hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Rad23を介したユビキチン化蛋白質の分解抑制によるメチル水銀毒性軽減機構の解明

昨年度は、Rad23によって分解が抑制され、かつ、メチル水銀毒性軽減作用を有する蛋白質の検索を行い、Png1を同定することに成功した。そこで本年度は、Rad23によるPng1の分解抑制機構、および、それによるメチル水銀毒性軽減機構について検討した。まず、プロテアソーム活性がPng1の細胞内およびユビキチン化レベルに与える影響を検討したところ、Rad23高発現と同様に、両レベルはプロテアソーム阻害剤の添加によって著しく増加した。さらに、Rad23高発現によるPng1レベルの増加はプロテアソーム阻害剤の存在下では認められなかったことから、Rad23はプロテアソームでのPng1の分解を抑制していると考えられる。また、UBA(ubiquitin-associate)ドメインを欠失させた変異Rad23ではPng1の分解抑制作用が認められなかったことから、Rad23の構造中に存在するUBAドメインがPng1の分解抑制に重要な役割を果たしていることが示された。Png1はN-グリコシル化を触媒する酵素であり、小胞体関連の蛋白質分解系(ERAD)に関わる因子の1つである。そこで、メチル水銀がCPY^*(ERADによって分解される基質蛋白質)の分解に与える影響を検討したところ、メチル水銀処理によってCPY^*の分解が著しく遅延されたのに対し、Png1高発現酵母ではそのCPY^*分解の遅延が有意に回復された。このことから、Png1はERADによる蛋白質の分解を促進させることによって酵母にメチル水銀耐性を与える可能性が考えられる。以上の結果、Png1はユビキチン・プロテアソームシステムによって分解されるが、Rad23が高発現するとその分解が抑制され、Png1のN-グリコシル化活性が亢進されるために、酵母がメチル水銀耐性を示すものと考えられる。我々は選択的な蛋白質の分解系であるユビキチン・プロテアソーム(UP)システムがメチル水銀毒性の発現調節に重要な役割を果たしていることを示してきた。最近、UPシステムによる蛋白質分解を抑制する因子であるRad23の高発現が酵母にメチル水銀耐性を与えることを見出したことから、本年度は、Rad23によって分解が抑制され、かつ、メチル水銀毒性軽減作用を有する蛋白質の検索を行った。まず、Rad23と結合する蛋白質として9種が報告されていたので、それらについて検討したところ、Ddi1、Ufd2またはPng1を高発現させ牟酵母がメチル水銀に対して耐性を示すことが判明した。これら3種の蛋白質のうち、本年度は、Png1について詳細な検討を行った。まず、Rad23の高発現が細胞内のPng1レベルに与える影響を検討したところ、顕著な増加が認められた。Cycloheximide処理によって正常酵母の細胞内Png1レベルは経時的に減少したが、このPng1の分解はRad23の高発現によって著しく遅延した。また、Png1が細胞内でユビキチン化を受けることも確認された。以上の結果、Png1は通常はUPシステムによって分解されるが、Rad23が高発現するとその分解が抑制され、Png1が示すメチル水銀毒性軽減作用が十分に発揮されるために酵母がメチル水銀耐性を示すものと考えられる。Png1は蛋白質の脱N-グリコシル化を触媒する酵素(PNGase)であるが、脱N-グリコシル化活性に必要な領域を欠失させた変異Png1を高発現させた酵母はメチル水銀耐性を示さなかった。このことから、Png1が有するPNGase活性がメチル水銀毒性の軽減に関与していると考えられる。
DSA装置を用いた口腔領域悪性腫瘍患者の嚥下障害に関する研究

舌癌を中心とした悪性腫瘍患者の癌治療(主に放射線治療)が嚥下動態に与える短期的な影響を明らかにするためにDigital Angiography装置を用いて研究を行った.放射線治療の前後の嚥下動態を比較すると,治療後に嚥下反射遅延時間の延長,すなわち、,造影剤が下顎枝後縁を通過する時点から一連の喉頭挙上の開始する時点までの時間の差が長くなる現象を認めた.言い換えれば,嚥下反射が遅延するようになった.また,一回量が少ないほど,その傾向が強い傾向を示した.定性的変化では,全症例ではないが,嚥下反射が起こる前に造影剤が咽頭へ流入するPremature swallowing様式,嚥下中に造影剤が喉頭に入る喉頭流入,嚥下後に造影剤が舌,喉頭蓋谷や食道入口部に軽度残存する症例を認めた.これらの事より,放射線治療は直接嚥下障害を起こすとはいえないが,嚥下障害のリスクをあげる可能性が高いことが示唆された.放射線治療後,舌再建を伴う手術療法では手術前後と比較して,術後,口腔通過時間,嚥下反射遅延時間,咽頭通過時間の延長,分割嚥下や誤嚥の発現,造影剤の口腔底,咽頭蓋谷や食道入口部に残存及び舌運動不良を認めた.再建時の皮弁が小さい場合,これらの症状は強く現れた.よって,嚥下障害は舌の運動障害だけではなく,再建時の皮弁の大きさも無視できないことが示唆された.術後誤嚥を起こす患者に,誤嚥防止体位として顎引き体位を用いて嚥下を行うと,誤嚥を防止可能な症例とそうでない症例に分れた.現在の所この理由は明らかではないので,術後誤嚥を起こす患者の誤嚥防止指導には,X線透視により必ず確認する必要性があることが示された.舌癌を中心とした悪性腫瘍患者の癌治療(主に放射線治療)が嚥下動態に与える短期的な影響を明らかにするためにDigital Angiography装置を用いて研究を行った.放射線治療の前後の嚥下動態を比較すると,治療後に嚥下反射遅延時間の延長,すなわち、,造影剤が下顎枝後縁を通過する時点から一連の喉頭挙上の開始する時点までの時間の差が長くなる現象を認めた.言い換えれば,嚥下反射が遅延するようになった.また,一回量が少ないほど,その傾向が強い傾向を示した.定性的変化では,全症例ではないが,嚥下反射が起こる前に造影剤が咽頭へ流入するPremature swallowing様式,嚥下中に造影剤が喉頭に入る喉頭流入,嚥下後に造影剤が舌,喉頭蓋谷や食道入口部に軽度残存する症例を認めた.これらの事より,放射線治療は直接嚥下障害を起こすとはいえないが,嚥下障害のリスクをあげる可能性が高いことが示唆された.放射線治療後,舌再建を伴う手術療法では手術前後と比較して,術後,口腔通過時間,嚥下反射遅延時間,咽頭通過時間の延長,分割嚥下や誤嚥の発現,造影剤の口腔底,咽頭蓋谷や食道入口部に残存及び舌運動不良を認めた.再建時の皮弁が小さい場合,これらの症状は強く現れた.よって,嚥下障害は舌の運動障害だけではなく,再建時の皮弁の大きさも無視できないことが示唆された.術後誤嚥を起こす患者に,誤嚥防止体位として顎引き体位を用いて嚥下を行うと,誤嚥を防止可能な症例とそうでない症例に分れた.現在の所この理由は明らかではないので,術後誤嚥を起こす患者の誤嚥防止指導には,X線透視により必ず確認する必要性があることが示された.嚥下における放射線の影響を今年度は2症例観察可能であった.患者は舌癌で,初診時生検前と放射線治療後(化学療法を含む),口腔内の炎症が落ち着いた時点に嚥下のX線映画検査を行った.両時点の検査を比較すると,放射線化学療法後では,嚥下反射を起こす前に造影剤が咽頭へ流入し(Premature swallowing),喉頭流入(Laryngeal penetration)も見られる様になった.また,初診時検査を行わず放射線化学療法後のみの検査を行った3症例でも同様な所見が認められた.これらから,放射線・化学療法が嚥下動態に影響を与える可能性が示唆された.この原因についてはさらに詳細に検討する予定である.また,舌半側切除術を行い再建が行われた4症例についても観察した.これらの患者では全症例で手術後に誤嚥が認められた.この原因は口腔相で食塊形成が不能となったうえ,嚥下反射の協調不全が起こったためと考えられた.一方頚部郭清術のみを行った1症例では手術前後で嚥下動態の変化は認められなかった.これらより,頚部郭清術が嚥下動態に影響を与えない可能性が示唆された.術後誤嚥を示した4症例に対して,誤嚥を防止体位と考えられている顎引き体位を行った場合,4症例中2症例で誤嚥が消失した.この原因を検討したところ,喉頭挙上型誤嚥は消失または改善を示したのに対して,喉頭下降期型誤嚥では改善が見られなかった.

