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デバイス化を目指したI-III-VI族半導体量子ドットの粒径制御技術の開発

まず初めに酸化溶解のために必用な条件を検討したところ、リン酸緩衝液中、塩化アンモニウムを含有する溶液中において、ナノ粒子の溶解がスムーズに進行し、凝集物を発生させることなく量子サイズ効果によって吸収スペクトルがブルーシフトしていく様子が確認された。しかしながら、光励起による若干の反応速度上昇は見られたものの、反応の大部分はエッチング速度向上のために導入している酸素への直接電子移動によって起こっており、これまで我々がII-VI半導体ナノ粒子について行ってきたような、バンドギャップの増加を利用した単色光照射による精密な粒径制御を行うためには、さらなる条件の検討が必要である。本年度に解決できなかった光エッチングに関わる問題は、硫化銅インジウムナノ粒子の価電子帯上端電位が、電子移動先である酸素還元の電位よりも負側にあることに由来するものと考えている。光反応主体でエッチングを行うためには、価電子帯からの電子移動を防ぎ、光励起によって生成した伝導帯電子のみを酸素に移動させる必用がある。これを実現させるために、次の2つの事を試みる。まずは、電子移動先を酸素ではなく、別のレドックス活性な化合物にする方法である。アクリジン、キノン類や金属錯体化合物が候補として挙げられる。これまでに我々が研究を続けてきた量子ドット蛍光体の蛍光消光に関する知見を利用し、電子移動を効率的に起こす化合物を検討する。もう一つのアプローチとしては、表面配位子をチオール以外のものにし、ナノ粒子のバンド電位そのものを変化させる方法である。チオール基はナノ粒子の電位を負側にシフトさせることが知られており、ヘキサメタリン酸など、別の修飾剤を用いることで、価電子帯から酸素への電子移動を抑制することが考えられる。光エッチングと合わせて、合成時の粒径制御についてもある程度検討を行う予定である。光エッチングに使用する大粒径のナノ粒子を得るために、核発生や粒子成長といったナノ粒子合成時のファクターを制御することで、目的を達成する。超格子構造については、これまで粒径の揃ったII-VI族ナノ粒子を用いて検討を重ねてきた。粒径制御のみならず、粒径に見合ったサイズの配位子(アルキル基の長さ)の選択と、溶媒蒸発速度の抑制が鍵となる。これらの知見をI-III-VI族に活かす。必用な機材は本年度の物品購入および研究室保有の機器で十分であるため、次年度予算については物品費の全てを試薬・合成用ガラス器具に費やす予定である。
絶対変位センサを用いた空圧式除振装置の高周波外乱除去に関する一研究

半導体露光装置の振動制御において,絶対変位信号を用いたダイレクトフィードバックおよびダイレクトフィードフォワードを活用するため,絶対変位センサの改善を行ってきた.研究成果は,以下の三つである.一つ目は,絶対変位センサの傾斜設置に起因するアライメント誤差の改善である.同センサに,比例ゲイン小かつ時定数大の制約をもつ傾斜補正用PI補償器を実装すると,変位信号にアライメント誤差が残留する.そこで,オペアンプの入力電流・電圧オフセット,およびコンデンサのリーク電流・誘電体吸収に着目して,PI補償器を構成する回路素子の選定を行った.結果,入力電流オフセットの小さいオペアンプの選定により,アライメント誤差の抑制精度を向上できた.これは,変位センサを制振構造物に装着するときの問題解決を図る内容であり,実応用に供するための技術開発ができたという意義がある.二つ目は,検定コイルの巻数変更による検出感度の改善である.ここでは,変位センサを空圧式除振装置に搭載して,加振試験による感度校正を実施した.検定コイルが通常巻きの場合,加速度・速度・変位信号の検出感度は,それぞれ4.8V/G・0.195V/kine・40.2mV/即である.一方,二倍巻きに改造するとそれぞれ5.3V/G・0.223V/kine・60.0mV/μmに向上した.絶対変位センサの検出感度が不足する場合は,応用先が限定的となる.感度校正を通じて,大型構造物の制振応用に適用できるレベルであることが示せた.三つ目は,絶対変位センサの高周波ダイナミクスに関する考察と低周波帯域の拡大である.ここでは,本研究で提案する一階微分型と,過去に提案されている二階微分型の絶対変位センサについて根軌跡解析を実施した.結果,制御ゲインの調整範囲が,内部検出器の検出感度に基づくことを示せた.半導体露光装置の振動制御の分野において,絶対変位信号を用いたダイレクトフィードバックおよびダイレクトフィードフォワードの制御構造を活用するため,絶対変位センサの開発とその検出性能の改善を行っている.同センサは,計測対象に直接設置するサイズモ型の振動センサでありながら,絶対加速度・速度・変位の3信号を同時検出できる.このため,現代制御理論に基づく状態フィードバックの適用が容易となり,特に変位信号の活用によって,低周波から高周波領域に渡る大幅な除振性能の改善が新たに期待できる.しかし,2自由度除振装置を用いたフィードバック試験の結果から,産業応用への課題として高感度・広帯域化が必要であると判明した.ただし,このサイズモ型振動センサの検出感度と帯域の間にはトレードオフの関係があるため,両者を同時に達成することは困難である.そこで,平成23年度は,開発段階にある絶対変位センサの広帯域化を目的に,機構の実験モーダル解析,駆動コイルの逆起電力と電流ドライバのモデル化,根軌跡法を用いた制御系の安定解析,そしてハイブリッド速度検出器の採用を検討してきた.まず,モーダル解析では,振動検出の基本機構である振動子の運動モードを特定して,高周波領域における広帯域化を検討した.次に,駆動コイルの逆起電力をモデル化して,電圧フィードバックドライバから電流フィードバックドライバへの変更を施した.さらに,このモデルを用いて,制御系の安定解析を実施した.最後に,従来の検定コイルのみでなく駆動コイルの逆起電力を速度信号として検出するハイブリッド速度検出器によって,低周波帯域が拡大できる原理を検証した.また,これらの絶対変位センサ自身の性能改善に加えて,除振装置へのフィードフォワード応用を検証するため,床振動フィードフォワードの効果を周波数応答で計測する予備試験を並行した.半導体露光装置の振動制御において,絶対変位信号を用いたダイレクトフィードバックおよびダイレクトフィードフォワードを活用するため,絶対変位センサの改善を行ってきた.研究成果は,以下の三つである.一つ目は,絶対変位センサの傾斜設置に起因するアライメント誤差の改善である.同センサに,比例ゲイン小かつ時定数大の制約をもつ傾斜補正用PI補償器を実装すると,変位信号にアライメント誤差が残留する.そこで,オペアンプの入力電流・電圧オフセット,およびコンデンサのリーク電流・誘電体吸収に着目して,PI補償器を構成する回路素子の選定を行った.結果,入力電流オフセットの小さいオペアンプの選定により,アライメント誤差の抑制精度を向上できた.これは,変位センサを制振構造物に装着するときの問題解決を図る内容であり,実応用に供するための技術開発ができたという意義がある.二つ目は,検定コイルの巻数変更による検出感度の改善である.ここでは,変位センサを空圧式除振装置に搭載して,加振試験による感度校正を実施した.検定コイルが通常巻きの場合,加速度・速度・変位信号の検出感度は,それぞれ4.8V/G・0.195V/kine・40.2mV/即である.一方,二倍巻きに改造するとそれぞれ5.3V/G・0.223V/kine・60.0mV/μmに向上した.絶対変位センサの検出感度が不足する場合は,応用先が限定的となる.感度校正を通じて,大型構造物の制振応用に適用できるレベルであることが示せた.三つ目は,絶対変位センサの高周波ダイナミクスに関する考察と低周波帯域の拡大である.ここでは,本研究で提案する一階微分型と,過去に提案されている二階微分型の絶対変位センサについて根軌跡解析を実施した.結果,制御ゲインの調整範囲が,内部検出器の検出感度に基づくことを示せた.当初の実施計画では,(1)広帯域化解析用の絶対変位センサの試作,

