hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全部床義歯における床下粘膜の負担圧分布からみた咬合接触の検討

日常臨床で,特に問題の多い下顎全部床義歯を対象に,咬合接触分布と床下粘膜の局所負担圧分布の両者を同時に定量測定する.これにより咬合接触強さや咬合接触分布が変化したときに,床下支持組織が受ける圧分布はどのように変動するか,また圧分布を均等化し,義歯の予後を良好に導くためにはいかなる咬合接触を付与することが望ましいかを検索した.本学模型実習で使用している上下顎無歯顎模型上で,標準寸法による咬合床を作製後,下顎には人工歯排列を当教室の模型実習書に従い行った.上顎は人工歯を排列せず咬合床のままとし,上下顎蝋義歯のワックスをレジンに置換して実験義歯を完成させた.完成した下顎義歯床基底面にダイヤフラム型圧力センサー(PS-10KA,共和電業社)を7個設置した.また,咬合面には各人工歯1歯につき1個のロードセル(LM-10KAM120,共和電業社)を計8個設置した.上顎義歯咬合堤には,下顎に設置した咬合面のロードセルのスタイラスに対向するよう精密ネジを取り付け,この回転により咬合接触の強弱を図った.以上のように作製した実験装置により咬合接触を様々に変化させ,同時に床下粘膜の負担圧分布の動態を定量的に測定した.その結果,咬合接触分布の変化に伴い床下粘膜の負担圧分布も変化した.また義歯の正中線と左右第1大臼歯の近心辺縁隆線を結ぶ線分の交点付近に咬合接触強さの合力が位置したとき局所負担圧分布の均一化が図られることが示唆された.日常臨床で,特に問題の多い下顎全部床義歯を対象に,咬合接触分布と床下粘膜の局所負担圧分布の両者を同時に定量測定する.これにより咬合接触強さや咬合接触分布が変化したときに,床下支持組織が受ける圧分布はどのように変動するか,また圧分布を均等化し,義歯の予後を良好に導くためにはいかなる咬合接触を付与することが望ましいかを検索した.本学模型実習で使用している上下顎無歯顎模型上で,標準寸法による咬合床を作製後,下顎には人工歯排列を当教室の模型実習書に従い行った.上顎は人工歯を排列せず咬合床のままとし,上下顎蝋義歯のワックスをレジンに置換して実験義歯を完成させた.完成した下顎義歯床基底面にダイヤフラム型圧力センサー(PS-10KA,共和電業社)を7個設置した.また,咬合面には各人工歯1歯につき1個のロードセル(LM-10KAM120,共和電業社)を計8個設置した.上顎義歯咬合堤には,下顎に設置した咬合面のロードセルのスタイラスに対向するよう精密ネジを取り付け,この回転により咬合接触の強弱を図った.以上のように作製した実験装置により咬合接触を様々に変化させ,同時に床下粘膜の負担圧分布の動態を定量的に測定した.その結果,咬合接触分布の変化に伴い床下粘膜の負担圧分布も変化した.また義歯の正中線と左右第1大臼歯の近心辺縁隆線を結ぶ線分の交点付近に咬合接触強さの合力が位置したとき局所負担圧分布の均一化が図られることが示唆された.
不飽和岩石中のイオン吸着特性：水膜の役割

岩石間隙中に水と空気が混在する不飽和状態では,間隙表面に存在する水膜が岩石中の反応(イオンの吸着や,溶解,沈殿)に重要な役割を果たす。鉱物表面へのイオンの吸着量は,電気二重層の構造と密接に関連している。水膜中では,水膜の厚さに応じて電気二重層の重なり合い,イオンの吸着量が変化する可能性がある。しかしながら,イオン吸着量の予測に良く使われるtriple-layerモデルでは,電気二重層が重なっていない状態を想定しており,triple-layerモデルが水膜で覆われた鉱物表面の吸着現象へ適用できるかは明らかではない。そこで,triple-layerモデルを,鉱物/水界面と空気/水界面の二重層の重なりを加味できるように改良し,水膜の厚さの変化によって吸着量がどのように変化するのかを評価した。改良したtriple-layerモデルを水膜で覆われた石英表面のおけるNa+イオンの吸着へ適用した。水膜で覆われた場合,水で完全に満たされた間隙の表面と比べて,吸着量が減少することが示唆された。pHが中性の条件では,石英表面は>SiOH →>SiOー+ H+で表されるプロトン脱着反応によって>SiOーサイトが形成され,負に帯電する。Na+は静電相互作用によって>SiOーサイトへ吸着する。水膜中の重なった電気二重層では,二重層中のH+濃度が増加するため,H+濃度を減らす方向へ反応:>SiOー+ H+ →>SiOHが起こる。その結果,Na+が吸着できるサイトが減少し,水膜で覆われた鉱物表面ではイオンの吸着量が減少すると解釈できる。以上から,電気二重層の重なりによって表面電荷が変化することが示唆され,不飽和岩石中のイオン吸着量は水膜厚さ(電気二重層の重なり度合い)の影響を受けることが推察される。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。地下水面よりも上方の岩石間隙は、水と空気が混在した不飽和状態となる。空気で満たされた間隙であっても、その表面は薄い水膜によって覆われており、反応することが指摘されている(Nishiyama & Yokoyama, 2013)。したがって、不飽和状態における鉱物-水反応を定量的に予言する上で、水膜の性質(厚さや物質移動のしやすさ)を理解することは重要である。そこで本年度は、岩石間隙中の水膜がどの程度の厚さで存在しているのかを調べた。Berea砂岩、India砂岩、白浜砂岩、Bentheimer砂岩、Indiana石灰岩、支笏凝灰岩を、様々な相対湿度に調整した密閉容器内に入れ、質量の変化を調べた。質量の増加量から間隙表面に吸着した水膜の質量が分かり、別途窒素ガス吸着法(BET法)で表面積を測定すれば、[水膜の質量(kg)]=[表面積(m2)]×[水膜厚さ(m)]×[水の密度(kg/m3)]の関係式から、岩石中の水膜の厚さを評価することができる。相対湿度46%以下では、水膜厚さは鉱物組成や間隙構造の違いに依らず、いずれの岩石でも約0.4 nmであった。また、相対湿度75%以上では、湿度の増加に伴い水膜厚さは増加し、最大で5 nm程度まで厚くなることが分かった。既存の吸着モデルを発展させ、水膜と鉱物界面のイオン吸着量をシミュレートしたところ、水膜の厚さに応じて吸着量が変化することが示唆された。そこで本年度は、様々な相対湿度における岩石の質量変化を調べ、岩石中の水膜の厚さを評価した。今後は、イオンを含む水を岩石へ流しイオン吸着量を調べる「透水吸着実験」を様々な水飽和率で行い、水飽和率とイオン吸着量の関係を評価する。飽和/不飽和状態の吸着量を比較することで、イオン吸着に対する水膜の役割を明らかにしていく。来年度は、水膜中の溶存イオンの分布やダイナミクスを詳細に理解するために、分子動力学(MD)計算を行う予定である。本年度はその準備として、2つの石英表面に挟まれた水の中をナトリウムイオンやケイ酸イオンが拡散する速さを調べるMD計算を行った。

