究では臨床的および基礎的分析により舌神経損傷の病態分析を行うことを目的としている。本年度は臨床的分析を中心に行い、舌神経損傷における臨床所見・検査所見と舌乳頭萎縮の関係について検討した。舌神経障害12症例を対象とし、舌乳頭の萎縮と受傷後期間、味覚、臨床症状、重症度、病的神経形態との関連を解析した。異常感覚の重症度は臨床症状により感覚の異常から3段階に分けて判定した。また3次元高分解能神経MRIにより障害舌神経を描出し、検討を行った。結果は、舌乳頭の萎縮は7人で認められた。