(2)実験モーダル解析による絶対変位センサの広帯域化,そして(3)除振装置の一般的な性能指標である除振率を計測するための予備試験の実施を掲げた。(1)と(2)では,広帯域化の妨げとなる高周波共振の原因究明が目的であり,広帯域化そのものは達成できない。このため,詳細な制御モデルを用いて,理論的な側面から高周波共振の発現理由を検証してきた。実機での広帯域化については,ハイブリッド速度検出器の適用,逆起電力の検出機構の変更などが必要である。また,(3)では,広帯域化の効果を明確に確認するため,除振率を計測する予備試験を実施した。これらの内容は,既に国内学会にて発表済であり,研究計画はおおむね順調に進展していると考えられる。絶対変位センサの広帯域化を追究するため,引き続きハイブリッド速度検出器の適用と新たに駆動コイルの巻数・巻方の変更を行う。ハイブリッド検出器の適用では,従来の検定コイルのみでなく駆動コイルの逆起電力も速度信号として新たに検出し,これを絶対変位センサ内部のフィードバック制御に活用する。この手法は,制御回路の変更による電気的な改善で済むため,実装コストが低い。一方,駆動コイルの巻数・巻方の変更では,機械的に検定コイルの巻数を増加させることで,帯域とトレードオフの関係にある検出感度の改善にもとづき広帯域化を実現する。このとき,検出感度を正確に管理・計測する必要があるので,広帯域化とともに感度校正について実機検証する。この感度校正では,絶対変位センサの実加振を行い,加振信号と出力信号の周波数応答を計測する必要がある。よって,モーダル解析で得られた振動子の振動モードや局所共振の影響についても,再考察する。そして,広帯域化を実現した絶対変位センサを用いて,空圧式除振装置の制振実験を行う予定である。
加工原料農畜産物の国際競争強化に関する実証研究

この研究から得られた知見は以下のとおりである。(1)昭和60年北海道内地域産業連関表によって食料及び食品産業の特徴をとらえると、影響力係数は食品製造業と畜産業で高く、最終需要の域外依存が高く、域外輸移出の生産誘発依存度は、道央地域を除く地域では殆ど70%超となっている。(2)輸移出減少がもたらす生産削減効果を付加価値減少額で計ると、食品製造業で直接製造業で直接効果の5.7倍、畜産3.7倍、耕種2.3倍と高い。よって、食料・食品産業を介して波及する自由化の影響はそれだけに大きい。(3)加工原料乳生産農家の費用効率分析から、非効率改善がもたらす平均費用低減可能性は約27%見込まれ、現状規模を維持しての非効率改善は25ポイントで、これがもたらす改善効果が大きい。費用効率指標は、搾乳牛頭数、牛乳生産量、酪農専業率、1頭当り乳量、労働1時間当り乳量と正の高い相関がある。(4)コ-ンスタ-チ原料、国産でん粉、異性化糖、砂糖、などの市場を包括したでん粉、甘味料市場のシミュレ-ション分析は、コ-ンスタ-チと国産いもでん粉とを抱き合わせ販売する比率を10:1に緩和することによって、原料馬鈴しょは5.7%低下して基準価格に近づき、基準価格を維持するためにはでん粉生産を9%削減を必要とするが、馬でん固有用途、化糖や砂糖の市場への影響は僅少に留まる。15:1に緩和されると、馬でん生産は、2538%削減を余儀なくされると予測され、市場開放の影響は大きい。(5)市場開放に対応して畑作地域農業の付加価値化を図る目的では、マイナ-な市場ではあるが一定のペ-スで拡大しつつある新作目として、冷凍あるいは漬物加工向き野菜、調理冷凍食品向原料、生薬や花卉などを、耕作する意義が大きい。モデル分析は、耕地の58%にこの種の作目を許容し、緑肥休閑作物への一部転換を示唆した。(6)原料野菜の契約生産取引様式や一般畑作物の共済加入普及も、現状分析がなされた。研究開始初年度でもあり、既存統計の整理、北海道の全農業協同組合へのアンケ-ト調査による食品加工の現況調査、主要な食品加工施設での聞き取り調査等を実施し、基礎資料の収集による現況把握に努めた。主題に添った現況把握の過程で得られた知見は以下のとおりである。(1)市場開放が進んでいる畜産物加工品の分野では、加工原料としての調整品輸入が増えるにつれて、原料生産物市場が不活発になってきている上、コスト引き下げ圧力が強くなるため、関連する川上産業への少なからぬ負の波及効果が生じている。(2)加工原料乳生産地域である北海道の酪農は、都府県のそれに較べると、技術効率や大規模経営の生産性の点で優れていて、規模の経済性が存在することが、総合生産性指数の計測から明らかとなった。(3)加工食品のブランド化や品質差別化が進んでいるため、漬物用の原料野菜の生産は契約生産となるとともに、品質規制が強化されている。(4)原料果菜の加工分野では、一村一品運動による刺激で生産に取り組まれる地区が多くなったが、採算性に乏しい面があるも、ブドウ酒やトマト製品などで安定生産の体制にある優良事例もみられる。(5)北海道が主産地をなす原料農産物でかつ鮮度が重要な要素をなす物に、スイ-トコ-ンとホワイトアスパラガスがある。それぞれは40日ないし60日の操業で、加工業側からは工場の操業度確保のためジャガイモや豆類の他、輸入冷凍水産物の加工も、行っている。それ故原料面では輸入物への依存を高め乍ら、国産農産物加工を進めざるを得ず、品種の面でも外国種を使っているので、製品の品質面での優位性は存在せず、市場開放の下では製品面の競争と原料面の共存という、調和点の模索が進められている。(6)めん羊やアンゴラ兎などマイナ-な産物は、国際市場価格変動の影響を直接受けていて、展望を見い出せていないという現状である。(4)コ-ンスタ-チ原料、国産でん粉、異性化糖、砂糖、などの市場を包括したでん粉、甘味料市場のシミュレ

