hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多重・高負荷環境下にあるCoral Triangle沿岸生態系の評価と保全戦略

高い生物多様性を有しているにもかかわらず,様々な環境負荷による衰退が深刻になっているCoral Triangle海域の沿岸生態系を対象として,「大気-陸域-沿岸域-海洋」物理流動・水循環統合モデル開発や陸源負荷評価モデル,および炭酸系を含む低次生態系沿岸海洋モデルの開発を行った.また, reef connectivity解明のための集団遺伝学的解析や幼生分散シミュレーションを実施した.これらにより,同海域の沿岸生態系保全・回復に学術面から寄与するスキームを示した.高い生物多様性を有しているにもかかわらず,様々な環境負荷による衰退が深刻になっているCoral Triangle海域の沿岸生態系を対象として,「大気-陸域-沿岸域-海洋」物理流動・水循環統合モデル開発や陸源負荷評価モデル,および炭酸系を含む低次生態系沿岸海洋モデルの開発を行った.また, reef connectivity解明のための集団遺伝学的解析や幼生分散シミュレーションを実施した.これらにより,同海域の沿岸生態系保全・回復に学術面から寄与するスキームを示した.1)Coral Triangle領域を対象とした高精度物理流動・水循環モデルを開発するべく,太平洋-インド洋広域海水流動モデルをベースに,多島海域に対応した高分解能海水流動モデルをネスティングする形の流動モデルを開発した.モデシレ検証データとして,インドネシア・フローレス海域において漂流ブイ放流実験を行いその軌跡データを得た.さらに,同モデルに連結するための陸水動態モデルおよび地域気象モデルの開発検討を主としてフィリピンを対象に行った.2)土壌流出ならびに栄養塩や有機物負荷量に関する地域スケール流出モデルの基本形を開発し,上記の物理流動・水循環モデルに組み込むための検討を行った.また,それらの陸源負荷を入力条件とする形の,沿岸域での炭酸系パラメータを含む物質循環・低次生態系モデルの基本形を開発した.3)上記の炭酸系を含む物質循環・低次生態系沿岸海洋モデルに基づいてCoral Triangle海域の炭酸系動態評価を行うべく,モデル検証のための現地データを沖縄石垣島での現地調査によって得た.5)生物過程から見たCoral Triangle海域における生物多様性hot spotの維持機構の検討に関して,フィリピン6地点,インドネシア1地,フレンチポリネシア2地点から造礁サンゴ4種,ヒトデ類5種ナマコ9種類,そして沖縄石垣島・西表島等で海草5種を遺伝子解析用に採集した.アオヒトデとゴマフヒトデに関しては,Coral Triangle海域の遺伝構造は非常に弱く遺伝的にほぼ均一であることが明らかになった.さらに,ミトコンドリア16S rRNAを用いてシカクナマコを解析した結果,琉球列島内において強い遺伝構造が見られ,黒潮を通じたconnectivityが限られていることがわかった.また,海草の集団遺伝学的構造の解析に関して,リュウキュウアマモから10個のSSRマーカーの開発を行った.Coral Triangle領域の特性を高精度で表現可能な「大気-陸域-沿岸域-海洋」物理流動・水循環統合モデル,陸源負荷評価モデル,炭酸系パラメータを含む物質循環・低次生態系沿岸海洋モデルの開発を進めた.それと並行して,沖縄を含むCoral Triangle海域内でのいくつかの海域において,これらのモデルの検証のための現地データを得るための調査を行った.また,CO_2吸収・放出特性を把握するため,インドネシアのバリ島ロンボク島間の海域で観測を実施した.さらに,多数の水温計・水位計をインドネシア各地の研究機関と共同で設置・運用するための体制を構築した.一方,Coral Triangle海域における種多様性,生態系機能生態系サービスが,人間活動に由来する沿岸域の各種ストレスにどのように影響されているかを把握するため,Coral Triangle海域内外の複数の海草藻場を対象に,現地調査および情報収集を行った.また,フィリピンの沿岸生態系において,一次生産や物質循環等に重要な役割を担っていると考えられる海草類を対象に,各集団の遺伝的多様性や集団間の遺伝的なconnectivityを明らかにするための試料の採集と遺伝解析を行った.対象としたのはリュウキュウスガモ等5種で,ルソン島において2地域6集団,ミンドロ島7集団,ミンダナオ島2集団で試料を採集した.リュウキュウスガモに関して作成したマイクロサテライトマーカー9遺伝子座を用いて,暫定的に5集団を対象に集団遺伝解析を行った結果,各集団は比較的高い遺伝的多様性を保持していることが明らかになった.また,集団間の遺伝構造を評価したところ,地理的に離れた集団が同じグループとして認識されるケースも見られた.環境負荷生成に関わる地域社会構造の把握のための現地調査を,フィリピンや比較サイトである沖縄・石垣島において実施した.昨年度に引き続き,Coral Triangle領域の特性を高精度で表現可能な「大気-陸域-沿岸域-海洋」物理流動・水循環統合モデル,陸源負荷評価モデル,炭酸系パラメータを含む物質循環・低次生態系沿岸海洋モデルの開発を進めた.また,幼生分散シミュレーション解析から得られるconnectivity matrixに基づいて,sourceサイドとsinkサイドの両面から海洋保護区(MPA)候補地を同定する評価スキームを検討した.それらと並行して,沖縄を含むCoralTriangle海域内でのいくつかの海域において,これらのモデルの検証のための現地データを得るための調査を行った.また,CO_2吸収・放出特性を把握するため,インドネシアのJakartaNatuna島間,JakartaBanggai島間の海域で観測を実施した.さらに,インドネシアを対象に,同国の複数の研究機関との共同で,多数の水温計や水位計を設置し運用するための体制構築を進めた.

一方,Coral Triangle海域および周辺海域の生物多様性・生態系機能・生態系サービスの変動様式の解析について,一昨年度に引き続き,インドネシアでの現地調査および現地の専門家への聞き取り調査を行った.また,フィリピン全域,中国・海南島と八重山諸島において海草の対象種5種のサンプリングを行い,そのうち,リュウキュウスガモとウミショウブに関して,マイクロサテライトマーカーを用いて集団遺伝学的解析を行った.その結果,いずれの種でも主に有性繁殖で藻場を維持していることが明らかとなった.遺伝的多様性については,フィリピンの集団が最も高く,八重山集団は低いことは分かった.また,集団間の遺伝構造を評価したところ,両種とも2グループに分けられたが,これはこの地域の海流パターンと関連するものと推定された.
生物活性環状ペプチドPF1171類の生体内における立体配座解明と標的分子同定