pHが中性の条件では,石英表面は>SiOH →>SiOー+ H+で表されるプロトン脱着反応によって>SiOーサイトが形成され,負に帯電する。Na+は静電相互作用によって>SiOーサイトへ吸着する。水膜中の重なった電気二重層では,二重層中のH+濃度が増加するため,H+濃度を減らす方向へ反応:>SiOー+ H+ →>SiOHが起こる。その結果,Na+が吸着できるサイトが減少し,水膜で覆われた鉱物表面ではイオンの吸着量が減少すると解釈できる。以上から,電気二重層の重なりによって表面電荷が変化することが示唆され,不飽和岩石中のイオン吸着量は水膜厚さ(電気二重層の重なり度合い)の影響を受けることが推察される。今年度は、岩石コアを用いて透水吸着実験を行い、飽和状態と不飽和状態におけるイオンの吸着量を調べる。飽和/不飽和状態のイオン吸着量を比較し、吸着現象に対する水膜の役割を明らかにする。具体的には、前年度の実験によって既に水膜厚さが分かっているBerea砂岩を試料として用いる。また、吸着質としてLiイオンを用いる予定をしている。Liイオンを採用する理由は、前年度にBerea砂岩から溶出するイオンの種類を調べたところ、Liイオンはほとんど溶出せず、吸着に影響しないと判断したためである。また、石英と空気(真空)の間に水分子とイオンを配置することで水膜を模した系を作成し、MD計算を行う。さまざまな厚さに調節した水膜中の溶存イオンの分布やダイナミクスを詳細に調べ、透水吸着実験で得た飽和/不飽和状態のイオン吸着挙動を分子レベルから解釈する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
柔道の立技における取りの動作とその生理機構からみた投げのタイミング

柔道の投げ技は、その動作時間が短かく、狭い範囲の多軸回転が複雑に組合わされているため投げのタイミングを計ることが非常に難かしい。このため本研究では運動動作と生理機能とを関連付けて総合的に測定し、投げのダイミングの解析を試みたのである。すなわち、東海大学医学部生理学教室で開発したPLPA(Physical Locomotion Pureuit Analyzer)を改良し、柔道の立技として大外刈り、小内刈り、大内刈り、出足拂いの技を選び、その技を掛ける前、動作中および掛けた後における腰部の3方向の立体的な動きと、同時に引き手の上腕2頭筋および3頭筋の表面筋電図、さらに動作中の呼吸曲線を測定し、その解析を行い合理的な投げのタイミングについての検討を行った。その結果、各技共に、吸息から呼息に移った時点で呼吸を止めて技をかけており、どの技でも上腕二頭筋と三頭筋の双方が同時に働いており、いわゆる引手による崩しが有効に働いていることを示していた。なお円運動を主体とする投げ技の場合、動作中の腰部の立体的な動きが鍛練者ほどその円孤が小さく、しかも円滑に行われていた。なお、これらの成績については、今年度提出する平成元年度科学研究費補助金(一般研究C)研究成果報告書に記載してある。これらの成績から私たちの開発したPLPAは腰部の動きをある範囲内で立体的に捉え、種々の電気的生理現象と同時記録する利点があり、科学的な柔道の立技の解析を行いうるものと考えられた。しかし、PLPAにはまだ、重力に抗する回転運動の追跡、急激な反対運動の測定、ジャイロスコ-プおよび加速度計自体の慣性の排除など多くの改良すべき問題が残されており、向後、これらの点を改良するとともに、柔道における他の技、ならびに試合中の合理的な動きなどについて検討を加えていきたいと考えている。このため本研究では運動動作と生理機能とを関連付けて総合的に測定し、投げのタイミングの解析を試みたのである。すなわち、本年は、従来、東海大学医学部生理学教室で開発したPLPA(Physical Locomotion Pursuit Analyzer)を改良し、柔道の立技として、大外刈り、払腰、背負い投げ、体落し、小内刈り、大内刈り、出足払いの7つを選び、その技を掛ける前、動作中および掛けた後における腰部の3方向の立体的な動きと、同時に引き手の上腕2頭筋および3頭筋、他方の手の上腕3頭筋の表面筋電図、さらに動作中の呼吸曲線を測定し、その解析を行い、それらの関連性を追究したのである。その結果、問題点として、従来のPLPAでは、技を掛ける前および動作中の腰部3方向の動きは、精度よく測定し得るものの、投げ技後の動作への追従が難かしいことが判り、この点については現在さらに改良中である。しかし、その他の点については、ことに円運動を主体とする投げ技の場合、鍛錬者ほどその円孤が小さく、しかも円滑に行われ、上下動の少く、したがって非鍛錬者に比べ投げり時間が短かいこと、投げに際し、ある程度の吸気後、呼気に切換え、少し吐き出した時点で呼吸を止めていること、一方、上腕の表面筋電図でも、引き手の上腕2頭筋および3頭筋が順序よく速やかに収縮していることが、その放電図から推察された。これらの精細な研究報告は、現在、まだPLPAの改良を行っているため検討中で、次年度に行う予定である。しかし、鍛錬者と非鍛錬者との比較検討のみについての報告については、東海大学スポ-ツ

医科学雑誌第3号に発表予定である。柔道の投げ技は、その動作時間が短かく、狭い範囲の多回軸転が複雑に組合わされているため投げのタイミングを計ることが非常に難かしい。このため本研究では運動動作と生理機能とを関連付けて総合的に測定し、投げのタイミングの解析を試みたのである。すなわち、本年も、引き続き、東海大学医学部生理学数室で開発したPLPA(Physical Locomotion Pursuit Analyzer)を改良し、柔道の立技として、大外刈り、払腰、背負い投げ、体落し、小内刈り、大内刈り、出足払いの7つを選び、その技を掛ける前、動作中および掛けた後における腰部の3方向の立体的な動きと、同時に引き手の上腕2頭筋および3頭筋、他方の手の上腕3頭筋の表面筋電図、さらに動作中の呼吸曲線を測定し、その解析を行い、それらの関連性を検討した。その結果、投げ技の場合、投げられた受け者の軌跡が、鍛練者ほど円滑な小さな弧を描き、上下動が少なかった。したがって、非鍛練者に比べ投げの時間が短かく、投げに際し、息を少し吐き出した時点で呼吸を止めて行っていた。一方、上腕の表面筋電図でも、引き手の上腕2頭筋および3頭筋が順序よく速やかに収縮していることが、その筋電図から推察されるなど、平成元年度の成績を、更に裏付けていた。これらの精細な研究報告は、現在、まだPLPAの改良を行っているため検討中で、東海大学スポ-ツ医科学雑誌2号にその報告を成し得なかった。しかし、現時点における鍛練者と非鍛練者との比較検討については、東海大学スポ-ツ医科学雑誌第4号に発表予定である。柔道の投げ技は、その動作時間が短かく、狭い範囲の多軸回転が複雑に組合わされているため投げのタイミングを計ることが非常に難かしい。すなわち、東海大学医学部生理学教室で開発したPLPA(Physical Locomotion Analyzer)を改良し、柔道の立技として、大外刈り、小内刈り、大内刈り、出足拂いの技を選び、その技を掛ける前、動作中および掛けた後における腰部の3方向の立体的な動きと、同時に引き手の上腕二頭筋および三頭筋の表面筋電図、さらに動物中の呼吸曲線を測定し、その解析を行い合理的な投げのタイミングについての検討を行った。その結果、各技共に、吸息から呼息に移った時点で呼吸を止めて技をかけており、どの技でも上腕二頭筋と三頭筋の双方が同時に働いており、いわゆる引手による崩しが有効に働いていることを示していた。なお円運動を主体とする投げ技の場合、動作中の腰部の立体的な動きが鍛練者ほどその円孤が小さく、しかも円滑に行われていた。なお、これらの成績については、今年度提出する平成元年度科学研究費補助金(一般研究C)研究成果報告書に記載してある。これらの成績から私たちの開発したPLPAは腰部の動きをある範囲内で立体的に捉え、種々の電気的生理現象と同時記録する利点があり、科学的な柔道の立技の解析を行いうるものと考えられた。しかし、PLPAにはまだ、重力に抗する回転運動の追跡、急激な反対運動の測定、ジャイロスコ-プおよび加速度計自体の慣性の排除など多くの改良すべき問題が残されており、向後、これらの点を改良するとともに、柔道における他の技、ならびに試合中の合理的な動きなどについて検討を加えていきたいと考えている。
神経伝達物質としてのヒスタミン:その合成と分解酵素の蛍光抗体法と受容体の精製

