hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
災害警報と非難行動に関する研究

(1)雪害班では,雪崩災害に焦点を絞り,雪崩発生危険の警報システムと避難方法・行動の研究を行った.警報システムに関しては,適切なシステムを検討するために,諸外国における警報システム,情報サービス等に関する文献・資料を収集し,わが国の気象条件,雪質に適した警報システムを考察している.その他,避難に関する過去の諸事例の調査,雪崩到達時間算出のためのモデル実験,アンケート調査による埋没救済法の分析,等を実施した.(2)水害では,過去の水害被災地を対象に,アンケート調査法によって水害時の住民の対応行動とそれに及ぼす水害情報や住民地震の防災意識の影響を検討し,水害時に適切な対応を実行させるには住民自身の防災意識の向上に心がける必要があることを明らかにした.また,避難命令の発令・伝達に関して,信号伝達方法の住民への周知は十分徹底されていなこと,全国的に統一をはかる必要があること,等が明らかになった.(3)火山班では,火山災害時の警報と住民の避難に関する基礎資料の収集と整理を行い,主要17火山における警報伝達体制の現状と問題点,避難行動の一般的特徴を明らかにした.その結果,災害警報の伝達体制など地域の防災計画の整理状況に関して,大規模な緊急避難が必要な噴火災害を考えた場合,問題になる火山が少なくないこと,また,被害想定にもとづいた防災対策を各火山地帯の実状にそって計画すべきこと,等が明かになった.(4)地震・津波班では,関東一円の沿岸市町村を対象に, (1)警報発令時の準備体制, (2)避難指示・勧告,住民の避難誘導などの準備体制, (3)日頃の防災システム,等についてアンケート調査を実施した.その結果,津波警報の収集,避難指示などの対策面では,東海地震の強化地域に指定されている静岡県の沿岸市町村でかなり進んでいるのに対し,福島県沿岸市町村や千葉県沿岸地区では対応に著しい立ち遅れがみられることが明かになった.(1)雪害班では,雪崩災害に焦点を絞り,雪崩発生危険の警報システムと避難方法・行動の研究を行った.警報システムに関しては,適切なシステムを検討するために,諸外国における警報システム,情報サービス等に関する文献・資料を収集し,わが国の気象条件,雪質に適した警報システムを考察している.その他,避難に関する過去の諸事例の調査,雪崩到達時間算出のためのモデル実験,アンケート調査による埋没救済法の分析,等を実施した.(2)水害では,過去の水害被災地を対象に,アンケート調査法によって水害時の住民の対応行動とそれに及ぼす水害情報や住民地震の防災意識の影響を検討し,水害時に適切な対応を実行させるには住民自身の防災意識の向上に心がける必要があることを明らかにした.また,避難命令の発令・伝達に関して,信号伝達方法の住民への周知は十分徹底されていなこと,全国的に統一をはかる必要があること,等が明らかになった.(3)火山班では,火山災害時の警報と住民の避難に関する基礎資料の収集と整理を行い,主要17火山における警報伝達体制の現状と問題点,避難行動の一般的特徴を明らかにした.その結果,災害警報の伝達体制など地域の防災計画の整理状況に関して,大規模な緊急避難が必要な噴火災害を考えた場合,問題になる火山が少なくないこと,また,被害想定にもとづいた防災対策を各火山地帯の実状にそって計画すべきこと,等が明かになった.(4)地震・津波班では,関東一円の沿岸市町村を対象に, (1)警報発令時の準備体制, (2)避難指示・勧告,住民の避難誘導などの準備体制, (3)日頃の防災システム,等についてアンケート調査を実施した.その結果,津波警報の収集,避難指示などの対策面では,東海地震の強化地域に指定されている静岡県の沿岸市町村でかなり進んでいるのに対し,福島県沿岸市町村や千葉県沿岸地区では対応に著しい立ち遅れがみられることが明かになった.
水生動物胚および幼生の凍結耐性に関する研究

水生生物胚および幼生の凍結耐性を比較した.シオミズツボワムシの単性生殖雌卵の凍結保存条件の検討を行い.液体窒素中に凍結保存後,解凍して,成熟・産卵個体を得ることに成功した.シオミズツボワムシ単性生殖卵の耐凍性は発生段階によって異なり,対称期の卵が最も耐凍性が高いことが明らかになった.ムラサキイガイのトロコフォア幼生の凍結保存を行い.液体窒素中に保存後に解凍して.ベリジャー幼生まで発生を進めることに成功した.液体窒素で凍結・融解後のタテジマフジツボのノウプリス幼生の活性は極めて低く,生き残ったもののごく一部が,発生を進めキプリス幼生を経て,付着個体となった.ノウプリウス幼生の凍結保存では,第1段階の凍結で十分な脱水を行うことが重要であった.ヒラメおよびマダイの受精卵を液体窒素中に凍結した場合,解凍後に発生を続け,孵化に至る卵は得られなかった.-20°Cまでの凍結では,耳胞形成期以後に凍結したヒラメ受精卵で、孵化仔魚が得られ凍結耐性が発生段階によって大きく異なることが明らかになった.耳胞形成期のマダイ受精卵では,-20°Cに冷却し保持した場合,15分間で孵化仔魚は得られなくなった.上記の研究結果を総合して,胚および幼生の凍結耐性は,同種であっも,発生段階によって異なることが確認されたが,生物の種間で比較すると,より小型の生物ほど凍結保存が容易であった.また,本研究で用いた凍結方法を用いるものとすれば,胚あるいは幼生の凍結保存による,遺伝子バンクの作成は,0.3mmmサイズ以下の水生生物で可能であるものと考えられた水生生物胚および幼生の凍結耐性を比較した.シオミズツボワムシの単性生殖雌卵の凍結保存条件の検討を行い.液体窒素中に凍結保存後,解凍して,成熟・産卵個体を得ることに成功した.シオミズツボワムシ単性生殖卵の耐凍性は発生段階によって異なり,対称期の卵が最も耐凍性が高いことが明らかになった.ムラサキイガイのトロコフォア幼生の凍結保存を行い.液体窒素中に保存後に解凍して.ベリジャー幼生まで発生を進めることに成功した.液体窒素で凍結・融解後のタテジマフジツボのノウプリス幼生の活性は極めて低く,生き残ったもののごく一部が,発生を進めキプリス幼生を経て,付着個体となった.ノウプリウス幼生の凍結保存では,第1段階の凍結で十分な脱水を行うことが重要であった.ヒラメおよびマダイの受精卵を液体窒素中に凍結した場合,解凍後に発生を続け,孵化に至る卵は得られなかった.-20°Cまでの凍結では,耳胞形成期以後に凍結したヒラメ受精卵で、孵化仔魚が得られ凍結耐性が発生段階によって大きく異なることが明らかになった.耳胞形成期のマダイ受精卵では,-20°Cに冷却し保持した場合,15分間で孵化仔魚は得られなくなった.上記の研究結果を総合して,胚および幼生の凍結耐性は,同種であっも,発生段階によって異なることが確認されたが,生物の種間で比較すると,より小型の生物ほど凍結保存が容易であった.また,本研究で用いた凍結方法を用いるものとすれば,胚あるいは幼生の凍結保存による,遺伝子バンクの作成は,0.3mmmサイズ以下の水生生物で可能であるものと考えられた生物の構造的・生理的特性と耐凍性の関係を論ずるため,ヒラメ受精卵,フジツボ、カキ幼生,シオミズツボワムシ胚を材料として凍結保存を試みた.このうち,ヒラメ卵については、液体窒素中に保存解凍後に孵化する卵を得ることは出来なかったものの,-30°Cまでの凍結融解実験では,耳胞形成期以後の卵で生存個体が得られた.媒液の浸透圧は海水に近い1000mOsm程度が適当であった.フジツボ孵出幼生では,孵出直後のノ-プリウスIおよびII期の幼生で液体窒素中に凍結保存後,高い割合で生存胚を得ることが出来た.これらの幼生は脱皮を行い,それぞれより進んだステージへと変態を行ったが、変態時の死亡率は,非保存幼生に比べて高く,最終的に、キプリス幼生を経て付着個体となったものはごく僅かであった(1%以下).カキ幼生は,トロコフォア幼生になった後に耐凍生が高まり,液体窒素に保存解凍後にD型幼生期まで発生を進めることに成功した.シオミズツボワムシ胚でも同様に,発生段階による耐凍性の違いが認められたが,その変化は複雑で,初期には徐々に耐凍性が高まり,対称(Symmetrical)期には急激な耐凍性の高まりが見られたが,それ以後の段階では反対に耐凍性が低下した.また,シオミズツボワムシの成体でも,液体窒素中に保存解凍後に,生存する個体を得ることが出来たが,摂餌することなく短時間の間に死亡した,形態的な観察によると,解凍後の成体は,繊毛環の繊毛に損傷を受けており,特にこの部分の損傷のために,摂餌することなく死亡するものと思われた.各動物の初期幼生が比較的凍結耐性が低いことの原因として、脂質を多く含むこと、個々の細胞径が大きいことが考えられた.また,シオミズツボワムシの例からは,耐凍性の低い器官が分化することによって,発生の進行にともなう耐凍性の低下がもたらされるものと推測された.