環状ペプチドPF1171類は、カイコに対して経口投与で麻痺を引き起こす。環状ペプチドの立体配座は活性発現と密接に関係していることから、生体環境中ならびに標的分子結合時の立体配座の解明は、高活性類縁体の合理的設計につながる。本研究では、PF1171類を安定同位体標識して生体環境中での立体配座を核磁気共鳴(NMR)により解析するとともに、アフィニティー精製や光親和性標識法を用いてPF1171類の標的分子を同定することにより、PF1171類がどのような立体配座をとることによりカイコ体内を巡り、標的分子と結合するかを解明することを目的としている。H29年度までに、アミド窒素を15N標識したPF1171Fを調製し、リン酸緩衝液(カイコ血液と同じpH6.8)中でのアミドプロトンの様子をNMRにより解析した。その結果、PF1171Fの水系溶媒での立体配座は、有機溶媒中のものとは全く異なることが判明した。しかしながら、その立体配座がどのようなものかを解明することは困難であった。H30年度は、水溶性を向上させたPF1171F類縁体を設計・合成することにより、水中における立体配座のNMR解析を目指した。側鎖に水酸基を導入した水溶性類縁体2種を設計・合成した。合成した類縁体2種の水溶性は、PF1171Fよりも7倍程度向上していた。重クロロホルム中の構造をNMRで解析したところ、PF1171Fと同様の立体配座を形成していることが明らかになった。環状ペプチドの立体配座は活性発現に深く関わっていることから、生体環境中ならびに標的分子結合時の立体配座の解明は、高活性類縁体の合理的設計につながる。本研究では、PF1171類を安定同位体標識して生体環境中での立体配座をNMRにより解析するとともに、アフィニティー精製や光親和性標識法を用いてPF1171類の標的分子を同定することにより、PF1171類がどのような立体配座をとることによりカイコ体内を巡り、標的分子と結合するかを解明することを目的としている。H28年度は、生体環境中での立体配座をNMRにより解析することを目的として、PF1171Fのアミド窒素の15N標識を行った。15N標識されたL-Pheおよびアントラニル酸は購入し、購入が困難な15N標識D-AlaおよびD-allo-Ileは有機合成した。具体的には、脱離基であるトシル基を導入したαヒドロキシ酸に対して、15N標識したベンジルアミンを求核置換反応させることにより15Nを導入した後、保護基の変換を経て目的とする保護アミノ酸へと導いた。4種類の15N標識アミノ酸を、既に確立しているPF1171類の合成法に適用することにより、15N標識したPF1171Fの合成を達成した。800 MHzのNMR装置を用い、1H-15Nの二次元相関スペクトルを高感度で測定できるSO-FAST法を用いたところ、リン酸緩衝液中における1H-15Nクロスピークを観測することができた。これらの化学シフトは重クロロホルム中とは異なったことから、PF1171Fが有機溶媒と水系溶媒中で全く異なる立体配座を形成していることが明らかとなった。本研究の大きな課題であった15N標識PF1171Fの合成が完了し、1H-15Nの二次元NMRクロスピークの観測にも成功した。H28年度に、アミドプロトンの選択的NMR解析に用いる15N標識PF1171Fの合成を達成した。H29年度は、本標識体をリン酸緩衝液(カイコ血液と同じpH6.8)に溶解し、1H-15Nの二次元相関NMRを測定した。本測定には800 MHzのNMR装置を使用し、1H-15Nの二次元相関スペクトルを高感度で測定できるSO-FAST法を用いた。その結果、主に3組の化学シフトが観測され、PF1171Fのリン酸緩衝液中の主要な立体配座が3種類あることが判明した。これらの化学シフトは重クロロホルム中のものと大きく異なっていたことから、PF1171Fが有機溶媒と水系溶媒で全く異なる立体配座を形成していることが明らかとなった。一方、本標識体をカイコ血液に溶解して同様のNMR測定を行ったが、1H-15N相関ピークは観測されなかった。その原因の一つとして、PF1171Fが血液中の何らかの巨大分子に結合しているため、NMRシグナルの緩和が非常に速くなっていることが考えられた。15N標識体PF1171Fの疑似生体環境中でのNMR解析を完了し、研究目標の一つを達成した。

しかしながら、もう一つの研究目標であるPF1171Fの標的分子同定については、アフィニティー精製や光親和性標識法に用いる分子プローブの合成は完了しているものの、標的探索実験には至っていない。環状ペプチドPF1171類は、カイコに対して経口投与で麻痺を引き起こす。環状ペプチドの立体配座は活性発現と密接に関係していることから、生体環境中ならびに標的分子結合時の立体配座の解明は、高活性類縁体の合理的設計につながる。本研究では、PF1171類を安定同位体標識して生体環境中での立体配座を核磁気共鳴(NMR)により解析するとともに、アフィニティー精製や光親和性標識法を用いてPF1171類の標的分子を同定することにより、PF1171類がどのような立体配座をとることによりカイコ体内を巡り、標的分子と結合するかを解明することを目的としている。H29年度までに、アミド窒素を15N標識したPF1171Fを調製し、リン酸緩衝液(カイコ血液と同じpH6.8)中でのアミドプロトンの様子をNMRにより解析した。その結果、PF1171Fの水系溶媒での立体配座は、有機溶媒中のものとは全く異なることが判明した。しかしながら、その立体配座がどのようなものかを解明することは困難であった。H30年度は、水溶性を向上させたPF1171F類縁体を設計・合成することにより、水中における立体配座のNMR解析を目指した。側鎖に水酸基を導入した水溶性類縁体2種を設計・合成した。合成した類縁体2種の水溶性は、PF1171Fよりも7倍程度向上していた。重クロロホルム中の構造をNMRで解析したところ、PF1171Fと同様の立体配座を形成していることが明らかになった。H28年度に合成した15N標識PF1171Fを用いて、カイコ血液中における1H-15N二次元NMRを測定、化学シフトを帰属する。一方で、標的分子探索を目的としたPF1171Fの標的探索に着手する。本研究者はこれまで、MeLeu残基の側鎖にアジド基を導入したPF1171Fがカイコ麻痺活性を維持していることを報告している。さらに、末端にアルキンを有するビオチンフラグメントをクリックケミストリーにより連結することにも成功した。H29年度は、合成したPF1171F-ビオチンプローブをアビジンアガロース樹脂に固定化したアフィニティー樹脂を作製し、標的タンパク質の精製を行う。タンパク質溶液は、カイコの培養細胞もしくカイコの表皮を除いた部分の細胞破砕液を用いる。アフィニティー精製の後、得られたPF1171F結合タンパク質をSDS-PAGEにより分離する。PF1171Fの疑似生体環境中での立体配座のNMR解析の結果については、データを補足して学会および論文発表を行う。標的分子探索を目的としたPF1171Fの標的探索に着手する。本研究代表者はこれまで、MeLeu残基の側鎖にアジド基を導入したPF1171Fがカイコ麻痺活性を維持していることを報告している。H30年度は、合成したPF1171F-ビオチンプローブをアビジンアガロース樹脂に固定化したアフィニティー樹脂を作製し、標的タンパク質の精製を行う。今年度購入する予定であった計算化学ソフト(AMBER)を、次年度に購入することとしたため。(理由)
ヒトの黒質・青斑核メラニン含有神経細胞体に陥入して存在するシナプスの生物学的意義