ヒスチジン脱炭酸酵素(HDC)に対する抗体を用いた組織螢光抗体法により、ラット脳内ヒスタミン・ニューロン系神経終末はすでに報告した部位以外に、視床,正中隆起,下垂体後葉,内側膝状体,上丘,三又神経中脳路核,後視索交又部などにも密に分布していた。上頚神経節や末梢神経にも分布しており、今後の詳細な研究が俟たれる。線状体,大脳皮質のヒスタミン神経線維を電顕時に詳細に観察した。また、ヒスタミン・ニューロンにはアデノシン,ガラニンが共存していた。抗HDC抗体とモルモットのDOPA脱炭酸酵素(DDC)この免疫化学的交又反応については、ラット肝からDDCを精製し抗DDC抗体を得て、immunoblotting法により抗HDC抗体はラットDD【C_2】は反応しないがモルモットDDCと反応すること、抗DDC抗体はラット及びモルモットDDCと反応するがラットHDCとは反応しないことを示した。この知見は芳香族アミノ酸脱炭酸酵素の進化の面で興味深い。抗ヒスタミン-N-メチル基転移酵素抗体は脳では陽性の反応を与えないため、現在モノクローナル抗体を検討している。ヒスタミンHi-受容体については〔【^3H】〕-メピラミン結合能を指標に含量の多いラット肝臓から可溶化し、Sephadex CL,Bio Gel HTP,Octyl Sepharose 4B,ハイドロキシアパタイトHPLCなどのクロマトグラフィーで約30倍精製した。目下、ジフエンヒドラミン-アフイニティークロマトを検討している。分子量152K。メピラミンに対して2っの結合部位(KD=0.60&4.5nM,それぞれBmax=0.25&1.67pmolelmgタンパク)を有した。ジフエンヒドラミン,d-クロルフェニラミン,トリプロリジンに対してはKi=0.65mMで脳の【H_1】-受容体に対する値の約150倍であった。【H_1】-受容体のサブタイプ2推測される。【H_2】-受容体の方は適当なラジオリガンドがないので、最近、開発されaffinityの強い(【10^(-8)】M)ICIA-5165のトリチウム標識化を試みている。分子量152K。
林冠ギャップ創出者としてのツキノワグマをめぐる生物間相互作用ネットワークの解明

本研究は、ツキノワグマが落葉広葉樹林と針葉樹人工林に創出する林冠ギャップの面積や空間分布の特徴を把握した。また、創出された林冠ギャップの下の光環境と植生構造の特徴を階層別に把握した。クマ棚由来の林冠ギャップの面積は、枯死や倒伏などの自然由来の林冠ギャップの約2倍、クマ剥ぎ由来の林冠ギャップの面積は、約1.3倍であった。クマ棚由来の林冠ギャップは、林冠層の光環境を改善し、木本種の種数や個体数を向上させた。クマ剥ぎ由来の林冠ギャップは、林床層の光環境を改善し、木本種の種数を向上させた。これらの結果をもとに、森林施業の一つの選択肢となる「野生動物の機能を活かした新しい森林管理の考え方」を提案した。ニホンツキノワグマは落葉広葉樹の果実を樹上で採食する際に林冠に「クマ棚」を形成することによって、また特定の針葉樹の樹皮を採食する際の「クマ剥ぎ」行動を通じて樹木を枯らすことによって林冠ギャップを創出する。本研究は、ツキノワグマ由来の林冠ギャップ下における光環境の特性、それに対するギャップ周辺の植物の反応を階層別に、かつ複数の生活史レベルで分析すると同時に、その植物の反応(開花・結実の促進)が花粉媒介者(昆虫)および果実食者・種子散布者(鳥類・哺乳類)の誘引に与える影響を分析することで、ツキノワグマによる林冠ギャップ形成を契機とする「生物間相互作用ネットワーク」を解明する。「林冠ギャップの構造」研究:クマ棚モニタリングサイト(1.8ha)とクマ剥ぎモニタリングサイト(1ha)において、創出された林冠ギャップの面積・空間分布・発生密度に関するデータを収集・蓄積した。「光環境の改善」研究:クマ棚モニタリングサイトにおいて、林冠ギャップ下および閉鎖林冠下(ミズナラ2個体ずつ・クリ1個体ずつ)の各階層(0.5m、2m、5m、10m、15m、20m〔樹冠外〕)に照度ロガーを設置し、照度のモニタリング調査を開始した。「植物の更新・繁殖」研究:クマ棚モニタリングサイトにおいて、林冠ギャップの形成がその樹木自体の雄花生産量と堅果生産量に与える影響をミズナラ20個体・コナラ10個体・クリ10個体を対象に調査した。また、雄花生産量とその年の堅果生産量の関係を明らかにすることによって、将来的に堅果生産量予測モデルを構築し、事前にクマ棚・林冠ギャップが創出されうる林分を予測するためのモニタリング調査を開始した。一般化線形混合モデル(GLMM)とAICによるモデル選択の結果、雄花生産量が堅果生産量に有意な正の効果を与えていた樹種はクリのみであり、ミズナラとコナラについてはむしろ負の効果が認められた。「光環境の改善」研究:クマ由来の林冠ギャップ下および閉鎖林冠下(ミズナラ2個体ずつ・クリ1個体ずつ)の各階層(0.5、2、5、10、15m、樹冠外)に照度ロガーを3年間設置し、光環境の特性と変化を定量化した結果、クマ由来の林冠ギャップによる光環境改善の効果は翌年の1年間程度であることが明らかになった。「植物の更新・繁殖」研究:クマ由来の林冠ギャップと樹木の枯死による林冠ギャップの面積が下層の植生構造に与える影響を分析した。林内に20個のプロット(20×25m)を2009年に設置し、その年と2015年に毎木調査を行った。クマ由来の林冠ギャップ面積を推定するために、クマが折った枝と傾斜角度、樹冠面積を毎年計測し(計6回)、その値と全天空写真からギャップ面積を推定した。植生調査は2015年8月に行った。各プロットに6個の枠(5×5m)からなる小型プロット(10×15m)を1個ずつ設置し、出現する木本種の種名、生活型、被度(6段階で数値化)を階層別(低木層:0.5-2m、亜高木層:2-5m、5-10m、林冠層:10m-)に記録した。林床層(0-0.5m)については、各枠を4個の小型枠(2.5×2.5m)に分割し、種名と生活型を記録した。一般化線形混合モデル(GLMM)(ランダム効果:種名)とAICによるモデル選択の結果、クマ由来と枯死木由来を積算したギャップ面積は、林冠層に出現した各種の枠数に正の効果を与えていた。一方、林床層では、ギャップ面積と上層被度の積算値が各種の出現枠数に負の効果を与えていた。低木層・亜高木層では、ギャップ面積と被度の効果は認められなかった。以上の結果から、両者の林冠ギャップは林冠層の植生構造を発達させる一方で、林床層での更新については負の影響を間接的に与えることが示唆された。本研究は、クマ由来の林冠ギャップ下における光環境の特性、それに対するギャップ周辺の植物の反応を階層別に、かつ複数の生活史レベルで分析すると同時に、その植物の反応(開花・結実の促進)が花粉媒介者(昆虫)および果実食者・種子散布者(鳥類・哺乳類)の誘引に与える影響を分析することで、ツキノワグマによる林冠ギャップ形成を契機とする「生物間相互作用ネットワーク」の解明を目指す。「林冠ギャップの構造」研究:クマ棚モニタリングサイト(1.8ha)とクマ剥ぎモニタリングサイト(1ha)において、創出された林冠ギャップの面積・空間分布・発生密度に関するデータの収集・蓄積を計画通りに実施できた。

