hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
画像特徴量による文書画像の擬似コード化およびその高速検索の研究

昨年度までに開発した画像特徴量と擬似コードに基づく文書画像からの全文検索手法について、より広範なユーザを獲得することを目的として、ユーザーインタフェースの整備ならびに、検索システムを交換可能とするための部品化を行った。これにより、本研究で開発した検索システムを実用化する際の利便性が高まり、実際に京都大学文学研究科で開発を行っている文献研究用のツール「SMART-GS」に検索システムの提供を行った。また、検索システムの部品化に際して、検索エンジンを外部プログラムとして提供する場合に呼び出し側プログラムと通信すべき情報について検討を行い、その結果を取りまとめて画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)2008において公表した。また、昨年度までの研究成果であるLSPCによる擬似コード変換技術と、その基盤技術の一つであるSLSHによる近傍探索技術について、その有効性の立証をより確かなものとするための追加検証実験を行い、それらを取りまとめて論文誌に投稿するための結果の蓄積を行った。また、昨年度までに予備実験を行っていた全文検索(Exact MatchingおよびInexact Matching)について、より詳細な検証のための実験環境の整備を行うとともに、多様な言語への適用可能性の確認の一環として、米国の手書き文書データベースからジョージ・ワシントンの手稿文に対する検索実験を行い、将来的に取りまとめて論文誌に投稿するための結果の蓄積を行った。今年度は画像特徴量を用いてOCRを経ることなく文書画像中の文字列を擬似コード化して全文検索を行う手法を開発し、国際会議ICDAR2007で公表した。本手法は従来用いられてきた高次元特徴ベクトルをより取り扱いやすい擬似コード表現(LSPC=Locality Sensitive Pseudo Code)に変換するというものであるが、その際に情報を大きく損なうことがないという点に特長がある。この擬似コードに基づく全文検索は、従来の高次元ベクトルに基づく全文検索に比べて精度は若干劣るものの、検索時間ははるかに高速である。この研究発表は同国際会議において最優秀論文賞(IAPR/ICDAR Best Paper Award)にノミネートされる(全論文中3論文がノミネート)という高い評価を得た。また、本研究では擬似コード化に際してLSH(Locality Sensitive Hashing)を用いたが、本手法を開発する際の副産物として、対象となるベクトルが全てノルム1に正規化されている場合は従来知られているLSHよりも高性能な近傍探索が可能であることに気付き、そのアルゴリズムを開発した。この研究成果をLSHのバリエーションの一つとしてまとめた上で、SLSH(Spherical LSH)として国際会議WADS2007で公表した。LSHは近似的近傍探索アルゴリズムの有力な方法として近年大きな注目を集めているアルゴリズムであり、その部分的改良である本手法は、オリジナルのLSHの開発者や他の近傍探索アルゴリズム研究者から問い合わせを受けるなど注目されている。
新しい細胞膜透過ペプチド：ポリヒスチジンを利用した効率的な分子輸送技術の開発

本研究では、新しい細胞膜透過ペプチド:ポリヒスチジンを利用したリポソーム薬物輸送、経口薬物輸送、植物細胞への分子輸送、の開発基盤研究を遂行した。その結果、長鎖ポリヒスチジン(H16)をリポソームに修飾することで、高い細胞膜透過能を有するリポソームの作出に成功した。また、長鎖ポリヒスチジン(H16)は、人工的に形成した腸管上皮細胞層を通過することも確認された。一方で、短鎖ポリヒスチジン(H6H10)は植物細胞に対して高い細胞膜透過を示すことが明らかになった。本研究成果より、ポリヒスチジンは鎖長を変えることで様々な分野の薬物・分子輸送キャリアーとして応用できる可能性が示された。細胞膜透過ペプチドは、有効な薬物輸送キャリアーとして現在注目を集めている。申請者は、これまでの研究から、『ヒスチジンのみが連続したペプチド:ポリヒスチジンが極めて高い細胞膜透過能を有する』という新知見を世界に先駆けて見出した。そこで本研究では、ポリヒスチジンを様々な分野に応用するべく、i)トランスフェクション試薬(学術分野)、ii)飲み薬(医療分野)、iii)植物制御剤(産業分野)への応用研究を遂行した。ポリヒスチジンを利用したトランスフェクション試薬を開発するために、核酸の輸送キャリアーとしてリポソームを使用した。リポソームの表面に長鎖ポリヒスチジン(H16)を修飾した長鎖ポリヒスチジン(H16)修飾リポソームを調製し、分子挙動を調べた。その結果、長鎖ポリヒスチジン(H16)修飾リポソームは特に付着系細胞株に対して高い細胞膜透過を示し、既存の細胞膜透過ペプチド(オクタアルギニン)を修飾したリポソームよりも高い透過効率を有していることが明らかになった。また、ポリヒスチジンを利用した飲み薬(経口DDS)を開発するため、ポリヒスチジンの腸管上皮透過能を評価した。人工的に形成した腸管上皮(CaCo-2細胞)を用いたトランスウェルアッセイを行った結果、長鎖ポリヒスチジン(H16)は明確な腸管上皮透過能を示すことが分かった。さらに興味深いことに、既存の細胞膜透過ペプチド(オクタアルギニン)と比較した場合、長鎖ポリヒスチジン(H16)の腸管上皮透過能はより高効率であり、また迅速である(初速度が大きい)ということが明らかになった。さらに、ポリヒスチジンを植物に対しても応用するべく、ポリヒスチジンの植物細胞に対する細胞膜透過を解析した。共焦点レーザー顕微鏡による定量解析の結果、植物細胞に対しては短鎖ポリヒスチジン(H6H10)が高い細胞膜透過を示すことが明らかになった。本研究では、ポリヒスチジンを様々な分野に応用するべく、ポリヒスチジンを利用したi)トランスフェクション試薬(学術分野)、ii)飲み薬(医療分野)、iii)植物制御剤(産業分野)の開発研究を遂行した。H27年度は、上記三つの研究計画すべてにおいて、基礎的な知見ではあるが、ポリヒスチジンの高い応用性を立証することのできる成果を得ており、進捗状況は順調であると言える。その中でも特に、i)トランスフェクション試薬への応用を志向したポリヒスチジン修飾リポソームの開発研究においては、高い研究成果が得られており、研究計画の初年度にもかかわらず、特許出願(特願2015-150709:ポリヒスチジン修飾リポソーム)を行うことができた。以上の理由から、H27年度の本研究の進捗状況は『当初の計画以上に進展している』と判断した。新しく発見した細胞膜透過ペプチド:ポリヒスチジンを様々な分野に応用するべく、ポリヒスチジンを利用した『動物細胞内へのリポソーム輸送』、および『植物細胞内へのタンパク質導入』について評価を行った。まず、動物細胞に対して高い膜透過性を示す長鎖ポリヒスチジン(H16)を用いて、ポリヒスチジン修飾リポソーム(H16-Lipo)を調製した。このH16-Lipoは、種々のヒト培養細胞に対して細胞膜を透過し、細胞内のリソソームに集積することが明らかになった。そこで、H16-Lipoのリソソーム集積能を利用して、リソソームを標的とした薬物輸送を試みた。リソソーム酵素(GLA: alpha-Galactosidase A)を欠失したリソソーム病細胞を人為的に作出し、GLA内包H16-Lipoを細胞に投与することで、細胞外からリソソーム酵素を補充する酵素補充法を評価した。その結果、GLA内包H16-Lipoを投与したGLA欠失細胞において、表現型(細胞増殖の低下)が解消されることが確認された。すなわち、H16-Lipoはリソソーム病細胞に対する酵素補充法に応用可能であることが示唆された。また一方で、ポリヒスチジンを利用した植物細胞内へのタンパク質導入を評価するべく、様々な鎖長のポリヒスチジン(H8H20)を融合した赤色蛍光タンパク質(RFP)を調製した。ポリヒスチジン融合RFPの植物細胞に対する膜透過を調べた結果、RFP-H20がもっとも効率的に植物細胞内に取り込まれ、さらに核内まで移行することが確認された。詳細な解析の結果、RFP-H20は正電荷依存的に植物細胞に取り込まれていることが明らかになった。