ヒト青斑核のメラニン含有神経細胞体に陥入して存在しているシナプス終末についてSVP(シナプス終末のマーカー分子)免疫組織化学を用いた細胞定量的検討および電顕的観察を行い、このシナプス変化と加齢との関連を検討した。・対象はヒト48剖検例(594歳;平均48.6歳)。ヒト青斑核のメラニン含有神経細胞数は年齢との間に有意な相関は認められなかったが、胞体内にSVP顆粒を有するメラニン含有神経細胞数は加齢に伴って増加し、年齢との間に有意な相関が認められた(n=48;r=0.48;p〈0.001)。また、全メラニン含有神経細胞数に対するSVP顆粒を有するメラニン含有神経細胞数の比も加齢に伴って有意に増加していた(n=48;r=0.55;p〈0.001)。胞体の面積の定量的解析では、SVP顆粒を有するメラニン含有神経細胞が有しないそれらより大きいことが示された。電顕的には、有芯顆粒を持つシナプス終末と持たないシナプス終末が観察された。本研究からヒト青斑核メラニン含有神経細胞ではシナプス終末の胞体陥入という現象が、神経細胞の変性・脱落とは無関係に、また、前シナプスの性状に特異性なく、しかし加齢に伴って増加することが明らかとなった。これは、これまで実験動物を含め全く記載のないシナプス形態であり、ヒトの加齢に伴う神経伝達機構の何らかの変化に対するひとつの修復(あるいは適応)機序の表現ではないかと推測された。その後、ヒト中脳黒質のメラニン含有神経細胞においても同様の現象が起きていることを示唆する結果を得ている(未発表データ)。また、この研究を通して、パーキンソン病中脳では、グリア細胞(アストロサイト)内にGallyas-positive、tau-negativeの封入体を発見することができた。今後、本症の病態解明にはグリア細胞の病理学も極めて重要になるであろうことが示唆された。
股関節カップ設置公差と生体活性皮膜の摩耗・はく離を考慮したゆるみ寿命予測法の開発

人工股関節臼蓋カップの設置公差による荷重変動が,生体活性皮膜(HAp溶射皮膜)の局部摩耗・はく離挙動に与える影響を実験的に解明し,股関節カップのゆるみ寿命予測法を開発することを目指した研究を実施した.その場観察によりHAp溶射皮膜のはく離が皮膜の摩耗を促進させることや,臼蓋カップの緩み挙動再現試験装置を用いた検討により臼蓋カップの角変位が臼蓋カップ上のHAp溶射皮膜の損傷により促進されることを示した.そして,有限要素解析により皮膜のはく離長さが大きく,模擬骨の縦弾性係数が高い場合に摩耗が促進されることを示した.本研究は,股関節カップの設置公差による生体活性皮膜の摩耗・はく離促進機構解明及びカップのゆるみ寿命予測法の開発を目的として研究を実施した.1.HA溶射皮膜の荷重変動による摩耗・はく離促進機構その場観察フレッティング摩耗レーザ顕微鏡その場観察装置に環境層を設置し,液中でのフレッティング摩耗その場観察試験装置を構築した.大気中での接触面圧,負荷荷重のフレッティング摩耗挙動への影響を評価し,接触面圧を低下させ,負荷荷重を増加させるとHA溶射皮膜のはく離と摩耗が促進されることを明らかにした.また,模擬骨とHA溶射皮膜の固定状態を接着剤を用いて変化させることで,同一負荷条件においても摩耗が抑制されはく離進展速度が低下すること,はく離が一定程度進展した後に模擬骨とHA溶射皮膜の固定が維持されているにもかかわらずHA溶射皮膜とチタン基材の界面はく離による変位が生じ,摩耗が発生しうることを明らかにした.2.股関節カップ表面皮膜の擬似体液中フレッティング摩耗・はく離実験股関節カップと股関節ステムの標準試験片を作成してプラズマ溶射によるHA皮膜を形成し,液中で人体の歩行を模擬した負荷をかけることのできる固定治具を制作した.AE信号の計測により,股関節カップから負荷が一定程度繰り返された後でAE信号が断続的には発生し,股関節カップの固定状態が劣化していることを示唆する結果を得た.試験後に股関節カップの変位を画像計測により測定し,股関節カップが変位していることを定量的に測定することに成功した.本研究は,股関節カップの設置公差による生体活性皮膜の摩耗・はく離促進機構解明及びカップのゆるみ寿命予測法の開発を目指して研究を実施した.1.HA溶射皮膜の荷重変動による摩耗・はく離促進機構その場観察擬似体液中フレッティング摩耗挙動その場観察試験槽の製作を完了した.接触面圧・界面摩擦係数・水酸アパタイト皮膜と模擬骨の密着強度について有限要素解析を用いた体系的検討を実施し,界面の摩耗量に対して模擬骨の密着強度はほとんど影響せず,また逆に模擬骨の弾性係数が高まるほど摩耗が増加すること,水酸アパタイト溶射皮膜ー基材界面のはく離長さが重要な因子であることを示した.2.股関節臼蓋カップの擬似体液中フレッティング摩耗・はく離試験昨年度作成した股関節臼蓋カップの繰返し負荷試験装置を用いて,固定角度を変化させた場合の股関節臼蓋カップの変位挙動について実験的検討を実施した.設置公差による荷重変動に伴う固定ネジ穴縁部での局部摩耗・はく離挙動評価については,臼蓋カップの端部およびネジ穴付近での皮膜はく離が発生していることを明らかにした.一方で,試験中に顕著な摩耗粉の排出は見られなかったことから,摩耗粉の形成条件については引き続き検討が必要である.3.有限要素解析によるゆるみ寿命予測法の開発有限要素解析に基づき,水酸アパタイト溶射皮膜界面のはく離長さによって変位が増大することを明らかにした.また,実験的に得られた股関節臼蓋カップの変位量は200μm程度であり,模擬骨の損傷の影響が大きく出ていることから,ゆるみが生じる寿命が想定よりも短いことが示された.今後は模擬骨の密着強度を高めた実験的取り組みを更に実施し,ゆるみ量の低減に向けた検討が必要である.人工股関節臼蓋カップの設置公差による荷重変動が,生体活性皮膜(HAp溶射皮膜)の局部摩耗・はく離挙動に与える影響を実験的に解明し,股関節カップのゆるみ寿命予測法を開発することを目指した研究を実施した.その場観察によりHAp溶射皮膜のはく離が皮膜の摩耗を促進させることや,臼蓋カップの緩み挙動再現試験装置を用いた検討により臼蓋カップの角変位が臼蓋カップ上のHAp溶射皮膜の損傷により促進されることを示した.そして,有限要素解析により皮膜のはく離長さが大きく,模擬骨の縦弾性係数が高い場合に摩耗が促進されることを示した.1.HA溶射皮膜の荷重変動による摩耗・はく離促進機構その場観察平成26年度に予定していた液中でのフレッティング摩耗その場観察試験装置を構築は完了したが,AE計測については試験条件の調整が完了しておらず遅れが出ている.その余の接触面圧や荷重変動の影響,模擬骨とHA溶射皮膜の固定状態の変化の影響については想定通りの結果が得られているため,概ね順調に進展していると判断できる.2.股関節カップ表面皮膜の擬似体液中フレッティング摩耗・はく離実験