「光環境の改善」研究:クマ棚・林冠ギャップ下における光環境の特徴と変化を定量化し、調査を完了することができたが、クマ剥ぎ・林冠ギャップについてはクマ剥ぎによる立ち枯れ木に照度ロガーを設置するのが予想より困難だったため、設置方法を検討するに留まった。「植物の更新・繁殖」研究:当初の計画通り、クマ棚・林冠ギャップと樹木の枯死による林冠ギャップの面積が下層の植生構造に与える影響を明らかにできた。次年度は、クマ剥ぎ・林冠ギャップの効果について、同様の調査と分析を実施する。「動物(花粉媒介者・果実食者・種子散布者)の誘引」研究:自動撮影カメラ・ビデオを活用し、果実を利用する鳥類・哺乳類を撮影すると同時に、シードトラップを調査プロット内の各グリッドの中心に設置し、トラップ内に落下する自然落下果実(果肉あり)および散布種子(果肉なし)を調査することによって、種類ごとの結実量と種子散布量(種子散布効率)を評価し、鳥類の挙動と誘引効果を間接的に把握する予定である。本年度は予備調査を実施した。「植物の更新・繁殖」研究:ツキノワグマが10年かけて作った小規模林冠ギャップがツル性木本のホストツリー選択にどのような影響を与えるかを分析した。林内に20個のプロット(20×25m)を2009年に設置し、その年と2015年に毎木調査(胸高直径15cm以上)を行った。クマ由来の小規模林冠ギャップの面積は、クマが折った枝のサイズと傾斜角度から推定した値(落下枝推定法)と全天空写真から算出した値から推定式を作成し、樹木1個体ずつ求めた。落下枝推定法を用いた小規模林冠ギャップ調査は2006年2016年の11月に行った。各プロット内に出現したツル性木本(胸高直径3mm以上)の種名と樹上での占有樹冠面積(短径、長径)、ツル性木本が取りついていた樹木(ホストツリー)の種名と最高到達点の位置(樹冠下の幹、樹冠の下部、中部、上部)を記録した。ツル性木本の調査は2016年1011月に行った。林冠層に達していたツル木本のみを対象に、一般化線形混合モデル(GLMM)(ランダム効果:ホストツリーの種名)で解析した結果、林冠木1個体当たりの小規模林冠ギャップ面積は、その林冠木をホストツリーとして選択していたツル性木本の個体数、種類数、占有樹冠面積に有意な正の効果を与えていた。以上の結果から、ツキノワグマが10年かけて小規模林冠ギャップを作った樹木をツル性木本はホストツリーとして選択し、その林冠ギャップを利用することで成長していたことが示唆された。本研究は、クマ由来の林冠ギャップ下における光環境の特性、それに対するギャップ周辺の植物の反応を階層別に、かつ複数の生活史レベルで分析すると同時に、その植物の反応(開花・結実の促進)が花粉媒介者(昆虫)および果実食者・種子散布者(鳥類・哺乳類)の誘引に与える影響を分析することで、ツキノワグマによる林冠ギャップ形成を契機とする「生物間相互作用ネットワーク」の解明を目指す。「林冠ギャップの構造」研究:クマ棚モニタリングサイト(1.8ha)とクマ剥ぎモニタリングサイト(1ha)において、創出された林冠ギャップの面積・空間分布・発生密度に関するデータの収集・蓄積を3年間の研究期間中に計画通りに実施できた。
肝切除術における術中画像ナビーゲーション手法の開発