従って,舌癌術後喉頭下降期型誤嚥を解決する方法を今後検討する予定である.次年度は症例を増やすことに加えて,これら嚥下動態の変化の原因をさらに詳しく検討する.舌癌を中心とした悪性腫瘍患者の癌治療(主に放射線治療)が嚥下動態に与える短期的な影響を明らかにするためにDigital Angiography装置を用いて研究を行った.放射線治療の前後の嚥下動態を比較すると,治療後に嚥下反射遅延時間の延長,すなわち,造影剤が下顎枝後縁を通過する時点から一連の喉頭挙上の開始する時点までの時間の差が長くなる現象を認めた.言い換えれば,嚥下反射が遅延するようになった.また,一回量が少ないほど,その傾向が強い傾向を示した.定性的変化では,全症例ではないが,嚥下反射が起こる前に造影剤が咽頭へ流入するPremature swallowing様式,嚥下中に造影剤が喉頭に入る喉頭流入,嚥下後に造影剤が舌,喉頭蓋谷や食道入口部に軽度残存する症例を認めた.これらの事より,放射線治療は直接嚥下障害を起こすとはいえないが,嚥下障害のリスクをあげる可能性が高いことが示唆された.放射線治療後,舌再建を伴う手術療法では手術前後と比較して,術後,口腔通過時間,嚥下反射遅延時間,咽頭通過時間の延長,分割嚥下や誤嚥の発現,造影剤の口腔底,喉頭蓋谷や食道入口部に残存及び舌運動不良を認めた.再建時の皮弁が小さい場合,これらの症状は強く現れた.よって,嚥下障害は舌の運動障害だけではなく,再建時の皮弁の大きさも無視できないことが示唆された.術後誤嚥を起こす患者に,誤嚥防止体位として顎引き体位を用いて嚥下を行うと,誤嚥を防止可能な症例とそうでない症例に分れた.現在の所この理由は明らかではないので,術後誤嚥を起こす患者の誤嚥防止指導には,X線透視により必ず確認する必要性があることが示された.
リポクオリティを認識する受容体分子機構