平成26年度に予定していた股関節カップのフレッティング摩耗試験装置の構築は完了し,平成27年度に予定していた股関節カップのフレッティング摩耗・はく離試験についても大気中での予備実験によりAE計測が可能であること,固定状態の変化を示唆するAE信号の計測に成功するなど,当初予定以上に進展していると判断できる.以上のことから,平成26年度実施計画の全てを完了しているわけではないが,平成27年度中にその完了の見込が十分あり,かつ平成27年度の計画を一部前倒しして実施していることから,最終目標に対して大幅な遅れもなく順調に進展していると判断できる.機械材料・材料力学今後の研究の推進方策としては,1.HA溶射皮膜の荷重変動による摩耗・はく離促進機構その場観察について液中でのフレッティング摩耗試験時のAE計測を実施する.その後,平成26年度に得られた接触面圧,荷重,固定状態の影響が液中でどのように変化するかを実験的に検討する.2.股関節カップ表面皮膜の擬似体液中フレッティング摩耗・はく離実験については,予定通りカップの設置角度を変化させた場合の摩耗・はく離状況の変化についての実験的検討を実施する.そして,3有限要素解析によるゆるみ寿命予測法の開発へとつなげる.摩擦係数やはく離進展速度などのデータはすでに取得されており,液中でのデータを追加して有限要素モデルへと入力することで,円滑に推進することができると考えられる.
複雑心奇形に対する動的骨格筋グラフトを用いた機能的心室再建術の確立-手術適応除外症例における臨床応用を目指した前臨床的研究

イヌ単心室・右室低形成モデルにおいて電気的トレーニング後の自己骨格筋グラフトによる動的右室再建術を施行し血行動態的効果を評価した。対象:体重10-20kgの犬26頭ペースメーカーによる8wの左広背筋グラフトの電気的トレーニングを施行.A:右室低形成モデルにおける骨格筋移植右室形成術:完全体外循環,大動脈遮断下に心停止とした後、右室自由壁を切除し右室低形成モデルを作成。右室をパッチ拡大閉鎖後、左側有茎広背筋を右室上に被覆した.人工心肺離脱後,植え込み型骨格筋電気刺激システムにより広背筋graftを心拍動同期1:3,1:2,1:1,20Hzにて駆動し血行動態変化を評価した.骨格筋非駆動時,著明な右室不全を呈したが,心拍動同期1:1,20Hz駆動にて心拍出量170%PAP150%といずれも有意に上昇し,術前右室機能とほぼ同様に改善した.B:単心室における骨格筋移植右室再建術:人工心肺に先立ち体重20kg前後のdonorから採取した大動脈弁付きHomograftの側面に異種心膜により作成したpouchを吻合。モデルA同様に人工心肺を用いて、右室内腔および三尖弁を縫合閉鎖し、単心室モデルを作成。大動脈遮断を解除し心拍動下に先に作成した心膜pouch付き大動脈Homograftを右心房側壁一肺動脈に吻合,ついで左側有茎広背筋を心膜pouchおよび両心室外側に被覆した.骨格筋非駆動時,人工心肺離脱後CVP20mmHgと著明な右室不全を呈し安定した血行動態の維持は不可能であったが,心拍動非同期20Hz駆動にて心拍出量は術前の80%に上昇するとともにCVP12-14mmHgと生理的範囲に低下し安定した循環動態を維持しえた.さらに術後連続駆動実験において数時間までに血行動態的効果の減弱や血栓塞栓症や骨格筋変性を認めず,臨床応用への可能性が示唆された。対象:体重10-20kgの犬10頭ペースメーカーによる8wの左広背筋グラフトの電気的トレーニングを施行.A:右室低形成における骨格筋移植右室形成術:完全体外循環,大動脈遮断下に心停止とした後、右室自由壁を切除し右室低形成モデルを作成。モデルA同様に人工心肺をもちいて、右室腔および三尖弁を縫合閉鎖し、単心室モデルを作成。

大動脈遮断を解除し心拍動下に先に作成した心膜pouch付き大動脈Homograftを右心房側壁-肺動脈に吻合,ついで左側有茎広背筋を心膜pouchおよび両心室外側に被覆した.骨格筋非駆動時,人工心肺離脱後CVP20mmHgと著明な右室不全を呈し安定した血行動態の維持は不可能であったが,心拍動非同期20Hz駆動にて心拍出量は術前の80%に上昇するとともにCVP12-14mmHgと生理的範囲に低下し安定した循環動態を維持しえた.今後術後慢性期における血行動態変化(心血管造影検査、血行動態テスト、駆動On-Off Tes)および血栓塞栓症や骨格筋変性の有無など肉眼的組織学的変化を検討する予定である.単心室における骨格筋移植右室再健術:イヌを用いた単心室モデルを作成し,電気的トレーニング後の自己骨格筋グラフトによる動的右室再建術を施行し血行動態的効果を評価した。【対象】:体重10-20kgの犬26頭ペースメーカーによる8wの左広背筋グラフトの電気的トレーニングを施行.【方法】:人工心肺に先立ち体重20kg前後のdonorから採取した大動脈弁付きHomograftの側面に異種心膜により作成したpouchを吻合。人工心肺を用いた心停止下に、右室内腔および三尖弁を縫合閉鎖し、単心室モデルを作成。大動脈遮断を解除し心拍動下に先に作成した心膜pouch付き大動脈Homograftを右心房側壁一肺動脈に吻合,ついで左側有茎広背筋を心膜pouchおよび両心室外側に被覆した.人工心肺離脱後,植え込み型骨格筋電気刺激システムにより広背筋graftを20Hz60,80,120/minにて駆動した。【結果】骨格筋非駆動時,人工心肺離脱後CVP20mmHgと著明な右室不全を呈し安定した血行動態の維持は不可能であったが,心拍動非同期20Hz駆動にて心拍出量は術前の80%に上昇するとともにCVP12-14mmHgと生理的範囲に低下し安定した循環動態を維持しえた.さらに術後連続駆動実験において数時間までに血行動態的効果の減弱や血栓塞栓症や骨格筋変性を認めず,臨床応用への可能性が示唆された。
フィジカルエージングを応用した耐熱性・長時間耐久性を有するFRTPの創製

