hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
紀伊半島筋萎縮性側索硬化症多発要因に関する地理医学的研究

串本町の水道は古くより古座川を水源としていたが、離島大島地区のみ1973年まで地元の井戸水を飲料水(Ca12.2,Mg4.1ppm)としていた。紀伊半島南部は患者の多発する地帯であるが、地質学的にも特異で河川のCa,Mg含有量が極めて低いことが指摘されてきた。しかし、串本町大島地区は1960年代から現在まで40年間患者発症をみない点で特異な地域である。大島住民は、過去Ca,Mg含有量の比較的高い井戸水を常用しており、Ca,Mg欠乏による中枢神経系への酸化的ストレスを回避していたものと推定される。1)1989-1993年和歌山県の紀伊半島ALS「減少」の実態解明のため疫学調査を実施した。県平均年間発病率は、1.43人/人口10万人であった。3.0人/人口10万人以上の高発病率は、日高郡以南、特に牟婁地方に見られ、古座川町(人口4193人、1990年)と9.54が最も高率であった。しかし、串本町大島(人口1667人、1990年)のみは例外で過去40年間患者発症を見ない。2)1973-94年紀伊半島三県の人口動態死亡票データにより死亡頻度の変遷を解析した。この22年間で紀伊半島三県において799例(男性472/女性327名;男女比1.44:1)を得た。平均年間死亡率(年齢調整)は、和歌山県では最高値から漸次低下を示し、紀伊半島全体としては近年1.0人/10万人へと均一化する傾向が見られた。しかし、和歌山県牟婁郡ではなお高率が保たれていた。3)多発地区古座川町と対照地区串本町大島において河川・上水道水を分析した。古座川水系の河川・上水道のCa,Mg含有量(平均Ca 2.3,Mg 0.75ppm)は極めて低く、この傾向は日高郡以南に見られるが、串本町大島の井戸水のみは(Ca 13.3,Mg 4.3ppm)と全国平均レベル(Ca 8.8,Mg 1.9ppm)を上まった。4)House-to-house studyのため特定疾患医療受給者情報を利用し、地域医療機関や保健所の協力を得て古座川・大島地区の予備調査を行った。1990-99年古座川町では、ALS 2名、PDC-ALS 2名の計4名の発症を確認した。このうちPDC-ALS2例共に古座川地区のALS家系に属した。過去この地区にはPDC-ALSの発症の記載はない。古座川町の平成12年1月1日現在の時点有病率は、71.5人/10万人であったが、大島になお患者は確認できなかった。今後、地理医学的観点から両地区の相違点を更に解明する必要がある。
非小細胞肺癌における糖蛋白糖鎖異常の系統的解析

細胞表面に存在する糖鎖は、細胞表面の蛋白・脂質に結合して糖蛋白糖鎖・糖脂質糖鎖として存在し、蛋白や脂質の機能を修飾する。癌においては、糖鎖はとくに腫瘍の浸潤や転移に大きな役割を果たしていることがこれまでにも示唆されてきた。しかしながら、従来の糖鎖の解析方法のほとんどは、抗体やレクチンを使用して特定の糖鎖構造を検出する方法であり、このような方法では癌特異的な糖鎖の変化を見逃す可能性が大きかった。そこで、細胞表面に存在する糖鎖をその構造を変化することなく細胞から切り出し糖鎖の構造を総括的かつ系統的な解析を本研究において試みた。その結果、次のような知見が得られた。1)肺癌において正常肺組織と比較して極めて発現の低下している糖鎖を見出し、その糖鎖構造を探索したところRECKとしてすでに同定されていた糖蛋白糖鎖であることを見出した。RECKの発現は正常肺組織に比較して肺癌組織部分では発現が顕著に低下しており、また肺癌組織におけるその発現は血管新生や予後と有意な相関を示した。2)そのほかに、肺癌に重要な役割を果たしている可能性がある糖鎖として、A3G3F0、という糖鎖構造を見出した。本構造は肺癌組織において発現の亢進がみとめられた。本研究により、これまで明らかにされてこなかった非小細胞肺癌における異常糖鎖が明らかになってきた。今後更に詳細な糖鎖異常の検討を行なうとともに、本研究で明らかになった異常糖鎖をいかに臨床に応用するかについての検討を加えていきたい。原発性肺癌における糖鎖の系統的解析を行い、以下の点を明らかにした。1、肺癌において正常肺組織と比較して極めて発現の低下している糖鎖を見出し、その糖鎖構造を探索したところRECKとしてすでに同定されていた糖蛋白糖鎖であることを見出した。RECKは細胞表面に存在して、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)を制御して、癌の転移・浸潤や血管新生に関与することが基礎実験から明らかにされている。2、そこでRECKの発現に焦点を当てて更に詳細な解析を行なったところ、RECKの発現は正常気管支上皮細胞株に比べて肺癌細胞株で、また正常肺組織に比較して肺癌組織部分では、遺伝子発現および蛋白発現ともに顕著に低下していた。また、肺癌の中でもRECKの発現が比較的保たれている肺癌組織においては血管新生が有意に抑制されており(血管内微小密度はRECK陽性症例157に対してRECK陰性症例195,P=0.008)、かつ切除術後の予後も有意に良好であった(5年生存率はRECK陽性症例75.8%に対してRECK陰性症例54.3%, P=0.016)。3、以上の知見は、原発性肺癌においてRECKがその転移・浸潤と密接に関与し、RECKが有意な予後因子となりうると同時に、原発性肺癌治療における新たな分子標的となりうる可能性を示唆している。来年度にはMMPとの関係などについて更に検討するとともに、RECKを用いた腫瘍伸展抑制力可能か否かの検討も実験的に行なう予定である。4、そのほかに、肺癌に重要な役割を果たしている可能性がある糖鎖として、3本のガラクトース付加N-アセチルグルコサミンの非還元末端の一つにフコース側鎖を有するA3G3FO、という糖鎖構造を見出した。本構造は肺癌組織において発現の亢進がみとめられ、来年度に更にその詳細の検討を行う予定である。1、昨年度に糖鎖の系統的解析において、肺癌において正常肺組織と比較して極めて発現の低下している糖鎖RECKを見出した。そこで、本年度はRECKの発現に焦点を当てて更に詳細な解析を行なったところ、以下の知見を得た。・RECKの遺伝子発現・蛋白発現とも正常肺に比べて肺癌部分で発現低下していること