a)マクロファージM1/M2分化における脂肪酸の影響:ロイコトリエンB4受容体BLT1がM2マクロファージのみに発現し、傷害網膜へ浸潤し、VEGF放出を介して病的血管新生を促進していることを明らかにした。また、レーザー傷害網膜でロイコトリエンB4が産生されていることも明らかにした(JCI insight 2018)。b) T細胞Th0/1/2/17分化における脂肪酸の影響:脂肪酸の不飽和化を担う酵素FADH2の遺伝子欠損マウスを作製した。通常食では遺伝子改変マウスの臓器の脂肪酸組成に大きな異常は観察されなかったが、アラキドン酸除去食を摂食させることで、肝臓をはじめとした多くの臓器において、細胞膜脂質における高度不飽和脂肪酸の割合が減少し、脂肪酸組成を変化させることが可能であることが分かった。一方、脳や網膜といった臓器では高度不飽和脂肪酸の減少が観察されず、何らかの不飽和脂肪酸保持機構が存在することが分かった。c)不飽和脂肪酸食によるアレルギー性結膜炎の予防効果:マウスに亜麻仁油を含有する特殊飼料を2ヶ月間投与し、ブタクサ花粉を用いたアレルギー性結膜炎への効果を検証した。亜麻仁油含有食摂取マウスでは、結膜への好酸球浸潤、結膜炎スコアや顔面のひっかき回数が大きく減少した。一方で、血液中のIgEやTh2サイトカイン濃度に変化は無かった。結膜の脂質解析を行ったところ、LTB4やPGD2といった炎症性の脂質メディエーターが大きく減少し、LTB5やPGD3などの生物活性が低い代謝物に変換されていることが分かった。DHAやEPAなどの高度不飽和脂肪酸摂取が、花粉症の症状を軽減させる可能性が示唆された。申請書の平成30年度に記載した通りに研究が遂行できているため。最終年度となる本年度は、酵素FADH2の遺伝子欠損マウスの餌の脂質組成を変化させることで、マウス臓器・細胞の脂質の不飽和度を変化させ、免疫疾患モデル、炎症性疾患モデルを用いて、細胞膜脂質の不飽和度の変化が疾患に与える影響を観察する。また、Th0/1/2/17分化に伴って発現が変化した脂質代謝酵素の遺伝子欠損マウスの作製を行っている。これらのマウスを完成させ、T細胞、B細胞、樹状細胞、マクロファージの機能的なアッセイを行い、細胞膜脂質の不飽和度の変化がもたらす炎症・免疫反応の変化を観察する。免疫担当細胞に準備済みの脂肪酸ライブラリー(64種類)を終濃度10 uMで添加し、種々のサイトカインのmRNAとタンパク質の定量を行い、各種脂肪酸の分化への影響を観察した。a)樹状細胞分化における脂肪酸の影響:B6マウスの骨髄細胞を10 ng/mlのGM-CSFで6日間培養した。分化途中の培養0, 2, 4日目に各脂肪酸を終濃度10 uMで添加した。培養6日目にLPSを終濃度100 ng/mlになるよう添加し、4時間後に細胞からTotal RNAを回収し、定量的PCR法にてIL-12 p35、p40、IL-4、IL-6、TGFβ、IL-23p19のmRNA量を測定した。複数の脂肪酸が、LPSによるIL-12 p35産生を抑制した。b)T細胞Th0/1/2/17分化における脂肪酸の影響:B6マウスの脾臓とリンパ節より細胞浮遊液を作製し、TER119、pan-NK、CD8α、CD11b、CD11c、B220、CD25抗体でdepletionを行い、naive CD4陽性細胞を単離した。これらを5 ug/mlの濃度でプレートに固相化した抗CD3抗体と0.5 ug/ml抗CD28抗体で4日間刺激し、Th0分化を行うが、刺激開始時と2日後に各脂肪酸を終濃度10 uMで添加した。4日後に培養上清中のIFNγとIL-4をELISAで定量した。同様に、既に確立されている培養条件でTh1/2/17にも分化させる際にも各脂肪酸を終濃度10 uMで添加し、サイトカイン産生への各種脂肪酸の影響を観察した。Th1分化ではIFNγ、Th2分化ではIL-13、Th17分化ではIL-17量を定量した。複数の脂肪酸がサイトカイン産生を阻害した。c)有機合成法が確立されず、クオリティ研究の遅れている不飽和脂肪酸代謝産物(レゾルビンD4、レゾルビンE1代謝産物)の合成法を確立した。ほぼ申請書の平成27年度に記載した通りに研究が遂行できているため。a)T細胞Th0/1/2/17分化と細胞膜脂質の組成変化:B6マウスの脾臓とリンパ節より細胞浮遊液を作製し、TER119、pan-NK、CD8α、CD11b、CD11c、B220、CD25抗体でdepletionを行い、CD4陽性細胞を単離した。これらをプレートに固相化した抗CD3抗体と抗CD28抗体で4日間刺激し、Th0分化を行った。同様に、既に確立されている培養条件・サイトカイン添加でTh1/2/17/Tregにも分化を行った。これらの細胞を溶解して脂質を抽出し、質量分析計を用いて細胞膜リン脂質、遊離脂肪酸などの脂質総合解析を行った。T細胞サブセットの間でリン脂質や中性脂質の脂肪酸長や不飽和度(リポクオリティ)に大きな違いが観察された。

b)全身麻酔薬プロポフォールの抗炎症作用の解析:古くから全身麻酔薬に抗炎症作用があることは以前より知られていたが、そのメカニズムは不明であった。Boston小児病院麻酔科のDr. Koichi Yukiとの国際共同研究で、全身麻酔薬であるプロポフォールが、5-リポキシゲナーゼに直接結合し、炎症性の脂質メディエーターであるロイコトリエン産生を抑制することを見いだした。さらに分子モデリングを行い、部位特異的変異導入実験をおこなってプロポフォールと相互作用する5-リポキシゲナーゼのアミノ酸を特定した(Okuno, Faseb J, 2017)。合成展開としては、炎症に関連する生理活性の強い不飽和脂肪酸代謝産物のうち、レゾルビンD5、14, 21-ジヒドロキシ-DHA、12-HHT,12-HHD、12-HHTE、EPAの17,18-エポキシ体の合成法を開発した。1,2-ジオール系代謝産物の合成研究を手がけた。ほぼ申請書の平成28年度に記載した通りに研究が遂行できているため。a)マクロファージM1/M2分化における脂肪酸の影響:ロイコトリエンB4受容体BLT1がM2マクロファージのみに発現し、VEGF放出を介して病的血管新生を促進していることを見いだした(JCI、リバイズ中)。ロイコトリエンB4や各種脂肪酸の刺激ではM1/M2分化に変化は生じなかった。また、マクロファージの長期培養によってアラキドン酸含有リン脂質が減少し、代わりにミード酸を含有するリン脂質が増加すること、これらの膜リン脂質の組成変化に応じて脂質メディエーターの産生プロファイルが変化することを見いだした(Okuno, JLR 2017)。b) T細胞Th0/1/2/17分化における脂肪酸の影響: T細胞サブセットの間でリン脂質や中性脂質の脂肪酸長や不飽和度(リポクオリティ)に大きな違いが観察されたことから、これらの不飽和脂肪酸の含有量の変化がT細胞分化に与える影響を観察することとした。そのため、脂肪酸に二重結合を導入する酵素FADH2の遺伝子欠損マウスの作成に着手し、その作出に成功した。c)ロイコトリエンB4受容体BLT1の結晶構造の解明:生理活性を有する脂肪酸であるロイコトリエンB4の高親和性受容体BLT1と拮抗薬BIIL260の共結晶構造の解明に成功した。BIIL260のベンザミジン基が、様々なGタンパク質共役型受容体に共通して観察されるナトリウムイオン-水の間のイオン結合を切断する事から、ベンザミジン基を有する化合物が多数のGタンパク質共役型受容体の拮抗薬や逆作動薬となる可能性を示した(Hori, Nat Chem Biol, 2018)申請書に記載した通りに研究が遂行できているため。a)マクロファージM1/M2分化における脂肪酸の影響:ロイコトリエンB4受容体BLT1がM2マクロファージのみに発現し、傷害網膜へ浸潤し、VEGF放出を介して病的血管新生を促進していることを明らかにした。また、レーザー傷害網膜でロイコトリエンB4が産生されていることも明らかにした(JCI insight 2018)。b) T細胞Th0/1/2/17分化における脂肪酸の影響:脂肪酸の不飽和化を担う酵素FADH2の遺伝子欠損マウスを作製した。通常食では遺伝子改変マウスの臓器の脂肪酸組成に大きな異常は観察されなかったが、アラキドン酸除去食を摂食させることで、肝臓をはじめとした多くの臓器において、細胞膜脂質における高度不飽和脂肪酸の割合が減少し、脂肪酸組成を変化させることが可能であることが分かった。一方、脳や網膜といった臓器では高度不飽和脂肪酸の減少が観察されず、何らかの不飽和脂肪酸保持機構が存在することが分かった。
高次元複素力学系の無理的中立周期系とネヴァンリンナ理論の解析的研究