-ション分析は、コ-ンスタ-チと国産いもでん粉とを抱き合わせ販売する比率を10:1に緩和することによって、原料馬鈴しょは5.7%低下して基準価格に近づき、基準価格を維持するためにはでん粉生産を9%削減を必要とするが、馬でん固有用途、化糖や砂糖の市場への影響は僅少に留まる。15:1に緩和されると、馬でん生産は、2538%削減を余儀なくされると予測され、市場開放の影響は大きい。(5)市場開放に対応して畑作地域農業の付加価値化を図る目的では、マイナ-な市場ではあるが一定のペ-スで拡大しつつある新作目として、冷凍あるいは漬物加工向き野菜、調理冷凍食品向原料、生薬や花卉などを、耕作する意義が大きい。モデル分析は、耕地の58%にこの種の作目を許容し、緑肥休閑作物への一部転換を示唆した。(6)原料野菜の契約生産取引様式や一般畑作物の共済加入普及も、現状分析がなされた。本年度の成果の概要は次のとおりである。(1)食料食品に関する北海道内地域産業連関分析は、影響力係数が食品製造業と畜産業で高く、最終需要の過半は域外需要に依存し、域外輸移出の生産誘発依存度が、道央地域を除いて殆ど70%超となっている。(2)生産削減効果を付加価値減少額で計ると、食品製造業で直接効果の5.7倍、畜産3.7倍、耕種2.3倍と高い。よって、食料・食品産業を介して波及する自由化の影響はそれだけに大きい。(3)加工原料乳生産農家の費用効率分析から、非効率改善がもたらす平均費用低減可能性は約27%見込まれ、その内現状規模を維持しての非効率改善は25ポイントである。(4)コ-ンスタ-チ原料、国産でん粉、異性果糖、砂糖などの市場を包括した澱粉、甘味料市場のシミュレ-ション分析は、コ-ンスタ-チと国産いもでん粉を抱き合わせ販売する比率を10:1に緩和することによって、原料馬鈴しょは5.7%低下して基準価格に近づき、基準価格を維持するためには9%のでん粉生産削減が必要となる。15:1に緩和されると、馬でん生産は2538%削減を余儀なくされると予測され、市場開放の影響は大きい。(5)マイナ-な市場ではあるが一定のスペ-スで拡大しつつある新作目には、漬物加工や調理冷凍食品向原料野菜、生薬や花卉などがある。モデル分析は、耕地の作目の58%にこの種の作目を位置づけている。(6)原料野菜の契約生産や一般畑作物の共済加入普及についても、現状分析がなされた。
初期胚のタンパク質分解におけるオートファジーの関与

昨年度、受精直後の初期胚でオートファジーが活性化することを見いだし、この時期オートファジーが不能となる卵特異的Atg5ノックアウトマウスでは胎生致死となることを明らかとした。本年度は、このマウスをさらに解析し、初期胚での完全オートファジー欠損は4-8細胞期の致死となること、この胚ではタンパク質合成が低下することから初期胚は自己タンパク質分解によって生じたアミノ酸を新規タンパク質合成の材料としていることが示唆された。一方、卵特異的ノックアウトマウス由来の卵子でも、野生型精子と受精すれば産仔が得られたため、受精後のオートファジーが重要であると考えられた。しかし、産仔数は予想された数より少なかった。またその傾向は年齢が進むにつれてより顕性化した。これらのことは、オートファジー不能卵は排卵時にすでに機能が損なわれている可能性を示唆した。そこで、他の組織と同様にオートファジーが卵細胞の品質管理に関与している可能性を考え、卵特異的ノックアウトマウスの卵を解析したところ、ユビキチン抗体で染色されるタンパク質凝集体と考えられる構造体が蓄積していた。これらはp62抗体によっても染色された。同様の構造体は野生型老齢マウスの卵においても検出されたため、生理的条件下でも蓄積しうるものが、オートファジー欠損によってより早期に観察されたものと考えられた。したがって、長期に維持される卵細胞においてもオートファジーは品質管理機構として重要であることが考えられ、今後不妊等との関連が注目される。受精直後の細胞質に存在するmRNAとタンパク質のほとんどは卵細胞由来であり、発生が進むとともにこれらは受精卵ゲノムに由来するmRNAやタンパク質に置き換わっていく。しかし、母性タンパク質がどのようにして大規模に分解されているかは明らかにされていない。我々はこの過程にオートファジーが関与している可能性を考え、以下の実験を行った.まず我々が従来用いてきた全身のオートファゴソームが蛍光標識されるGFP-LC3マウス由来の卵を解析したところ、未受精卵ではオートファジーはおこっていないが、1細胞後期以降の胚ではオートファジーが活発におこっていることが観察された。このことは電子顕微鏡観察によっても確認された。またこの際リソソーム阻害剤(E64dとペプスタチン)を添加すると、これらのGFP-LC3のドットの多くはリソソームマーカーと共局在したため、これらは通常速やかに初期胚細胞のリソソームで分解されていると考えられた。これらのデータは初期胚でのオートファジーの重要性を示唆するものの、我々が以前に作成したAtg5の全身ノックアウトマウスはほぼ正常に出生する。しかしこれは初期胚の細胞質に残存する母性Atg5によって表現型がレスキューされている可能性があったため、今回は卵特異的Atg5ノックアウトマウスを作製し、初期胚発生におけるオートファジーの意義を解析した。これまでの結果から初期胚での完全オートファジー欠損は着床前に致死となることが明らかになっている。その詳細なステップとメカニズムを今後検討する予定である。
トリグリセライドの特異な多孔質結晶の発生機構に関する構造化学的研究