幼生の大きさおよび種による温度特性の違いと耐凍性の関係を論ずるために、タテジマフジツボ(Balanus amphitrite)およびミネフジツボ(Balanus rostratus)を材料として、ノウプリウスIあるいはII期幼生の最適凍結条件について検討を行った。実験は,2Mのジメチルスルホキサイド(DMSO)を含む海水を媒液として行った.タテジマフジツボでは,-20°Cから-40°Cまで冷却した場合,冷却速度にかかわらず,温度の低下にともなって解凍直後の生残率は低下した.この状態の幼生を直ちに解凍せずに,液体窒素中につけて急速凍結し,3日間凍結保存した後,解凍した解凍直後の生残率は,反対に,温度の低下にともなって上昇した.このことから,第2段階の液体窒素浸漬による急速凍結時の生残率は,第1段階の緩慢凍結で到達する温度が低いほど高まるものと考えられた.この現象を,第1段階での緩慢冷却による幼生個体からの脱水がより完全であるほど,第2段階での急速凍結による氷結晶生成が抑えられるため,生残率が高まるものと解釈した.次に,第1段階の緩慢冷却による到達温度を-20°Cとして,その温度に一定時間保持した後に,液体窒素で急速凍結する実験をおこなったが,保持時間の延長にともなって第2段階での生残率は高まり,上述の解釈の妥当性が確かめられた.液体窒素中に保存後,解凍された幼生の,その後の生残は悪く,いずれの冷却速度・冷却方法でも,48時間以内にそのほとんど死亡したが,一部は生残し,付着個体となった.ミネフジツボでは,付着個体を得ることは出来なかったが,最適凍結条件に関しては,タテジマフジツボと同様の結果が得られた.ミネフジツボで付近個体が得られなかった原因は,タテジマフジツボに比べて,餌料に対する要求が複雑であるためと考えられた.以上により,フジツボ類に関しては,幼生の大きさおよび生息温度域などは,耐凍性に大きな影響を持たないものと考えられた.
足関節底屈筋機能の包括的な定量的評価法の開発と慢性足関節不安定症の病態解明

前年度までの研究実績から,慢性足関節不安定症患者において足関節底屈角度変化に呼応した足関節底屈筋群の筋力発揮や筋弾性特性に特徴が見られる可能性が示唆された。本年度は健常者における足関節底屈角度および膝関節屈曲角度変化に呼応した足関節底屈筋群の筋機能変化を捉えることを目的に実験を行った。腓腹筋内側頭,腓腹筋外側頭,ヒラメ筋,長腓骨筋を対象に,膝屈曲位・伸展位における足関節底背屈角度を変化させた際の底屈トルク,筋活動,筋弾性を測定した。その結果,腓腹筋内側頭,腓腹筋外側頭とヒラメ筋は,膝関節の屈曲によって足関節底屈角度変化に伴う筋弾性変化が異なり,膝伸展位では腓腹筋,膝屈曲位ではヒラメ筋の筋弾性が高い傾向を認めた。一方,長腓骨筋の筋弾性は膝関節,足関節の肢位に大きな影響を受けない傾向にあった。本年度までに行った研究実績は,国内関連学会(日本整形外科超音波学会,日本臨床スポーツ医学会,など)での発表を行い,次年度以降にも関連学会での発表を予定している。また,結果の一部は関連学術誌(International Journal of Sports Physical Therapy,日本アスレティックトレーニング学会誌,など)に掲載された。今後,健常者および慢性足関節不安定症患者を対象とした計測を継続的に実施し,慢性足関節不安定症患者における足関節底屈筋群の筋機能特性の解明していく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。【研究1】192名380足を対象に新たに開発した足関節底屈筋力検査法(Plantar flexion breaktest; PFBT)の信頼性を検証した。足関節底背屈最大可動域,PFBT,踵挙上回数(徒手筋力検査法)を測定した。その結果,PFBT陽性群は陰性群より有意に底背屈可動域が小さく,踵挙上回数も有意に少なかった。また,PFBTの検者内信頼性は高かったが,検者間信頼性は不十分だった。PFBTは徒手筋力検査法より簡便であり,両者の関係性は高いと考えられるが,筋の収縮様式の違いから異なる筋機能を評価している可能性も考えられた。本研究結果は,国内の学会および学術誌にて公表済みである。今後,PFBTの判定基準や抵抗負荷の強度などに改良が必要と考えられ,平成30年度以降にさらなる検証を進める予定である。【研究2】健常群20名,慢性足関節不安定症(Chronic ankle instability; CAI)群20名を対象として,PFBTと足関節最大底屈位での最大等尺性収縮時の底屈トルクおよび腓腹筋の筋弾性をトルク測定器および超音波剪断波エラストグラフィを用いて計測した。その結果,CAI群ではPFBT陽性率が高く,最大底屈時の腓腹筋内側頭の筋弾性が高かったが,底屈トルクに有意差は認められなかった。CAI群では足関節最大底屈位における底屈トルク発揮に腓腹筋が過剰に収縮しており,ヒラメ筋など他の底屈筋群の機能を代償している可能性が推察された。今後,他の測定肢位やヒラメ筋の筋弾性特性も含めた,さらなる検証を進める予定である。新たな足関節底屈筋力検査法の信頼性検証に関しては,課題は残っているものの,順調に進んでおり,研究結果の一部は学会発表,論文投稿済みである。また,慢性足関節不安定症患者を対象とした"筋力"・"筋活動"・"筋弾性"の調査に関しては,"筋力"・"筋弾性"の側面に関するデータの測定・解析を進めている段階であり,予定通り遂行できているため。今後は,新たな足関節底屈筋力検査法の改良を検討するとともに,慢性足関節不安定症を対象とした"筋力"・"筋活動"・"筋弾性"のさらなる追求を行う予定である。