射影空間上の有限自己射にたいする非線型性の有限性と消滅を複素数体とはかぎらないより一般の体上で確立し、応用として高次元複素力学系の特異領域の定量的性質が研究成果として得られた。さらに、複素および非アルキメデス的力学系のリヤプノフ指数の近似公式を確立することにより、非アルキメデス的力学系における未解決問題である古典的反発周期系の古典的ジュリア集合における稠密性問題をリヤプノフ指数の正値性の仮定の下に解決するという研究成果を得た。複素力学系における無理的中立周期系の定量的研究においては、高次元においては回転特異領域に限らずいわゆる複素領域の解析的一意化定理が確立されていないことが第一の困難な点であるが、研究代表者は複素解析学においてそのような場合に伝統的に用いられてきたネヴァンリンナ理論を用いて回転特異領域の定量的性質と射影空間上の正則自己同型写像の大域的非線型性とを結びつける研究を行い、両者に相互参照的な観点を与えた。一方で一次元の場合の理論の精密化を念頭に置き、外部場付きポテンシャル核を用いた重み付きポテンシャル論を用いて平均根分布に関する等分布定理のみならず種々の複素力学系に付随するポテンシャル論的不変量の具体的な計算の大幅な簡略化を与えることに成功するとともに、研究代表者により以前に得られていたヴァリロンの欠如指数の消滅定理に関してより精密な研究を行った。同時に有理型函数の無理的中立周期系の研究をネヴァンリンナ理論を中心とした値分布理論の観点から研究した。複素力学系を複素数体とは限らないより一般の代数的閉体で非自明なノルムに関する完備性を有したものに拡張したものとして非アルキメデス的力学系の研究がある。非アルキメデス的力学系の研究においては古典的射影空間のみならずそれを稠密に含むコンパクト位相空間であるベルコビッチ空間上でその力学系を研究する事が重要である。ベルコビッチ空間での力学系の研究はその副有限実樹としての構造から自然に定まるラプラシアンとポテンシャル論の構築により現在のところ次元が1の場合には非常な成功をおさめているが、高次元では未だ発展段階にある。本年度はこの高次元非アルキメデス的力学系において一次元ベルコビッチ空間における各点有界性を含む形で力学系の局所定量的非線型性の評価を確立した。併せて複素力学系の基本原理である、反復逆像の値分布の漸近等分布現象の対数ポテンシャル論による簡明な理解を与えることにより平衡測度、動標的の場合の反復方程式列の根の分布の漸近的性質とジュリア・ファトウらによる古典的複素力学系の定性的性質との間の関連をも明らかにした。
着床関連遺伝子Mac25の生理作用と着床の分子機構

ラット着床成立時の子宮で誘導されることが判明したmac25の着床過程での発現とその生理活性について検討した。内因性mac25は着床間(非着床)部位の筋層に近い内膜間質細胞に局在しており、着床付近で発現上昇がみられた。着床遅延モデル並びに人為的脱落膜化モデルを用いた検討よりmac25発現は、脱落膜腫の形成過程で著しく減少することを明かにした。着床前日の培養子宮内膜細胞でのリコンビナントmac25処置はIGF-Iの増殖促進作用を抑制した。また、その抑制作用はG1期停滞作用によるものであることを見い出した。子宮筋細胞においてmac25はPGI_2産生を促進した。mac25高発現アデノウイルスベクター(Ad-mac)を構築し,このベクターはmac25蛋白質を発現することが可能なベクターであることを確認した。着床前のラット子宮内膜間質細胞へのAd-mac処置によりmac25が高度に発現され、この時の着床関連因子であるCOX-IIとPGE合成酵素の発現は顕著な上昇を示した。mac25蛋白質の添加でもCOX-II発現の上昇とPGI_2,PGE_2の分泌量の上昇がみられた。脱落膜細胞ではこのような効果は認められなかった。ヒト子宮内膜間質細胞株におけるジブチリル(db)-cAMP添加による脱落膜化の誘起過程でAd-mac処置は脱落膜化を抑制した。mac25蛋白質添加でもこの抑制効果が観察でき,ラットでの結果と同様にPGI_2とPGE_25の分泌量は上昇した。以上、着床成立時に発現を上昇させるIGF結合蛋白質関連蛋白であるmac25は、着床に関連した子宮機能の調節においてIGF作用を調節すると共にCOX-II、PG産生系の調節作用と脱落膜化の抑制を介して着床に関与することが示唆された。オートクライン・パラクライン的にmac25は着床誘起と脱落膜開始に向けた子宮内環境の準備に役割をもつと考えられる。Mac25(最近、IGF binding protein-related protein 1として分類された)の機能解析を行うためのリコンビナントMac25蛋白の生産と子宮細胞に対する作用の検討、さらに子宮内膜細胞株の樹立とin vitro着床モデル系の確立の準備を主に進めた。先ず、リコンビナント蛋白のin vitro発現・精製と着床前子宮由来の内膜細胞の増殖に対する影響を検討した。全長mac25cDNAをFlagとhistidine6個の残基からなるtagをコードした発現ベクターpSRαCHFXに組み込み、COS7細胞を用いてN末端またはC末端にtagを付加したリコンビナントmac25蛋白質(rmac25)と、tagを付加しないもの(3種類)を作成した。N末端のtag付加rmac25は、NTAカラムによる粗精製後、特異性の高いanti-Flag M2カラムでアフィニティー精製を行った。得られた標品の活性を、FACSを用いたリガンド結合実験で確認した後に、精製したrmac25を用いて、着床前日のラットの初代培養子宮細胞とBALB・3T3細胞の増殖に及ぼす作用を検討した。即ち、0.1%血清含有培地中で着床成立前における役割が示唆されているインスリン様増殖因子・IGF-Iの非存在下と存在下でrmac25を添加し、細胞数の変化を測定した。mac25単独の子宮細胞に対する効果は認められなかった。