トリパルミチンの結晶化過程をX線回折・散乱、顕微赤外、ラマン散乱、顕微鏡観察等の手法を用いて研究した。結晶化温度を変化させることで、結晶化挙動が大きく変化する。融点約65°Cのトリパルミチンを融液から一挙に40°C以下に持っていくとα、45-50°C付近ではβ'、そしてこれ以上の温度ではβ相が発生する。β相は最安定相でT//型の副格子を持つ固相であるが、発生する領域の特に51-55°Cの範囲では、β相は特異な結晶化挙動を行う。55°C以上の温度域での通常の結晶化と同じく、最初は発生した結晶は板状晶として徐々に成長していくが、途中から結晶成長速度が著しく大きくなり急激に塊状晶として成長する。ディラトメータを用いた体積変化測定によると、この塊状晶が発生した場合には、結晶化による急激な密度上昇の後に今度は急激な密度減少が見られる。これは、結晶中の欠陥の発生に由来する。X線回折・散乱により、この急激な結晶化により生じたβ相は本質的に通常のβ相と結晶格子のオーダーでの構造には本質的な違いはないが、μmオーダーの空孔が試料中に多数生じていることが分かった。またβ相はこれまで一つの結晶相と捉えられていた。しかし、今回の研究で履歴の違いにより少なくとも2種類の構造が形成されることが分かった。溶液及び融液結晶化発生するβ1とαより固相相転移によって生ずるβ2相ではX線回折パターンや赤外・ラマンスペクトルにおいて系統的な違いが見られる。偏光赤外スペクトルより、特にグリセリン骨格部分の構造が異なっていることが分かった。1.極低温から高温域まで連続的に温度を変えて顕微赤外分光器による偏光測定を可能にするためOxford社製のクライオスタットを購入して改造した。窓板を赤外領域で透明に材料に変え、クライオスタットを三次元的に位置微調整できるステージを製作した。また顕微赤外分光器おいてもカセグレインの高さの調節機能が必要であることが分かり改造を施した。2.トリパルミチンの多孔質結晶が発生する条件と多孔質結晶の成長する過程を顕微鏡観察により調べた。多孔質結晶は51-55°Cの範囲内でその発生が見られた。多孔質結晶が発生する場合もその初期過程では通常の結晶成長と同じく微結晶が徐々に成長している。ところが途中からごく一部の結晶が突如として多孔質結晶として成長を開始する。この時結晶の一部に小さな突起が発生し、その部分が他の部分より著しく成長が速くなっている。この部分の表面は成長の遅い部分と較べて荒れている。また顕微赤外法を用いてこの多孔質部分を測定したところX線回折の実験結果の同じくβ相であった。3.トリグリセリドのα相はラメラ面に対して分子鎖が垂直に配向しヘキサゴナルの福格子を形成すると考えられている。トリパルミチンではα相は融液を窓板に挟んで成長させた場合、球晶状に成長する。この成長方向とそれと直交する方向の偏光を用いた測定ではCH2挟み、CH2横揺れ、CH2縦揺れ等のバンドにおいて明確な二色性が観測された。CH2挟み、CH2横揺れ等の分子鎖に垂直方向の遷移モーメントをもつバンドは成長方向の偏光で強く観測され、CH2縦揺れとCH3対称変角は垂直方向の偏光で強い吸収を示す。これは分子が全体として垂直方向へ傾斜していることを意味している。

融点約65°Cのトリパルミチンを融液から一挙に40°C以下に持っていくとα、45-50°C付近ではβ'、そしてこれ以上の温度ではβ相が発生する。β相は最安定相でT//型の副格子を持つ固相であるが、発生する領域の特に51-55°Cの範囲では、β相は特異な結晶化挙動を行う。55°C以上の温度域での通常の結晶化と同じく、最初は発生した結晶は板状晶として徐々に成長していくが、途中から結晶成長速度が著しく大きくなり急激に塊状晶として成長する。ディラトメータを用いた体積変化測定によると、この塊状晶が発生した場合には、結晶化による急激な密度上昇の後に今度は急激な密度減少が見られる。これは、結晶中の欠陥の発生に由来する。X線回折・散乱により、この急激な結晶化により生じたβ相は本質的に通常のβ相と結晶格子のオーダーでの構造には本質的な違いはないが、μmオーダーの空孔が試料中に多数生じていることが分かった。またβ相はこれまで一つの結晶相と捉えられていた。しかし、今回の研究で履歴の違いにより少なくとも2種類の構造が形成されることが分かった。溶液及び融液結晶化発生するβ1とαより固相相転移によって生ずるβ2相ではX線回折パターンや赤外・ラマンスペクトルにおいて系統的な違いが見られる。偏光赤外スペクトルにより、特にグリセリン骨格部分の構造が異なっていることが分かった。
組織特異的遺伝子欠損法を用いた神経変性疾患における小胞輸送機構関与の検証

本研究の目的は、自ら作製した小胞輸送制御因子を神経組織特異的に欠損したマウス(Arf1, Arf1/6, SMAP1/2)個体と欠損培養細胞とを用い、「神経変性疾患における小胞輸送機構の関与の存在」を、個体レベル・細胞レベルで解明することである。この目的実現のために、本年度は以下の小胞形成制御因子の特異的欠損を引き起こし、引き起こされる異常とのかかわりを探るために、神経変性疾患に加えて、免疫系や細胞周期との関係の研究を行った。<Arf1を神経細胞でのみ欠損させたマウスに見られた離乳後の後肢の運動障害とその結果死亡する原因の解明>先端モデル動物支援プラットフォームの協力で小脳の顆粒細胞数が少ないという異常を明らかにした。しかしながら、共同研究者の研究室移動等の予期せぬ出来事が妨げとなり、この小脳の顆粒細胞数の減少が、直接に後肢の運動障害とマウスの死亡につながる異常であるかの検証まではできていない。<Arf1, 6調節因子のSMAP1, 2を神経系で特異的に欠損させたマウスでの異常の有無の検討> SMAP1, 2を神経系で特異的に欠損させたマウスは離乳期以降も正常に生存しまだ異常は見られていない。Arf1, 6そのもののT, Bリンパ球での欠損を誘導し、免疫機構の異常を見出し、解析を進めている。自ら作製した小胞輸送制御因子(Arf1, Arf1/6, SMAP1/2)を神経組織特異的に欠損したマウス個体と欠損培養細胞とを用い、「神経変性疾患における小胞輸送機構の関与の存在」を、個体レベル・細胞レベルで解明することを目指し、当該年度は以下の研究を予定し実施した。<Arf1を神経幹細胞でのみ欠損させたマウスで見られる異常の原因細胞を探る>Arf1を神経幹細胞特異的に欠損するArf1 (flox/flox); Nestin-Creマウスは誕生するが発育不全で、離乳期以降に進行性に運動障害を呈し、誕生後2カ月ほどで死亡した。real time PCRにてArf1欠損を確認した。神経細胞特異的なTau-Creマウスとグリア細胞特異的なCnp-Creマウスとを導入し、Nestin-Creマウスとの交配で見られた異常が見られるのかを確認した。結果、Tau-Creマウスとでは異常が見られ、Cnp-Creマウスとでは異常が見られず、異常の原因が神経細胞であることが強く示唆された。これらの成果は、2016年の第89回日本生化学会大会でシンポジウムを主宰して発表した。<SMAP1, 2を神経幹細胞でのみ欠損させたマウスの解析>マウスの繁殖に問題が生じ、現在交配を行いSMAP1, 2を神経幹細胞でのみ欠損させたマウスが生まれるはずの交配を継続している。Arf1欠損MEF細胞では「DNA合成中の細胞集団の減少」をFACS解析で明らかにした。SMAP1&2欠損MEF細胞で特異的にみられる異常として、小胞輸送系でのタンパク質分解への選別組織である多胞体(MVB)の肥大化を見出した。SMAP1, 2単独欠損MEF細胞では見られない。<Arf1、Arf1&6を神経幹細胞でのみ欠損させたマウスで見られる異常の原因を探り、脳神経レベルで神経変性が見られるかを組織レベルで検討する> Arf1に関しては、神経細胞特異的なTau-Creマウスとグリア細胞特異的なCnp-Creマウスとを導入し、異常の原因が神経細胞であることが強く示唆する結果を得て、成果は、2016年の第89回日本生化学会大会でシンポジウムを主宰して発表した。Arf1&6に関しては、相乗効果を有無を検討する神経幹細胞特異的に欠損するArf1&6 (flox/flox); Nestin-Creマウス作出の交配を継続している。おおむね順調に進行している。<Arf1調節因子(不活性化因子)のSMAP1&2を神経幹細胞でのみ欠損させたマウスでの異常(離乳以降存在する個体が見られない)の原因を検討する>マウスの繁殖に問題が生じ、予定より進行が遅れ気味である。交配数を増やして現在交配を行いSMAP1, 2を神経幹細胞でのみ欠損させたマウスが生まれるはずの交配を継続している。やや遅れ気味ではあるが、確実に進行している。<Arf1, Arf1&6, SMAP1&2欠損細胞で、神経細胞との関連がある因子の小胞輸送異常を神経幹細胞のスフェアー培養、異常マウスの神経細胞とMEF細胞での解析から探索する> Arf1欠損MEF細胞では「DNA合成中の細胞集団の減少」をFACS解析で明らかにした。神経幹細胞のスフェアー培養、異常マウスの神経細胞での解析は、現在解析のための実験系を導入すべく、相談を行っている。