具体的には,肢位や運動の違いによる足関節底屈筋機能の変化を,トルク測定器や表面筋電計,超音波剪断波エラストグラフィを用いて複合的に調査し,成果を学会および国内外の論文にて公表する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
鋸歯状病変由来大腸癌の発生過程におけるWNT関連遺伝子異常の解析

本研究は大腸癌の前駆病変である鋸歯状病変から大腸癌への進展経路を探索する研究である。また、TSAにおけるRSPO融合の頻度およびバリエーションを検証するために、新たに99例のTSAの分子病理学的解析を行ったところ、29例で既知のPTPRK-RSPO3融合が認められ、3例でEIF3E-RSPO2融合、1例でPIEZO1-RSPO2融合という2つの新規融合遺伝子が同定された。これらの結果から、RSPO2融合を有するTSAは、RSPO2融合陽性大腸癌の前駆病変であることが示唆された。比較的実験が順調に進み、論文投稿まで至ることができたため。引き続き鋸歯状病変の解析を進めることに加え、鋸歯状病変由来大腸癌の分子病理学的解析を行う予定である。当初想定より順調に実験が進み、追加実験が少なく済んだため。また学会参加費、旅費が不要であった。
アシドーシス時の心機能改善にコルホルシンダロパートはカテコラミンより有用か？

アシドーシスはカテコラミン反応性を減弱させ心収縮力を低下させることが知られている。本研究では、カテコラミンβ1受容体を介さずにアデニル酸シクラーゼを賦活化することで強心・血管拡張作用を得るコルホルシン(COLF)のアシドーシス時における心機能改善効果を検討した。6頭のビーグル犬に正常時と呼吸性アシドーシス時とにおいてCOLFとカテコラミンであるドブタミン(DOB)とを交互に投与した。両薬剤とも用量依存性に心拍出量および心拍数を増加させ、全身血管抵抗を低下させたが、その作用は正常時と比較してアシドーシス時では抑制された。DOBは用量依存性に肺動脈圧を増加させたが、COLFでは増加させなかった。アシドーシスは、心筋β1受容体のカテコラミン反応性の作用を減弱させ、心収縮力を低下させることが知られている。本研究は、アデニル酸シクラーゼを直接活性化することで心収縮力増大が期待できるコルホルシンダロパートのアシドーシス時における治療効果を評価することを目的としている。当該年度の計画目標の1つであるビーグル犬におけるアシドーシスモデルの作成を研究したところ、二酸化炭素を吸入することにより、動脈血二酸化炭素分圧を上昇させることで呼吸性アシドーシスモデルの作成に成功した。一方、代謝性アシドーシスモデルの作成では当初計画していた吸入酸素濃度を低下させて低酸素血症状態とし、生体代謝過程で生じる乳酸などの不揮発性酸を用いてアシドーシスを作成しようと試みたが、予定していたpH値まで低下させることができなかった。今後は血管内に補助的に乳酸などを投与し、pH値のさらなる低下を狙う。研究実施計画での研究順序とは逆に、呼吸性アシドーシス時のカテコラミンおよびコルホルシンダロパートの治療効果を評価することを先に検討した。現時点では、ビーグル犬の使用予定頭数まで研究できていないため、統計学的処理はできていないが、アシドーシス時のカテコラミンの作用減弱は再現することができ、心機能の減弱を認めた。一方、ラット摘出心ではアシドーシス時においてもコルホルシンダロパートは強心作用をカテコラミンと比較して維持するとの報告があるが、生体ビーグル犬を用いた本研究では一定の心機能が抑制されている傾向が認められた。生体においては圧受容反射などの血管系との関連や神経液性因子が複雑に交絡している可能性がある。本年度ではその関係因子をさらに検討する予定である。アシドーシスは、心筋β1受容体のカテコラミン反応性を減弱させ、心収縮力を低下させることが知られている。本研究は、アデニル酸シクラーゼを直接活性化することで心収縮力の増大が期待できるコルホルシンダロパートのアシドーシス時における心機能改善効果を評価した。健康ビーグル犬を用いて強心薬として汎用されているカテコラミン製剤であるドブタミンとコルホルシンダロパートの心血管系作用に与える影響を比較した。正常時(pH=7.4)ではドブタミンとコルホルシンダロパートは共に用量依存性に心拍出量、心拍数、および一回拍出量を有意に増加させ、平均動脈血圧および全身血管抵抗を低下させた。一方、ドブタミンは用量依存性に肺動脈圧を増加させたが、コルホルシンダロパートでは変化しなかった。続いて、二酸化炭素吸入(PaCO2=120mmHg)による呼吸性アシドーシスモデルを作成した。作成過程で内因性アドレナリンおよびノルアドレナリンの分泌による心機能の増加が認められた。アシドーシス時(pH=7.0)のドブタミンおよびコルホルシンダロパートは共に心拍出量、心拍数、および一回拍出量はわずかに増加するものの、その増加率は正常時と比較して両薬剤とも有意に抑制された。同様に、平均動脈血圧および全身血管抵抗も低下したものの、その低下率は両薬剤とも有意に抑制された。研究結果より、呼吸性アシドーシス時の心機能改善効果はコルホルシンダロパートはカテコラミン製剤であるドブタミンと同様に抑制された。当該年度の目標である代謝性アシドーシスの作成において、生体ビーグル犬を吸入酸素濃度7-10%に低下させた低酸素血症状態では、生体代謝過程で生じる内因性の不揮発性酸の産生量が少ないためか、pH=7.2までの低下に留まり、目的まで(pH=7.0)低下させることができなかった。安定したモデル作成がカテコラミンおよびコルホルシンダロパートの心収縮力の評価には不可欠であり、そのモデル作成に現在遅延が生じている。また、PiCCOモニターを用いた経肺熱希釈法-動脈圧波形解析による連続的心拍出量測定は、ドブタミンおよびコルホルシンダロパートが高用量となった際に高心拍数となり、圧波形解析での解析が不可能であった。したがって、当初の予定と変更し、肺動脈カテーテルを用いた心拍出量測定に切り替えて測定することとした。呼吸性アシドーシスモデルの作成はすでに完成しており、現在安定したデータサンプルが可能となった。本研究はクロスオーバーで行う予定であり、同一供試犬を繰り返し使用することから、研究の遂行には一定の期間を必要となる。統計学的解析を行うまでのデータサンプルは本年度上半期で終了する予定である。アシドーシスは心筋β1受容体のカテコラミン反応性を減弱させ、心収縮力を低下させることが知られている。