プラステチックおよびその複合材料を使用する場合、使用後の処理における自然環境への影響を考えなければならなくなっている。この解決方法は、プラスチック部品の長寿命化とリサイクル方法の開発にあるといって過言ではないが、本研究では材料の長寿命化を試みた。本研究では熱可塑性プラスチックおよびFRTPに注目した。長寿命化の妨げとなる減少は粘弾性変形である。この変形を低減する方法として繊維の充填とフジカルエージング減少の応用を考えた。供試材料は、ポリエーテルスルフォン、ポリフェノールエーテル、ポリカーボネイト、ポリエーテルエーテルケトンとポリイミドと、これらにガラス繊維、カーボン繊維を混入したFRTPである。各種温度環境でこれらFRTPの曲げクリープ試験を行った。各材料において曲げクリープコンプライアンスのマスター曲線を作成することが可能であり、かつ温度に対してのシフトファクターは、アレニマウス型の温度時間換算則、すなわち線形粘弾性挙動を示すことが分かった。この事実より、粘弾性特性の阻止効果が繊維の量に依存することを明らかにし、これより設定した変形に対する最適混入率の材料の設計が可能であることを確認した。さらに、各種温度、加熱時間でフィジカルエージング処理を行うことにより、弾性率の向上とクリープの発現が抑制された。さらにこれら変化は、処理時間と温度に対してクリープ挙動と同様アレニウス型の変化を示すことを量的に明らかにした。以上、繊維とフィジカルエージング処理で、クリープの発生を時間軸上3桁以上遅らせることが可能であることを確認できた。これらの研究成果の発表は、今後の発表論文を含め13報に達した。熱可塑性樹脂に顕著に発生するフィジカルエージング現象及び繊維の充填によるクリープ抑止効果との相乗効果により粘弾性挙動を抑制することを目的とする。本年度は,ポリエーテルスルホン(PES)およびそのガラス繊維強化プラスチックを使用し、試験温度別曲げクリープコンプライアンス線図群を求めた。使用したP団は高吸湿性の素材であり、湿度の影響を考慮しつつ樹脂単体の試験片を使用して温度別クリープコンプライアンス線図群を測定した。この結果を使用して、一本の曲げコンプライアンスマスター曲線が作成した。その際、使用したシフト量はアレニュウスプロットの結果、一本の直線となり、温度・時間の関係に規則性のあることを明らかにした。次に、ガラス繊維重量混入率が20%と30%のPESを母材とするFRTPについても、同様のクリープ試験を行った。その結果、各混入率毎にクリープマスター曲線が作成可能であり、繊維の量の増加と共にクリープの発現が阻止されることを明らかにした。繊維量のクリープ変形への影響を量的に明らかにするため、各繊維混入率のマスター曲線間の関係を調べた。結果、繊維量に関する物理並びに時間軸移動量の2つの因子を決めることで、3本のマスター曲線が1本のグランドマスター曲線としてまとめることが可能であることを明らかにした。この結果は、任意の繊維混入率材料のクリープマスター曲線の算出の可能性を明らかにしたものである。さらに、フィジカルエージングの影響についての基礎的研究も開始した。本研究は、熱可塑性高分子材料に顕著に発生するフィジカルエージング現象と繊維の充填効果を積極的に利用してクリープ現象の抑制を行うことが目的である。本年度は、ガラス繊維強化ポリエーテルスルホン(PES)、ガラス繊維強化変性PPE、ガラス繊維強化ポリカーネート等のFRTP材料を準備した。これらの材料にフィジカルエージングを施し、クリープ挙動に及ぼす影響を定量的に調べた。ガラス転移温度Tg以下で1000時間まで各種時間、フィジカルエージング処理を施した。PESについては、クリープ試験時に異常な挙動が確認されたため検討した結果、PESの高吸水性に依存し、水分の拡散が関与する特異な材料であることを明らかにし、絶乾状態を標準状態とした。

フィジカルエージング処理にともなう材質変化を前年度購入したDSCにより調べた結果、いずれの材料でも粘弾性挙動を示す指標が処理時間の増加とともに減少することがわかり、分子状態(構造)に変化が発生していることが確認された。次に曲げクリープ試験を実施した。その結果、フィジカルエージング処理にともないクリープの発生量が顕著に減少することが確認された。クリープ曲線より計算したクリープコンプライアンス曲線は、処理時間の増加とともに、下方にかつ長時間方向に移動した。このことは、弾性率が増加したのと同様の効果、曲げ剛さを上昇させ、かつ粘性の発現を遅らせる効果をもつことが確認された。同様の変化は、繊維の充填によっても発生することが確認された。量的に見ればFRTPをフィジカルエージング処理した場合、PESのFRTPのWf=30%材を例に取れば、樹脂母材が一定のたわみに達する時間の約1000倍になることが確認された。特に、処理温度、時間、繊維混入率に等価性とこれら因子とクリープコンプライアンス曲線の関係が確認された。今後、各要因を考慮したクリープコンプライアンス値の計算、ひいてはクリープ量を計算することが可能であることを明らかにした。
新規タンパク質発現抑制法ドメイン干渉によるヒトPDI及びsEHの機能解析