しかし、培養液中にIGF-Iを添加すると細胞数は増加したが、rmac25はその増殖促進作用を阻害した。同様の抑制効果は他の2種のrmac25標品でも認められた。以上の結果より、着床直前の子宮細胞においてmac25は、IGF-Iの細胞増殖促進効果を阻害することが明かとなった。一方、BALB・3T3細胞においては、rmac25は細胞増殖を促進した。これらの結果とmac25産生調節に関する検討結果より、mac25は主に着床準備に必須であるプロゲステロンにより促進的調節を受け、着床周辺期に子宮筋層側の内膜間質細胞で発現を上昇させる因子であり、子宮の胞胚受容能獲得に役割をもつことが報告されているIGFと相互作用することが示唆された。子宮内膜細胞株(上皮・間質細胞)の作製実験に関しては、今年度はin vitroでの着床・脱落膜化モデルの検討をための子宮上皮細胞と間質細胞の細胞株を樹立することができた。昨年度調製したリコンビナントMac25蛋白質の生理活性を引き続き検討すると同時に、アデノウィルスベクターの調製とそのベクターを用い着床過程の子宮内でMac25を過剰発現させた場合の着床と脱落膜化への影響の検討を計画した。1.Mac25発現ウィルスの子宮内膜における発現を試みるためAdEasy Vector Systemを用いて組換えMac25アデノウィルスベクターを調製した。全長mac25cDNAを含むDNA断片をTransfer Vectorに組み込み、ベクターを調製、Mac25蛋白質発現を確認した後に、直線化ベクターをpAdEasy-1 Vectorと共にE.coli(BJ5183)へトランスフォームした。相同組換えが確認できた組換えDNAをPacIで切断し、HEK293細胞へ導入して組換えウィルスを産生させた。精製し力価を測定した組換えウィルスを着床受容期のラット子宮内に投与し、Mac25の子宮での過剰発現を試みると同時に、着床と脱落膜化への影響を検討した。組換えウィルス注入部位での着床数は促進される傾向にあった。しかし、発現効率が悪いため現在、実験系をマウスに移行している。2.In vitroヒト子宮内膜間質細胞の脱落膜化モデル系を確立した。このモデル系で培養6日目以降に形態学的変化と顕著なプロラクチンとIGF binding protein-1の増加を認めた。本培養系でのMac25発現アデノウイルスの影響をリコンビナント蛋白及び抗体の作用と合わせて検討中である。着床直前の妊娠5日目由来ラット子宮内膜細胞の増殖に対するMac25の作用を再検討し、IGF-Iの増殖刺激作用をMac25は10100ng/mLの用量間で用量依存的に抑制することを確認した。3.着床機構に関与することが示唆されているプロスタサイクリン(PGI_2)産生への影響を調べた。培養子宮筋細胞系においてMac25(50ng/mL以上)の添加でPGI_2レベルは有意に上昇した。比較として用いたホルボルエステルでもそのレベルは増加した。このMac25によるPGI_2レベルの高進作用は、IGF-I存在下では増強された。PGI_2 synthase mRNA発現が着床部位周辺の間質細胞や子宮筋層であることから考えるとMac25はパラクライン作用によりPGI_2産生を上昇させ、着床準備に関与することが示唆される。アデノウイルスベクター(Ad-mac)
生物発光検出法による生体成分の微量分析法の開発

生体内には、多種多様の生理活性物質が超微量からある程度の量に亘って存在し、我々の体のホメオスターシスを保持している。このバランスが崩れた時に健康状態を損なう。臨床化学分析においては、種々の生体内生理活性物質を測定することにより、診断の助としている。存在量の多い物質についての測定は問題ないが、微量又は超微量の生理活性成分の測定に関しては、種々の工夫が凝らされており、なかでも免疫化学反応を利用して生体内の目的成分のみを特異的に分析するイムノアッセイが繁用されている。著者等は既に化学発光検出法を用いた種々の生体成分の超微量分析法を確立し、一部は実用化されている。ホタル等の生物発光の効率は化学発酵法に比べて、その量子収率は約20倍高い。より高感度な生物発光検出法を用いれば、従来検出できなかった微量の成分が検出可能となり、病態の解明に寄与出来る可能性を秘めている。本研究では遺伝子工学で再構成された耐熱性のホタルのルシフェラーゼによる生物発光を検出に用いる超高感度なアッセイ系を確立する目的で以下の検討を行った。(1)アセテートキナーゼ(AK)を標識酵素とする生物発光検出イムノアッセイによる生体内微量成分の測定(2)ピルベートホスフェートジキナーゼ(PPDK)を標識酵素に用いる生物発光検出イムノアッセイによる生体内微量成分の測定(3)ビオチン化ルシフェラーゼを用いる標識酵素に用いる生物発光検出イムノアッセイによる生体内微量成分の二成分同時アッセイこられの研究により確立された方法は、高感度でその有用性は生体試料の測定にも十分対応可能であった。現在、イムノアッセイの高感度検出法として用いられている化学発光検出法を第二世代の検出法とすれば、生物発光検出法はいわば第三世代の超感度検出法として期待されている。反応が迅速で、高感度で、手軽で、廃棄の簡単な生物発光検出イムノアッセイが種々の生体成分や生体中の薬物等の有力な分析法となると思われる。遺伝子工学の進歩に伴い、種々の酵素が再構成調製されるようになり、従来は不安定で精製品が入手不可能又は入手可能でも非常に高価であった酵素が、最近では安定でかつ比較的安価に入手出来るようになった。本研究では、ホタルのルシフェラーゼによる生物発光を検出に用いる超高感度なアッセイ系を確立する目的で以下の検討を行った。ホタルルシフェラーゼの発光反応はATP+ルシフェリン→ホタルルシフェラーゼ,オキシルシフェリン, Mg^<2+>+光(生物発光)このリコンビナントのホタルルシフェラーゼは、耐熱性ではあるが、化学修飾には弱く、不安定であるため、イムノアッセイやブロッティングアッセイの標識酵素としては使用できない。そこで、ATP産生酵素であるアセテートキナーゼ(AK)との組み合わせによる方法すなわち、AKを標識酵素とし、AK活性の測定に基質にアセチルリン酸とADPを用い、生成したATPを上記の反応で測定する方法である。すでに著者らはATP産生酵素としてのアセテートキナーゼ(AK)を用い、以下の検討を行ってきた。すなわち、1.生物発光検出によるAK活性測定法の確立:AKとして6x10^<-20>モル/アッセイまで検出可能な系を確立、2.AKを標識酵素とした酵素イムノアッセイ系の確立:甲状腺刺激ホルモン(TSH)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、17-ヒドロキシプロゲステロン(17-OHP)などのイムノアッセイを確立