本研究は、β1受容体を介さずアデニル酸シクラーゼを直接賦活化することで細胞内cAMPを増加させ、強心・血管拡張作用を得るコルホルシンダロパート(COLF)のアシドーシス時における心機能改善効果を評価した。まず、健康ビーグル犬に対してカテコラミン製剤であるドブタミン(DOB)とCOLFの心血管系作用に与える影響を肺動脈カテーテルを用いて比較した。正常時(pH=7.4)ではDOBとCOLFは共に用量依存性に心拍出量および心拍数を有意に増加させ、全身血管抵抗を有意に低下させた。DOBは用量依存性に肺動脈圧を有意に増加させたが、COLFでは変化しなかった。続いて、吸気に二酸化炭素を混合し、動脈血二酸化炭素分圧を100mmHg前後に増加させて呼吸性アシドーシスモデルを作製した。呼吸性アシドーシス時(pH=7.0)では、内因性のアドレナリン、ノルアドレナリン、ドパミンの分泌が有意に増加し、心機能の亢進が認められた。呼吸性アシドーシス時のDOBおよびCOLFは共に用量依存性に心拍出量および心拍数を有意に増加させたものの、その増加率は正常時と比較して両薬剤とも抑制された。同様に、用量依存性に全身血管抵抗を有意に低下させたものの、その低下率は正常時と比較して両薬剤とも抑制された。呼吸性アシドーシス作製4時間後には血清乳酸値は変化しなかったが、血清イオン化カルシウム値は有意に低下し、血清カリウム値が有意に増加した。本研究より、呼吸性アシドーシスモデルビーグル犬においてCOLFは肺動脈圧の上昇を伴わずに、用量依存性に心拍出量を上昇および全身血管抵抗を低下させるが、その作用は正常時と比較して抑制されることが明らかとなった。アシドーシスはカテコラミン反応性を減弱させ心収縮力を低下させることが知られている。本研究では、カテコラミンβ1受容体を介さずにアデニル酸シクラーゼを賦活化することで強心・血管拡張作用を得るコルホルシン(COLF)のアシドーシス時における心機能改善効果を検討した。6頭のビーグル犬に正常時と呼吸性アシドーシス時とにおいてCOLFとカテコラミンであるドブタミン(DOB)とを交互に投与した。両薬剤とも用量依存性に心拍出量および心拍数を増加させ、全身血管抵抗を低下させたが、その作用は正常時と比較してアシドーシス時では抑制された。DOBは用量依存性に肺動脈圧を増加させたが、COLFでは増加させなかった。当該年度の目標であった代謝性アシドーシスの作成において、生体ビーグル犬を吸入酸素濃度10%程度に低下させた低酸素血症状態としたが、生体代謝過程で生じる内因性の不揮発性酸だけでは、2時間の低酸素血症ではpH7.2までしか低下させることができなかった。安定したモデル作成がカテコラミンおよびコルホルシンダロパートの心収縮力の評価に不可欠であり、そのモデル作成に現在遅延が生じている。一方、生体ビーグル犬を用いた呼吸性アシドーシスモデルの作成はすでに完成している。本研究はクロスオーバーでの評価であり、研究の遂行には一定の期間を必要とするため、同様にやや遅延しているが、本年度上半期には結果が得られると予想される。呼吸性アシドーシス病態時のドブタミンおよびコルホルシンダロパートの心血管系に及ぼす影響に関しては、モデル作成が確立したため、現在の実験系を遂行していくことで結果を得られると予想される。しかしながら、本研究は同一供試犬を繰り返し使用するクロスオーバーで評価するため、供試犬の薬剤ウォッシュアウト時間を考慮するとデータサンプルに一定期間を必要とする。
陸棲巻貝における交尾前隔離機構の化学生態学的研究

オナジマイマイとコハクオナジマイマイの未交尾の成熟個体を用い、性フェロモン活性をもつ空媒性物質の検出にあわせたオルファクトメータを開発した。本2種は、互いを識別して同類交配をするものの、識別が完全ではないため種間での交尾が実験条件下で2割程度の頻度で生じる。この雑種第一代は、コハクオナジマイマイからのみ得られ、オナジマイマイは種間交尾しても産卵しない。コハクオナジマイマイから得られた雑種第一代の性フェロモン感受性および性フェロモン生産能を検定することにより、雑種第一代の戻し交配が自然状態で生じる可能性を検討した。結果として、雑種第一代の分泌する空媒性物質は、コハクオナジマイマイの成貝もオナジマイマイの成貝も誘引するが、どちらの種も、成熟前の個体は誘引されないことが判明した。したがって、ここで検出している空媒性フェロモンは性フェロモンであり、集合性フェロモンではないことが明白である。雑種第一代は、両種の性フェロモン分子を生産する能力があることも、以上の結果は示唆している。ところが、雑種第一代の成熟個体は、コハクオナジマイマイとオナジマイマイの成貝の分泌する空媒性物質には誘引されないことが判明した。以上の結果から、性フェロモン産生能および配偶者の誘引効率においては雑種強勢がありながら、その性フェロモンの感受能においては雑種崩壊が生じることになる。したがって、雑種の適応度が配偶成功率において本2種と比べ低いのか否かを検証する数理モデル解析が今後の重要な課題として浮上した。本研究により、陸棲巻貝カタツムリの空媒性性フェロモンの効果を行動実験により初めて検出しただけではなく、雑種第一代の適応度を大きく左右する配偶者誘引能と感受性能に予想されなかった拮抗的な変化が生じることが判明した。これらの結果は、野生集団で進行している種間の遺伝子流動の方向と頻度を予測する上で重要な知見である。研究モデルの同胞種であるオナジマイマイとコハクオナジマイマイの成熟個体を採集し、オルファクトメータによるバイオアッセイおよびフェロモン抽出に用いるために、実験室にて個体別に飼育を開始した。空媒性のフェロモン活性を検出するためのオルファクトメータを作成した。これにより、空媒性物質で同種個体が誘引され、他種個体を誘引しないことを、現実験室環境下で確証した。幼貝を用いて、同様の実験的検証をオルファクトメータにより行った。その結果、幼貝は、どちらの種の成貝にも誘引されず、しかもどちらの成貝も誘引しないことが明らかとなった。これらの結果は、成貝を用いた実験で検出された空媒性誘引物質は、対象個体の齢にかかわりのない集合フェロモンではなく、性的成熟個体を特異的に誘引する性フェロモンであることをしめしている。ルファクトメータで与える二者択一の選択結果のほかに、オルファクトメータ内での行動活性をビデオ撮影結果を用いて解析した。その結果、二者択一の選択において、成熟個体が同種の成熟個体を誘引しているだけではなく、誘引される成熟個体は、行動活性においても励起されていることが判明した。すなわち、性フェロモン活性のバイオアッセイにおいては、二者択一の選択結果の二項検定に加え、行動活性という量的変数の比較によっても可能であることが本研究により明らかとなった。この結果は、性フェロモン活性のある標的物質のバイオアッセイ効率を改善する今後の研究課題に大きく貢献するものである。同胞種のオナジマイマイとコハクオナジマイマイの幼貝を採集し、個体別に飼育して成熟させ、未交尾の成熟個体を得た。空媒性のフェロモン活性を検出するためのオルファクトメータを用い、本2種間の雑種第一代の性フェロモン感受性および性フェロモン生産能を検定した。その結果、雑種第一代の分泌する空媒性物質は、コハクオナジマイマイの成貝もオナジマイマイの成貝も誘引することが判明した。これは、雑種第一代が両種由来のゲノムをもつことをふまえれば説明可能な結果である。すなわち、雑種第一代は、両種の性フェロモン分子を生産する能力があり、2種のそれぞれを誘引する機能をもつ性フェロモンを分泌できることがわかる。一方、雑種第一代を被験者として、2種の分泌する空媒性物質に雑種第一代が誘引されるか否かを検定したところ、雑種第一代は2種のどちらにも同等に誘引されることを示唆する結果が得られた。しかし、この結果は、感受性がまったくない状態でランダムに行動する場合にも得られるものである。そこで、この結果が性フェロモンの感受性を欠くことに起因するのか、それとも雑種が両種の性フェロモンに同等に誘引されるためであるのか、それらを検証するために、オルファクトメータの選択肢の一方に1種をおき、他方はなにも入れない状態で雑種第一代に選択させたところ、雑種第一代はやはり二者択一の選択肢のどちらにも同等に向かう結果が得られた。片方にどちらの種を置いても、結果は同等であった。これらの結果は、雑種第一代は2種の性フェロモンを分泌できる点では雑種強勢の状態にあるものの,フェロモン感受性においては雑種崩壊の状態にあり、性フェロモンを感受できないことが判明した。