ドメイン干渉は大腸菌で見いだされた現象で、あるドメインを過剰発現すると発現中の内在性のタンパク質と相互作用することで不安定化しそのタンパク質の発現を抑制できる技術である。この現象を哺乳動物細胞に適用して新たなタンパク質発現方法に発展させる試みが本研究である。まず、この技術を適応するタンパク質としてPDIを選び、そのドメインの相互作用について明らかにした。PDIはa,b,b',a',cのドメインからなるが、b'とa'ドメインが相互作用していることが明らかとなった。そこでHEK393細胞にb'ドメインを発現させたところ内在性のPDIの発現が低下した。哺乳動物におけるドメイン干渉応用への可能性が開けた。本研究の目的は、本研究の協力者である藤原教授によって大腸菌で考案された「ドメイン干渉」を哺乳細胞に適応して、新たなタンパク質発現制御系を構築することである。ドメイン干渉とは、タンパク質の三次構造が構築される際に、あるドメインを過剰発現することで、そのドメインが分子内の他のドメインと相互作用することで不安定化され、分解が起こることを利用して、あるタンパク質の発現を抑制できる現象である。今回プロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI)を対象にして、培養ヒト細胞を用いて検討した。PDIはa,b,b',a'の4個のドメインから構成されている。当該研究によって、まず、b'とa'ドメインが相互作用していることを明らかにした。さらに、a'ドメインはPDIの活性中心であるが、a'ドメインの活性はb'ドメインの添加によって増加し、a'ドメインの三次構造形成に必要であることを確認した。一方、ヒトHEK293T細胞においてbまたはb'ドメインを過剰発現するとbドメインの過剰発現では内在性のPDIの発現量に変化は見られなかったが、b'ドメインの発現によってPDI発現に顕著な低下が見られた。この結果はドメイン干渉が、哺乳動物細胞で起こることを示した初めての例である。さらに、ドメイン干渉を他のタンパク質に応用するため、可溶性エポキシドヒドロラーゼ(sEH)について同様の実験を行った。sEHはN-末端側に脱リン酸化活性C-末端側にエポキシドヒドロラーゼ活性を持つ酵素で、N-末端とC-末端が相互作用して、二量体を形成すると考えられている。それぞれのドメインをヒト肝癌細胞Hep3Bに過剰発現したが、内在性のsEHの発現に変化は見られなかった。ドメイン干渉には、タンパク内部でのドメインの相互作用が必要なのかもわからない。今後様々なタンパク質に対しての検討が必要である。当該研究は、ドメイン干渉を哺乳動物に応用する試みである。ドメイン干渉とは、大腸菌中のあるタンパク質のドメインを過剰発現させると、大腸菌の中で生合成されつつあるそのタンパク質が、このドメインと相互作用することで、それ以上翻訳されなかったり、あるいはうまくフォールディングされないことで、分解が促進される新しいタンパク質発現抑制機構である。このような反応が哺乳動物で起こるかどうか、全く不明である。そこで、このターゲットタンパク質として、当研究室で現在機能解析が進行中であるプロテインジスルヒドイソメラーゼ(PDI)と可溶性エポキシドヒドロラーゼ(sEH)を材料にして検討を行った。まず、PDIについて検討した。PDIはa,b,b', a'ドメインから成り、すでに、b'とa'が相互作用することを明らかにしている。そして、a'はイソメラーゼ活性中心を有しているが。b'とa'との相互作用によってa'の活性が増強することを明らかにしている。そこで、bとb'をラット脳下垂体GH3細胞に過剰発現してPDIの発現量の変化を検討したが、bは過剰発現されるものの、b'には十分な過剰発現がなく、その影響を明らかにするには至らなかった。そこで、大腸菌で二つのタンパク質を同時に発現する系を構築して、PDIとbまたはb'を過剰発現してPDIの発現量を検討している。一方、sEHはホスファターゼ活性を持つN-末端ドメインとエポキシドヒドロラーゼ活性を持つC-末端ドメインがあり、2個のタンパク質がそれぞれのドメインで相互作用し、二両体を形成して安定化していると考えられている。ヒト肝がん細胞Hep3Bに、sEHのN-末端またはC-末端ドメインを過剰発現すると常在しているsEHの発現の低下がみられ、ほ乳細胞でもドメイン干渉が起こる可能性が示された。本研究では、大腸菌で見いだされたドメイン干渉(ドメイン同士が相互作用することで、タンパク質の発現が低下する現象)が、哺乳動物でも起こるかどうか、さらには起こす条件やタンパク質の種類を明らかにし、哺乳動物における、一般的なタンパク質発現抑制法に発展させることを目的とする。

当該研究では代表者がターゲットとしているタンパク質で、ドメイン構造がしっかりしており、ドメイン同士の相互作用も明らかにしているプロテインジスルヒドイソメラーゼ(PDI)と可溶性エポキシドヒドロラーゼ(sEH)を材料にして検討を行った。まず、PDIについて検討した。PDIはa,b,b', a'ドメインから成り、すでに、b'とa'が相互作用することを明らかにしている。細胞で発現できる様々なドメインコンストラクトを作成し、ラット脳下垂体細胞GH3で発現した。ほとんどの作成したドメインは細胞での発現が成功した。しかしもっとも重要であるb'ドメインが発現されなかった。この原因については現在検討中であり、これ以上の研究は進められない状況にある。一方、sEHはホスファターゼ活性を持つN-末端ドメインとエポキシドヒドロラーゼ活性を持つC-末端ドメインがあり、2個のタンパク質がそれぞれのドメインで相互作用し、二両体を形成して安定化していると考えられている。ヒト肝がん細胞Hep3Bに、sEHのN-末端またはC-末端ドメインを過剰発現すると常在しているsEHの発現の低下がみられ、哺乳細胞でもドメイン干渉が起こる可能性が示された。さらに、今後この機構を解明したいと考えている。さらに、ドメイン干渉は元々大腸菌で見いだされたことから、大腸菌で二種類のタンパク質を発現する系を構築した。たとえばこの系で、PDIと様々なドメインを動じ発現して、それぞれの発現量を検討する予定である。本研究では、大腸菌を用いて完成されたドメイン干渉を哺乳動物で検討すべく以下の実験13について検討を行う。大腸菌におけるドメイン干渉実験においてタンパク質の種類によって発現が抑制できるものとできないものがある。これはおそらくドメイン構造及びそのドメイン同士の相互作用の違いによると考えられる。そこで、ヒトのタンパク質においてもその条件に当てはまるものを探す必要があるため、以下に具体的な実験計画を示す。1.大腸菌を用いた検討これまでの検討で大腸菌を用いて、二種類のタンパク質またはペプチドを発現する系を確立したので以下のほ乳細胞と同様の検討を行う。2.PDIについてほ乳細胞での検討PDIファミリータンパク質のうち、PDI, ERp57, ERp72はドメイン構造が特に類似しているので、これらの各ドメイン変異体を作成し細胞に導入し、元々のタンパク質の発現量が変化するかどうかを検討する。先に述べたようにPDIについては、様々なドメイン変異体を作成しているが、重要と思われるb'ドメインの発現はうまくいっていない。そこで、ERp57, ERp72についてもPDIと同様に、大腸菌で発現系を用いて検討するとともに、ドメインを細胞に導入して、元々のタンパク質の発現量変化を調べる。ドメイン干渉が成功すれば、そのドメインの相互作用等を詳しく検討してそのメカニズムを解明する。3.sEHについての検討ドメインを大腸菌で発現精製して、ドメイン間の相互作用を明らかにする。なお、ドメイン間の相互作用については、代表者はBiacore(表面プラズモン共鳴)を使用する方法やネイティブ電気泳動をする方法を確立している。
新奇な基底状態をとる強相関電子系の光誘起ダイナミクス