この目的実現のために、本年度は以下の小胞形成制御因子の神経系特異的欠損を引き起こし、神経変性疾患とのかかわりを探るために研究を行い実績を挙げた。<Arf1を神経細胞でのみ欠損させたマウスに見られた離乳後の後肢の運動障害とその結果死亡する原因の解明>小脳が小さめであることが判明したので、先端モデル動物支援プラットフォームの協力により、小脳の顆粒細胞数が少ないという異常を明らかにした。しかしながら、共同研究者の研究室移動等の予期せぬ出来事が妨げとなり、この小脳の顆粒細胞数の減少が、直接に後肢の運動障害とマウスの死亡につながる異常であるかの検証まではできなかった。<Arf1, 6調節因子のSMAP1, 2を神経系で特異的に欠損させたマウスでの異常の有無の検討> SMAP1, 2を神経系で特異的に欠損させたマウスは離乳期以降も正常に生存していることを見出した。同時に血液・血管組織特異的な二重欠損体も作製したが、こちらも正常に離乳し、まだ異常は見られていない。<Arf1, Arf1&6, SMAP1&2欠損細胞での解析>Arf1&6欠損MEF細胞をタモキシフェン誘導法にて作製し、複数の候補クローンを得た。継代培養時の観察からでは、Arf1欠損と比べて増殖能の亢進や低下は見られていない。DNAタイピングPCRの際に、薄くfloxed遺伝子座と思われるバンドが見られていることから、欠損を直接的にRT-PCRで確認する。神経幹細胞のスフェアー培養は適当な共同研究者が見つからず未着手である。<Arf1を神経細胞でのみ欠損させたマウスに見られた離乳後の後肢の運動障害とその結果死亡する原因の解明>先端モデル動物支援プラットフォームの協力により、小脳の顆粒細胞数が少ないという異常を明らかにした。しかしながら、後肢の運動障害とマウスの死亡につながる異常であるかの検証まではできなかった。RT-PCRでの確認を行っている。本研究の目的は、自ら作製した小胞輸送制御因子を神経組織特異的に欠損したマウス(Arf1, Arf1/6, SMAP1/2)個体と欠損培養細胞とを用い、「神経変性疾患における小胞輸送機構の関与の存在」を、個体レベル・細胞レベルで解明することである。この目的実現のために、本年度は以下の小胞形成制御因子の特異的欠損を引き起こし、引き起こされる異常とのかかわりを探るために、神経変性疾患に加えて、免疫系や細胞周期との関係の研究を行った。<Arf1を神経細胞でのみ欠損させたマウスに見られた離乳後の後肢の運動障害とその結果死亡する原因の解明>先端モデル動物支援プラットフォームの協力で小脳の顆粒細胞数が少ないという異常を明らかにした。
ワイン醸造における新規エステル生成経路の解明とその応用：フレーバー向上技術の開発