以上の結果から、ポリヒスチジン(特にH20)は植物細胞内(さらには核内)へのタンパク質導入ツールとして、非常に魅力的な素材であることが明らかになった。本研究では、新しい細胞膜透過ペプチド:ポリヒスチジンを利用したリポソーム薬物輸送、経口薬物輸送、植物細胞への分子輸送、の開発基盤研究を遂行した。その結果、長鎖ポリヒスチジン(H16)をリポソームに修飾することで、高い細胞膜透過能を有するリポソームの作出に成功した。また、長鎖ポリヒスチジン(H16)は、人工的に形成した腸管上皮細胞層を通過することも確認された。一方で、短鎖ポリヒスチジン(H6H10)は植物細胞に対して高い細胞膜透過を示すことが明らかになった。本研究成果より、ポリヒスチジンは鎖長を変えることで様々な分野の薬物・分子輸送キャリアーとして応用できる可能性が示された。H27年度は、ポリヒスチジンの応用研究に必要な基礎的知見を得ることができた。そこで、今後(H28年度)は応用研究をさらに発展させるために、より実用性の高い知見を得ることを目標とする。具体的な推進方策を以下に示す。【トランスフェクション試薬(学術分野)への応用研究】長鎖ポリヒスチジン(H16)修飾リポソームがトランスフェクション試薬として有用であるかを評価するために、長鎖ポリヒスチジン(H16)修飾リポソームが細胞内に取り込まれた後の細胞内挙動を解析する。併せて、長鎖ポリヒスチジン(H16)修飾リポソームに核酸を内包する際の最適条件の探索と、核酸を内包した長鎖ポリヒスチジン(H16)修飾リポソームによるトランスフェクション効率を測定する。【飲み薬(医療分野)への応用研究】長鎖ポリヒスチジン(H16)が飲み薬(経口DDS)の輸送キャリアーとして実用できるかを評価するために、長鎖ポリヒスチジン(H16)に低分子ペプチドまたは高分子タンパク質を融合して、長鎖ポリヒスチジン(H16)融合化合物の腸管上皮透過を評価する。具体的には、長鎖ポリヒスチジン(H16)融合インスリンや長鎖ポリヒスチジン(H16)融合蛍光タンパク質(GFPまたはRFP)を調製し、『飲むインスリン』や『飲むタンパク質』の実現が可能であるかを評価する。【植物制御剤(産業分野)への応用研究】短鎖ポリヒスチジン(H6H10)を利用した植物制御剤の開発を目指して、ポリヒスチジン融合タンパク質の植物細胞内への導入実験を行う。具体的には、短鎖ポリヒスチジン(H6H10)融合蛍光タンパク質(GFPまたはRFP)を調製し、植物細胞内に効率的に取り込まれる最適条件の探索を行う。これにより、植物細胞内へのタンパク質導入の最適手法を確立し、植物ホルモンなどの生理活性タンパクに応用することで、植物制御剤の開発を目指す。ペプチド化学、細胞生物学日本農芸化学会2016年大会(2016年3月27日30日)参加に係る旅費を抑えることができたため、余剰金(次年度使用額)が発生した。H27年度の次年度使用額(62,392円)は、H28年度の旅費として使用する予定である。
局所機能圧・負担圧に関する基礎的研究 (顎堤形態の相違および弾性裏装材が義歯床下組織の負担圧分布に及ぼす影響)