・RECKの発現と血管新生の間には負の相関を認め、特にRECKはVEGFにより誘導される血管新生を抑制していること・RECKの発現とmmp-2,9,14発現の間には有意な相関を認め、RECKの血管新生機能の作用機序の少なくとも一部はMMP制御によって行なわれていること・RECK発現の低下している腫瘍では、有意に予後不良であること・RECK発現と血管新生や予後との相関は、早期肺癌症例では認められないのに対して、進行例特に縦隔リンパ節転移陽性N2症例において顕薯であり、RECKは進行例における治療や診断のマーカーとして有用である可能性が示唆された2、RECK以外に、肺癌に重要な役割を果たしている可能性がある糖鎖として、3本のガラクトース付加N-アセチルグルコサミンの非還元末端の一つにフコース側鎖を有するA3G3F0、という糖鎖構造を昨年度に見出した。本年度はA3G3F0について更に解析を行い以下の知見を明らかにした。・A3G3F0は肺癌患者血清において正常人に比べて有意に上昇しており、腫瘍マーカーとして臨床応用可能である・腫瘍内のA3G3F0分画は、臨床的に利用可能なマーカーとはなりえないようである
抗p53抗体と抗p53T細胞応答を利用した新しい頭頸部癌の診断・治療法の開発

頭頸部癌においてp53は高率に変異を認め、それに伴うp53の過剰発現は抗p53抗体や抗p53T細胞応答をきたすことが言われおり、これは癌の診断・治療効果判定等において有用である可能性がある。今回の研究では頭頸部癌患者におけるp53分子に対する免疫応答を腫瘍における抗原(p53)の発現、細胞性免疫(T細胞応答)、液性免疫(抗体の存在)の3方面から解析した。更に癌患者の免疫抑制状態の関与や病期、担癌・非担癌などの臨床因子との関連についても検討し、以下の知見を得ることができた。1.癌患者では末梢血中の樹状細胞の比率及び成熟度が低下しており、これは主にミエロイド系樹状細胞によるものであった。また樹状細胞の成熟度とTh1/Th2比は正の相関を認めた。一方、制御性T細胞(CD4+CD25+)とは逆相関を認めた。2.癌患者では制御性T細胞の比率が上昇しており、この比率はeffector細胞であるCD8+T cellの比率と逆相関を示した。3.Anti-p53 CTL responseが頭頸部癌患者23名中11名で同定できた。更に、早期癌の患者及び末梢血中のTc1/Tc2比が高い患者でこれらの免疫応答は誘導されやすかった。Multipleepitopeペプチドの使用により、より多くの癌患者においてanti-p53 CTL responseを誘導できた。4.Anti-p53 helper responseが頭頸部癌患者19名中11名で同定できた。更に、非担癌となってもこれらの免疫応答が維持されていることや病期の進行に伴いTh1/Th2バランスがTh2優位へとシフトすることが示唆された。Anti-p53 helper responseと抗p53抗体の間に相関は認めなかったが、両反応ともp53の集積は重要な因子であった。5.制御性T細胞のマーカーであるFOXP3遺伝子の発現は、担癌患者で有意に高かった。癌抑制遺伝子p53は頭頚部癌において高頻度に変異を認める。変異によって集積したp53蛋白が頭頚部癌に対する癌ワクチンのターゲット分子となることが期待されている。これまでにCD8+T cellsのwild-type p53由来ペプチドに対する反応を検討してきたが、そのことより(1)癌患者の免疫状態がCD8+Tcell反応の関与している。(2)臨床因子がCD8+Tcell反応に関与している、ことがわかってきた。日本人に多いHLA-DP5のアレルを有するヒトをスクリーニングし、HLA-DP5拘束性のwild-type p53由来のペプチドを人工合成してこれを抗原としている。コントロールとして健常人の末梢血を使い、これらペプチドに対する反応をIFN-gamma, IL-5のELISPOTのよってみている。同時にFlow cytometryおよびreal time RT-PCRによって制御性T cellsを同定する手法の確立を行っている。これらにより、wild-type p53由来ペプチドに対するCD4+T cellの反応と、それに及ぼす制御性T cellsの役割を解明する予定である。一方、これまでに末梢血の樹状細胞及び各T cell subsetの解析により、癌患者においては樹状細胞、特myeloid系の樹状細胞においてその比率と活性化マーカーの低下を認めた。さらに癌患者における制御性T cellsの増加及び制御性T cellsとCD8+T cellsの間に逆相関を認めた。

これら癌患者の末梢血中の様々なT cell subsetsの変化は生体内の恒常性維持のみならず、癌に対する生体の反応を反映しているものと思われる。癌抑制遺伝子p53は頭頸部癌において高頻度に変異を認める。変異によって集積したp53蛋白が頭頸部癌に対する癌ワクチンのターゲット分子となることが期待されている。これまでにCD8+T cellsのwild-type p53由来ペプチドに対する反応の検討により癌患者の免疫状態が抗p53 CD8+T cell反応に関与していることがわかってきた。更に頭頸部扁平上皮癌患者の末梢血中の制御性T細胞の比率をフローサイトメトリーによって解析することにより制御性T細胞の比率が癌患者では上昇していること、制御性T細胞の比率とTc1及びTc2細胞のCD8+T cellの比率との間には負の相関があることを見出した。制御性T細胞を含むCD4+Tcellのwild-type p53に対する反応とそれが抗体産生に及ぼす影響を調べるために、癌患者の末梢血をHLA-DP5拘束性のwild-type p53由来のペプチドで刺激し、その反応をIFN-gamma, IL-5のELISPOTによって確認した。更に患者血清中の抗p53抗体の存在をELISA法によって、腫瘍のp53発現を免疫染色にて確認している。HLA-DP5拘束性の2つのペプチドに対して癌患者の一部はTh0、Th1あるいはTh2反応を示した。この反応は術後の非担癌状態の患者でも確認できた。このデータをもとに、現在Th1/Th2 balanceと抗体の存在の関係を解析中である。癌抑制遺伝子p53は頭頸部癌において高頻度に変異を認め、変異に伴って蛋白の過剰集積をきたす。これまでに報告されてきたp53タンパクを認識するCTL細胞の誘導や同定、抗p53抗体の存在などは、集積したp53蛋白が生体内の免疫によって認識されていることを意味する。今回,頭頚部扁平上皮癌患者の末梢血を使って,抗p53抗体の存在,anti-p53 helper T cell responseの同定,患者の癌組織におけるp53変異の有無を調べ,これらの相互関係ならびに臨床因子との関連を解析した。19名の癌患者のうち11名がwild type p53由来のペプチドに対してIFN-γあるいはIL-5の産生を認め、anti-p53 helperTcell responseを示した。またこれら11名はすべて癌組織においてp53の過剰発現を認めた。これらの結果は、頭頸部癌患者体内においてanti-p53 helper responseが誘導されていることと、p53の集積は細胞性免疫誘導に重要な因子であることが示唆された。更に術後患者8名中2名で、helper T cell responseを同定できたことより、helper T cell responseが腫瘍切除後も維持されていると思われた。一方、抗p53抗体(-)の患者12名中の6名でも同様にhelper T cell responseが同定されたことより、液性免疫と細胞性免疫は必ずしもリンクしてないと考えられた。
品質企画と品質設計の有機的結合に関する研究