オナジマイマイとコハクオナジマイマイの未交尾の成熟個体を用い、性フェロモン活性をもつ空媒性物質の検出にあわせたオルファクトメータを開発した。本2種は、互いを識別して同類交配をするものの、識別が完全ではないため種間での交尾が実験条件下で2割程度の頻度で生じる。この雑種第一代は、コハクオナジマイマイからのみ得られ、オナジマイマイは種間交尾しても産卵しない。コハクオナジマイマイから得られた雑種第一代の性フェロモン感受性および性フェロモン生産能を検定することにより、雑種第一代の戻し交配が自然状態で生じる可能性を検討した。結果として、雑種第一代の分泌する空媒性物質は、コハクオナジマイマイの成貝もオナジマイマイの成貝も誘引するが、どちらの種も、成熟前の個体は誘引されないことが判明した。したがって、ここで検出している空媒性フェロモンは性フェロモンであり、集合性フェロモンではないことが明白である。雑種第一代は、両種の性フェロモン分子を生産する能力があることも、以上の結果は示唆している。ところが、雑種第一代の成熟個体は、コハクオナジマイマイとオナジマイマイの成貝の分泌する空媒性物質には誘引されないことが判明した。以上の結果から、性フェロモン産生能および配偶者の誘引効率においては雑種強勢がありながら、その性フェロモンの感受能においては雑種崩壊が生じることになる。したがって、雑種の適応度が配偶成功率において本2種と比べ低いのか否かを検証する数理モデル解析が今後の重要な課題として浮上した。本研究により、陸棲巻貝カタツムリの空媒性性フェロモンの効果を行動実験により初めて検出しただけではなく、雑種第一代の適応度を大きく左右する配偶者誘引能と感受性能に予想されなかった拮抗的な変化が生じることが判明した。これらの結果は、野生集団で進行している種間の遺伝子流動の方向と頻度を予測する上で重要な知見である。
DACによる潤滑油の超高圧力高温粘度測定装置の開発と高負荷用潤滑油の評価改善

本研究で得られた研究成果の概要を研究実施計画に従って以下に略記する。1).ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた高速圧力測定のためのマルチチャンネル測光システムと球落下粘度測定装置を設計製作し、パラフィン系合成エステル油であるDOSを標準試料として実験装置の検定を行ったところ、ASMEのデータとよく一致し再現性も確認され、またラマン散乱も測定できた。2).この装置を用いて200°Cまで高温高圧粘度を測定するため、DACにヒーターを巻き付け昇温し、その際、潤滑油の熱膨張をDAC本体が拘束するための圧力増加量を見積り、測定手法を確立した。ルビー蛍光線の高圧力下の温度係数としてO.OO641nm/°Cを得、この値を用いてポリアルファオレフィン合成油(PA068)の粘度-圧力係数の温度依存性を得た。3).ラポテストはPA068とタールナフテン油(TN68)の混合油についてトラクション実験を行った結果、TN68の増加にともない摩擦係数が減少し、フェログラフィ分析結果から油膜が厚くなり接触率が減少するものと考えられる。混合油の高圧力下の粘度を測定したところ、油膜厚さに関与する粘度-圧力係数は、摩擦係数とほぼ比例した。ガラス転移圧力測定結果では、TN68が30%の混合油で極値がみられ、4球試験の結果と一致した。現場ではアモルファス浄油機などを用いたコンタミナントコントロールにより油圧設備の故障率の低減を行った。4).冷間圧延に用いる常圧室温ではゲル状で測定不可能な牛脂系圧延油脂の高温高圧粘度の測定手法を確立し、180°C、1GPaまでの高圧高温粘度特性および相転移圧力を見いだした。これらの物性値を弾性液体潤滑理論考慮して、圧延制御のパラメータに取り入れ、圧延ラインの故障率の低減を検討した。本年度得られた知見など、研究実績を研究実施計画に従って以下に略記する。1.マルチチャンネル測光システムおよびダイヤモンドアンビルセル装置(DAC)による実験装置に関して、圧力測定装置と粘度測定装置を独立に設置し、実験の同時進行が可能となった。特に粘度測定装置については、精密微動台、ズ-ム搭載のビデオカメラの使用により、高粘度域の調整の容易さ、精度が優れたものとなった。2.高温高圧下のASMEデ-タのあるパラフィン系合成エステル油であるDOSを標準試料として実験装置の検定を行ったところ、室温においてはASMEのデ-タとよく一致し、再現性も確認された。高温においては、潤滑油の熱膨張をDAC本体(ステインレス鋼)が拘束するため、圧力が増加することが明かとなり、その圧力上昇量を粘度を測定しASMEデ-タと比較することにより求めた。これを潤滑油とDAC本体の圧縮率と熱膨張係数からの計算値と比較した結果、ほぼ一致し、潤滑油の圧力-体積-温度関係が分かれば、昇温時の圧力上昇分を評価できることが明らかとなった。また、その圧力上昇量から、これまで未知であったルビ-蛍光線の高圧力下の温度係数という極めて重要な値を得た。この値を用いてポリアルファオレフィンのDACにおける圧力上昇量がわかった。今後はナフテン系合成油について圧力上昇量を測定し、高温高圧下の粘度デ-タを得る。3.ラボテストでは、4球式試験機により摩擦、摩耗実験を行い、パラフィン系合成油のPAOにおいては圧痕面績が大きく、摩擦係数も大きいが温度特性が優れており、ナフテン系の場合にはその逆であることが明かとなった。