脈管構造を透見できない肝臓の切除における、肝離断ラインのナビゲーションシステムを構築することを目的に、術前CT画像における脈管構造を、デジタルカメラ等で普及している顔認識機能応用して、術中超音波画像にリアルタイムでプロットするシステム開発に取り組んだ。CTと超音波画像の画質の違い、超音波探触子を肝表面にあてる角度などの問題でリアルタイムプロットの実現には至らず、形態認識の精度を改善させることを当面の課題とし、今後の研究につなげていく予定である。平成24年度の計画は、術野で閲覧できるシミュレーション画像をもとに、実際の術野との脈管解剖のずれを解析し、さらに術中の肝の変形を加味して、ナビゲーションの手法についての検討を行うことであった。平成23年度からのデータ集積の段階で、術中超音波の3次元構築画像の解像度の低さが、ずれの定量化を困難にしている主因であることが判明した。エコー画像の解像度を臨床レベルで改善させることは困難であり、術中の門脈色素注入による区域、亜区域の肝表面積の定量化から、術前シミュレーション画像による切除範囲の評価が概ね正確であることが判明できた。門脈血流支配域から定量化した切除範囲の肝表面積、切除容積は術前シミュレーションにより適正に評価できるものの、肝切除術中、特に脈管に沿った解剖学的切除において問題となるのは、術者が左手で肝を拳上している際に、離断面に露出すべき脈管に正確にアプローチができているかという点にある。離断手技中の肝内脈管構造をリアルタイムに画像化することが本研究の目標であるが、肝の拳上に伴う単なる軸回転のみでなく、屈曲までを含めた、術前CT画像とのずれを、術中エコーの画像に反映させることは現時点では困難と予想される。肝授動に伴う変形、圧迫までを含んだずれ解析は一旦保留し、術前CTで描出される腫瘍血管のうち、3次分枝程度の脈管までを術中エコー画像と対応させることで、リアルタイムに肝離断ラインをCT画像上にプロットするシステムの確立を平成25年度の目標としている。肝切除術中の肝内脈管構造のリアルタイム画像化を目標とし、H25年度においては、肝内脈管の3次分枝までを術中エコー画像と術前CT画像を比較して、肝切除の離断ラインをCT画像上にリアルタイムにプロットするシステムの確立を目指した。離断ラインマーキングの際に目印となる脈管解剖をエコーとCTで対応させるにあたって、術者の判断及び解釈を介して行う必要があり、実際の肝離断面と三次元CT画像での離断面を術中にリアルタイムに連動させることがいまだ実現できていない。別々にCT画像での肝切除シミュレーション、実際の肝切除を行い、その離断面がほぼ一致することは可能であるが、従来より報告されている術前シミュレーションに優るものではなかった。デジタルカメラ等にある顔認識機能を利用しても、エコーとCT画像とで特定の脈管を同一のものとして認識させることが困難であった。H25年度までの研究継続により、肝切除の術前CTにおけるシミュレーションは、離断面の形状並びに切除容積の点において精度が高いことは把握できたが、リアルタイムに、CTと術中超音波画像で脈管構造を対応させるために、形態認識機能をさらに改善させる必要があり、今後の研究課題としている。平成23年度の実施計画は、脈管分岐形態、血行動態、区域解剖、区域間境界についての基礎データを集積し、肝内脈管の3次元解剖の検討を行うことであった。このうち、脈管解剖、区域解剖、区域間境界については、研究開始前からの、生体肝移植ドナー候補の正常肝に関する脈管解剖のデータ集積の実績もあり、順調にデータ集積を進められた。一方で、術中の、肝授動などに伴う脈管の位置変化については、10例で術中エコーによる検討を行い、位置変化の定量化、画像での可視化に向けて様々な課題を伴うことが判明した。術中リアルタイムで得られる画像は、超音波のみとなるが、超音波の3次元構築画像は、解像度が低く、特に術前のCT画像と比較すると、本研究で目的としている肝内二次分枝以降レベルの末梢脈管の正確な画像構築は大きく劣ってしまう。また、リアルタイムの解剖学的位置関係と、術前3次元画像との`ずれ`の解析においても、肝授動に伴う位置変化は、二次元的な回転のみにとどまらず、3次元的な動き、用手的圧排に伴う変形や血管内腔の狭小化なども考慮に入れる必要があり、当初の予想以上に、ズレの定量化、画像化は困難であることが判明した。今後も引き続き、術中エコー画像を集積し、術前画像との比較を行っていく必要がある。また、`ずれ`の解析のために、3次元画像同士を比較、定量化することは難しいが、区域、亜区域切除症例を中心に、術中エコーガイド下に特定門脈支配領域を色素注入することで染色される肝表面面積を定量化することは可能であるため、これを術前シミュレーション結果と比較することで、切除領域同定の精度を解析する予定としている。

当初は、肝切除術中の肝の位置、形の、術前画像と比較してのずれを解析した上で、術中リアルタイムの切除シミュレーションを行うことが目標であったが、回転以外の、屈曲や圧排を含めたずれまで解析することは困難であることが判明した。術中エコーで描出される脈管構造を、術前CT画像で描出されている脈管と対応させることで、肝切離の上で目安となる肝内脈管とリアルタイムでの肝切離ラインとの関係を、術前CT画像において3次元画像で構築するシステムの開発に取り組んでいる。肝内脈管解剖に関する基礎的データの集積は順調である。一方で、術中の肝の動的位置変化に応じた脈管3次元画像のデータ集積に難渋している。第一に、術中画像は、唯一術中超音波に依存するが、3次元画像構築となると、術前CT画像と比較して格段に解像度が劣り、正確な区域、亜区域切除をシミュレーションするには不十分な画像構築しかできない。第二に、術中の肝授動等に伴う脈管解剖の変化は、単純な二次元的な回転のみにとどまらず、3次元的な捻じれ、肝を授動する術者の用手的な力の大きさにま依存する、肝全体の回転軸と異なる脈管の湾曲、圧排狭小化の条件も伴い、術前のin situの状態での画像と同期させることがいまだ困難である。今後も、術中エコーによる肝授動中の脈管解剖画像データの集積を継続し、術前画像といかに対応させるか、評価を行っていく必要がある。引き続き、術中エコーによるあらゆる方向からの脈管描出画像を解析し、肝内三四次分枝程度までの脈管と、術前CT画像と比較し、術前CT画像上で、離断ラインをプロットして、3次元のCT画像上でリアルタイムに肝離断のシミュレーションを行うことが目標である。最終的には、術中エコーを3次元CT画像構築ソフトと連動させてシミュレーション画像がリアルタイムにアウトプットされるシステムが目標であるが、まずは、術中エコーで捉えた、離断面に露出される脈管をCT画像上でマニュアルでプロットしながら、離断面を3次元CTに再現するシステムの構築から取り掛かる予定である。術中の肝臓位置変化を踏まえた、脈管解剖のリアルタイムの3次元画像構築が目標であるが、昨年度の研究により、超音波画像の解像度の限界、単純な肝臓の回転以外の要素まで加えて、画像を同期させることが必要であることが判明した。術中エコーによる、脈管解剖のin situの位置からの変化に関する画像データは引き続き集積を継続する必要がある。今年度の実施計画は、術野でシミュレーション画像が閲覧できるようになった段階で、シミュレーション画像と術野とのずれの有無とその程度について検討を行うことである。リアルタイムの3次元画像を構築することはかなり困難と予想される。しかしながら、解剖学的区域、亜区域切除の症例において通常行う切除領域門脈枝への色素注入による、肝表面染色領域の定量化データを導くことは可能で、これを術前シミュレーションでの切除領域と比較し、術中の切除範囲同定の正確性を評価する。これを基礎データとし、次の段階である、術中リアルタイム画像と実際の術野とのずれについて検討を行う予定である。該当なし。術中の肝臓の動きの定量化のために、複数台のビデオカメラによる撮影が必要となり、昨年度は、施設内に備品として備わっていたカメラを使用したが、追加で購入する必要が出てくる可能性がある。データ集積、管理に必要なメディアなども、物品費として使用予定である。
ミトコンドリア行きターゲティングシグナル受容体による分子認識機構の解析