品質設計に関しては,まず,品質の評価尺度である品質損失は,従来の単なる製造者のコストとしての品質コストの概念を,これに使用者のコストおよび社会的なコストを合わせることによって一般化したものであると考えたもとで,品質設計問題を,品質コストと製造コストの和の期待値を最小化するように,部品の材質,形状,寸法などの設計変数の値を決定する問題として定式化した.そして,この品質設計問題を解決するための方法,すなわち品質設計法を展開した.特に,設計変数と期待品質コストの間の関係を実験から帰納的に推定する場合には,その規模をいかにして縮小するかが問題となることから,これに対して,製品を複数の部品に分解し,製品全体を対象とした実験を行うことなく,個々の部品を対象とした実験のみを行うことによって品質設計問題を解決する「分解的アプローチ」による方法を開発した.分解的アプローチによる品質設計法では,製品を分解して得られる複数の部品間の関係を,並列,直列あるいはこれらの組合せとして捉え,この関係を適切に考慮しながら,製品全体を対象とした実験を行うことなく,個々の部品を対象とした実験を行うだけで,品質設計問題を解決することができる.また,設計変数と期待品質コストの間の関係を,実験を行うことなく対象製品のモデルから演繹的に求める「解析的アプローチ」による品質設計法も開発した.今後の課題として,製品の製造コストは詳細設計以前の基本設計の時点で大きく決定づけられてしまうことから,基本設計の段階で,設計変数と製造コストの間の関係を推定する方法について研究を進めている.また,品質設計の結果得られる試作品をフィードバックして品質企画を再実行するための方法についても研究を進めているところである.品質設計に関しては,まず,品質の評価尺度である品質損失は,従来の単なる製造者のコストとしての品質コストの概念を,これに使用者のコストおよび社会的なコストを合わせることによって一般化したものであると考えたもとで,品質設計問題を,品質コストと製造コストの和の期待値を最小化するように,部品の材質,形状,寸法などの設計変数の値を決定する問題として定式化した.そして,この品質設計問題を解決するための方法,すなわち品質設計法を展開した.特に,設計変数と期待品質コストの間の関係を実験から帰納的に推定する場合には,その規模をいかにして縮小するかが問題となることから,これに対して,製品を複数の部品に分解し,製品全体を対象とした実験を行うことなく,個々の部品を対象とした実験のみを行うことによって品質設計問題を解決する「分解的アプローチ」による方法を開発した.分解的アプローチによる品質設計法では,製品を分解して得られる複数の部品間の関係を,並列,直列あるいはこれらの組合せとして捉え,この関係を適切に考慮しながら,製品全体を対象とした実験を行うことなく,個々の部品を対象とした実験を行うだけで,品質設計問題を解決することができる.また,設計変数と期待品質コストの間の関係を,実験を行うことなく対象製品のモデルから演繹的に求める「解析的アプローチ」による品質設計法も開発した.今後の課題として,製品の製造コストは詳細設計以前の基本設計の時点で大きく決定づけられてしまうことから,基本設計の段階で,設計変数と製造コストの間の関係を推定する方法について研究を進めている.また,品質設計の結果得られる試作品をフィードバックして品質企画を再実行するための方法についても研究を進めているところである.
ステライルニュートリノ探索実験のためのニュートリノ検出器の開発

(1)液体シンチレーター構成の決定:実際に原子炉実験で使用している液体シンチレーターの検討を行なった.これらの液体シンチレーターはDINを用いた液体シンチレーターより粒子識別能力は劣るが,実績があり安価に手に入るため,この可能性を追求した.これにより液体シンチレータ調達の自由度を広げることができた.(2)東北大サイクロトロンラジオアイソトープセンター(CYRIC)での高速中性子バックグランド測定実験の解析:2016年11月に行なった実験で,NaI検出器による高エネルギーγ線バックグラウンドの解析を行なった.この結果このγ線バックグラウンドは予想の範囲内であり,実験準備をそのまま継続できることがわかった.(3)アクリルタンク構造の決定:アクリルタンクの設計及びアクリルタンクとステンレスタンクの接続部分の設計を行なった.アクリルの強度を勘案し,アクリル部材の厚みの検討,補強構造の検討などを行なった.光電子増倍管取り付け構造のモックアップを製作し,テストを行なった.これらにより,アクリルタンクの最終仕様を決定し,2018年度始めに入札を開始することができるようになった.(4)ダブルショー実験の光電子増倍管システムの再利用可能性の検討:本研究代表者がフランスで行なっているダブルショー実験が2018年度に終了し,その400本の高性能大口径光電子増倍管システムを利用できる可能性が生じた.それに合わせその再利用の可能性を検討し構造的に問題ないことが分かった.この大口径光電子増倍管を利用することによりエネルギー分解能・粒子識別能力を改善することが可能になる.(5)今年度末包はフランスのブレースパスカスチェアーとしてフランスの5研究所で本研究に関連するセミナーを行なった.(6) TDRをPTEPに投稿した.本研究により,液体シンチレーター,アクリルタンク,光電子増倍管システムの設計,バックグラウンドの評価などに目処がついた.これによりJSNS2実験ではすでに実験装置の建設を開始している.(本研究は,検出器開発であり,実際の建設は研究分担者の丸山和純氏が研究代表者である基盤Sにより行っている).ステンレスタンクの建設は2017年度に開始し同年度内に終了した.液体シンチレーター,光電子増倍管システムも2018年度中に調達可能になる予定である.これまで全体スケジュールの大きな遅れやトラブルはなく,本研究はおおむね順調に進展しているということができる.これまでの研究で検出器要素の検討・開発はほぼ終了し,今後は実験装置の本格的な建設の段階に入る.それに伴い本研究では今後アクリルタンク仕様の決定を行う.アクリルタンク本体の構造はほぼ決定しているが,ステンレスタンクとのインターフェース部分の検討・設計が残っている.ステンレスタンク内面に光電子増倍間を敷き詰め,その中にアクリルタンクを設置する.ステンレスタンクにアクリルタンクの支持構造を取り付け,アクリルタンクをそれに固定する.また,上部では,ベローズを介してステンレスタンクに固定する.このようなアクリル構造の検討・設計を行う.光電子増倍管は,フランスで行っているダブルショー実験のものを再利用する予定である.ダブルショー実験装置から200本の10インチ光電子増倍間を取り外し,箱に入れ日本に輸送する.その準備のため,研究代表者がフランスに行き,解体手順の検討,スケジュールの調整,運送業者との打ち合わせ,必要な道具や人員の確保などを行う.実際の作業では,学生や東北大の技術職員を現地に派遣する.本研究成果を基にして2017年度終わりにPTEPに投稿したTechnical Design Reportをreviseする.本論文は近々掲載予定である.2019年には実験を開始し,数年以内には,ステライルニュートリノ問題に決着をつける.(1)高い粒子識別能力を持つガドリニウム入り液体シンチレーターの開発:ナフタレンを液体シンチレーターに入れることにより,液体シンチレーターに高い粒子識別能力を持たせることができることを確認した.しかしナフタレンは,酸化しやすく不安定で,液体シンチレーターの劣化が見られたため,化学的に安定なDINを導入することにより液体シンチレーターに高い識別能力を持たせることができることを確認した.(2)ステライルニュートリノエネルギーでの粒子識別能力とバークス定数の測定: 2016年11月に東北大学のサイクロトロンラジオアイソトープセンター(CYRIC)でテスト実験を行った.70MeVの準単色中性子と液体シンチレーター中の陽子との散乱により,陽子に与えられたエネルギーと検出器で測定されたエネルギーの比からバークス定数を測定した.またその信号の波形の解析から粒子識別能力の測定を行なった.2017年3月にCYRICで中間報告を行なった.(3)広いダイナミックレンジのPMTの開発:既存のPMTの調査を行い,浜松フォトニクスのテーパーデバイダの8インチPMTの特性の測定を行い,良い性能を有していることが判明した.そのため,PMTを調達する際にこのテーパーディバイダを採用する選択肢を得た.(4)検出器タンクの検討:この実験では年に1度液体シンチレーターを満たした検出器全体をクレーンで移動しなければならない.そのため内部液体のスロッシングを抑えるため,蓋の本体部分が液体のレベルより低い特徴的なステンレスタンクの検討を行い,その設計を行なった.これらの実績を元にして2017年にステンレスタンクの建設を行なった.2016年度の予算の一部を2017年度に繰り越したため,本実績報告書は,2018年4月に書いている.したがって進捗状況は2017年度末のものである.