(1)研究背景・目的強相関電子系における光誘起ダイナミクスの研究では、電荷、スピン、軌道、格子の自由度と光誘起ダイナミクスの相関が注目されている。本研究では、軌道整列系V酸化物AV_<10>O_<1>5(A-Ba,Sr)に着目した。BaV_<10>O_<15>では、T_c=123Kで軌道整列しV三量体を形成する構造相転移が起こるが、SrV_<10>O_<15>は、そのような構造相転移は起こらない。これまでの研究で、BaV_<10>O_<15>では、三量体相から三量体のない相への光誘起相転移が起こったが、SrV_<10>O_<15>では、格子歪みと結合した電子の励起状態が弾性波でサンプルの奥行き方向へ進むことを明らかにした。この結果を踏まえ、本研究では、BaV_<10>O_<15>の壁開面における光誘起ダイナミクスの温度依存性を測定した。(2)研究方法フェムト秒反射型ポンププローブ分光測定を行った。光源はTi:sapphireレーザー(パルス幅:約130fs,エネルギー:1.56eV)で、プローブ光の反射率変化を観測した。プローブ光は循環水に集光して波長変換し、0.9eV-2.5eVで測定できる。(3)研究成果ポンプ光照射後の反射率変化は、T>T_cでは時間に対する振動が現れて、振動の周期はプローブ光の波長に依存するという時間依存性が観測された。これより、BaV_<10>O_<15>でも転移温度より高温では、格子歪みと結合した電子の励起状態がサンプルの奥行き方向へ進んでいると考えられる。また、振動の振幅は、高温から転移温度へ向かって温度を下げていくと、減少していくことが観測された。転移温度より高温においても局所的にV三量体が形成されているため、格子歪みと結合した電子の励起状態が進んでいくことが妨げられていると考えられる。計画していた研究は行うことができて、その内容についての論文発表までできたので。(1)研究目的強相関電子系における光誘起ダイナミクスの研究では、電荷、スピン、軌道、格子の自由度と光誘起ダイナミクスの相関が注目されている。本研究で用いたAV_<10>O_<15>(A=Ba,Sr)は、A=BaではT_c=123Kで構造相転移があり、このときVが三量体を形成し、軌道整列の存在が示唆されている。一方A=Srでは構造相転移がない。よって温度による構造相転移が光誘起ダイナミクスに及ぼす影響を調べるには適した物質である。これまでの研究より、A=Baは10Kにおいて、光照射後、軌道整列が壊れ、続いて三量体が壊れる光誘起相転移が起こることがわかっている。そこで、本研究ではA=Srの光誘起ダイナミクスを観測し、A=Baとの違いを解明することを目的とした。(2)研究方法単結晶を用いてフェムト秒反射型ポンププローブ分光測定を行った。(3)研究成果10KにおけるA=Srの光誘起ダイナミクスはA=Baと異なるものであった。反射率変化の時間依存性を見ると、A=Baでは数十psの時間スケールではほとんど時間変化しないが、A=Srでは緩和と振動が現れ、振動の周期はプローブ光の波長に依存している。A=Srの場合の時間依存性を説明するために、光誘起状態の空間分布モデルを考えた。このモデルは、光照射直後、試料表面に光誘起状態が現れ、その後、光誘起状態が音速で試料の奥行き方向に進んでいくというものである。このモデルで計算した結果は実験結果とよく一致した。つまり、A=Baでは三量体相と三量体のない相のエネルギー差があるため光誘起相は安定するが、A=Srでは構造相転移がなく相は連続的であるため、光誘起状態は音速で進行していく。これより温度による構造相転移の存在は光誘起ダイナミクスに重要な影響を与えることを明らかにできた。

この結果を踏まえ、本研究では、BaV_<10>O_<15>の壁開面における光誘起ダイナミクスの温度依存性を測定した。(2)研究方法フェムト秒反射型ポンププローブ分光測定を行った。光源はTi:sapphireレーザー(パルス幅:約130fs,エネルギー:1.56eV)で、プローブ光の反射率変化を観測した。プローブ光は循環水に集光して波長変換し、0.9eV-2.5eVで測定できる。(3)研究成果ポンプ光照射後の反射率変化は、T>T_cでは時間に対する振動が現れて、振動の周期はプローブ光の波長に依存するという時間依存性が観測された。これより、BaV_<10>O_<15>でも転移温度より高温では、格子歪みと結合した電子の励起状態がサンプルの奥行き方向へ進んでいると考えられる。また、振動の振幅は、高温から転移温度へ向かって温度を下げていくと、減少していくことが観測された。転移温度より高温においても局所的にV三量体が形成されているため、格子歪みと結合した電子の励起状態が進んでいくことが妨げられていると考えられる。計画していた研究は行うことができ、その内容についての学会発表も行えたから。計画していた研究は行うことができて、その内容についての論文発表までできたので。申請書に記した通り、マルチフェロイック物質の光誘起ダイナミクスの研究を行う予定である。試料の状態が良くないものもあるため、試料作製から行う可能性もある。また、これまでの研究で扱っていたBaV_<10>O_<15>に関して、酸素量の違いにより異なる性質を示すことが現在明らかになりつつある。したがって、時間的に可能であったら、酸素量の異なるBaV_<10>O_<15>の光誘起ダイナミクスの研究を行い、軌道・格子の自由度と光誘起ダイナミクスの関係を系統的に明らかにしたいと考えている。
口腔癌再建症例の術後機能に関する研究

本研究の結果、以下の成果が得られた。1.術後機能に関する共通の評価基準の作成本研究のために共通の評価基準を作成した。本評価基準の他に、背景因子、口腔機能検査マニュアルなどを含むプロトコールと患者に対するアンケート用紙を作成した2.術後機能の調査と調査資料の解析1)対象症例の解析:対象症例は98例で、切除部位別では舌・口底切除が最多であり、flap別では筋皮弁より皮弁の方が多く、大半が前腕皮弁であった。2)術後機能の成績(1)言語機能:側方型の発語、会話明瞭度およびアンケート調査の結果をみると、舌部切、舌可動部半切、舌半切では、皮弁の方が筋皮弁と比較して良い成績を示した。(2)咀嚼機能:舌切除例の客観的評価では、舌半切のガム法の結果を除いて、皮弁の方が筋皮弁よりも高い値を示した。アンケートの結果では、舌半切までは切除の範囲が増すとともに障害も大きくなる結果であった。(3)嚥下機能:舌可動部半切までは筋皮弁よりも皮弁の方が、また半切では皮弁よりも筋皮弁の方がそれぞれ嚥下機能には有利に働いていると考えられる結果であった。以上の結果より、舌切除例(舌部切舌半切例)においては切除範囲、再建法と術後機能との関連性を明らかにすることができた。なお、舌の切除範囲が大きい場合、その他の切除部位では症例の数が十分とは言えず、データの集積と今後の研究が必要と考えられた本研究の結果、以下の成果が得られた。なお、舌の切除範囲が大きい場合、その他の切除部位では症例の数が十分とは言えず、データの集積と今後の研究が必要と考えられた本研究は多施設共同研究によって口腔癌再建症例の術後機能の実態を調査し、これらの症例の術後機能と再建手技や切除範囲などとの関連性を検討することにより、口腔癌患者に対する適切なflap、および再建方法、手技の選択、さらには術後の口腔機能の改善に役立てることを目的として行われている。本年度は以下のような術後機能に関する共通の評価基準の作成を行った。1.構音機能の評価基準の作成(1)患者に対するアンケート形式の質問表の作成(2)術者による主観的ならびに客観的な評価基準の作成2.咀嚼機能の評価基準の作成(1)患者に対するアンケート形式の質問表の作成(2)術者による主観的ならびに客観的な評価基準の作成嚥下機能の評価基準の作成(1)患者に対するアンケート形式の質問表の作成(2)術者による主観的ならびに客観的な評価基準の作成先に行われた予備調査の結果を参考にして、上記の共通の評価基準、背景因子、術者による構音機能および咀嚼機能の客観的評価についての口腔機能検査マニュアルなどを含む、プロトコールと患者に対するアンケート用紙を作成した。また、術者による客観的評価に用いる発色ガム、オクル-ザルプレスケール用シートなどの検査材料と色彩色差計を購入した。なお、以上の共通の評価基準に基づく術後機能の調査は1997年4月より1998年3月までの1年間に行う予定で準備を進めている。本研究は多施設共同研究によって口腔癌再建症例の術後機能の実態を調査し、これらの症例の術後機能と再建手技や切除範囲などとの関連性を検討することにより、口腔癌患者に対する適切なflap、および再建方法、手技の選択、さらには術後の口腔機能の改善に役立てることを目的として行われている。昨年度は以下のような術後機能に関する共通の評価基準の作成を行った。1.構音機能の評価基準の作成(1)患者に対するアンケート形式の質問表の作成(2)術者による主観的ならびに客観的な評価基準の作成2.咀嚼機能の評価基準の作成(1)患者に対するアンケート形式の質問表の作成(2)術者による主観的ならびに客観的な評価基準の作成3.嚥下機能の評価基準の作成(1)患者に対するアンケート形式の質問表の作成(2)術者による主観的ならびに客観的な評価基準の作成