弾性裏装材で裏装した義歯の床下組織における顎機能時の負担圧様相について検討し,中心咬合位および右側方咬合位での義歯に加わる局所機能圧の緩衝効果を解明する目的で,無歯顎患者に近似した形態,顎粘膜厚径および被圧変位性を有する上顎負担圧測定シミュレーションモデルを用いて,デュロメータA硬さの異なる2種類の弾性裏装材を裏装した義歯に対応する顎粘膜面および顎骨面における局所機能圧時の負担圧様相について検討し,以下の結論を得た.1.顎粘膜面および顎骨面の負担圧は,中心咬合位および側方咬合位ともに弾性裏装しない義歯に比較して有意に小となった.2.弾性裏装した義歯での顎堤頂部の負担圧は,顎粘膜面および顎骨面のいずれにおいても,中心咬合位および側方咬合位ともに他の計測部位と比較して大となった.床縁部,口蓋部および頬側部の負担圧は,顎堤頂部に比較して小さく,ポストダム部の負担圧は最も小となった.3.弾性裏装した義歯での顎骨面の負担圧は,中心咬合位および側方咬合位ともに顎粘膜面のそれに比較して有意に小となった.4.デュロメータA硬さの小さい弾性裏装した義歯での顎粘膜面および顎骨面の負担圧は,デュロメータA硬さの大きい弾性裏装した義歯に比較し,有意に小となった.以上から,弾性裏装材は,局所機能圧時の上顎総義歯における床下組織への負担圧を軽減する緩衝効果を認め,支持機能に適した負担圧配分を行うことが明かとなった.その効果は,デュロメータA硬さの小さい弾性裏装材の使用によって,より高くなることが判明した.さらに,弾性裏装した上顎総義歯では,裏装しないレジン床義歯に比較して,より厚い緩衝腔の設定の必要性,ならびにレジン床義歯と同程度のポストダム設定の必要性が示唆された.義歯床下組織の負担圧分布様相に顎堤吸形態の相違が、どのような影響を及ぼすかについて検討を行うために、健常な無歯顎患者の顎堤と比較して1SD(中等度吸収型)、2SD(高度吸収型)顎堤高を減じ、顎粘膜厚径・被圧変位性を考慮したシミュレーションモデルを新たに作製した。そしてこれらのシミュレーションモデルから調製した総義歯義歯床下組織の負担圧分布を検討するため、顎粘膜を変形させずにその形態を作業模型に再現させるための最適な印象条件を得た。この印象条件により、被験義歯を調製し、咬合干渉の有無、排列位置の相違、咬合平衡の種類および人工歯の種類が、負担圧分布様相にどのような影響を及ぼすかについて検討を行った。まず、咬合平衡としてリンガライズドオクルージョンを選択し、健常な無歯顎患者の顎堤における上顎総義歯の中心咬合位、側方咬合位、片側弾性体咬みしめおよび試験片咬みしめ時の負担圧分布様相について検討をを行い、以下の結論を得た。1.中心咬合位では、すべての顎位で、顎骨面の負担圧は、顎粘膜面のそれらと比較して著明に小さかった。2.右側方咬合位の負担圧は、中心咬合位と比較して、顎堤頂部、床縁部、口蓋部、頬側部およびポストダム部でそれぞれ有意に小さい。3.臼歯部ラバー咬みしめでは、右側方咬合位と比較して咀嚼側の負担圧は有意に増加し非咀嚼側の負担圧は有意に減少した。4.臼歯部レジン咬みしめでは、右側方咬合位と比較して咀嚼側の負担圧は有意に増加し非咀嚼側の負担圧は有意に減少した。なお、非咀嚼側の顎粘膜面は負の負担圧を認め、顎骨面は負担圧を認めなかった。現在、咬合干渉、排列位置の相違、人工歯の種類が総義歯床下組織の負担圧分布様相にいかなる影響を及ぼすかについて検索中であり、今後中等度、高度顎堤吸収型のシミュレーションモデル間で得られたデータと、これらに弾性裏装材を適用した時のデータとの比較検討を行う予定である。弾性裏装材で裏装した義歯の床下組織における顎機能時の負担圧様相について検討し,中心咬合位および右側方咬合位での義歯に加わる局所機能圧の緩衝効果を解明する目的で,無歯顎患者に近似した形態,顎粘膜厚径および被圧変位性を有する上顎負担圧測定シミュレーションモデルを用いて,デュロメータA硬さの異なる2種類の弾性裏装材を裏装した義歯に対応する顎粘膜面および顎骨面における局所機能圧時の負担圧様相について検討し,以下の結論を得た.1.顎粘膜面および顎骨面の負担圧は,中心咬合位および側方咬合位ともに弾性裏装しない義歯に比較して有意に小となった.2.弾性裏装した義歯での顎堤頂部の負担圧は,顎粘膜面および顎骨面のいずれにおいても,中心咬合位および側方咬合位ともに他の計測部位と比較して大となった.床縁部,口蓋部および頬側部の負担圧は,顎堤頂部に比較して小さく,ポストダム部の負担圧は最も小となった.3.弾性裏装した義歯での顎骨面の負担圧は,中心咬合位および側方咬合位ともに顎粘膜面のそれに比較して有意に小となった.4.デュロメータ

A硬さの小さい弾性裏装した義歯での顎粘膜面および顎骨面の負担圧は,デュロメータA硬さの大きい弾性裏装した義歯に比較し,有意に小となった.以上から,弾性裏装材は,局所機能圧時の上顎総義歯における床下組織への負担圧を軽減する緩衝効果を認め,支持機能に適した負担圧配分を行うことが明かとなった.その効果は,デュロメータA硬さの小さい弾性裏装材の使用によって,より高くなることが判明した.さらに,弾性裏装した上顎総義歯では,裏装しないレジン床義歯に比較して,より厚い緩衝腔の設定の必要性,ならびにレジン床義歯と同程度のポストダム設定の必要性が示唆された.
古典的Wntシグナルによるショウジョウバエ消化管の左右非対称な形態形成機構の研究

私の所属する研究室では、無脊椎動物の左右非対称性形成機構を理解するために、遺伝的手法が駆使できるモデル生物であるショウジョウバエの消化管の左右非対称性に注目し、研究を行ってる。私はこの研究において、Wntシグナルがショウジョウバエ胚消化管前方部の左右非対称性形成に重要な役割を果たしていることを明らかとした。しかしながら、生物の左右非対称性形成におけるWntシグナルの機能については理解がすすんでいない。ショウジョウバエ胚消化管前方部の左右非対称性形成における、Wntシグナルの機能を明らかとするために、交付申請書の研究実施計画にしたがって以下の内容について調べた。消化管前方部の左右非対称性形成にWntシグナルが必要であることから、消化管前方部におけるWntシグナルの活性化が左右非対称である可能性が考えられた。これを調べるために、Wntシグナルの標的遺伝子であるfrizzled3(fz3)のエンハンサー領域にlacZを組み込んだトランスジーンを、野生型胚に持たせ、lacZ遺伝子の発現について調べた。この結果、消化管前方部におけるlacZの発現に左右非対称性は観察されなかった。このことから、Wntシグナル自体に左右非対称性はなく、Wntシグナルはその他の左右非対称性形成因子の活性を調節している可能性が考えられた。また、共同研究者によって、消化管前方部の左右非対称性形成には、Wntシグナルの他にJNKシグナルや、アクチン細胞骨格と相互作用するMyosinIIが重要な役割を果たすことが明らかとされている。そこで、JMKシグナル構成因子であるpuckerdのエンハンサー領域にGFPを組み込んだレポータージーンをWnt4突然変異系統に持たせ、GFPの発現について調べたが、Wnt4突然変異系統胚におけるGFPの発現レベルは野生型胚と比較して変化はなかった。これらの結果から、消化管前方部の左右非対称性形成において、WntシグナルとJNKシグナルは、それぞれ独立に機能していることが示唆された。次に、WntシグナルとMyosinIIとの関係を調べるために、Wnt4突然変異体胚において、MyosinIIの活性化を調節するRho kinaseの活性化型遺伝子を強制発現させたときの消化管前方部の左右非対称性を観察した。その結果、Rhokinaseの活性化型を強剃発現したWnt4突然変異体胚では、消化管前方部の左右非対称性の異常が亢進していた。このことから、消化管前方部の左右非対称性形成において、Wnt4によるMyosinIIとアクチン細胞骨格の調節が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。本研究によって、古典的Wntシグナルの活性化が、ショウジョウバエ胚消化管の左右非対称性形成において重要な機能をはたしていることが明らかとなった。また、古典的Wntシグナルの活性化は、中腸環状筋細胞の左右非対称な再編成に必要であることが明らかとなった。このようなWntシグナルの果たす機能は、本研究によって初めて報告された例であり、以上のことにより、本研究が順調に進展しているものと言うことができると考える。古典的Wntシグナルでは、TCF複合体を介した下流標的遺伝子の発現誘導が細胞応答に重要な意味をもつ。そこで、TCF複合体によって発現が誘導される遺伝子を、マイクロアレイを用いて解析する。具体的には、TCFを消化管で強制発現させ、野生型胚と比較して、マイクロアレイで2倍以上の増加がみられるmRNAを同定する。ショウジョウバエでは、初期胚の消化管に明瞭な左右非対称性が存在する。ショウジョウバエにおいては、前後軸、背腹軸の決定機構に関して先駆的な研究が行われてきたが、左右軸の研究はほとんど行われていない。私の所属する研究室のこれまでの研究によって、ショウジョウバエの左右非対称性形成には、1型ミオシンであるMyosin ID(Myo ID)や、アクチン細胞骨格が関与することが明らかにされている(Hozumi et al.,Nature,2006)。しかし、左右非対称性形成におけるこれらの因子の分子レベルの機能については不明のままである。私は、本研究によってショウジョウバエ胚消化管の中腸の左右非対称性形成において、Wntシグナルが重要な機能をはたしていることを明らかとした。また、この中腸の左右非対称性形成には、WntのリガンドとしてWnt4、レセプターとしてFz2が機能していることを明らかとした。しかし、これまでにWntシグナルによる左右非対称性の形成については、左右性に関する研究が進展している他の動物種においての研究がほとんどない。本研究によって、これまでに私は、消化管中腸の左右非対称性形成には、古典的Wntシグナルが中腸の環状筋細胞で活性化することが必要であることを明らかとした。また、古典的Wntシグナルは、中腸環状筋細胞の左右非対称な再編成において重要な機能を果たしていることを明らかとした。Wntシグナルが果たすこのような左右非対称性形成における機能は、他のすべての生物において報告がなく、Wntシグナルのもつ新たな側面を示唆する結果であった。