本研究により,液体シンチレーター,アクリルタンク,光電子増倍管システムの設計,バックグラウンドの評価などに目処がついた.これによりJSNS2実験ではすでに実験装置の建設を開始している.本研究は,検出器開発であり,実際の建設は研究分担者の丸山和純氏が研究代表者である基盤Sにより行っている.ステンレスタンクの建設は2017年度に開始し同年度内に終了した.液体シンチレーター,光電子増倍管システムも2018年度中に調達可能になる予定である.これまで全体スケジュールの大きな遅れやトラブルはなく,本研究はおおむね順調に進展しているということができる.(1)液体シンチレーター構成の決定:実際に原子炉実験で使用している液体シンチレーターの検討を行なった.これらの液体シンチレーターはDINを用いた液体シンチレーターより粒子識別能力は劣るが,実績があり安価に手に入るため,この可能性を追求した.これにより液体シンチレータ調達の自由度を広げることができた.(2)東北大サイクロトロンラジオアイソトープセンター(CYRIC)での高速中性子バックグランド測定実験の解析:2016年11月に行なった実験で,NaI検出器による高エネルギーγ線バックグラウンドの解析を行なった.この結果このγ線バックグラウンドは予想の範囲内であり,実験準備をそのまま継続できることがわかった.(3)アクリルタンク構造の決定:アクリルタンクの設計及びアクリルタンクとステンレスタンクの接続部分の設計を行なった.アクリルの強度を勘案し,アクリル部材の厚みの検討,補強構造の検討などを行なった.光電子増倍管取り付け構造のモックアップを製作し,テストを行なった.これらにより,アクリルタンクの最終仕様を決定し,2018年度始めに入札を開始することができるようになった.(4)ダブルショー実験の光電子増倍管システムの再利用可能性の検討:本研究代表者がフランスで行なっているダブルショー実験が2018年度に終了し,その400本の高性能大口径光電子増倍管システムを利用できる可能性が生じた.それに合わせその再利用の可能性を検討し構造的に問題ないことが分かった.この大口径光電子増倍管を利用することによりエネルギー分解能・粒子識別能力を改善することが可能になる.(5)今年度末包はフランスのブレースパスカスチェアーとしてフランスの5研究所で本研究に関連するセミナーを行なった.(6) TDRをPTEPに投稿した.本研究により,液体シンチレーター,アクリルタンク,光電子増倍管システムの設計,バックグラウンドの評価などに目処がついた.これによりJSNS2実験ではすでに実験装置の建設を開始している.(本研究は,検出器開発であり,実際の建設は研究分担者の丸山和純氏が研究代表者である基盤Sにより行っている).ステンレスタンクの建設は2017年度に開始し同年度内に終了した.液体シンチレーター,光電子増倍管システムも2018年度中に調達可能になる予定である.
水溶液中での化学反応を時間分解赤外分光法で観測する試み

研究代表者らは,昨年度,水溶液中に形成したAOT(ジ(2-エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム)逆ミセル中に可溶化したピラニン(8-ヒドロキシ-1,3,6-ピレンスルホン酸)を光励起したときに生じる変化を時間分解赤外分光法によって観測した.今年度は,昨年度の実験でピラニンを光励起したときにOH伸縮振動領域で観測された顕著な時間変化を解釈するために必要な実験を行った.赤外スペクトルにおけるOH伸縮振動領域の変化は,可溶化されたピラニン分子のプロトン解離による水素結合の変化以外にも,逆ミセル中の水の温度上昇によっても生起する可能性がある.水の温度を変えた場合の赤外スペクトルの変化は従来から研究されているが,報告されている結果は一致していない.これは,水による赤外吸収強度がきわめて大きいことによって生じる実験上の制約のためである.通常の赤外分光用試料セルで水を保持すると赤外光が透過しないので,水の赤外スペクトルの温度変化を精度よく測定することは容易ではない.研究代表者らは,本補助金によって新たに光路長5マイクロメートルの特殊なフッ化カルシウム製赤外分光用試料セルを購入し,このセルを自作のKRS5製赤外分光用セルと併用してバルクの水の赤外スペクトルを測定した.測定の結果,昨年度得られたOH伸縮振動領域の変化は,通常の温度上昇からでは説明し難いことが示唆された.本研究によって,逆ミセルを利用して水溶液中での光化学反応を赤外分光法で追跡する実験が可能であることを示すことができた.本年度,研究代表者らは,逆ミセル中に保持された微小な水滴を利用して水環境下での光化学反応を時間分解赤外分光法で観測することを試みた.'研究代表者らは,この目的のためにヘプタン溶液中のAOT(ジ(2-エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム)逆ミセル内に形成した微小水の中にピラニン(8-ピドロキシ-1,3,6-ピレンスルホン酸)を可溶化したものを試料として用いた.ヘプタンに対する水の濃度は1mol/dm^<-3>であった.この試料を光励起して,引き続いて起こる変化を分散型時間分解赤外分光計で測定した.通常の水溶液中での研究から,ピラニンを光励起するとpKa値が7.5から0.4-1.4に減少することが知られている.AOT逆ミセル中に形成した微小水の中でも,光励起にともなってプロトンの解離が起こると期待される.測定の結果,OH伸縮振動領域に顕著な変化が観測された.光励起直後から,3640cm^<-1>付近に幅の狭い吸収帯が現れ,それと同時に3400cm^<-1>付近で幅の広い褪色が現れた.この変化は,光励起後に水素結合を有しないOH結合の数が増加し,同時に水素結合をしたOH基の数が減少したことを示唆している.今回観測されたスペクトル変化は,ピラニンの光励起によりプロトンが解離し,これが逆ミセル中の微小水の構造あるいは水素結合ネットワークに影響を与えた結果を反映していると考える.従来の時間分解赤外分光法では,特にOH伸縮振動領域で水溶液試料の測定を行うことができなかった.これはバルクの水による赤外吸収が強いためである.本研究では,逆ミセル中に形成した微小水を利用することによってバルクの構成要素を水からヘプタンに置き換え,水溶性試料の時間分解赤外分光測定を可能にできることを示すことができた.研究代表者らは,昨年度,水溶液中に形成したAOT(ジ(2-エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム)逆ミセル中に可溶化したピラニン(8-ヒドロキシ-1,3,6-ピレンスルホン酸)を光励起したときに生じる変化を時間分解赤外分光法によって観測した.今年度は,昨年度の実験でピラニンを光励起したときにOH伸縮振動領域で観測された顕著な時間変化を解釈するために必要な実験を行った.赤外スペクトルにおけるOH伸縮振動領域の変化は,可溶化されたピラニン分子のプロトン解離による水素結合の変化以外にも,逆ミセル中の水の温度上昇によっても生起する可能性がある.水の温度を変えた場合の赤外スペクトルの変化は従来から研究されているが,報告されている結果は一致していない.これは,水による赤外吸収強度がきわめて大きいことによって生じる実験上の制約のためである.通常の赤外分光用試料セルで水を保持すると赤外光が透過しないので,水の赤外スペクトルの温度変化を精度よく測定することは容易ではない.研究代表者らは,本補助金によって新たに光路長5マイクロメートルの特殊なフッ化カルシウム製赤外分光用試料セルを購入し,このセルを自作のKRS5製赤外分光用セルと併用してバルクの水の赤外スペクトルを測定した.測定の結果,昨年度得られたOH伸縮振動領域の変化は,通常の温度上昇からでは説明し難いことが示唆された.本研究によって,逆ミセルを利用して水溶液中での光化学反応を赤外分光法で追跡する実験が可能であることを示すことができた.
転写伸長因子Elongin Aの発生・神経分化における役割の解明