近年,分子シャペロンによる基質認識やタンパク質のターゲティングシグナルの認識など,ブロードな基質スペクトルに特徴づけられる「あいまいな分子認識」の重要性が注目されている。本研究ではあいまいな認識の例として,ミトコンドリアタンパク質のプレシークエンスに書き込まれたミトコンドリアターゲティングシグナルを認識する受容体Tom20をとりあげた。様々な^<15>N標識した様々なプレ配列ペプチドについて,Tom20のサイトゾルドメイン(ΔTom20)を加えていったときにNMRシグナルが影響を受ける部位を調べることにより,「Tom20結合セグメント」を同定した。またスピンラベルしたペプチドを用いて,ΔTom20結合時のプレ配列の配向も調べた。そして,プレ配列中のΔDTom20結合セグメントの位置はプレ配列によって異なる(フレキシブルである)が,ΔTom20結合時の配向は一定であることを見いだした。ΔTom20結合セグメントは,ΔTom20との結合によりNMRシグナルが影響を受ける残基であり,直接ΔTom20との結合に関わるのはその一部と考えられる。実際ΔTom20との複合体の立体構造を決定したALDHのプレ配列においてΔTom20との結合に直接関わるセグメントは,5残基である。ΔTom20との結合に直接関わるセグメントをΔTom20認識エレメントと呼ぶことにする。ALDH以外のプレ配列中のΔTom20認識エレメントを推測するために,各プレ配列中のΔTom20結合セグメントに共通するモチーフ,具体的にはAKDHのΔTom20認識エレメントと共通するモチーフを検索した。その結果,各プレ配列ペプチドにφχχφφというパターンが見いだされた。ただし,φは疎水性/芳香族残基(Leu,Met,Trp,Cys,Ala,Tyr,Phe,Ile),χは任意のアミノ酸残基である。
前置癒着胎盤の病態解明と予知について

前置癒着胎盤の疫学調査を行い、日本国内における発生率とその危険因子を明らかとした。また手術時の大量出血を予防するためのInterventional Radiologyを用いた集学的治療の効果と限界について検討を行い、これも報告した。前置癒着胎盤では、脱落膜が欠損する部位に胎盤絨毛が浸潤し、子宮平滑筋をapoptosisに陥らせ、胎盤が置換することを基礎研究によって明らかとした。19年度に行なった研究のうち、前置胎盤における癒着胎盤の術前診断法の確立にむけての臨床的検討では、癒着胎盤のリスク因子である既往帝王切開の前置胎盤症例での超音波所見を検討した。該当する48例(癒着胎盤23例、非癒着胎盤25例)の超音波画像診断所見で、7つの項目について比較検討したところ、胎盤の筋層嵌入像と筋層血流の不連続性を合わせると感度、特異度ともに90%を超えることを明らかにし。この内容については現在論文作成中であり、その一部を学会発表として行なった。母体血液を使用して、生化学的診断法を検討したが、適切な分子を見出すことはできなかった。MRIについては、これまでの報告を超える術前診断成績はえられなかった。基礎研究である絨毛細胞株の浸潤メカニズムに関する細胞生化学的検討においては、In vivo実験である非癒着胎盤と癒着胎盤例において、子宮および胎盤を同時に摘出した組織標本のTUNEL法による免疫組織染色を行なった。その結果、癒着がなく絨毛細胞と脱落膜が直接接する箇所ではapoptosisが認められないのに対して、平滑筋細胞と接している癒着部位ではapoptosisが認められた。絨毛細胞のマーカーであるCK-7との二重染色を行なったところ、絨毛細胞が平滑筋細胞に対して、apoptosisを誘発していることが、明らかとなった。このメカニズムについては、現在検討中である。Explant cultureを行なったIn vitro検討では、まだ明確な成果として報告できておらず、20年度に引き続き検討を行なう。20年度に行なった研究のうち、前置癒着胎盤の治療法の確立にむけて行った臨床的検討では、王切開時に子宮摘出術となるが、Cesarean hysterectomy時の術中出血量軽減させる方法を検討した結果、内腸骨動脈結紮は、出血量の減少ないことを明らかとした。この研究成果は、A.Iwata,A.Itakura,etal.J Obstet Gynecol Res2009(in press)癒着胎盤発生要因に関する検討では、絨毛細胞が子宮平滑筋細胞のアポトーシスを誘導し、子宮筋層内へ浸潤する仮融研究を進めた。in vivoの検討では、癒着胎盤の臨床検体で、絨毛細胞に隣接した子宮平滑筋にアポトーシスが増加すを示したが、in vitroで平滑筋細胞に絨毛細胞を共培養することによってアポトーシスが増加することを、脱落膜を気較検討したところ、有意な増加を証明することができなかった。そこで、癒着胎盤の子宮標本を免疫組織染色した際に偶然明らかとなった、子宮漿膜面の新生血管にサイトケラチンが陽性となった点についてさらに検討を加え、この血管はらせん動脈に絨毛細胞が浸潤することにより胎盤付着面の子宮させるのと同様に、新生血管の血流を増加させる。癒着胎盤のCesareanhysterectomy時の出血量が増加する原因は、子宮漿膜面に新生血管が異常に増生することが原因と考えられるが、この血管がらせん動脈と同様に、絨毛細胞が浸潤平滑筋が存在しない血管に変化させることにより、血流を増加させ、Cesarean hysterectomyでの術中出血量を増加させることを明らかとした。(現在投稿準備中である。)
チャヤ-ノフの農業協同組合論の研究

本研究では、チャヤ-ノフの農民協同組合論の形成とその展開を追跡することが主たる課題であった。チャヤ-ノフの協同組合への関心は、すでに学生時代に始まるが,研究の出発点は、第一に、イタリア,ベルギ-,フランスなど西欧小農民国の農民協同組合の実態調査であった。第二に、ロシアの地においては、ロシア農民の姿を典型的に示すといわれた北部非黒土地帯の農民経営の家計調査であった。この二群の実態調査の分析が、一方ではチャヤ-ノフに独自な「勤労的家庭的農民経済」の理論を生むと同時に,他方では、これを固有な理論的ベ-スとして、かつ非資本主義的な農業進化の形態として把握される彼の農民協同組合論を形成したのである。チャヤ-ノフの協同組合研究の成果は、ひとまず『農民協同組合の根本思想と組織形態』(1919)に結晶するが、その出版はボリシェヴィキ権力の樹立とほぼ時を同じくした。このことがまた、彼の協同組合にひとつの展開を促す契機となった。すなわち、1920年代、ネップ期に、チャヤ-ノフは、農業協同組合を,ボリシェヴィキが推奨するソフホ-ズ,コルホ-ズと対比して、農業生産の「垂直的集中の形態」(前者は「水平的集中の形態」とよばれた)ととらえる視点を提起した。小農民経営の自由な展開が許されたネップの時代には、チャヤ-ノフ理論は一定の評価を受けることになるが,しかし、20年代末に始まる全面的集団化、社会主義大農場建設の方針とは、相入れることができず、スタ-リン体制の下で徹底的に弾圧されてしまった。しかし、農民の自発性、それにもとずく多様な形態の協同組合の形成、勤労農民の経営的イニシャチブの発揮、これらの思想をふくんだチャヤ-ノフの農民協同組合論は、非資本主義的な経営拡大の方向をめざすものとして、今日、ペレストロイカのソ連の中で,あらためて見直されている。
新しいセメントレス人工股関節ステムの3次元髄腔内適合性と非線形応力解析