しかしながら、生物の左右非対称性形成におけるWntシグナルの機能については理解がすすんでいない。ショウジョウバエ胚消化管前方部の左右非対称性形成における、Wntシグナルの機能を明らかとするために、交付申請書の研究実施計画にしたがって以下の内容について調べた。消化管前方部の左右非対称性形成にWntシグナルが必要であることから、消化管前方部におけるWntシグナルの活性化が左右非対称である可能性が考えられた。これを調べるために、Wntシグナルの標的遺伝子であるfrizzled3(fz3)のエンハンサー領域にlacZを組み込んだトランスジーンを、野生型胚に持たせ、lacZ遺伝子の発現について調べた。この結果、消化管前方部におけるlacZの発現に左右非対称性は観察されなかった。このことから、Wntシグナル自体に左右非対称性はなく、Wntシグナルはその他の左右非対称性形成因子の活性を調節している可能性が考えられた。また、共同研究者によって、消化管前方部の左右非対称性形成には、Wntシグナルの他にJNKシグナルや、アクチン細胞骨格と相互作用するMyosinIIが重要な役割を果たすことが明らかとされている。そこで、JMKシグナル構成因子であるpuckerdのエンハンサー領域にGFPを組み込んだレポータージーンをWnt4突然変異系統に持たせ、GFPの発現について調べたが、Wnt4突然変異系統胚におけるGFPの発現レベルは野生型胚と比較して変化はなかった。これらの結果から、消化管前方部の左右非対称性形成において、WntシグナルとJNKシグナルは、それぞれ独立に機能していることが示唆された。次に、WntシグナルとMyosinIIとの関係を調べるために、Wnt4突然変異体胚において、MyosinIIの活性化を調節するRho kinaseの活性化型遺伝子を強制発現させたときの消化管前方部の左右非対称性を観察した。その結果、Rhokinaseの活性化型を強剃発現したWnt4突然変異体胚では、消化管前方部の左右非対称性の異常が亢進していた。このことから、消化管前方部の左右非対称性形成において、Wnt4によるMyosinIIとアクチン細胞骨格の調節が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。本研究によって、古典的Wntシグナルの活性化が、ショウジョウバエ胚消化管の左右非対称性形成において重要な機能をはたしていることが明らかとなった。また、古典的Wntシグナルの活性化は、中腸環状筋細胞の左右非対称な再編成に必要であることが明らかとなった。このようなWntシグナルの果たす機能は、本研究によって初めて報告された例であ「り、以上のことにより、本研究が順調に進展しているものと言うことができると考える。このようなWntシグナルの果たす機能は、本研究によって初めて報告された例であり、以上のことにより、本研究が順調に進展しているものと言うことができると考える。
食品凍結における伝熱と品質変化を連結する階層的研究