Elongin Aは、RNAポリメラーゼII(Pol II)によるmRNA合成の伸長段階においてPolIIの一時停止を抑制することにより転写伸長速度を増加させる転写伸長因子の1つである。今回我々は、Elongin Aホモ欠失マウス胎仔が脳ならびに脊髄神経の形成異常を示し、同因子ホモ欠失ES細胞がニューロンへの分化能を著しく欠いていることを見出した。また、Elongin Aの伸長促進ならびにE3の2つの活性を選択的に欠損した変異体を同定し、Elongin Aの伸長促進機能がES細胞の神経分化ならびにレチノイン酸により誘導されるニューロン新生関連の一群の遺伝子の発現上昇に重要であることを明らかにしたElongin Aは、RNAポリメラーゼII(Pol II)によるmRNA合成の伸長段階においてPolIIの一時停止を抑制することにより転写伸長速度を増加させる転写伸長因子の1つである。また、Elongin Aの伸長促進ならびにE3の2つの活性を選択的に欠損した変異体を同定し、Elongin Aの伸長促進機能がES細胞の神経分化ならびにレチノイン酸により誘導されるニューロン新生関連の一群の遺伝子の発現上昇に重要であることを明らかにしたElongin Aホモ欠失マウスは、胎生10.5日頃に致死となり、神経系は、神経層が薄く中枢神系の低形成が見られたので、より詳細に神経系形成の様子を解析するために、胚の免疫組織学的解析を行うことにした。最初に野生型マウスの胎生10.5日胚を用いて、ホールマウントによる免疫染色の条件検討を行った。当初、ニューロンの検出に抗β-IIIチューブリン抗体を用いたが、検出が困難であったため抗ニューロフィラメント抗体を用いて検討中である。また、Elongin Aホモ欠失ES細胞は、レチノイン酸による神経への分化誘導を行ったところ野生型に比べて著しく分化能を欠いていたので、Elongin Aホモ欠失ES細胞ヘコントロールベクターとElongin A発現ベクターをそれぞれ導入し、神経への分化誘導を行い免疫組織学的解析により比較を行ったところ、Elongin A発現ベクターの導入により神経細胞への分化能の回復が認められた。さらに野生型とホモ欠失細胞を用いてRT-PCRによりレチノイン酸誘導後の神経分化関連遺伝子の発現の比較を行った。野生型に比べてホモ欠失型ES細胞由来の胚様体で早い時期にNanogだけでなくOct-3の発現低下が認められた。さらに解析を進めようとした矢先に、ES細胞の保存タンクが破損し細胞のストックが全滅するというアクシデントに見舞われたため、解析の中断を余儀なくされた。現在、鋭意Elongin Aホモ欠失ES細胞の作製中である。最近、Elongin AのE3活性に必要なドメインと転写伸長に必要なドメインの境界が明らかにしつつあるので、それぞれの欠失変異体を導入して神経分化にどちらの機能が必要なのか解析を行う予定である。胚の免疫組織学的解析:野生型とElongin Aホモ欠失マウスの胎生10.5日胚を用いて、神経細胞の特異的マーカーであるニューロフィラメントに対する抗体を用いてホールマウント免疫染色を行った。その結果、Elongin Aホモ欠失マウスでは、動眼神経が欠失し、三叉神経、舌咽神経、顔面神経ならびに後根神経節の形成が損なわれていることが判明し、同分子がこれら神経の正常な発生に必要であることが示唆された。in vivoにおけるElongin A欠失によるES細胞の分化の差異の解析:野生型・Elongin Aホモ欠失型ES細胞をマウスの皮下へ注入し、テラトカルシノーマを形成させた後、摘出してパラフィン包埋により切片を作製し免疫組織学的解析を行った。胚様体の解析結果では、Elongin Aホモ欠失細胞由来の胚様体では神経管様の構造が観察されなかったのに対し、若干の形成が観察された。しかし分化した細胞の種類は、野生型に比べて少ないことが判明した。ES細胞の神経分化におけるElongin Aの標的遺伝子の探索:野生型・Elongin Aホモ欠失ES細胞を用いて胚様体を形成させ、レチノイン酸による神経分化誘導前後でRNAを回収しDNA Micro array解析を行ったところ、Elongin Aの欠失ES細胞由来の胚様体では、神経分化に関わっているNeurogeninや体節形成に関わるHox遺伝子群の発現の低下が認められた。今後、これらの遺伝子が、実際にElongin Aの欠失によって発現が低下しているのかを確認するためにクロマチン免疫沈降法(ChIP)等により確認を行う予定である。1.胚の免疫組織学的解析野生型とElongin Aホモ欠失マウスの胎生10.5日胚のパラフィン包埋切片を作製し、神経細胞の特異的マーカーであるニューロフィラメントに対する抗体(2H3)を用いてより詳細な免疫組織学的解析を行った。その結果、野生型マウスでは、脳や脊髄の神経層が多層から構成されるのに対し、Elongin Aホモ欠失マウスでは、数層と非常に薄く、2H3陽性の神経細胞も認められなかった。2.ES細胞の神経分化に必要なEloninAの機能の解析Elongin Aの[伸長活性+、E3活性-]ならびに[伸長活性-、E3活性+]変異体を導入したElongin A欠失細胞を用いて胚様体を形成させ、神経細胞のマーカーであるβIII-チューブリンの発現を調べた。