このような基礎の上に、平成9年度は、さらにアビジン-ビオチンを用いるAKのユニバーサルな系を確立した。ユニバーサルなAK標識生物発光イムノアッセイの応用として、マウスインターロイキン-6(mIL-6)、ヒト生長ホルモン(hGH)ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)の測定法を確立した。また10年度以降に行う予定のDNAのシークエンスの生物発光検出についても予備検討した。試薬の安定化に関しては、ゼプトライトABCキットを開発し、既に研究用試薬(キッコ-マン)として上市している。既に確立したATP産生酵素であるアセテートキナーゼ(AK)の発光検出法は、不安定なホタルルシフェラーゼの欠点を補う高感度な方法で、AKとして6x10^<-20>モルまで検出可能であった。AKを標識酵素として前年度までに甲状腺刺激ホルモン(TSH)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、17-ヒドロキシプロゲステロン(17-OHP)などのイムノアッセイを確立した。また、ユニバーサルな検出系として、ビオチン化AK/ルシフェラーゼからなる検出試薬キット(ゼプトライトABC)を用い、マウスインターロイキン-6(mIL-6)の測定法を確立し、ストレス負荷時の各組織中のmIL-6の動態を測定した。ブロッティングアッセイの検出への応用としては、α-フェトプロテインのウエスタンブロッティングに応用した。生物発光検出RFLP-ELISA法への応用は、骨粗鬆症のビタミンDレセプター遺伝子をモデルに検討した。即ち、ビオチン及びフルオレセイン標識プライマーを用いPCRを行い、次に制限酵素により消化後、抗フルオレセイン抗体固相化プレートを用いてイムノアッセイを行う。プレート上にトラップされたビオチンをビオチン化AKで生物発光検出した。その結果、電気泳動法と同様な正確さでビタミンDレセプター遺伝子の多型を検出出来た。本法は簡便で、一度に多量の試料を解析でき、骨粗鬆症の遺伝子診断法として有用な方法と思われる。PPDK生物発光測定法最小検出感度は1.36x10^<-20>mol/assayであり、当教室で開発されたAKと同程度の感度が得られた。α-フェトプロテイン、インスリン及びPACAP38のBL-EIAに応用した。BL-EIA AFPの最小検出感度(Blank+3SD)は2.79x10^<-18>mol/assayであり、同様にインスリンのBL-EIAでは、最小検出感度が9.26x10^<-17>mol/assayであり、またPACAP38では1.7x10^<-17>mol/assayの最小検出感度であった。
歯科鋳造用チタン合金の開発

チタン合金が耐蝕性にきわめてすぐれており、人体に対する安全性が高いことから歯科用から医療用に至るまで幅広い応用が期待されている。歯科材料としては寸法精度や複雑な形状のものが要求され、精密鋳造が必要不可欠であるが、チタンは元来は活性な金属であり、高い温度では酸化され易く、溶解中に酸素や窒素と反応や吸収が起こり易く、鋳型材と反応し易いなどの問題がある。チタンの鋳造は、これまでに主に埋没材側から研究が進められてきた。しかし純チタンは融点が約1670°Cと高く、埋没材に触れると瞬間的に凝固するため鋳造欠陥を生じ易い。これを改良するためには融点を下げるなど、合金側から改良する必要があると思われる。合金化すると、融点を下げるばかりでなく、機械的性質も改良することができる。この研究では歯科鋳造に最適で、しかも機械的特性のすぐれたチタン合金の開発を行なうことを目的として研究を行った。チタン合金の開発を進めていく上で最初に問題となったのは、使用するチタンによって合金の性質が大きくばらつくことである。そこで純チタン鋳造体の力学的性質に影響を及ぼす因子について、インゴットの種類及び溶解雰囲気の影響について調べた。また、鋳造体の力学的性質に及ぼす不純物の影響についても検討した。その結果材料中の不純物や溶解雰囲気のチタンの力学的性質への影響についての基礎的データが得られた。これらを基礎としてチタン-ジルコニウム合金、ニッケル-チタン合金の研究を行った。チタン-ジルコニウム合金は生体適合性に優れているが、擬似体液中での表面変化の状態は純チタンの場合と若干異なることが判明した。ニッケル-チタン合金は融点は1300°C付近で純チタンよりも、400°C近く融点が低いため、鋳造が容易でリン酸塩系埋没材を使用しても鋳造体は形状記憶効果や超弾性という特殊な機能を示した。チタン合金は耐蝕性にすぐれ、歯科応用が期待されているが、この研究では歯科鋳造に最適で、しかも機械的特性のすぐれたチタン合金の開発研究を行っている。今年度はチタン合金の開発を行っていく上で重要な基礎的なデ-タを得るために、純度の異なるスポンジチタンを用いた鋳造および埋没材の影響について調べた。まず純度の異なる4種類のスポンジチタンを用いた鋳造については、機械的性質は純度が低くなり不純物が多くなるほど強さ、硬さが高くなり、伸びが小さくなった。純チタンの純度を変化させることによって鋳造物の機械的性質をコントロ-ルできることが確認された。また鋳型材については、マグネシア系を用いた純チタン鋳造物で伸びが最大になり、アルミナ系、リン酸塩系シリカ埋没材の順に小さくなった。硬さについては逆の順になった。鋳型材の影響については、骨材である酸化物の反応性だけでなく、結合材や膨張材などの添加物の影響が関わるものと考えられる。つぎに材料の生体安全性を調べるため長期間浸漬によるイオンの溶出試験を行った。今年度は純チタン、Tiー6Alー4V合金および、従来から生体用に用いられているオ-ステナイト系ステンレス鋼sus316Lの3種類について長期間の溶出試験を始めた。溶出試験に用いた溶媒は、0.9%塩化ナトリウム水溶液、および1.0%乳酸である。測定にはICP発光分光分析計PS3000(リ-マン・ラボ社製)を用いた。浸漬は振盪(100回/60S)および静置の2条件で行い、恒温槽によって液温を310±0.5Kに維持した。