食品の凍結保存は,原理的には,低温化と活性水分の低減により品質の長期維持を図るものであるが,凍結過程で各種の機械的損傷や膠質的損傷を伴う.したがって,食品凍結においては,(1)マクロな伝熱現象,(2)細胞内外での氷晶の偏在形成や,細胞膜を通した水分移動による溶液の濃縮と細胞の収縮などのミクロな現象,(3)これらの状態のもとでの組織・組成の物理・化学的変化,の階層的な取扱いが必要であり,最終的に(4)風味やテクスチャー(食感)などの官能評価へと繋がる.本課題は以上の観点に立って進めるものであり,マグロ魚肉の凍結過程のCryo-SEM観察,凍結過程の数値シミュレーション,凍結後の食品の品質の定量的推算を行い以下の成果を得た.1.緩速冷却の場合には筋繊維間の領域に形成された氷晶の成長が支配的であり,水分は筋繊維内から筋繊維間隙に移動して凍結する.これに対して急速冷却の場合には筋繊維内部に多数の微細氷晶が発生・成長する.2.緩速冷却の場合には,凍結が進むにつれて筋原繊維タンパク質のCa^<2+>-、ATPase活性値が低下し、また解凍後のドリップ(液汁)量が多くなり,凍結による損傷が増大する.3.凍結損傷の因子分析の結果,筋繊維の脱水率がタンパク質の変性度を,また筋繊維外。の凍結固相率がドリップ量を表す有効な指標となることが明らかにされた.4.筋繊維群よりなる構造体の凍結モデルが提示され,凍結過程における温度履歴,氷晶の偏在形成ならびに筋繊維の脱水・収縮の状態を解析的に予測することが可能となった.5.3および4の成果を組み合わせることにより,マクロ伝熱,ミクロ現象,凍結後の品質変化を連結することが可能となり,凍結による品質変化の定量的予測が実現された.食品の凍結保存は,原理的には,低温化と活性水分の低減により品質の長期維持を図るものであるが,凍結過程で各種の機械的損傷や膠質的損傷を伴う.したがって,食品凍結においては,(1)マクロな伝熱現象,(2)細胞内外での氷晶の偏在形成や,細胞膜を通した水分移動による溶液の濃縮と細胞の収縮などのミクロな現象,(3)これらの状態のもとでの組織・組成の物理・化学的変化,の階層的な取扱いが必要であり,最終的に(4)風味やテクスチャー(食感)などの官能評価へと繋がる.本課題は以上の観点に立って進めるものであり,マグロ魚肉の凍結過程のCryo-SEM観察,凍結過程の数値シミュレーション,凍結後の食品の品質の定量的推算を行い以下の成果を得た.1.緩速冷却の場合には筋繊維間の領域に形成された氷晶の成長が支配的であり,水分は筋繊維内から筋繊維間隙に移動して凍結する.これに対して急速冷却の場合には筋繊維内部に多数の微細氷晶が発生・成長する.2.緩速冷却の場合には,凍結が進むにつれて筋原繊維タンパク質のCa^<2+>-、ATPase活性値が低下し、また解凍後のドリップ(液汁)量が多くなり,凍結による損傷が増大する.3.凍結損傷の因子分析の結果,筋繊維の脱水率がタンパク質の変性度を,また筋繊維外。の凍結固相率がドリップ量を表す有効な指標となることが明らかにされた.4.筋繊維群よりなる構造体の凍結モデルが提示され,凍結過程における温度履歴,氷晶の偏在形成ならびに筋繊維の脱水・収縮の状態を解析的に予測することが可能となった.5.3および4の成果を組み合わせることにより,マクロ伝熱,ミクロ現象,凍結後の品質変化を連結することが可能となり,凍結による品質変化の定量的予測が実現された.食品の凍結保存は,原理的には,低温化と活性水分の低減により品質の長期維持を図るものであるが,凍結過程で各種の機械的損傷や膠質的損傷を伴う。したがって,食品凍結においては,(1)マクロな伝熱現象,(2)細胞内外での氷晶の偏在形成や,細胞膜を通した水分移動による溶液の濃縮と細胞の収縮などのミクロな現象,(3)これらの状態のもとでの組織・組成の物理・化学的変化,の階層的な取扱いが必要であり,最終的に(4)色調,風味,テクスチャー(食感)などの官能評価へと繋がる。本課題は以上の観点に立って進めるものであり,本年度は主としてマグロ魚肉の凍結過程のCryo-SEM観察およびドリップ量の測定により,(2)と(3)の連関を追及し,以下の成果を得た。(1)緩速冷却の場合には筋繊維間の領域に形成された氷晶の成長が支配的であり,水分は筋繊維内から筋繊維間隙に移動して凍結する。これに対して急速冷却の場合には筋繊維内部に多数の微細氷晶が発生・成長する。(2)約60%の氷晶が0°Cから-10°Cの温度帯域で生成され,氷晶の性状はこの温度帯通過する時間と関係し,通過時間が短いほど氷晶径が小さく,数密度が多くなる傾向が明らかとなった。(3)解凍後のドリップ量は氷晶径が大きくなるほど多くなり,また,凍結固相率が小さい段階では氷晶の生成箇所(筋繊維の内外)の影響が認められた。(4)筋繊維を基本ユニットとした凍結モデルが掲示され,それに基づく至適冷却操作が検討された。食品の凍結保存は,原理的には,低温化と活性水分の低減により品質の長期維持を図るものであるが,凍結過程で各種の機械的損傷や膠質的損傷を伴う.

したがって,食品凍結においては,(1)マクロな伝熱現象,(2)細胞内外での氷晶の偏在形成や,細胞膜を通した水分移動による溶液の濃縮と細胞の収縮などのミクロな現象,(3)これらの状態のもとでの組織・組成の物理・化学的変化,の階層的な取扱いが必要であり,最終的に(4)色調,風味,テクスチャー(食感)などの官能評価へと繋がる.本課題は以上の観点に立って進めるものである.本年度は主としてマグロ魚肉の凍結過程のCryo-SEM観察および凍結・解凍後の官能性評価を行うとともに,前年度確立された凍結モデルによる数値計算を行い,(2)と(3)の連関を追究し,以下の成果を得た.1.食品の品質を表す有力な指標である筋原繊維タンパク質のCa^<2+>-ATPase活性値を測定する手法が確立された.2.緩速冷却の場合には,凍結が進むにつれてCa^<2+>-ATPase活性値が低下し,また解凍後のドリップ(液汁)量が多くなることが判った.これより,食品の品質維持の点がら急速冷却の有効性が実験的に確認された.3.ミクロ挙動として,(1)筋繊維の脱水率,(2)筋原繊維の脱水率,(3)氷晶径,(4)筋繊維外の凍結固相率を考え,凍結損傷との連関について検討した.その結果,筋繊維の脱水率がタンパク質の変性度を,また筋繊維外の凍結固相率がドリップ量を表す有効な指標となることが明らかにされた.4.人工細胞膜を用いた細胞凍結のシミュレーション実験を行い,食品中の氷晶形成を予測できる解像度の高いモデルを構築するための基礎的知見が得られた.食品の冷凍保存は,原理的には,低温化と活性水分の低減により品質の長期維持を図るものであるが,凍結過程で各種の機械的損傷や膠質的損傷を伴う.したがって,食品凍結においては,(1)マクロな伝熱現象,(2)細胞内での氷晶の偏在形成や,細胞膜を通した水分移動による溶液の濃縮と細胞の収縮などのミクロな現象,(3)これらの状態のもとでの組織・組成の物理・化学的変化,の階層的な取扱いが必要であり,最終的に(4)風味やテクスチャー(食感)などの官能評価へと繋がる.本課題は以上の観点に立って進めるものであり,マグロ魚肉の凍結過程のCryo-SEM観察,凍結過程の数値シュミレーション,凍結後の食品の品質の定量的推算を行ない,以下の成果を得た.1.緩速冷却の場合には筋繊維間の領域に形成された氷晶の成長が支配的であり,水分は筋繊維内から筋繊維間隙に移動して凍結する.これに対して急速冷凍の場合には筋繊維内部に多数の微細氷晶が発生・成長する.2.緩速冷却の場合には,凍結が進むにつれて筋原繊維タンパク質のCa^<2+>-ATPase活性値が低下し,また解凍後のドリップ(液汁)量が多くなり,凍結による損傷が増大する.3.凍結損傷の因子分析の結果,筋繊維の脱水率がタンパク質の変性度を,また筋繊維外の凍結固相率がドリップ量を表す有効な指標となることが明らかにされた.4.筋繊維群よりなる構造体の凍結モデルが提示され,凍結過程における温度履歴,氷晶の偏在形成ならびに筋繊維の脱水・収縮の状態を解析的に予測することが可能となった.5.3および4の成果を組み合わせることにより,マクロ伝熱,ミクロ現象,凍結後の品質変化を連結することが可能となり,凍結による品質変化の定量的予測が実現された.
視覚障害者の生体リズム障害に関する研究