その結果、神経分化には、Elongin Aの伸長活性が必要であり、Pol IIをユビキチン化するE3活性は関係ないことが判明した。3.ES細胞の神経分化におけるElonin Aの標的遺伝子の同定DNA Micro array解析で認められたElongin A欠失ES細胞由来の胚様体において神経分化誘導前後で、発現低下の認められた遺伝子の中から標的遺伝子を同定するために、各種Pol II抗体やElongin A抗体を用いてクロマチン免疫沈降(ChIP)実験を行うことにした。現在、胚様体よりクロマチンを調製するためのbuffer組成や超音波破砕の条件検討ならびにクロマチン免疫沈降の条件検討を行っており、ほぼ条件を決定しつつある。現在、成果報告論文のrevise中である。
光遺伝学プローブによるシナプス除去の分子メカニズムの解明

【研究の目的】本研究では、“活動的なシナプスが選択され、非活動的なシナプスが除去される"という仮説に基づき、ニワトリ胚の毛様体神経節の杯状シナプスにチャネルロドプシン(ChR)を発現させ、光刺激を与え、シナプスを発火させることで神経活動を引き起こし、そのシナプスの電気的性質および形態を解析し、シナプス除去機構が活動依存的なのかを明らかにすることを目的としている。【研究実施計画】本年度は特に下記2点、1.脳深部での神経活動を誘発させるための高感度ChR(SFO)の解析、2.脳深部に発現したChRを活性化させる近赤外オプトジェネティクスの構築に取り組んだ。【研究の具体的内容、意義、重要性】1.高感度チャネルロドプシンの解析哺乳類の脳に比べ、ニワトリ胚の脳は光透過性が良いため、本研究では脳外部から光刺激を行い、脳内部のChRを活性化することにした。しかし光は脳組織を通過することで減衰するため、非常に弱い光でも活性化することができるSFOの作製と解析を行った。解析の結果、SFOは弱い光でも活性化するが、そのためには長い光照射時間が必要であり、高頻度刺激には向かないことが判明した。2.そこで組織透過性の高い近赤外光と、近赤外光エネルギーを吸収し、可視光を放出するランタニドナノ粒子を利用したオプトジェネティクスを構築した。今後、このランタニドナノ粒子を利用したチャネルロドプシンの光駆動を用いて、ニワトリ胚の杯状シナプスへの神経活動誘発を行い、シナプス除去が活動依存的か否かを検証する予定である。またこの方法は将来的に脳深部刺激等の医療への応用も期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。【研究の目的】本研究では、"活動的なシナプスが選択され、非活動的なシナプスが除去される"という仮説に基づき、ニワトリ胚の毛様体神経節の杯状シナプスにチャネルロドプシン(ChR)を発現させ、光刺激を与え、シナプスを発火させることで神経活動を引き起こし、そのシナプスの電気的性質および形態を解析し、シナプス除去機構が活動依存的なのかを明らかにすることを目的としている。【研究実施計画】本年度は特に下記2点、1.神経活動を誘発させるための最適なチャネルロドプシンの作製と解析、2.活動依存性の評価を行うためのシステム構築に重点的に取り組んだ。【研究の具体的内容、意義、重要性】1.高感度チャネルロドプシンの作製と解析従来、ラットの成体などでは脳表面や脳内に光ファイバーなどの光照射装置を挿入し、固定することで、ChRが発現している部位の近傍に光照射を行い、神経活動を引き起こしていた。しかしニワトリ胚の脳は非常に柔らかく、光刺激装置を脳表に固定することができない。一方でニワトリ胚の脳は光透過性が良いという利点を持つ。そこで本研究では脳外部から光刺激を行い、脳内部のChRを活性化することにした。光は脳組織を通過することで、減衰するため、非常に弱い光でも活性化することができる高感度ChRの作製と解析を行った。その結果、改変体ChRFR (C167A)が、弱い光刺激により大きな光電流が得られ、また青色光以外にシアン色の光でも十分に活性化され、膜発現も安定していることが判明した。2.活動依存性の評価を行うためのシステム構築プラスミドの改良により、ニワトリ胚に対してChRの安定的発現が可能になった。またニワトリ胚の卵外培養についてはシャーレのサイズや卵外に移す時期の検討を行った結果、成功率が上昇した。現在、in vivo live imagingのためのshell-lesscultureシステム構築が進行している。

またこの方法は将来的に脳深部刺激等の医療への応用も期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。計画段階では、25年度は下記4点を達成する予定であった。1. Brainbowを用いたシナプス除去の動態観測、2.活動依存的な形態の変化の解析、3.活動依存的な電気的性質の変化の解析、4.改変体ChRの作製。1-3に関しては、動態を観察するためにシステム構築が進んでおり、活動依存性と関連した実験を次年度中に開始できる見込みがあり、また4に関してはすでに終了しているため、おおむね順調に進行していると言える。今後は、これまでに引き続き、1. in vivo live imagingの確立の他、2. ChRを発現させたニワトリ胚に対して長期に渡る外部からの光刺激を与え、活動によるシナプスの電気的性質の変化を調べ、また3.シナプス除去の分子メカニズムの解明に向けて必要なプラスミドの作製等も開始する予定である。さらに確立したin vivo live imagingの方法を用いて、活動ともなうシナプス除去の動態を観察する予定である。
高温低酸素酸化剤中におけるメタン水素ハイブリッド乱流燃焼特性