エステル化合物はフレーバーを形成する重要な要素である。本研究で,ペクチナーゼ製剤によるフェノール酸エチルエステル生成はシンナモイルエステラーゼによる逆反応である可能性が示された。生成したエステル化合物がフレーバーに影響するか検証する方法としては,味強度を経時的に測定するTI法が有用であると考えられた。醸造試験では,脱炭酸酵素を有する酵母を選択するとフェノール酸は優先的に揮発性フェノールに変換されてエチルエステル生成が妨げられると推測された。ワインに含まれるエステル化合物は,ワインのフレーバー(味と香り)の構成要素として重要な役割を果たしている。本研究は,ワイン醸造で用いられるペクチナーゼ製剤に見出されたエステル生成反応を解明し,本反応を利用した新たな醸造技術の開発を目的とする。平成25年度は,下記に示した3つの項目を行った。1.ペクチナーゼ製剤のフェノール酸エチルエステル(PEE)生成活性の測定:本実験でPEE生成活性の高い市販ペクチナーゼが2つ見いだされた。PEEは,フェノール酸酒石酸エステルの分解反応とフェノール酸のエステル化反応を経て生成する。市販ペクチナーゼ製剤には複数の酵素が混在しており,2つの反応がどの酵素によるものか不明である。そこで,酵素製剤を分離・精製し,各反応を行う酵素の同定を行っている。2.ワイン中における官能評価手法の確立:甲州種ワインの酸,苦,渋味について,一定時間後の味強度を採点法とQDA法を用いて測定した。その結果,被験者間の誤差が大きく,また採点法とQDA法で値に相関性が認められなかった。この要因として,口中における味の変化に個人差があり,最も味を強く感じる時間が異なるためだと推測された。そこで,味の変化を経時的に測定するTI法を用いることが望ましいと考え,測定システムの開発に着手した。3.ワイン醸造試験の条件検討:PEE生成能が認められたペクチナーゼ製剤を用い,甲州種ワインの醸造試験を行った。モデル溶液中ではコーヒー酸およびp-クマル酸からPEEが生成したが,醸造条件ではp-クマル酸は消失し,PEEの生成も認められなかった。そこで,GC分析したところp-クマル酸が脱炭酸して生成する揮発性ビニルフェノール(POF)が検出された。酵母には脱炭酸酵素を有するPOF+株があり,本実験で用いた酵母もPOF+株であった。この結果から,醸造試験ではPOFー株を用いることが望ましいと考えた。ワイン中に含まれるエステル化合物は,ワインのフレーバー(味および香り)の構成要素として非常に重要である。本研究課題は,ワイン醸造で用いられるペクチナーゼ製剤に見出されたエステル生成反応を解明し,本反応を利用した新たな醸造技術の開発を目的とする。平成26年度は,3つの下記項目を行った。1.ペクチナーゼ製剤のフェノール酸エチルエステル(PEE)生成活性の測定:PEE生成活性を有する市販ペクチナーゼについて,内在する酵素のいずれがフェノール酸酒石酸エステルの分解反応と生成したフェノール酸のEE化反応を触媒しているのか不明であった。そこでエステル反応に関与する酵素として,シンナモイルエステラーゼ(CE)とペクチンメチルエステラーゼ(PME)に着目し,これら酵素がPEE生成に関わっているか検討を試みた。2.ワイン中における官能評価手法の確立:味の変化を経時的に測定するTI法を用いた官能評価試験を行うために,必要な測定ソフトの開発に着手した。パネリストは試料を口に含み,味の強度をパソコン画面上のバーを動かすことで経時的に記録する。パネリストが指示を理解しやすいよう,画面の大きさ,表示法,操作の数を減らすなどの改良を行った。作成したソフトを用いて,引き続きパネリストの育成を行っている。3.ワイン醸造試験の条件検討:醸造で用いる酵母には,p-クマル酸を脱炭酸して揮発性ビニルフェノール(POF)を生成するPOF+株がある。初年度の醸造試験でPOF+株を用いた場合,ペクチナーゼ製剤存在下においてもp-クマル酸からPEEは生成されず,一方でPOFが検出された。このことから,POF+株を用いるとp-クマル酸のEE化よりもPOFの生成が優位になると推測した。そこでPOFー株であるUvaferm 228を用いた醸造試験を行い、p-クマル酸のEE化反応とPOF生成反応のどちらが優位になるか検討を行った。平成27年度は,2つの下記の項目を行った。1.ペクチナーゼ製剤に含まれるフェノール酸エチルエステル(PEE)生成酵素の精製と活性特性の解明PEE生成活性を有する市販ペクチナーゼについて,内在する酵素のいずれがPEEの精製に関与しているのか不明であった。そこで市販ペクチナーゼをイオン交換クロマトグラフィーに供し、溶出溶媒である緩衝液の塩分濃度を変化させることで混在する酵素の分離を行った。得られた4つの画分(F-1,2,3,4)について,シンナモイルエステラーゼ(CE)活性とペクチンメチルエステラーゼ(PME)活性を測定したところ,F-3はPEE生成活性とCE活性の両方を示した。一方でPME活性は見られなかった。これらの結果から,CEがPEE生成に関与していることが示唆された。

2.ワイン中における官能評価手法の確立:味の変化を経時的に測定するTI法を用いた官能評価試験を行うために,味の標準溶液およびワインを用いて測定方法の検討およびパネルの育成を行った。具体的には,評価時間は2分間とし,次の試料を測定する前にミネラルウォーターと無塩クラッカーを用いて口腔内を洗浄した後,休憩を1分間とることとした。得られたTI曲線より,Imax,Tmax,Tendなどの官能評価パラメーターと試料成分の濃度に相関性がみられるか引き続き解析を行っている。1.ペクチナーゼ製剤に含まれるPEE生成酵素の精製と活性特性の解明について,CEがPEE生成に関与していることが示唆された。さらに,酵素の精製度を高めると同時に,反応速度や基質特異性などの酵素特性について測定を行う。2.ワイン中における官能評価手法の確立について,「酸味」を評価項目として酸味標準溶液およびワインのTI測定を行った。TI曲線から,評価パラメーターとして味の最大強度(Imax)とその時間(Tmax),味の持続時間(Tend)を得ることができた。また,他にも味を評価できるパラメーターを抽出できないか検討を行っている。さらに,ワインに含まれる有機酸などの酸味成分濃度と評価パラメーターとの間に相関性が見られるか解析を行っている。ワイン中に含まれるエステル化合物は,ワインのフレーバー(味および香り)の構成要素として非常に重要である。本研究課題は,ワイン醸造で用いられるペクチナーゼ製剤に見出されたエステル生成反応を解明し,本反応を利用した新たな醸造技術の開発を目的とする。平成28年度は,2つの下記の項目を行った。1.ペクチナーゼ製剤に含まれるフェノール酸エチルエステル(PEE)生成酵素の精製と活性特性の解明(再現性の確認)PEE生成活性を有する市販ペクチナーゼについて,内在する酵素のいずれがPEE生成に関与しているのか不明であった。本年度は市販ペクチナーゼをイオン交換クロマトグラフィーを用いて分画し,PEE生成活性,フェノール酸酒石酸エステル加水分解活性,シンナモイルエステラーゼ(CE)活性とペクチンメチルエステラーゼ(PME)活性を測定した。PME活性測定については前年度の手法から改善を試みた。PME活性以外の3つの活性は,ほぼ同じ画分に認められた。しかしながら,至適pHはPEE生成活性がpH 4.5付近,フェノール酸酒石酸エステル加水分解活性がpH 4.0付近,CE活性がpH 6.0付近と異なることから同一の酵素が関与しているとは断定できなかった。2.ワイン中における官能評価手法の確立:味強度を経時的に測定するTI法を用いた官能評価試験を行うために,酸味標準溶液およびワインを用いてパネルの育成とTI測定を行った。訓練を終えたパネルから得られたデータでは,pHと酸味の最大強度(Imax)の間に強い負の相関が認められた。すなわちワインのpHが低いほど酸味が強いという結果が得られた。また,酸味強度が最大になるまでの時間(Tmax)はパネル間で誤差が大きかった。これらの結果から,官能評価においてはパネルの充分な訓練と味強度の経時的測定の重要性が示された。エステル化合物はフレーバーを形成する重要な要素である。
讃岐の丘発信：地域医療実習プログラム改善プロジェクト