2.との相互関係については、今後、ナフテン系合成潤滑油について圧力上昇量測定したのち、種々の潤滑油の高温高圧力下の粘度デ-タを総合的に評価する計画である。本年度得られた知見など、研究実績を研究実施計画に従って以下に略記する。1)昨年度製作したマルチャンネル測光システムによる高速圧力測定装置とDAC球落下粘度測定装置を用いて、ナフテン系合成油のタールナフテン(TN)とパラフィン系合成潤滑油であるポリアルファ-オレフィン(PAO)の混合油の高圧粘度を測定した結果、当研究者らが提案しているWright法を応用した混合則によく一致することがわかった。2).簡単な摩擦試験機の設計、製作については、市販のトラクション減速機および変速機を転用する際、任意荷重の負荷を加える機構およびこの装置を用いた潤滑油の過度的なレオロジー特性評価方法について検討を行った。3).ラボテストに関しては、4球式試験機により、上記PAOとTNの混合油について実験を行い、TNを30%程度混合したものが摩擦摩耗特性が最も良いことが判明した。4).ラボテストではTNを30%混合したものが摩擦摩耗特性が良いことが示されたが、混合油の高圧粘度の測定結果にはそのような極値はみられず、摩擦摩耗が起こっている超高圧状態における固化潤滑油の特性と分子構造が深く関わっているものと考えられる。また当初計画の変更点として、高負荷用潤滑油として圧延油の改善が省資源、省エネルギーに重要であることがわかり、高温高圧力下の粘度測定のための予備実験をおこなった。1).ポリアルファオレフィン合成油(PA068)とタールナフテン油(TN68)の混合油についてトラクション実験を行った結果、TN68の増加にともない摩擦係数が減少し、フェログラフィ分析結果を考慮すると、油膜が厚くなり接触率が減少するものと考えられる。高圧力下の粘度をDACを用いて測定したところ、油膜厚さに関与する粘度-圧力係数は、摩擦係数とほぼ比例した。ガラス転移圧力測定結果では、TN68が30%の混合油で極値がみられ、4球試験の結果と一致した。現場ではアモルファス浄油機などを用いたコンタミナントコントロールにより油圧設備の故障率の低減を行った。2).200°Cまで高温高圧粘度を測定するため、DACにヒーターを巻き付け昇温し、その際、潤滑油の熱膨張をDAC本体が拘束するための圧力増加量を見積り、測定手法を確立した。ルビー蛍光線の高圧力下の温度係数として0.00641nm/°Cを得、この値を用いてPAO68の粘度、-圧力係数の温度依存性を得た。3).冷間圧延に用いる常圧室温で粘度測定不可能なゲル状の牛脂系圧延油脂について、180°C、1GPaまでの高圧高温粘度特性および相転移圧力を見いだし、測定手法を確立した。これらの物性値を弾性流体潤滑理論を用いて、圧延制御のパラメータに取り入れ、圧延ラインの故障率の低減を検討した。4).総括として、超高圧力高温粘度測定は、格段に高い圧力範囲まで可能なDACを用いた実験装置を完成させ、初期の目的をほぼ達成した。ラボテストにおいては摩擦摩耗、トラクション実験により高負荷に耐える潤滑油として温度特性の優れたPAO68に、油膜形成能のあるTN68を30%混ぜたものが優れているとの結論に達した。
海洋の物質循環と微生物多様性に関する分子生態学的研究

本年度は、海洋における有機物フラックスの変動機構を解明するために、細菌群集と各環境条件の相互関係について明らかにすることを目的とし、以下の試料についてさらなるデータを得た。1.2004、2006、2007年に採取した北海道サロマ湖の海水・海氷試料についてBrdU/DGGE解析を行った。この結果、海水・海氷中の全体の細菌群と増殖速度の速い細菌群のDGGEバンドパターンは異なっており、0°C以下の低温環境に適応し増殖する細菌群の存在が示唆された。また、各年で海氷細菌群集構造が異なっていたことと、海氷植物プランクトン組成が年によって大きく異なるという報告から、海氷中における細菌群と植物プランクトン細胞あるいはその産生有機物との相互関係が示唆された。2.広島県呉湾にて採取した試料について一年を通した経時的変動解析を行った。その結果、観測期間中RoseobacterやCFBグループといった細菌群が優占しており、その細菌群集構造は海洋の一大イベントである植物プランクトンブルームによって大きく変化していることが分かった。これまで特定してきた細菌群を、有機物の分解・生成に直接的に大きく貢献している"key species"として捉え、その時空間変動や環境条件の変動から生態的ニッチを考察し、これを"key species eco-typing仮説"として提案した。本研究は、天然環境の細菌群の増殖に着目し、それに基づいた生態的ニッチを初めて提案した独創的な研究であり、有機物フラックスの変動機構解明の先駆的研究である。各生態的ニッチを代表する"key species"に焦点を当て、その現存量や増殖、活性などの定量的な解析を行うことで、細菌群集を介する有機物フラックスの変動を説明することが出来ると期待される。これまでに沿岸域である瀬戸内海(広島湾、豊後水道)、日向灘、及び外洋域である西部北太平洋の試料についてBrdU/DGGE解析を行った。その結果、沿岸域において、全体の細菌群集構造は広島湾、豊後水道、日向灘という海域の違いで大きく異なるのに対し、増殖速度の速い細菌群は海域の違いにもかかわらずその群集構造が似ているということが分かった。これは一部の増殖速度の速い細菌群が沿岸域の物質循環に大きく関与しているということを示唆する。一方、外洋域では、全体の群集構造及び増殖速度の速い細菌群集構造ともに、亜寒帯海域から亜熱帯海域にかけての水塊の違いにより、その群集構造が大きく変化することがわかった。また、増殖速度の速い細菌群の内、Vibrio、Alteromonas、uncultured gram-positive bacteriaに近縁なグループは、亜熱帯海域においてのみ増殖速度の速い細菌群として特定した。沿岸域、外洋域ともに増殖速度の速い細菌群として、Roseobacter、Cytophagaに近縁なグループを特定した。これらの細菌群は、海洋全体の物質循環に大きく関与するkey playerであることが示唆された。これらの一連の成果は、瀬戸内若手会、第20回日本微生物生態学会、DOBIS国際シンポジウム、箱根国際ワークショップにて発表した。また、2004年度に採集した北海道サロマ湖、岩手県大槌湾の試料はDNA抽出を完了しており、現在解析を進行中である。また、2005年度の5月に京都大学生態学研究センターとの共同研究としてメソコスム実験を行い(東京大学海洋研究所附属国際沿岸海洋研究センターにて)、7月に広島大学附属練習船豊潮丸で瀬戸内海、対馬沖、また10月にスロベニア国立生物学研究所との共同研究でアドリア海(地中海)にて試料採集を行い、3月に創価大学・北海道東海大学との海氷生態系共同調査に参加し、試料採集を行った。これらの試料についても同様に、BrdU/DGGE解析を行う予定である。2004年に岩手県大槌湾に面する国際沿岸海洋研究センターにて行ったメソコスム実験(植物プランクトンブルームの形成・崩壊過程における細菌群集の変動)の試料についてBrdU/DGGE解析を行った。この結果、全体の細菌群と増殖速度の速い細菌群のDGGEバンドパターンはほぼ一致しており、増殖速度の速い細菌が群集内の優占種となっていたと考えられる。さらに、植物プランクトンブルームの形成期から崩壊期にかけて、細菌群集構造は大きく変化し、ブルーム形成期に活発に増殖する細菌、崩壊期に入ってから特異的に増殖する細菌の存在が確認できた。16S rRNA遺伝子の一部をシークエンス解析した結果、形成期に醗な細菌はAlteromonas sp.(gammaproteobacteria)に近縁な1クローンで、崩壊期に活発な細菌はStaleya属(Roseobacter clade)に近縁な3クローンとPolaribacter sp.(Cytophaga group)に近縁な1クローンであった。これらの細菌群を、植物プランクトンブルームの形成・崩壊にかかわるkey speciesとしてモニターすることで、ブルームに伴う物質循環の解明ができると期待される。これらの一連の成果は、第11回国際微生物生態学会、第22回日本微生物生態学会にて発表した。また、2004年度南大洋、2004・2005年度瀬戸内海・対馬沖、2005・2006年度北海道サロマ湖、2005・2006年度広島県呉湾の試料はDNA抽出、及びBrdU-DNA分取を完了しており、現在解析を進行中である。また、2006年度の5月に東大附属国際沿岸海洋研究センターにてメソコスム実験を行い、1・2月にJAMSTEC研究船白鳳丸航海で東部地中海の3測点、6深度の計18試料、3月に創価大学・北海道東海大学との海氷生態系共同調査に参加し、3測点で試料採集を行った。