(目的)本邦における二次性股関節症の近位大腿骨の解剖学的形状分類より独自に開発した新しいセメントレス人工股関節ステム(FMSステム)が、既存の代表的ステムと比較し、3次元的髄腔内適合性がどの程度改善し、またステムの初期固定性および大髄骨への応力伝達がいかに改善するかを明らかにするために、3次元コンピュータシミュレーションによる3次元的形状分析ならびに3次元非線形FEM解析を行った。(方法)(1)臼蓋形成不全に由来する二次性股関節症35例35関節の近位大腿骨髄腔に対し、FMSステムと既存の市販ステムを3次元コンピュータシミュレーションソフト(MGA2)を用いて重ね合わせ、ステムの皮質骨との接触率(fit)と髄腔占拠率(fill)を比較解析した。(2)FMSステムと既存の市販ステム(omnifit)を各々、二次性股関節症の近位大腿骨モデルに挿入し、片脚起立時の軸荷重および椅子からの立ち上がり時の回旋荷重を想定した場合の3次元非線形FEM解析(ADINA6.1)を行った。(結果)(1)FMSステムのproximal fit(ステムの近位1/3の表面積に対する表面処理部分が皮質骨と接触する面積の割合)は平均46%と他のステムより有意に高く、小転子下端および髄腔狭部レベルでのfill(髄腔横断面積に占めるステム横断面積の割合)は平均80%を越えており、これも他のステムに比べ有意に高った。(2)FMSステムはomnifitステムに比べ、ステム近位部での荷重分散が認められ、回旋力に対してもステム近位外側部でのステムの骨に対する相対的変位量(relative motion)が低く抑えられていた。(結論)3次元コンピュータシミュレーションによるpreclinicaltestにおいて、FMSステムは二次性股関節症の近位大腿骨に対して、良好な適合性と固定性が期待できる。3次元コンピュータシミュレーションを利用して、独自に開発した新しいセメントレス人工股関節ステム(FMSステム)と、既存の代表的市販ステムとを、本邦に多い臼蓋形成不全に由来する二次性股関節症30例の近位大腿骨髄腔に重ね合せ、3次元的な適合性を解析した。結果、小転子下端レベルおよび髄腔狭部レベルにおいて、ステムの髄腔占拠率(Fill)、皮質骨との接触率(Fit)は、FMSステムが他のステムに比べ、有意に高いことがわかった:CAS'95('95.6.,Berlin)、8th ISTA('95.9.,Puerto Rico)にて発表。また、FMSステムと市販のステム(Omnifit型)を挿入した際の3次元非線形FEM応力解析を行ったところ、FMSステムはOmnifit型に比べ、ステム近位部での荷重分散が認められた:第22回日本臨床バイオメカニクス学会('95.10.,金沢)にて発表。また回旋力に対して、FMSステムはOmnifit型に比べ、ステム近位外側部でのステムの骨に対する相対的変位量が小さく抑えられており、preclinical testとして大腿骨近位部でのFMSステムの初期固定性が高いことが示唆された:第26回日本人工関節学会('96.2.,東京)にて発表。(目的)

本邦における二次性股関節症の近位大腿骨の解剖学的形状分類より独自に開発した新しいセメントレス人工股関節ステム(FMSステム)が、既存の代表的ステムと比較し、3次元的髄腔内適合性がどの程度改善し、またステムの初期固定性および大腿骨への応力伝達がいかに改善するかを明らかにするために、3次元コンピュータシミュレーションによる3次元的形状分析ならびに3次元非線形FEM解析を行った。(方法)(1)臼蓋形成不全に由来する二次性股関節症35例35関節の近位大腿骨髄腔に対し、FMSステムと既存の市販ステムを3次元コンピュータシミュレーションソフト(MGA2)を用いて重ね合わせ、ステムの皮質骨との接触率(fit)と髄腔占拠率(fill)を比較解析した。(2)FMSステムと既存の市販ステム(omnifit)を各々、二次性股関節症の近位大腿骨モデルに挿入し、片脚起立時の軸荷重および椅子からの立ち上がり時の回旋荷重を想定した場合の3次元非線形FEM解析(ADINA6.1)を行った。(結果)(1)FMSステムのproximal fit(ステムの近位1/3の表面積に対する表面処理部分が皮質骨と接触する面積の割合)は平均46%と他のステムより有意に高く、小転子下端および髄腔狭部レベルでのfill(髄腔横断面積に占めるステム横断面積の割合)は平均80%を越えており、これも他のステムに比べ有意に高かった。(2)FMSステムはomnifitステムに比べ、ステム近位部での荷重分散が認められ、回旋力に対してもステム近位外側部でのステムの骨に対する相対的変位量(relative motion)が低く抑えられていた。(結論)3次元コンピュータシミュレーションによるpreclinicaltestにおいて、FMSステムは二次性股関節症の近位大腿骨に対して、良好な適合性と固定性が期待できる。
白亜紀における被子植物起源群の初期進化プロセスの解明

近年、白亜紀の古植物学的発見や分岐分類学の発展および分子系統学の研究成果等により、被子植物の起源と初期進化に関する研究は、急速に展開しつつある。その結果、白亜紀の1億3千万年前から9千万年前のAptianからCenomanianの間に被子植物群の主要な初期進化が開始し、多様な被子植物を生み出す動きが始まり、白亜紀後期のCampanianでは、主要な植物分類群がすでに分化していたことが明らかにされてきた。被子植物の炭化化石を良好に保存されている状態でとりだすことができる白亜紀の特殊な条件下で堆積した地層は世界的に極めて少なく、これまでにbulk sieving法による古植物学の研究は、スエーデンと北アメリカ東部および中央アジアのカザクースタン地方の特定の地層に限られていた。本研究では、ユーラシア大陸東部において、bulk sieving法による被子植物化石の研究の可能性を求めて、白亜紀の地層の探索を行ってきた。その結果、白亜紀の被子植物始源群の花、果実、種子などの化石を含む高い可能性があるいくつかの地層を発見し、良好な条件下で保存されている被子植物の花、果実、種子、葉、材や、裸子植物のシュート、葉、球果燐、種子を含む上北迫植物化石群(約8千9百万年前)と言う新称を提案した。これらの植物化石群は、クスノキ科、マンサク科、ブナ科、ミズキ目、シクンシ科や、ツツジ目,モクレン科,スイレン目やスギ科との類縁の可能性がある。この研究は、東アジアにおける植物炭化化石に関する最初の本格的な成果であり、被子植物の初期進化を解明するために、今後、上北迫植物化石群の果たす役割は測り知れないことを示唆している。特に、ヨーロッパと北アメリカで白亜紀の地層からbulk sieving techniques法によって、精巧に保存されている花、果実、種子などの被子植物の炭化化石の新発見がなされてきた。これらの白亜紀の被子植物の化石に関する研究は、これまで発見されていた花粉化石と関連づけることによって、地質年代と大陸移動に伴う被子植物始源群の地球規模での地理的拡散の過程を解明する観点からも重要である。被子植物の炭化化石を立体的に保存されている状態でとりだすことができる白亜紀の特殊な条件下で堆積した地層は世界的にも極めて少なく、これまでにbulk sieving techniques法による古植物学の研究は、スエ-デンと北アメリカ東部(Normapolles地域)の特定の地層に限られていた。研究代表者である高橋は、本年度、ユーラシア大陸東部(Aquilapollenites地域)において、bulk sieving techniques法による被子植物化石の研究の可能性を求めて、白亜紀の地層の探索を行ってきた。その結果、白亜紀の被子植物始源群の花、果実、種子などの化石を含む高い可能性があるいくつかの地層を発見した。その中から双葉層群から高頻度で発見された保存性の良い被子植物の炭化植物化石を実体顕微鏡下でとりだし、走査型電子顕微鏡を用いて形態的特徴の詳細な観察を行った。それぞれの種子の分類学的な位置については、Nymphaeaceae,Hamamelidaceae,等との関連性を検討しつつ、さらに花化石と花粉化石の探索を続けている。