種々の眼疾患により高度の視覚障害をきたした症例に対し、睡眠・覚醒障害やその他の生体リズム障害の実態を調査するため、聞き取りのアンケート調査を行った。その結果、37例の症例から回答が得られた。年令は3576才(平均64.6才)で、37例中7例(18.9%)に睡眠・覚醒障害の訴えがあった。自覚的には、長時間の持続的睡眠がとれない、日中も何となく頭がはっきりしないなどの訴えであった。この7例中3例で血液中メラトニン濃度の測定をおこない、同時におこなった正常者5名の測定結果と比較検討した。正常者では、血液中メラトニン濃度は夜間に高く、覚醒後には低値を示した。3例の視覚障害者では、2例が正常者と同様の血液中メラトニン濃度の変動を示した。1例で夜間の血液中メラトニン濃度が正常者と異なり上昇を認めなかった。一方、視覚障害者の内分泌機能を検索するため血液中コーチゾールの測定を23例に行ったが、今回の測定では睡眠・覚醒障害を訴える7例を含め、正常者と比較して特に異常を認めなかった。本研究により、高度の視覚障害者の中に睡眠・覚醒障害を訴える症例が少なからず見られることが明らかとなった。また、そのような症例の中に血液中メラトニン濃度の日内変動に異常のみられる例のいることが示唆された。今後は本研究の成果をふまえて、より多くの症例でより詳細に睡眠・覚醒障害と血液中メラトニン濃度の変動との関連およびコーチゾールやゴナドトロピン、LH、FSHなどの内分泌機能との関連について検討を継続する予定である。今年度の研究により、高度の視覚障害者の中に睡眠・覚醒障害を訴える症例が少なからず見られることが明らかとなった。次年度は今年度の研究成果をふまえて、より多くの症例でより詳細に睡眠・覚醒障害と血液中メラトニン濃度の変動との関連およびコーチゾールやゴナドトロピン、LH、FSHなどの内分泌機能との関連について検討を継続する予定である。この7例中3例で血液中メラトニン濃度の測定法をおこない、同時におこなった正常者5名の測定結果と比較検討した。

正常者では、血液中メラトニン濃度は夜間に高く、覚醒後には低値を示した。3例の視覚障害者では、2例が正常者と同様の血液中メラトニン濃度の変動を示した。1例で夜間の血液中メラトニン濃度が正常者と異なり上昇を認めなかった。一方、視覚障害者の内分泌機能を検索するため血液中コーチゾールの測定を23例に行ったが、今回の測定では睡眠・覚醒障害を訴える7例を含め、正常者と比較して特に異常を認めなかった。本研究により、高度の視覚障害者の中に睡眠・覚醒障害を訴える症例が少なからず見られることが明らかとなった。また、そのような症例の中に血液中メラトニン濃度の日内変動に異常のみられる例のいることが示唆された。今後は本研究の成果をふまえて、より多くの症例でより詳細に睡眠・覚醒障害と血液中メラトニン濃度の変動との関連およびコーチゾールやゴナドトロピン、LH、FSHなどの内分泌機能との関連について検討を継続する予定である。
RasによるRafの活性化におけるRap1Aの阻害作用とその燐酸化による調節

Rap1AはRasと類似の構造を持つ低分子量GTP結合蛋白質であり、RasによるRaf-1活性化を阻害する。我々は、Rap1AがRaf-1のcysteine-rich領域(CRR)に強く結合し、Raf-1、Rasと共に三者複合体を形成することを発見した。昨年度、プロテインキナーゼAによりRap1Aが燐酸化を受け、CRRの結合能力と三者複合体形成能力が失われることを証明した。燐酸化部位のセリンをグルタミン酸に置換したRap1A変異体は、Ras、Raf-1と共発現したところ、Raf-1活性化を阻害する能力も失っていた。さらに、細胞内でRap1A、Raf-1、Rasが三者複合体を形成することを確認した。Rap1AはRaf-1のホモログB-Rafに対して逆に活性化作用を持つことが知られていたが、B-RafのCRRについてRasおよびRap1Aとの結合強度を測定したところ、Raf-1とは対照的にRap1Aとの結合強度の昴進がなく、Rasと同程度であることを見い出した。また、Raf-1とB-Rafの間でCRRを交換したキメラを作成したところ、Rap1AはCRRの種類に依存してRafを阻害または活性化することがわかった。上記の結果は、Rap1AがRaf-1のCRRとの結合強度に基づき、Raf-1の活性化を制御していることを強く支持した。最近我々が発見した新しいRasエフェクターホスホリパーゼC(PLC-ε)の活性調節におけるRap1Aの役割を検討した。試験管内でPLC-εのRAドメインは活性型Rap1Aと強く結合した。さらに、細胞内でRap1Aとの共発現により、PLC-εが細胞質からRap1Aが局在する核周辺およびゴルジ小体へ移送され、ホスホリパーゼC活性が活性化されることを示し、Rap1Aのエフェクターである事を証明した。RaplAはRasと類似の構造を持つ低分子量GTP結合蛋白質であり、RasによるRaf-1活性化を阻害する。最近我々は、RaplAがRaf-1のcysteine-rich領域(CRR)に強く結合し、Raf-1のRas-bingingdomainに結合したRasと共に試験管内で三者複合体を形成することを発見した。これらの結果から、RaplAはRasのCRR結合の阻害により、Ras依存性Raf-1活性化を阻害すると考えられる。RaplAはA-キナーゼによりそのC末端部が燐酸化を受けることが明かにされているが、我々は燐酸化によりRaplAのCRR結合能力が失われることを見い出した。本研究では、RaplAの燐酸化が三者複合体形成能力とRas依存性Raf-1活性化の阻害能力に及ぼす影響を解析した。まず、試験管内でA-キナーゼにより燐酸化したRaplAを用い、Ras、Raf-1と共に三者複合体を形成するか否かを検討した。その結果、燐酸化によりRaplAのCRR結合能力と三者複合体形成能力の両方が失われることが判明した。また、燐酸化部位(180番目のセリン)をグルタミン酸に置換したRaplA変異体(S180E)は燐酸化RaplAと同様にC末端部に陰性電荷を持つが、この変異体も燐酸化RaplAと同様にCRR結合能力を失っていた。このRaplA変異体(S180E)をRas、Raf-1と共にCOS7細胞で発現したところ、RasによるRaf-1活性化を阻害する能力も失われていた。しかし、セリンをアラニンに置換したRaplA変異体(S180EA)は、野生型RaplAと同様にCRRに強く結合し、COS7細胞でRasによるRaf-1活性化を阻害した。以上の結果から、RaplAとその燐酸化は細胞内でのRas依存性Raf-1活性化の調節において重要な役割を演じていることが示唆された。