また、広島県呉湾において2005年度7月から2006年度7月まで継時的に試料採集を行い、また2006年度9月より神奈川県相模湾において創価大学・横浜国立大学と継時的共同調査を開始した。これらの試料についても同様に、BrdU/DGGE解析を行う予定である。本年度は、海洋における有機物フラックスの変動機構を解明するために、細菌群集と各環境条件の相互関係について明らかにすることを目的とし、以下の試料についてさらなるデータを得た。1.2004、2006、2007年に採取した北海道サロマ湖の海水・海氷試料についてBrdU/DGGE解析を行った。この結果、海水・海氷中の全体の細菌群と増殖速度の速い細菌群のDGGEバンドパターンは異なっており、0°C以下の低温環境に適応し増殖する細菌群の存在が示唆された。また、各年で海氷細菌群集構造が異なっていたことと、海氷植物プランクトン組成が年によって大きく異なるという報告から、海氷中における細菌群と植物プランクトン細胞あるいはその産生有機物との相互関係が示唆された。2.広島県呉湾にて採取した試料について一年を通した経時的変動解析を行った。その結果、観測期間中RoseobacterやCFBグループといった細菌群が優占しており、その細菌群集構造は海洋の一大イベントである植物プランクトンブルームによって大きく変化していることが分かった。これまで特定してきた細菌群を、有機物の分解・生成に直接的に大きく貢献している"key species"として捉え、その時空間変動や環境条件の変動から生態的ニッチを考察し、これを"key species eco-typing仮説"として提案した。本研究は、天然環境の細菌群の増殖に着目し、それに基づいた生態的ニッチを初めて提案した独創的な研究であり、有機物フラックスの変動機構解明の先駆的研究である。各生態的ニッチを代表する"key species"に焦点を当て、その現存量や増殖、活性などの定量的な解析を行うことで、細菌群集を介する有機物フラックスの変動を説明することが出来ると期待される。
ヘビ類の副腎による血清Na,Kおよびグルコ-ス濃度の調節

本年度は昨年度に引き続き行った研究と、計画年度の総括を兼ねて新しく行った研究に分けられる。前者については:1.オスのヤマカガシを用い、死亡率の低い秋期における副腎除去方法を確立した。更にそれが血清塩(Na,K)に与える影響を、術後5日、10日および15日について検討した。2.上記副腎除去がグルコ-スに与える影響を、同様に術後5日、10日、15日について検討した。3.副腎除去固体にコルチコステロンおよびアルドステケロンの投与を行い、それらが上記1、2に示される点について観察した。本年度に新たに行った実験として、シマヘビおよびアオダイショウ(少数)について、前記2、3を試みた。その結果をヤマカガシで得られた結果と比較し、ヘビ類に共通と認められる副腎機能について考察した。これらについては以下の結果を得結論を与えた。4.ヘビ類において副腎は主として血液のK濃度の正常値維持に重要な働きをもち、副腎の機能が低下したときは血液K濃度は著しく上昇する。それに対して、血液Na度に副腎に依存する程度が低く、副腎の欠損によっても大きな影響を受けない。5.血液のグルコ-ス濃度は副腎の欠損により著しく低下し、正常値の10%以下に至る。これによって体の生理機能は停止にちかい状態に至ることが認められた。6.上に示された異常は主として副腎皮質ホルモンの欠損によってもたらされるが、哺乳類と異なり、コルチコステロンはミネラロコルチコイドとして働くことが推察された。この点は虫類の副腎皮質ホルモンと哺乳類のそれと大きく異なるところである。本年度の研究においては、材料としてヤマカガシを用い、以下について検討した。2外科的手法による副腎除去方の確立(なお、血管バイパス法による副腎除去については、本研究の準備段階でほぼ成功しており、今回はそれについてさまざまな条件で生存率の確認などが必要であった。3上記方法による副腎除去が、血清塩、グルコールおよびヘマトクリット値に与える影響(術後5日および10日の影響)4副腎除去固体に、コルチコステロンまたは対照投与としての生理食塩水の投与が、血清塩、グルコースおよびヘマトクリット値に与える影響以上の結果1.外科的副腎除去後の死亡率は季節によってかなり異なるが、夏期で約50%、秋期で約30%を示し(10日後までの死亡率)、かなり高い死亡率であることが明らかになった。2副腎除去の結果、血清Na、Ca、Mgおよびヘマトクリット値には殆んど変化はみられなかった。一方、血清K値は大きく上昇し、グルコース値は著しく低下した。副腎除去固体に対するコルチコステロンによるリプレースメントテラピーにより、血清グルコース濃度の低下と血清K濃度の上昇は抑制された。3.副腎除去個体にコルチコステロンおよびアルドステロンの投与を行い、それらが上記1、2に示される点について観察した。

それに対して、血液Na度は副腎に依存する程度が低く、副腎の欠損によっても大きな影響は受けない。5.血液のグルコ-ス濃度は副腎の欠損により著しく低下し、正常値の10%以下に至る。これによって体の生理機能は停止にちかい状態に至ることが認められた。6.上に示された異常は主として副腎皮質ホルモンの欠損によってもたらされるが、哺乳類と異なり、コルチコステロンはミネラロコルチコイドとして働くことが推察された。この点はは虫類の副腎皮質ホルモンと哺乳類のそれと大きく異なるところである。
X線異常分散効果のパーシャルパターソン法への応用