昨今、各大学で地域医療臨床実習が取り入れられる目的として、若手医師の地方定着による医師偏在の是正などが挙げられる。香川大学で必修化された地域医療臨床実習において、どのような実習内容により地域医療人としての基本的能力を身につけることができるか、また地域医療に従事する動機づけがなされるかを調査した。実習時のWebアンケートの結果かから、「コメディカルスタッフとのコミュニケーション」や「チーム医療」の項目に対する自己評価が高い学生は実習後に有意に地域医療に関する関心が高まっていた。さらに、卒業時にどのような進路を希望しているかを調査することで、必修化された地域医療実習の意義について考察した。【内容・方法】平成24年4月9日から平成26年3月7日にかけて、医学部5年生190名を対象に各1週間の地域医療実習を実施した。期間中、通信端末を備えたPCにより実習先から即時提出できるシステムを用いて、医学教育モデルコアカリキュラムに掲げられた地域医療実習に関する一般目標、行動目標について、それぞれの到達度を4段階評価として回答させた(Webアンケート)。続いて、意識変化を調査するために、地域医療への関心の有無などを実習前後で質問した。【結果】Webアンケート回答者数は189名(回収率99%)。1週間を通して、「プライマリケアの体験」、「在宅医療」、「チーム医療」など対する自己評価は高かった。興味深いことに、「地域の救急医療の体験」や「貴重な症例の体験」に対する自己評価は、平成24年度の学生はやや低かったのに対し平成25年度の学生は有意に高くなった。また、「地域医療に貢献する能力が向上した」の自己評価に寄与率が高かったのは、「チーム医療の体験」の自己評価であった。また、地域医療に対する関心は、実習前後で有意に上昇し、関心が高まった学生はそれ以外の学生と比べて、実習での自己評価「コメディカルスタッフとのコミュニケーション」や「チーム医療」が有意に高かった。さらに、「地域医療に従事してみたいか」の質問に、「その通り」と回答した学生は平成24年度、平成25年ともに21%であった。【考察・意義】平成24年と平成25年で、「地域の救急医療の体験」などに対する自己評価は有意な差が認められた。地域医療実習における体験のうち、どのような体験が「地域医療に貢献する能力の向上」の自己評価に寄与するのかが明らかになった。さらに、どのような実習体験が地域医療の関心の高まりに寄与するか示唆された。【内容・方法】平成24年度、医学部5年生91名を対象に各1週間の地域医療実習を実施した。期間中、通信端末を備えたPCにより実習先から即時提出できるシステムを用いて、医学教育モデルコアカリに掲げられた地域医療実習に関する一般目標、行動目標について、それぞれの到達度を4段階評価として回答させた。まず各目標の達成率を調べ、次に一般目標「地域医療に貢献する能力が向上した」の自己評価への寄与因子をスペアマン単相関により抽出した。【結果】回答者数は90名(回収率98.9%)。1週間を通して、「プライマリケアの体験」、「在宅医療」、「チーム医療」、「疾病予防・健康維持増進についての体験」対する自己評価は高く、「地域の救急医療の体験」に対する自己評価はやや低かった。また、「地域医療に貢献する能力が向上した」については、「その通り」が77.5%、「どちらかといえばそう」が20.22%、「どちらかといえば違う」、「全く違う」がそれぞれ1.12%であった。有意に寄与率が高かったのは、「コメディカルとのコミュニケーション:ρ=0.409」、「チーム医療の体験:ρ=0.273」の自己評価であった。また、地域医療に対する関心は、「その通り」と「どちらかといえばそう」と回答した学生を合計すると実数前88%から実習後93%に上昇した。実習後に「将来、地域医療に従事してみたいか」質問したところ、12%が「その通り」、78%が「どちらかといえばそう」と回答した。【考察・意義】本学の地域医療実習において、9割以上の学生がモデルコアカリキュラムの一般目標を達成できたと自己評価した。また、この達成感に影響する因子として、チーム医療の体験の充実やコメディカルとのコミュニケーションの促進が重要である可能性が示唆された。

続いて、意識変化を調査するために、地域医療への関心の有無などを実習前後で質問した。さらに平成26年9月26日に卒業時の進路アンケートを行い、対象者は平成25年度実習生であり、出身県、進路希望科、勤務先、地域医療に従事したいか否か、地域医療に従事する際の重要な動機を問うた。【結果】Webアンケート回答者数は189名(回収率99%)。アンケートの結果は既報した。卒業時アンケートの対象者は平成25年度の実習生で、回答率は100%であった。【考察・意義】各大学で、卒前の地域医療実習が必修化されつつあるが、実習計画を進める上で、モデルコアカリの達成に加えて、地域医療の魅力を伝え進路選択の幅を広げるような実習プログラムが望まれる。平成24年度のアンケート結果を反映して平成25年度の地域医療実習のプログラムを改善した結果、平成25年度の学生において自己評価に有意な差が認められた。また、平成25年度の実習生を対象に、卒業時の進路アンケートを行い、現在、地域医療実習と地域医療への関心と卒後進路への影響との関連について解析中であり、論文執筆の予定である。地域医療平成24年と平成25年に医学部5年生を対象とした地域医療実習が実施され、ネットワークを利用したWebアンケートの回収率は90%以上であり、予定の解析が可能なデーターが収集できた。また、実習前後でのアンケートにより、地域医療への関心の有無、地域医療の現場がイメージできるかどうか、について意識調査を行い、実習後のアンケートにより、将来地域医療に従事する意思があるかどうか調査した。どのような実習内容が地域医療に資する能力の向上に影響を与えるか、地域医療への関心に影響を与えるかについて統計学的検討を行うことができた。これらの結果について、学会などで成果を発表した。医学部5年生を対象とした地域医療実習が実施され、Webネットワークを利用したアンケートの回収率は90%以上であり、十分な解析が可能となった。また、実習前後でのアンケートにより、地域医療への関心の有無、地域医療の現場がイメージできるかどうか、について意識調査を行った。実習後に、将来地域医療に従事する意思があるか質問し、90%の学生から回答を得ている。平成24年度、平成25年度で、実習直後に「地域医療に従事してみたいか」という質問に2割の学生が「その通り」と回答したが、卒業時の進路希望はどのように変化するか、また、この医学部5年生での実習体験が卒業時の進路にどのように影響を与えるかを、平成26年度に調査する予定である。また、実習施設の担当者らと意見交換を行い、平成24年度のアンケート結果を反映して平成25年度の地域医療実習のプログラムを改善した結果、平成25年度の学生において自己評価に有意な差が認められた。平成26年卒業者(平成24年度5年生)と平成27年卒業者(平成25年度5年生)について進路アンケートを行い、地域医療実習が進路希望に与える影響を比較検討する。平成24年度に収集したWebアンケートのデーターをもとに、どのような実習内容が地域医療に資する能力の向上に影響を与えるかについて統計学的検討を行う。
骨破壊で特徴づけられる歯周炎の病態に及ぼす炎症巣の活性化T細胞の関与