最近我々が発見した新しいRasエフェクターホスホリパーゼC(PLC-ε)の活性調節におけるRap1Aの役割を検討した。試験管内でPLC-εのRAドメインは活性型Rap1Aと強く結合した。さらに、細胞内でRap1Aとの共発現により、PLC-εが細胞質からRap1Aが局在する核周辺およびゴルジ小体へ移送され、ホスホリパーゼC活性が活性化されることを示し、Rap1Aのエフェクターである事を証明した。
ジオール-水混合溶液のクラスター形成に対する温度および圧力効果

HO-(CH_2)_n-OH型ジオールであるエチレングリコール(eg),1,3-プロパンジオール(prd),1,4-ブタンジオール(bud),および1,5-ペンタンジオール(ped)と水との混合溶液に対し、示差走査熱量測定法(DSC)、広角X線散乱法(LAXS)、中性子小角散乱法(SANS)、^<17>O-NMR緩和法を用い熱的性質、ミクロスコピック構造およびメソスコピック構造ならびに水分子のダイナミクスを研究した。DSC測定は、炭素鎖偶数のジオールと水との混合溶液では、ジオール、水、あるいはその混合物と考えられる結晶が凝固しやすいのに対し、炭素鎖奇数のジオールの場合、容易に過冷却状態に保たれることを示した。炭素鎖偶数のジオールの場合、その結晶はジオール分子同士が連続的に会合した構造をとることが明らかにされており、このことが混合溶液を凝固しやすくしている原因であると考えた。室温におけるeg-水混合溶液に対するSANS実験では明確な小角散乱スペクトルは観測されず、エチレングリコール分子と水分子は均一に混合することが示唆された。また、濃縮H_2^<17>Oを添加して調整したegおよびprd-水混合溶液の^<17>O-NMR緩和時間T_1を測定した。室温でeg-水およびprd-水混合溶液に対するT_1値はモル分率の増加にともない単調に減少し、水分子の回転運動が徐々に制限されていくことがわかった。モノオールであるメタノールおよびエタノールの場合、水クラスターからアルコール鎖状クラスターへ構造変化するモル分率でT_1値のモル分率依存性に明確な変曲点が現れる。このことから、ジオールでは特定のモル分率を境界に急激な構造変化が起こらず、ジオール濃度の増加とともにジオール分子と水分子が比較的均一に混合していくと考察した。すなわち、NMR緩和法による水分子のダイナミクスに関する結果はSANS法により明らかになったメソスコピック構造の結果と合理的に一致した。この混合の均一性が過冷却になりやすい原因であると結論した。現在、この補助金により製作した高圧NMRセルの圧力調整を行い、高圧下におけるジオール-水混合溶液の研究に着手している。1.HO-(CH_2)_n-OH型のジオールのうちn=2,5のエチレングリコール(EG)および1,5-ペンタンジオール(PD)と水との混合溶液についてDSC測定を行った。ガラス転移点は、EGではx_<EG>=0.6-0.8でT_g=-50--70°C、PDではx_<PD>=0.2でT_g=-55°C、x_<PD>=0.8-0.9ではT_g=-50--65°Cであった。2.EGおよびPDに対し、常温常圧におけるX線回折測定を行った。得られた動径分布関数からメタノール(M)やエタノール(E)などモノオールと同様に水素結合による鎖状構造を形成していることがわかった。しかし、長距離の構造性は、モノオールと比較してジオールの方が顕著である。これは炭素鎖の両端に水酸基を持つジオールの場合、鎖状構造をより形成しやすいためと考えた。3.高圧NMR測定セルのうち、加圧装置および圧力測定装置を光高圧機器

(株)にて製作した。現在、400MPaまで到達できるガラスキャピラリー部分を作製中である。4.モル分率x_<EG>=0.2,0.4,0.6,0.9のEG-H_2^<17>O混合溶液に対し、^<17>O-NMR緩和測定を行った。EG濃度増加にともなって単調にT_1値が減少し、水分子の回転運動が束縛されることが示唆された。メタノール-水混合溶液の場合、クラスター構造が変化するx_M=-0.3にT_1の極小値が観測されている。このことと比較すると、EGはメタノールよりも水と均一に混合しやすく、モル分率変化による急激なクラスター構造変化は起こらないと考えられた。これはEG-H_2OおよびEG-D_2O混合溶液に対するX線ならびに中性子小角散乱実験で顕著な濃度ゆらぎが観測されなかったことからも支持された。5.メタノール-水、アセトニトリル-水および2-プロパノール-水混合溶液をX線回折法、マススペクトル法、中性子小角散乱法、光散乱法により研究し、モル分率によるクラスター構造変化ならびに溶液の混合状態を濃度ゆらぎの観点から考察した。これらを学術論文として発表した。1.HO-(CH_2)_n-OH型ジオールであるエチレングリコール(eg),1,3-プロパンジオール(prd),1,4-ブタンジオール(bud),および1,5-ペンタンジオール(pcd)と水との混合溶液に対し、室温から-100°Cまでの示差走査熱量(DSC)測定を行った。その結果、(a)(C)のことが明らかになった。(b)prd-水およびpcd-水混合溶液は、モル分率範囲0.2x_<diol><0.8(diol=prd, ped)において過冷却状態となる。しかし、測定した温度範囲でガラス転移はみられなかった。(c)bud-水混合溶液はこれらのジオールのなかで特異的であり、全モル分率範囲でジオール、水、あるいはその混合物と考えられる結晶の生成が観測された。2.X線回折法により室温におけるcg-水混合溶液のミクロスコピック構造を研究した。動径分布関数のモル分率変化から、egモル分率の増加にともなって水構造からエチレングリコール構造へ緩やかに変化していることがわかった。3.x_<eg>=0.4におけるeg-水混合溶液は-100°Cまで過冷却状態を保ち、x_<eg>=0.9では-55.8°Cでエチレングリコールの結晶化および-74.2°Cでは水の結晶化が起こる。これらのモル分率におけるeg-水混合溶液に対し、中性子小角散乱測定を行った。過冷却状態を保つx_<eg><=0.4では、室温から低温まで顕著な小角散乱は観測されなかった。一方、x_<eg>=0.9では、25°Cでは顕著な小角散乱が観測されないのに対し、エチレングリコールの結晶化前の-45°Cから小角散乱強度が増加し、水の凝固点と考えられる温度以下の-85°Cでは急激に小角散乱強度が増加した。現在、結晶化にともなう会合体の発達を議論するためGuinierプロットなどにより定量的解析を行っている。4.濃縮H_2^<17>Oを添加して調整したegおよびprd-水混合溶液の^<17>O-NMR緩和時間T_1を測定した。室温でeg-水およびprd-水混合溶液中の水分子の回転運動はモル分率の増加にともない単調に制限される。これに対し、メタノール(MeOH)およびエタノール(EtOH)-水混合溶液では、それぞれ、メタノールモル分率x_<MeOH>
細胞内創薬プラットフォーム技術の開発