本研究は、研究代表者がこれまでにシンクロトロン放射光を用いて行ってきた、X線異常分散効果を用いた新しい結晶構造解析の開発に関する研究の予備実験、およびその一部を、通常のX線発生装置を用いて、研究室レベルで行なおうとするものである。本研究は、従って、それ自体が独立したものではなく、シンクロトロン放射光を用いた研究に対して、相補的・補助的なものである。当該年度は、既存のX線発生装置と4軸型自動X線回折計(システム自作)に、給付された金額内でより有効なシステムを完成させるためにモノクロメータ系を整備した。モノクロメータ系はコンピュータコントロールが可能で、白色X線を用いた場合、0.62.0A^^゚程度の波長が自由に選択できる必要があり、これを満足するよう、ソフトウエアーおよび結晶ホルダーを開発した。テストの結果、モノクロメータからの単色X線(但し、高調波を含む)の状態は良好で、充分実験に使用できることを確認したが、今後、長期間の安定性を問うならば、モノクロメータ結晶の温度コントロールを付加する必要があると思われる。得られるデータの処理・解析方法はすでに開発しており、今後、実験が始動すればただちに結果が得られる。この研究は、研究代表者がドイツザールランド大学のK.F.Fisher教授との共同研究で独自に開発したもので、シンクロトロン放射光による初期の実験が完了したところである。従って、世界的にもまだ同様の研究は例がなく萠芽的で、独創的なものであり、今後の発展が期待されている。
歯垢中のフッ素分布の測定法の開発とフッ素分布に影響する因子の研究

1.歯垢中のフッ素分布の測定方法を、ウルトラミクロトームによる切片作製を利用した層別歯垢試料のサンプリング方法と、歯垢断面積の計測に基づく体積ベースのフッ素濃度測定を組み合わせることにより確立した。この方法は、同時に歯垢中のリンやカルシウムの分布測定にも応用することができた。また、同一被検査者の同一部位から反復して試料を採取するための着脱式の歯垢採取装置を考案した。2.この方法を用いて研究期間内に以下の知見を得た。(1)一回のフッ化物洗口(900ppmF:10秒間)前後の歯垢のフッ素分布の分析から、フッ素は容易に歯垢内に拡散し短時間でエナメル質表層に達する一方、長時間歯垢中に停滞せず24時間以内に洗口前の濃度水準に戻る。(2)フッ素(100ppmF)と同時に尿素(3%)を作用させた歯垢のカルシウムとリンの相関は、フッ素を単独に作用させた場合より有意に高い。(3)フッ化物洗口24時間後の歯垢中のフッ素とミネラルの分布パターンの類似性、および、歯垢中のフッ素、カルシウム、リン相互間の強い相関から、歯垢中のフッ素とミネラルが相互に関連している可能性が大きい。(4)これらの所見から、通常の歯垢のフッ素保持能は高くないが、ミネラル量をコントロールすることにより、歯垢内のフッ素とミネラルの相互作用を利用してその保持能の高まる可能性が考えられる。3.今後は、歯垢中のミネラルを強化する洗口溶液を調整し、洗口期間中および中止後に採取した歯垢のフッ素、カルシウムおよびリンの層別濃度変化を分析する。そして、取り込まれたフッ素が消失する課程を解析することにより、予防歯科領域で利用可能な歯垢のフッ素保持能を高める手法を検討していく。平成7年度の研究計画に基づき、主にプール歯垢と本研究で考案した装置で採取した歯垢を材料に、歯垢の採取、歯垢試料の切片作製と面積測定、試料分画のフッ素濃度の測定という3つの観点から実験方法を検討し、歯垢中のフッ素濃度分布の測定方法の開発を行った。主な研究実績としては、1.歯垢からのフッ素の抽出方法についてはこれまで特に定説はないが、低室温下での0.5M過塩素酸が多用されている。本測定法ではフッ素の抽出方法に0.2M過塩素酸を含む酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.2)を使用するため、歯垢試料から分離されるフッ素量を両者で比較したところ、この緩衝液の方が僅かではあるが有意に多くのフッ素が分離できた。2.本測定法では、methacrylateで包埋後切片化した歯垢を層別試料に分け、クロロホルムを用いてmethacrylateを溶解することで試料分画からフッ素を回収する。既知量のフッ素を添加した歯垢を用いた場合の回収率は約95%で、この方法が歯垢中のフッ素濃度分布の測定に利用可能なことが確認できた。3.本研究で考案した歯垢採取装置を利用して、in vinoのエナメル質上に厚さ約1mmの堆積物を集めることができた。歯垢に含まれるフッ素濃度は一般に極めて低いので、フッ素電極の感度限界から判断して、その1試料から分析できる歯垢分画数は46層と考えられた。4.また、本測定法の結果は、歯垢の断面積と切片の厚さから算出した歯垢体積あたりのフッ素量として求められる。トルイジンブルー染色した切片を使って、その歯垢面積を画像解析装置で反復計測したところ、その再現性はC. V.で1%以下で安定していた。従って、以上の結果を統合することにより、測定方法の確立という当初の計画を達成することができた。

1.歯垢中のフッ素分布の測定方法を、ウルトラミクロトームによる切片作製を利用した層別歯垢試料のサンプリング方法と、歯垢断面積の計測に基づく体積ベースのフッ素濃度測定を組み合わせることにより確立した。この方法は、同時に歯垢中のリンやカルシウムの分布測定への応用が可能であった。また、同一被検査者の同一部位から反復して試料を採取するための着脱式の歯垢採取装置を考案した。2.この方法を用いた歯垢のフッ素、リン、カルシウムの分析から、研究期間内に以下の知見を得た。(1)一回のフッ化物洗口(900ppmF:10秒間)前後の歯垢のフッ素分布の分析から、フッ素は容易に歯垢内に拡散し短時間でエナメル質表層に達する一方、長時間歯垢中に停滞せず24時間以内に洗口前の濃度水準に戻る。(2)フッ化物洗口24時間後の歯垢中のフッ素とミネラルの分布パターンの類似性、および、歯垢中のフッ素、カルシウム、リン量の強い相関から、歯垢中のフッ素とミネラルは相互に関連している可能性が大きい。(3)フッ素(100ppmF)と同時に尿素(3%)を作用させた歯垢のカルシウムとリンは、フッ素を単独に作用させた場合より有意に高い相関を示し、尿素による歯垢pHの上昇は歯垢内のミネラルに影響すると考えられる。(4)これらの所見は、通常の歯垢は高いフッ素透過性と低いフッ素保持能を有するが、歯垢のpHやミネラル含有量のコントロールにより、そのフッ素保持能の高まる可能性も示している。3.今後は、歯垢中のフッ素やミネラル含有量を高めるために調整した洗口液を歯垢に作用させて、その洗口期間中および中止後に採取した歯垢のフッ素、カルシウムおよびリンの層別濃度変化を分析することにより、予防歯科領域で利用可能な歯垢のフッ素保持能を高める手法を検討する予定である。