歯周炎は感染や炎症により、骨を含めた歯周組織破壊の起こる疾患である。歯周炎組織中には数多くの免疫系細胞が存在しており、これら免疫系細胞が歯槽骨吸収に関与していると考えられる。本研究では歯周炎組織中のT細胞の骨吸収に関わる分子の産生を検索した。結果歯周炎組織中には歯骨細胞分化を促進させるRANKL^+T細胞とTh17細胞が存在し、これらの細胞が歯周炎組織における骨破壊に関与している可能性を示した。【目的】歯周炎は感染や炎症により、骨を含めた歯周組織破壊の起こる疾患である。歯周炎に罹患している歯周組織中には多くの免疫系細胞が存在しており、サイトカイン産生や細胞膜上の分子を介して骨髄系細胞の分化や機能制御に深く関与していると考えられている。この免疫系と骨代謝をつなぐと考えられる分子が、破骨細胞分化因子(RANKL)である。RANKLはT細胞上にも発現し、破骨細胞の分化にはこのRANK-RANKLのシグナル伝達が必須である。しかしながらT細胞は破骨細胞分化を強く抑制するIFN-γをも産生する。そのためT細胞の破骨細胞分化への作用はRANKLとIFN-γのバランスによって決定されると考えられている。このバランスを骨破壊促進へ傾ける作用を持つとして近年注目されてきているのがTh17細胞である。Th17細胞はIL-17を産生し関節リウマチの病変部において骨破壊を促進させると報告されている細胞である。そこでRANKL分子、Th17細胞に注目し歯周炎組織における骨破壊機構を解明することとした。【方法と結果】歯周炎患者より歯周炎組織を採取、培養を行いCD4^+T細胞ラインを樹立した。樹立されたCD4^+T細胞ラインをマイトーゲンにより刺激した結果、RANKLとIL-17の発現を認めた。IL-17を発現する細胞すなわちTh17と考えられる細胞からIL-4、IFN-γの発現は認められなかった。また、Th17の分化、増殖に関与していると考えられるIL-21、IL-22もIL-17陽性細胞においてその発現が認められた。しかし、それらの発現はIL-17陽性細胞において特異的ではなく、他の細胞集団においても発現が認められた。これらのことから歯周炎組織中には破骨細胞分化を促進させるRANKL^T細胞とTh17細胞が存在し、これらの細胞が歯周炎組織における骨破壊に関与している可能性が示された。【目的】歯周炎は感染や炎症により骨を含めた歯周組織破壊の起こる疾患である。これまでの研究から炎症に伴う骨破壊には破骨細胞が必要であり、この破骨細胞の分化には破骨細胞分化因子(RANKL)によるシグナル伝達が必須であることが報告されている。我々はこれまでの研究より歯周炎組織から樹立したT細胞クローンにおいてRANKLのmRNA発現があることを確認している。そこで今回フローサイトメトリーによる解析を行いRANKL分子と、またRANKLを発現し骨組織破壊促進作用を持つと報告されてきているTh17細胞に関する分子の発現を検索することで歯周炎組織における骨破壊機構を解明することとした。【方法と結果】インフォームドコンセントの得られた慢性歯周炎患者より歯肉組織を採取、単核細胞を分離し培養後、磁気分離法にてCD4^+T細胞ライン(GTライン)を樹立した。比較対象として同一患者の末梢血より同様の方法で末梢血由来CD4^+T細胞ライン(PBライン)を樹立した。これらのラインにおいてTh17を含むT細胞サブセット関連分子および骨吸収関連分子の発現をフローサイトメトリーにて解析した。結果、IFN-γ陽性細胞率は平均するとGTラインがPBラインより高い傾向であったのに対し、IL-4ではGTラインがPBラインよりも低い傾向にあった。IL-17陽性細胞率は平均するとGTラインのほうがPBラインよりも高かったがこれはGTラインの1つでIL-17陽性細胞率が特に高いことが影響した。RANKLの発現はPBライン、GTラインの両方で認められた。これらのことから歯周炎組織中には破骨細胞分化を促進させるRANKL^+細胞とTh17細胞が存在し、これらの細胞が歯周炎組織における骨破壊に関与している可能性が示された。
日本人の生活遂行能力(ライフ・フィットネス)に関する研究

本研究は、多人数の被験者集団にも応用可能な簡便な筋量・筋機能の評価方法を確立すると同時に、それを若年齢者から高齢者までの幅広い年齢層に適応し、現代日本人の生活遂行能力(ライフ・フィットネス)の現状、およびそれを維持・増進するための運動プラグラムについて検討することを目的とした。その主な結果は次に示す通りであった。1)インピーダンス法および超音波法による体肢筋体積の測定値は、magnetic resonance imaging法により実測された値ときわめて高い相関関係にあり、多人数を対象にしたフィールドワーク的な研究において、筋量の定量化に有用であるということが示唆された2)加齢に伴う筋体積および筋力の低下は上肢筋群より下肢筋群において顕著であり,なかでも膝伸展筋群のでは40歳代以降に減少し始めることが明らかになった。また、腹部の筋厚は下肢の筋群のそれと同様に加齢の影響を受けやすいことが明らかになった。3)下肢筋群の機能について膝伸展パワーおよび歩・走パワーの測定結果も加え検討したところ、等尺性筋力よりも動的な状態で発揮されるパワーの方が加齢の影響を受けやすいことが明らかとなった。4)中年女性30名を対象に、体重を負荷とする運動プログラムを6ヶ月間にわたり実施した結果、週5日以上の頻度で運動を実施した者の場合に、トレーニング期間終了後、皮下脂肪量が減少し、体脂肪率が低下する傾向がみられ、椅子の坐り立ち、膝伸展パワー、走スピードといった身体機能に関する測定結果も有意に改善された。さらに、中高年齢女性では、1日の歩行数と筋体積当たりの膝伸展力および踵骨の強度との間に正の相関関係が認められ、中高年齢期における身体活動量の維持・増進は、筋機能および骨強度を正常に保つうえで、重要な役割を果たしていると考えられた。本年度はインピーダンス法と超音波法による筋体積測定の可能性、および筋体積・筋機能における加齢変化について主に検討した。その結果、まずインピーダンス法および超音波法による体肢筋体積の測定値は、magnetic resonance imaging法により実測された値ときわめて高い相関関係にあり、多人数を対象にしたフィールドワーク的な研究において、筋量の定量化に有用であるということが示唆された。筋体積・筋機能における加齢変化については、20-80歳代の健康な男性239名について測定を実施した。体肢筋体積の測定は、インピーダンス法と超音波法の2つの方法により、肘関節伸展筋群、肘関節屈曲筋群、前腕筋群、膝伸展筋群、膝屈曲筋群、足底屈筋群について実施し、筋力は等尺性最大収縮による発揮トルクを測定した。その結果、加齢に伴う筋体積および筋力の低下は上肢筋群より下肢筋群において顕著であり,筋体積における下肢/上肢比は、年齢が進むについてほぼ直線的に低下した。なかでも膝伸展筋群の低下が顕著であり、40歳代以降に減少し始めることが明らかになった。従来、加齢に伴う体肢筋量および筋力の低下は50-60歳代以降に顕著にあらわれると考えられてきたが、本研究の結果は、それよりも早い時期に加齢変化の生じる部位が存在することを意味する。また、最も顕著な加齢変化を示した膝伸展筋群の場合に、トルク/筋体積比も他の筋群より低い年代において加齢による低下傾向が認められ、筋力低下をもたらすものとして筋量低下以外の要因の存在が示唆された。