蛋白質間相互作用を標的とした創薬は近年新しい概念として注目されており、生きた細胞内のcrudeな環境下で創薬の候補ペプチドや化合物を簡便にスクリーニングできる手法の開発が求められている。そこで本研究ではレポーター分子として受容体やその下流のシグナル伝達分子を用い、細胞内の蛋白質間相互作用に伴う細胞の「増殖」の有無をリードアウトとして検出する新しいプラットフォーム技術を確立する。このとき、蛋白質間相互作用の検出感度が調節可能であるように分子デザインを行い、検出されるアフィニティーに閾値を設けながらスクリーニングを行うことで、優れた親和性を持つ創薬分子を親和性成熟によって合理的に得る手法を開発する。そして実際にガンや感染症の原因蛋白質をターゲットとしてスクリーニングを行い、複数のターゲットに対して創薬シーズとなる化合物・ペプチドを得ることを目指す。本年度は、増殖シグナルの伝達に重要なRas/MAPキナーゼ経路を膜局在により活性化できるシグナル伝達分子SOSを用いた系について検証を行った。相互作用を検出したい蛋白質ペアをbait, preyとし、SOSをbaitのC末端側に連結する。preyはC末端側に赤色蛍光蛋白質mCherryを介し膜アンカリング配列と融合して膜に局在させる。baitとpreyの間で相互作用があると、これらはヘテロ二量体を膜近傍で形成することが予想されるが、bait-prey間相互作用がない場合、SOSが充分に膜に近接せず、内在性のRasを活性化できない。一方、bait-prey間相互作用があればSOSは充分に膜に局在し、内在性のRasを活性化できると考えられる。実際、baitとしてGFP、preyとして抗GFP抗体を用いて実験を行った結果、相互作用依存的な細胞増殖が確認された。本年度はRas/MAPキナーゼ経路を膜局在により活性化できるシグナル伝達分子SOSを用いた系の構築と、細胞増殖を検出原理とする結合性評価系の検証が目標であった。実際にGFPと抗GFP抗体クローンを用いて実験した結果、相互作用依存的な細胞増殖活性が見られたことから、おおむね順調に進展している。本系をベースにして抗体の抗原との相互作用インターフェース部分のアミノ酸残基をランダム化したライブラリーを調製し、細胞増殖を指標としたスクリーニングを行うことで、細胞内での抗体親和性成熟を実現できるかを検証する。また、本系を疾患関連蛋白質に適用し、化合物ライブラリースクリーニングへの応用可能性についても検証する。
生理的動揺度を考慮した歯牙外傷時の暫間固定の必要性

前年度、10か月齢のビーグル犬における上顎切歯の生理的動揺について、動揺度測定器を用いて測定した結果、研究代表者が既に調査したヒトにおける上顎永久切歯歯根未完成期の生理的動揺度に近値していることを明らかにした。その後、ビーグル犬の上顎第二切歯に実験的歯牙脱臼を惹起させ、歯の動揺度の変化を観察した。実験歯の外傷前の動揺度測定値の平均は2.5であり、外傷直後の動揺度測定値の平均は5.3であった。外傷後の動揺度変化は、実験直後から7日経過までに、平均4.4まで減少し、14日経過時の平均は3.9、21日経過時は3.1、28日経過時も3.1と、3週目以降は明らかな減少は認めなかったものの、ゆるやかに実験開始前の生理的動揺度に近似した値まで減少することが示唆された。しかし、4週では、実験開始前の生理的動揺度まで減少したものは認めなかったため、実験期間の延長を考慮する必要性があると考えられた。また、研究代表者らが臨床において調査している、乳歯における不完全脱臼時の動揺度変化のデータを参考に、本実験結果と比較・検討を行ったところ、本実験結果と類似しており、本実験は、今後の臨床において有意義なデータであると思われる。実験歯の標本作成後、病理学的検索を行ったところ、不完全脱臼時の歯周組織の状態や治癒過程については、歯根の形成状態や、歯周組織の成熟度など、非常に多くの因子が関与していることが推測され、今後の課題となる点が多くみつかった。今回は、動揺度に関してその変化と、形態学的特徴との関連性を確立することが目的であったが、症例数が少ないこと、同じ月齢であっても個体差が大きいことや、受傷状態の均一化を図ることがきわめて困難であったことなどのため、その詳細の把握までには至らなかった。今後、症例数の増加、および検索方法の追加をすることで、本研究をさらに発展させていく予定である。歯の生理的動揺は、歯根の形成状態や、歯周組織の成熟度など、さまざまな要因により大きく変化する。そこで、ビーグル犬における歯牙外傷時の動揺度変化を観察するに先立ち、歯の生理的動揺度を把握するため、動揺度測定器を用いて上下顎切歯の生理的動揺度を測定した。その結果、研究代表者が既に調査したヒトにおける上顎切歯の生理的動揺度と比較しすると、10か月齢のビーグル犬における上顎切歯の動揺度測定値は、ヒトの歯根未完成期の動揺度測定値に近い値であることがわかった。下顎切歯は、上顎切歯に比較してやや大きな値であったが、ヒトにおける下顎切歯の動揺度測定値については調査中であるので、ヒトとの差異は不明である。生理的動揺度の測定終了後、第二切歯に実験的歯牙不完全脱臼を惹起させた。不完全脱臼の惹起は、画一的な受傷状態にするため、動揺度測定器により動揺度の上昇を確認しながら、ほぼ一定の値になるまで、第二切歯を脱臼させた。外傷後のエックス線画像写真において、明かな歯槽骨骨折や、歯根破折の認められる歯は、実験対象から除外した。固定はワイヤーとコンポジットレジンを用いて行い、期間は、外傷後1日、3日、1週、2週、3週、4週とし、それぞれ、外傷前、外傷直後、固定中、固定除去時に動揺度測定とエックス線写真撮影を行った。固定中の検査は、1週毎に固定を除去後に行い、検査終了後は再び固定を行った。固定に使用したワイヤーは、直径1mmの歯科矯正用弾線を使用し、両隣在歯(第一切歯、第三切歯)と固定した。現在標本作製中であり、外傷後の治癒に関する動揺度変化と形態学的特徴との関連性について検討予定である。

今回は、動揺度に関してその変化と、形態学的特徴との関連性を確立することが目的であったが、症例数が少ないこと、同じ月齢であっても個体差が大きいことや、受傷状態の均一化を図ることがきわめて困難であったことなどのため、その詳細の把握までには至らなかった。今後、症例数の増加、および検索方法の追加をすることで、本研究をさらに発展させていく予定である。