高温低酸素酸化剤中に形成される火炎は,理論混合分率F_<st>により衝突面に対して酸化剤側もしくは燃料流側に形成されるか決定される.以前の対向流拡散火炎の研究では,火炎はF_<st>=0.5を境に分かれて形成された.しかしながら,我々の対向流予混合拡散ハイブリッド火炎の層流での実験結果では希薄拡散火炎は常に燃焼ガス中に形成され続ける結果となった.予混合拡散ハイブリッド火炎の構造について,消炎限界の測定により拡散火炎は,予混合火炎から排出される高温で低酸素濃度の燃焼ガスを酸化剤とすることで安定した火炎を形成させることができる事が明らかとなった.予混合火炎もまた,拡散火炎からの熱的な補助により,予混合火炎単体では形成できない燃料濃度においても火炎を形成することができる事が明らかとなった.拡散火炎側にのみ乱れを添加した場合,乱れ強さが強くなるほど消炎する濃度は高くなり火炎の安定性を低下させることが明らかになった.予混合火炎側にのみ乱れを添加した場合では,当量比が高く予混合火炎が支配的な領域では,乱れ強さが強くなるほど希薄な燃料でも安定して燃焼が可能になるのに対し,当量比が低く拡散火炎が支配的な領域では,乱れ強さが強くなるほど消炎する燃料濃度は高くなることが明らかになった.消炎限界近傍では局所的に消炎が生じ、現規模の大きい局所消炎がよどみ点において発生した場合には,火炎全体の消炎へと発展する.しかしながら,ほとんどの場合,火炎は局所消炎の現象から回復する.たとえば、局所消炎がよどみ点とはなれて局所消炎した場合である.この場合,局所消炎の領域から対向流流れによって押し流され,火炎は対向流流れの特性によって回復することが明らかとなった.高温低酸素酸化剤中に形成される火炎は,理論混合分率F_<st>により衝突面に対して酸化剤側もしくは燃料流側に形成されるか決定される.以前の対向流拡散火炎の研究では,火炎はF_<st>=0.5を境に分かれて形成された.しかしながら,我々の対向流予混合拡散ハイブリッド火炎の層流での実験結果では希薄拡散火炎は常に燃焼ガス中に形成され続ける結果となった.予混合拡散ハイブリッド火炎の構造について,消炎限界の測定により拡散火炎は,予混合火炎から排出される高温で低酸素濃度の燃焼ガスを酸化剤とすることで安定した火炎を形成させることができる事が明らかとなった.予混合火炎もまた,拡散火炎からの熱的な補助により,予混合火炎単体では形成できない燃料濃度においても火炎を形成することができる事が明らかとなった.拡散火炎側にのみ乱れを添加した場合,乱れ強さが強くなるほど消炎する濃度は高くなり火炎の安定性を低下させることが明らかになった.予混合火炎側にのみ乱れを添加した場合では,当量比が高く予混合火炎が支配的な領域では,乱れ強さが強くなるほど希薄な燃料でも安定して燃焼が可能になるのに対し,当量比が低く拡散火炎が支配的な領域では,乱れ強さが強くなるほど消炎する燃料濃度は高くなることが明らかになった.消炎限界近傍では局所的に消炎が生じ、現規模の大きい局所消炎がよどみ点において発生した場合には,火炎全体の消炎へと発展する.しかしながら,ほとんどの場合,火炎は局所消炎の現象から回復する.たとえば、局所消炎がよどみ点とはなれて局所消炎した場合である.この場合,局所消炎の領域から対向流流れによって押し流され,火炎は対向流流れの特性によって回復することが明らかとなった.次世代エネルギー供給源に要求されるCO_2排出量の削減と低NO_x化を実現する技術として着目されている高温低酸素濃度中での燃焼がについて検討加えるために,本研究では,高温低酸素濃度の酸化剤と不活性ガスで希釈した燃料あるいは超過濃予混合気を衝突させた乱流対向流拡散火炎をモデルに選定し,酸化剤の酸素濃度低下と加熱の影響が消炎と構造にどのような役割を及ぼすかについて詳細に検討を加え,次世代ガスタービンのNO_xとCO_2の排出量を著しく削減するために必要な燃焼基礎データーを提供することを目的とする.2004年度の研究実績は以下の点である.(1)高温低酸素濃度の酸化剤と燃料を衝突させる対向流乱流バーナーおよび酸化剤を高温(700°C)に加熱できるヒーターを作製した.対向流乱流バーナーは,従来の乱流予混合バーナーに,酸化剤加熱ヒーター部の増設,燃料希釈用の不活性ガスの供給部,酸化剤側の酸素濃度を可変するための酸素,CO_2,N_2およびArなどの希釈用ガス供給部,コンピューターコントロールによる自動ガス流量制御システムなどの改良を加えて製作した.(2)酸化剤を常温から700°C程度までヒーターで加熱し,消炎限界に及ぼす酸化剤加熱の影響について検討を加えた結果,理論混合分率により酸化剤加熱の影響が異なることが明らかとなった.(3)酸化剤を窒素で希釈することにより酸素濃度を減少させた場合および酸化剤の酸素濃度を通常より濃くした場合について検討を加えた.(4)燃料を希釈する不活性ガスを拡散速度や熱容量の異なるアルゴンやCO_2に代えた場合について消炎限界を測定した結果,熱容量の違いが消炎限界に顕著に影響を及ぼすことが明らかとなった.(5)乱流強度と乱れスケールの及ぼす影響について火炎の形成される位置を基準に検討を加えた結果,非反応面の乱れの特性は火炎面の位置と密接な関連があることが明らかとなった.

次世代エネルギー供給源に要求されるCO_2排出量の削減と低NO_x化を実現する技術として着目されている高温低酸素濃度中での燃焼がについて検討加えるために,本研究では,高温低酸素濃度の酸化剤と不活性ガスで希釈した燃料あるいは超過濃予混合気を衝突させた乱流対向流拡散火炎をモデルに選定し,酸化剤の酸素濃度低下と加熱の影響が消炎と構造にどのような役割を及ぼすかについて詳細に検討を加え,次世代ガスタービンのNO_xとCO_2の排出量を著しく削減するために必要な燃焼基礎データーを提供することを目的とする.2005年度は、異なる乱れの相互作用および希薄予混合火炎と希薄拡散火炎の相互作用を中心に検討を加えた.その結果、以下の点が明らかと成った.(1)乱れの異なる衝突流乱流燃焼場の境界面の特性は双方の反応特性に強く依存していることが明らかとなった.乱流側の乱れは高温ガス帯を通過することにより減衰する.この減衰効果は,反応面から衝突面までの高温ガス帯の厚さに強く影響を受ける.(2)希薄予混合火炎の当量比が0.50.678の範囲では,消炎限界近傍の条件でも、拡散火炎と予混合火炎の2枚の火炎が観察できる.(3)希薄可燃限界以下の超希薄な条件の予混合ガスでも、拡散火炎を窒素で希薄し、安定に燃焼させるために有効である.ただし、乱流と層流を比較すると乱流では、火炎安定領域が著しく減少する.その傾向は、予混合ガスの希薄化が進行するに従い顕著に現れる.次世代エネルギー供給源に要求されるCO_2排出量の削減と低NO_x化を実現する技術として着目されている高温低酸素濃度中での燃焼がについて検討加えるために,本研究では,高温低酸素濃度の酸化剤と不活性ガスで希釈した燃料あるいは超過濃予混合気を衝突させた乱流対向流拡散火炎をモデルに選定し,酸化剤の酸素濃度低下と加熱の影響が消炎と構造にどのような役割を及ぼすかについて詳細に検討を加え,次世代ガスタービンのNO_xとCO_2の排出量を著しく削減するために必要な燃焼基礎データーを提供することを目的とする.2006年度は、超希薄燃焼時の火炎安定特性および希薄予混合火炎と希薄拡散火炎の相互作用と局所消炎機構を中心に検討を加えた.その結果、以下の点が明らかと成った.(1)乱流火炎の消炎は,局所的な消炎現象と密接な関連があり,局所的な消炎が,全体的な消炎に発展する.局所消炎とよどみ点の位置が重なったときには,高い確率で全体の消炎が発生する.他方、局所消炎が,よどみ点から外れた位置で発生した場合では,局所消炎は流線に沿って移動し,高い確率で火炎は安定な状態へ回復する.また、乱れを添加する側の条件により,局所消炎のモードは,2つに大きく分けることができる.(2)バッフル板を用いることにより火炎安定領域を著しく広げることが可能であり、バッフル板背後に形成される双子渦の大きさや渦強度などは,バッフル板後流に形成される火炎の構造に直接的に影響を及ぼしていることが明らかとなった.特に,燃料流と酸化剤流の流速比は火炎形状を支配する重要なパラメーターであることが明らかとなった.
小児のウ蝕及び歯周病原性細菌の疫学的研究