その結果、白亜紀の1億3千万年前から9千万年前のAptianからCenomanianの間に被子植物群の主要な初期進化が開始し、多様な被子植物を生み出す動きが始まり、白亜紀後期のCampanianでは、主要な植物分類群がすでに分化していたことが明らかにされてきた。被子植物の炭化化石を良好に保存されている状態でとりだすことができる白亜紀の特殊な条件下で堆積した地層は世界的に極めて少なく、これまでにbulk sieving法による古植物学の研究は、スエーデンと北アメリカ東部および中央アジアのカザクースタン地方の特定の地層に限られていた。本研究では、ユーラシア大陸東部において、bulk sieving法による被子植物化石の研究の可能性を求めて、白亜紀の地層の探索を行ってきた。その結果、白亜紀の被子植物始源群の花、果実、種子などの化石を含む高い可能性があるいくつかの地層を発見し、良好な条件下で保存されている被子植物の花、果実、種子、葉、材や、裸子植物のシュート、葉、球果燐、種子を含む上北迫植物化石群(約8千9百万年前)と言う新称を提案した。これらの植物化石群は、クスノキ科、マンサク科、ブナ科、ミズキ目、シクンシ科や、ツツジ目,モクレン科,スイレン目やスギ科との類縁の可能性がある。この研究は、東アジアにおける植物炭化化石に関する最初の本格的な成果であり、被子植物の初期進化を解明するために、今後、上北迫植物化石群の果たす役割は測り知れないことを示唆している。
蝸牛求心性聴覚情報伝達機構における一酸化窒素の作用及び細胞内Ca^<2+>動態への影響

本研究では単離したモルモットの内有毛細胞を用い、NOのATP刺激により細胞内Ca^<2+>上昇に対する抑制作用のメカニズムを調べ、更に求心性の内有毛細胞内カルシウムへのnegative feedback作用に関わるNOの産生酵素を同定し、内耳求心性聴覚情報伝達機構におけるNO作用の解明を目的にしている。DAF-2を用いた実験で、ATP刺激によって、内有毛細胞において経時的なDAF-2の蛍光強度の増加すなわちNOの産生が見られた。このNO産生は非特異的NOS阻害剤であるL-NAME及びP2 receptorのantagonistであるsuramin, calmodulinのantagonistであるcalmidazoliumによって抑制された。Ca^<2+>-freeの場合はATP刺激によるNOの産生が認められなかった。NOとCa^<2+>同時測定の実験で、ATP刺激によって、内有毛細胞の細胞内Ca^<2+>濃度上昇後にNO産生が観察された。Fura-2を用いた実験で、ATP刺激による内有毛細胞内Ca^<2+>濃度の上昇はL-NAMEによって増強されたが、NO donorであるSNAPによって抑制された。更にATPによるCa^<2+>反応は膜透過型cGMPである8-Br-cGMPに抑制されたが、NOの標的酵素soluble guanylyl cyclase(sGC)の抑制剤であるODQ及びcGMP-依存性protein kinase(PKG)の抑制剤であるKT5823によって増強された。また、選択的nNOSの阻害剤である7-NIは非特異的NOS阻害剤であるL-NAMEと同程度にATP刺激によるNOの産生を抑制し、同程度にATP刺激によるCa^<2+>反応を増加した。単離した内有毛細胞を持ち、nNOSとeNOS、ATPのreceptorであるP2x2とnNOSとの二重免疫蛍光染色を行い、その結果、nNOSは細胞内に均一分布したeNOSと違って、内有毛細胞の頂部(apical region)に強く存在し、それにnNOSとP2X2は内有毛細胞の頂部に共存した。それぞれの免疫反応の特異性は蝸牛組織の蛋白抽出物を用い、western blotで確認した。以上の事から、ATPによるNOの産生は、P2 receptorの活性化によりCa^<2+>の流入がおこり、結果細胞内Ca^<2+>濃度が上昇し、nNOSが活性化され、NO産生が惹起された。惹起されたNOは、NO/cGMP/PKG経路を介して、negative feedbackにATPによるCa^<2+>の細胞内への流入を抑制したと考えられた。蝸牛求心性聴覚情報伝達機構に対するNOの作用を明らかにするため、本研究は求心性聴覚情報伝達において重要な役割を演じている内有毛細胞(IHCs)において内耳の重要な神経伝達物質と考えられているATP、さらに細胞内Ca^<2+>動態及びNOとの関係を検討した。実験はモルモット蝸牛単離IHCsを用い、NO指示剤であるDAF-2、Ca^<2+>指示剤であるFura-2AMを細胞に負荷により、光学的にIHCs内Ca^<2+>、NOの測定を行った(一部の細胞はNOとCa^<2+>の同時測定を行った)。細胞外ATP刺激によって、IHCsにおいて経時的なDAF-2の蛍光強度の増加即ちNOの産生が見られた。このNO産生は非特異NOSの阻害剤であるL-NAME、P2レセプターのantagonistであるsuraminによって抑制された。Ca^<2+>-freeの場合、或はcalmodulinの阻害剤であるcalmidazolium存在の場合はATP刺激によるNOの産生が認められなかった。同時測定の実験で、ATP刺激によるIHCsにおけるNO産生が細胞内Ca^<2+>濃度の上昇に引き続いて起こった。そしてATPによるNOの産生は、P2レセプターの活性化によりCa^<2+>の流入が起こり、結果細胞内Ca^<2+>濃度上昇、NO産生が惹起されたと考えられた。Fura-2を用いた実験で、ATP刺激によるIHCs内Ca^<2+>濃度の上昇はL-NAMEによって増強されたが、NOのドナーであるSNAPによって抑制された。マンガンのquenchingの実験では、ATP刺激によるマンガンの細胞外から細胞内への流入は、L-NAMEによって抑制されたが、SNAP投与によって著しく増加された。即ち蝸牛IHCsにおけるNOは、ATP刺激によるCa^<2+>の細胞内への流入を抑制すると考えられる。更にATPによるCa^<2+>反応は8-Br-cGMPに抑制されたが、NOの標的な酵素sGCの阻害剤であるODQ及びPKGの阻害剤であるKT5823によって増強された。以上の事から、NOがcGMP/PKG経路を介して、negative feedback作用でATPによるCa^<2+>反応を抑制すると考えられた。選択的nNOSの阻害剤である7-NI及び非特異的NOS阻害剤であるL-NAMEは同程度にATP刺激によるNO産生を抑制し、同じ程度にATPによるCa^<2+>反応を増加した。又、免疫組織学的にnNOSとP2X2はIHCsの頂部に共存したことにより、ATP刺激によるNO産生は主にnNOSから由来すると考えられた。