数年前に行われた予備調査の結果を参考にして、上記の共通の評価基準、背景因子、術者による構音機能および咀嚼機能の客観的評価についての口腔機能検査マニュアルなどを含む、プロトコールと患者に対するアンケート用紙を作成した。また、術者による客観的評価に用いる発色ガム、オクル-ザルプレスケール用シートなどの検査材料と色彩色差計を購入した。本年度は、以上の共通の評価基準に基づいて術後機能の調査を進めている。現在までに約100症例のプロトコールを回収し、コンピューターへのデータの打ち込み作業を行っている。本研究の結果、以下の成果が得られた。1.術後機能に関する共通の評価基準の作成本研究のために共通の評価基準を作成した。本評価基準の他に、背景因子、口腔機能検査マニュアルなどを含むプロトコールと患者に対するアンケート用紙を作成した2.術後機能の調査と調査資料の解析1)対象症例の解析:対象症例は98例で、切除部位別では舌・口底切除が最多であり、flap別では筋皮弁より皮弁の方が多く、大半が前腕皮弁であった。2)術後機能の成績(1)言語機能:側方型の発語、会話明瞭度およびアンケート調査の結果をみると、舌部切、舌可動部半切、舌半切では、皮弁の方が筋皮弁と比較して良い成績を示した。(2)咀嚼機能:舌切除例の客観的評価では、舌半切のガム法の結果を除いて、皮弁の方が筋皮弁よりも高い値を示した。アンケートの結果では、舌半切までは切除の範囲が増すとともに障害も大きくなる結果であった。(3)嚥下機能:舌可動部半切までは筋皮弁よりも皮弁の方が、また半切では皮弁よりも筋皮弁の方がそれぞれ嚥下機能には有利に働いていると考えられる結果であった。以上の結果より、舌切除例(舌部切舌半切例)においては切除範囲、再建法と術後機能との関連性を明らかにすることができた。なお、舌の切除範囲が大きい場合、その他の切除部位では症例の数が十分とは言えず、データの集積と今後の研究が必要と考えられた
高圧ATR赤外分光法によるオキシエチレンのコンホメーションと水和構造の研究

本研究課題においては,代表的な非イオン界面活性剤であるアルキル/オリゴオキシエチレン系ジブロック化合物(C_nE_m)-水系および関連化合物の高圧下のゲル相における分子コンホメーションと水和挙動を,ダイヤモンド高圧ATRセルおよびダイヤモンドアンビルセル(DAC)などを用いた高圧赤外スペクトル測定により調べ,これら柔軟な鎖状分子のゲル相における分子コンホメーションと分子パッキング,さらに水和に関する総合的な構造化学的研究を行った。高圧ATRを用いた赤外分光学的実験手法はスタンダードな方法が確立されていないため,サンプリング法を種々検討した。その結果,対向アンビル配置による加圧法で,約20-30MPa程度までの圧力発生を得ることができた。これにより常圧-数GPaまでの高圧赤外測定が可能になった。オキシエチレンユニット7個を持つ非イオン界面活性剤C_nE_7は,m=3-6,m【greater than or equal】8の分子コンホメーション(βform)とは異なるαformと呼ばれる分子形をとる。この異常な分子形は結晶内でのパッキング状態の影響によると考えられるため,加圧による分子形の変化を調べた。C_<10>E_7ではATRによる加圧では水素結合の強化が認められたものの,分子形の変化は認められなかった。しかしDACによりさらに加圧することにより,約1GPaでβformからαformへの転移が確認できた。C_<16>E_7-水系ではATRにより比較的低圧においてオキシエチレン部分の構造変化に起因するわずかなスペクトル変化を見だした。しかしこの変化は加圧によるパッキング密度の増加からの予測と逆の傾向を示しており,水和構造の変化と共鳴した未知の構造変化であると考えられる。ATR法はDACに比べてスペクトルのSN比が格段に良いため,さらにこのような新規な構造変化を見出すことができる可能性がある。オキシエチレン鎖のコンホメーションはアルキル鎖とのブロック共重合体ではブロック鎖長に強く依存し,多様でダイナミックな多形現象が観測される。この現象はアルキル鎖のvan der Waals力による分子間凝集力とオキシエチレン鎖の平面構造からヘリカル構造べのコンホメーション復元力を主体とした分子内力との競合によると考えられている。van der Waals力は非常に弱い相互作用であるために,ブロック鎖長だけではなく温度,圧力,水和などのわずかな外部要因によりその分子形態が変化することが期待される。本研究では数10MPa程度までの圧力を加えた場合のアルキル/オキシエチレンブロックオリゴマーのコンホメーション転移に関連した研究を行う。加圧コンホメーション転移の観測には本課題で購入した高圧ATR赤外分光装置を用いる。コンホメーション多形現象は不純物の影響を強く受けるため,今年度は試料の純度向上に重点を置き,約20種の合成試料の純度を99.9%以上に上げることに成功した。これらの高純度試料を用いてまず常圧下での熱的挙動およびコンホメーション挙動をそれぞれDSCおよびIRを用いて調べた。それにより,1.これまで確認されていた固体状態におけるオキシエチレン鎖のコンホメーション転移は平面→ヘリカルであったが,今回アルキル/オキシエチレン/アルキルトリブロックオリゴマーにおいてヘリカル→平面固相転移が始めて観測された。これによりオキシエチレン鎖のコンホメーション転移は本質的に可逆的であることがわかった。2.上記オリゴマーの位置異性体系列においては置換位置のわずかな違いによるダイナミックな構造変化が見出された。などの知見が得られた。