1.Immunoslot-blot法の検出頻度の改良:我々の開発した方法の検出限界は,細菌数10^6以上であるが,アビジン・ビオチン法により感度を上昇させ細菌数10^6以下でも検出できる系の検討を行った。すなわち、成人性歯周疾患患者の急性炎症増悪部位及び慢性炎症部位において従来の方法でNegative反応(10^6個以下の細菌数)を示した36サンプルをアビチン・ビオチン法にて再検討した。その結果、36サンプル中:1×10^4<24サンプル66.7%),1×10^4=7サンプル(19.4%),1×10^5=5サンプル(13.9%)を示した。従来の方法の感度(1×10^6)と比較して、改良法は、1×10^4まで検出感度が得られるようになった。2.小児におけるPorphyromonas endodontalisの検出頻度(第13回日本口腔診断学会総会発表,2000年6月24日、埼玉):P.endodontalis(Pe)が健常者と比較して成人の歯周疾患患者において高率に検出されることが報告されている。しかしながら,小児におけるPeの検出頻度に関する報告は必ずしも多くない。そこで,この点を解明するため小児におけるプラーク中のPeの検出頻度について検討した。その結果,小児におけるPeの検出頻度は,歯肉縁上プラークと歯肉縁下プラークと比較すると歯肉縁下プラークにおいて高い傾向を示した。その検出率は,PIの上昇と伴に増加傾向を示すことを報告した。3.小児における歯周病原性細菌の動態(第39回日本小児歯科学会および総会発表予定,2001年5月17日,大阪):成人における歯周疾患は,各病型ごとに特定の細菌種が関与していることが明らかにされている。しかしながら,小児における報告は少なく,年齢が歯周病原性細菌にどのような影響を示すか不明な点が多い。また,小児の歯肉縁上プラーク中の細菌種の報告はほとんどみられない。そこで,Immunoslot-blot法にて小児の歯肉縁上プラーク中の検出率について検討した。その結果,各細菌種の検出の最小年齢は3歳5か月で,最高年齢は14歳であった。A.actinomycetemcomitansの検出率は,P.gingivalisよりわづかに高かった。また,P.gingivalisは,年齢が高いほど検出率が増加する傾向がみられた。口腔内所見では,う蝕罹患率が高く,清掃状態が不良の被検者ほど検出率が高い傾向を示していた。今後,従来のImmunoslot-blot法とアビジン・ビオチン法による改良法の検出感度の比較研究および新しい抗体の作製を試み,小児におけるプラーク中のウ蝕及び歯周病原性細菌の検出率と臨床パラメーターとの関係を検討する。小児の齲蝕の有無の被検児の歯肉縁上プラークおよび歯肉縁下プラーク中の歯周病原性細菌の構成を比較検討した。小児の口腔細菌叢および歯周疾患の発症我における歯肉縁上プラークの役割は、明らかではない。そこで、3-14歳の口腔環境の異なる歯肉上プラーク中の3種類の歯周病原性細菌をモノクロナール抗体を用いたimmunoslot blot法にて検出し比較した。その結果、小児の歯肉縁上プラーク中において、3種類の歯周病原性細菌が棲息していることが示唆された。P.gingivalisは、年齢の増加に伴いその検出率は増加傾向を示した。しかしながら、P.intermediaおよびA. actinomycetemcomitansでは、そのような傾向はみられなかった。齲蝕罹患児の口臭値は、齲蝕非罹患児よりも明らかに高値を示した。小児の口腔細菌叢におけるプラークの役割は、明らかでない。また、同一歯における歯肉縁上および歯肉縁下プラーク中の構成細菌の関連性を示唆する報告はほとんどみられない。そこで、幼児期、学童期、思春期の小児における歯肉縁上および歯肉縁下プラーク中細菌種の相違を比較検討した。その結果、歯肉縁下プラーク中の歯周病原性細菌(F.gingivalis, F. in termediaおよびA.a ctinomycetemcomitans)の頻度は、各年代グループにおいて歯肉縁上プラークの頻度よりも高かった。また、歯周病原性細菌の頻度は、学童期において上昇傾向を示していた。各被検児における歯肉縁上プラークと歯肉縁下プラークの頻度は、歯肉縁下プラークにおいて統計学的な有意差をもって高かった。さらに、小児におけるウ蝕原性細菌(Streptococcus mutans、Streptococcus sobrinus)及び歯周病原細菌の検出率と臨床パラメーターとの関連性を検討する。小児の齲蝕罹患児と非罹患児における齲蝕及び歯周病原性細菌の検出及び口臭との関連性について検討した。1.小児における齲蝕原性細菌の検出-臨床パラメーターとStreptococcus sobrinusの検出率-. (第15回日本口腔診断学会,仙台,2002年5月.)小児における齲蝕罹患児と非齲蝕罹患児の齲蝕原性細菌の検出率と臨床パラメーターについて検討した。その結果、df指数および口臭値において統計学的に有意な差を認めた。また,Streptococcus sobrinusの検出率は,両者間において統計学的に有意な差が認められた。

齲蝕罹患児と非罹患児の歯肉縁上プラーク中における歯周病原細菌の検出頻度及び口臭について検討した。その結果、P. gingivalisとP. intermediaは齲蝕罹患児と非罹患児の両者の歯肉縁上プラーク中から検出された。また,齲蝕罹患児のdebries indexと口臭値とは統計学的に有意な差を認めた。小児の口腔内におけるP. gingivalisの分布について検討した。その結果、P. gingivalisは舌などにも存在し,歯肉縁上プラークが多く検出される部位であること、また、歯肉炎の発症に関与していることの可能性が示唆された。呼気中アンモニア濃度をブラッシングと食事の影響についてアティンを使用して検討した。その結果,食事により減少し,ブラッシングを行なわないと増加した。これは,口腔内の細菌数に影響することが示唆された。小児の齲蝕罹患児は,非齲蝕罹患児と比較して、齲蝕原性細菌のStreptococcus sobrinusの検出率及び口臭値において統計学的に有意な差を認め、また,歯周病原性細菌のP. gingivalisやP. intermediaなどが歯肉縁上プラーク中や舌、頬粘膜などに棲息していること,さらに,小児の歯肉炎の発症に重要な役割を演じている可能性が示唆された。