浸漬期間はまだ比較的短いが、途中経過の段階では純チタン、Tiー6Alー4v合金の場合でも、Tiイオン溶出量は浸漬期間に比例的に増加した。これらの試料は引き続き試験を継続中であり、次年度以降は新しく開発した合金についても追加して行く予定である。チタン合金は耐食性にすぐれ歯科応用が期待されているが,この研究では歯科鋳造用のチタン合金の開発の研究を行っている。チタン合金は合金の元となる材料中の不純物や埋没材により鋳造後の機械的性質はかなり影響を受けるが,今年度はまず昨年に引続き合金化前の基礎的なデ-タを詳しく検討した。つぎに鋳造性の改良のため,少量の合金元素を添加した場合の機械的性質の変化について検討した。その結果,チタン合金の機械的性質の改良にはAlやFeを加えた場合がもっとも効果がありついでSn,Fe,V,In,Zr,なども効果があることが判った。TaやAgの場合は機械的性質はあまり大きく改良されない。これらの元素が鋳型材との反応や鋳造性にどのようにかかわるかについて引続き検討する予定である。チタンは活性な金属のために,鋳造時に鋳型との反応や酸素の吸着により表面に酸素濃度の高い部分を生じる。そこで鋳造した表面の耐食性についてポテンシオスタットを用いて電気化学的検討を行った。その結果表面に反応層を生じても耐食性にはほとんど問題はないという結論を得た。チタンの臨床応用が進むにつれて,いろいろなタイプの人が鋳造すると思われるが,表層部分の耐食性や生体親和性については十分検討しておく必要があり,引続き検討していくことにした。前年度に引続き各種溶液を用いて長期間浸漬によるイオンの溶出試験を行っているが,溶出してくる元素は,溶液や金属イオンの種類によりかなり様子が異なり,溶出試験にあたっては当初予想しなかった新らしい知見が得られ,引続き検討中である。チタン合金が耐蝕性にきわめてすぐれており、人体に対する安全性が高いことから歯科用から医療用に至るまで幅広い応用が期待されている。歯科材料としては寸法精度や複雑な形状のものが要求され、精密鋳造が必要不可欠であるが、チタンは元来は活性な金属であり、高い温度では酸化され易く、溶解中に酸素や窒素と反応や吸収が起こり易く、鋳型材と反応し易いなどの問題がある。チタンの鋳造は、これまで主に埋没材側から研究が進められてきた。しかし純チタンは融点が約1670°Cと高く、埋没材に触れると瞬間的に凝固するため鋳造欠陥を生じ易い。これを改良するためには融点を下げるなど、合金側から改良する必要があると思われる。合金化すると、融点を下げるばかりでなく、機械的性質も改良することができる。この研究では歯科鋳造に最適で、しかも機械的特性のすぐれたチタン合金の開発を行なうことを目的として研究を行った。チタン合金の開発を進めていく上で最初の問題となったのは、使用するチタンによって合金の性質が大きくばらつくことである。そこで純チタン鋳造体の力学的性質に影響を及ぼす因子について、インゴットの種類及び溶解雰囲気の影響について調べた。また、鋳造体の力学的性質に及ぼす不純物の影響についても検討した。その結果材料中の不純物や溶解雰囲気のチタンの力学的性質への影響についての基礎的データが得られた。これらを基礎としてチタン-ジルコニウム合金、ニッケル-チタン合金の研究を行った。チタン-ジルコニウム合金は生体適合性に優れているが、擬似体液中での表面変化の状態は純チタンの場合と若干異なることが判明した。
高感度生体イメージング法を用いた狂犬病ウイルス潜伏感染部位の同定と診断応用

本研究では、発症犬の唾液中に含まれるウイルス量の調査に加え、野外株低用量接種により長く不定な潜伏期を再現したマウスモデルを使用して、潜伏期間中のウイルスの局在の特定、さらに潜伏部位における遺伝子変動を解析することを目的とした。本研究では、狂犬病ウイルスの感染動態を高感度に検出できるin vivo発光イメージングにより、マクロ視点で長期潜伏感染時の潜伏部位を同定し、さらに超高感度核酸検出系によりミクロ視点で細胞種を特定する。さらに、その細胞で発現上昇する遺伝子を同定する。こうした遺伝子は、狂犬病の発症前診断法確立におけるバイオマーカーに使用できる可能性がある。
幾何学的torsion Galois表現と分岐理論

混標数(0,p)の局所体上のtorsionGalois表現の分岐理論について研究した.混標数の局所体の整数環上のpで消える有限平坦群スキームの圏から,等標数における同様の圏への埋め込みが存在することが知られている.本研究ではその埋め込みが分岐を保つことを証明した.これにより,混標数における分岐の研究をより容易な等標数の場合に帰着することができる.この定理の応用として,p進Siegel保型形式の基礎理論であるAbel多様体の標準部分群の理論について,標準部分群の新しい存在定理を示した.混標数(0,p)の局所体上のtorsionGalois表現の分岐理論について研究した.混標数の局所体の整数環上のpで消える有限平坦群スキームの圏から,等標数における同様の圏への埋め込みが存在することが知られている.本研究ではその埋め込みが分岐を保つことを証明した.これにより,混標数における分岐の研究をより容易な等標数の場合に帰着することができる.この定理の応用として,p進Siegel保型形式の基礎理論であるAbel多様体の標準部分群の理論について,標準部分群の新しい存在定理を示した.本研究の目的は、局所体上の幾何学的torsionGalois表現の詳細構造を分析する新しい手法の構築である。本年度は主に、混標数局所体K上のsemi-stableなp進表現に伴うmod p表現の半単純化に現れる従順指標の統制手法について考察した。そのためには、semi-stableなp進表現Vに伴うKisin加群Mから、何らかの局所体の整数環上の良い有限平坦完全交差代数を構成すること、そしてそこに何らかの群構造を入れること、の二点が必要だった。今年度の研究では、混標数局所体Kから等標数局所体に移行することでこの二点を同時に解決できた。具体的には、等標数局所体の整数環上に、Mに対して定まる有限完全交差群スキームHを構成し、Hの分岐の値とVの従順指標のレベルが完全に一致することを証明した。当初の証明は管状近傍のreductionを調べるものだったが、今年度7月に参加したフランス・ロスコフでの研究集会で行った議論を参考にして簡略化できた。この結果は本研究の前半部分として計画していた通りのものであり、Galois表現の半単純化の新しい幾何学的意味付けを与えている。さらに、MがKの整数環上のBarsotti-Tate群Gと対応している場合、そのp-torsion部分G[p]とHとは分岐フィルトレーションがノルム体関手を通して同型になること、つまりこの場合には等標数側と混標数側で分岐現象が一致すること、も分かった。このような、等標数側と混標数側の分岐の一致(ないし類似)は、研究の次の段階である(Barsotti-Tateと限らない)crystalline表現の分岐のより詳細な解析にとって重要であると考えており、引き続き研究を行っている。また、crystalline表現に伴うmod p表現の分岐の評価についても考察し、Kの整数環上に、与えられたmod p表現のモデルとなる有限平坦代数で性質の良さそうなものを構成できた。その代数の分岐が非常に良いことを示すのが次の課題になるが、いくつかの場合において実際に良い分岐の評価が得られることを確認した。本研究の目的は、局所体上の幾何学的torsionGalois表現の新しい分析手法の構築であった。前年度は幾何学的torsion Galois表現の半単純化の解析法について研究し、目的を達成したので、本年度は次の目的である、半単純化を取る前のtorsion Galois表現の、分岐現象を含めたより詳しい解析法について研究した。その結果、研究実施計画に述べた、混標数と等標数の分岐現象の類似についての研究で成果が得られた。有限平坦表現は幾何学的torsionGalois表現の一種であるが、混標数局所体と等標数局所体で有限平坦表現の分岐現象が一致する、という定理が前年度の研究で得られていた。この定理を用いて混標数局所体からより単純な等標数局所体に移行することで、有限平坦表現の詳しい解析が容易になる。本年度はこの研究をさらに推し進めた。具体的には、まずこの定理の証明をBarsotti-Tate群による分解を用いて整理・簡略化したうえで、定理のp進Siegel保型形式の理論に対する応用を与えた。p進Siegel保型形式の(pでの)Hecke作用素のスペクトル理論を展開するには、Abel多様体の標準部分群の理論が必要になる。標準部分群とはAbel多様体のreductionにおけるFrobenius写像の核の持ち上げのことであり、Abel多様体がordinary reductionに「近い」時に限って存在することが知られている。標準部分群はAbel多様体のp巾torsion部分の分岐部分群として現れるため、その理論は有限平坦表現の分岐現象の一種とみなせる。本年度は、上記の定理を用いた等標数への移行によって、これまでに知られていた標準部分群の存在条件を改良し、先行研究とオーバーラップがある場合でも簡明な新証明を与えた。上記の定理とこの標準部分群の存在定理は、本年度中にそれぞれ講演を行い、論文を作成した。前者についての論文は学術雑誌に投稿中である。
超音波2波法を用いたトレーニングと骨密度・骨質の関連性の検討

本研究は,大学スポーツ選手を対象として,スポーツが骨組成に与える影響について,トレーニング課程における筋の変化と対比して観察する.本研究における筋形質の変化と骨形成の関係について現時点では,筋肥大を目的としたウェイト・トレーニングと皮質骨骨密度に有意な関係がみられ,パワー向上を目的としたウェイト・トレーニングでは,海面骨骨密度との間に有意な関係が見られ,トレーニングによる負荷と形式の違いが,骨形成に異なった影響を及ぼすことが判明した.本研究は,超音波を用いた骨密度測定装置を使用しており,従来から広く使用されているX線CT法では実現しなかった「骨質」すなわち,骨の「弾性的特性」を評価できる.この測定装置の特性を利用し,骨の弾性的特性とスポーツ動作との関係を見た場合,野球選手のシーズン中の経時的測定において、ボールスピードの向上と骨の弾性的特性において、相反する結果が見られた.すなわち,ボールスピードが向上するに従い,海綿骨弾性定数が減少するという結果を得た.今後も,各種スポーツ動作やトレーニング方法の違いが,骨強度にどの様な影響をおよぼすかについて,骨の観察という新しい角度から,スポーツ活動による重力負荷および筋収縮と骨組成との関係という,スポーツ選手の内的資質にも注目し検討を加える.また,研究成果を競技力向上のための新しいトレーニングメニューの開発とともに,スポーツ外傷予防のためのリスク要因についても考究する.本年度も大学スポーツ選手を対象として各種の測定を実施した.2017年度の検討では,筋肥大を目的としたウェイト・トレーニングと皮質骨骨密度に,パワー向上を目的としたウェイト・トレーニングでは,海面骨骨密度との間にそれぞれ有意な関係があることが判明した.2018年度は、スポーツ活動が骨質に与える影響について,BIODEXを用いて等速制筋力と筋パワーとの関係から検討を行い,海外の学会で報告できる資料を得た.そのため研究は「おおむね順調に進展している」と考えられる.2019年度も引き続き,従来のX線CT法では実現しなかった「骨質」すなわち,骨の「弾性的特性」を超音波骨密度測定装置により測定し,各種スポーツ動作およびトレーニング方法が,骨質に与える影響について継続して検討を加える.本研究は、2018年度も大学スポーツ競技選手を対象として各種の測定を実施した.本年度もBIODEXを使用した等速性筋力測定,インピーダンス法による形態・体組成測定,超音波骨密度測定装置による手関節骨密度測定を実施する.各測定は,厳寒期と猛暑期を除いて,春期および秋期に分けて実施する.被験者は,原則としてスポーツ競技選手であるが,一般学生の測定も実施し,トレーニング負荷が及ぼす骨・筋への影響を観察する.その結果から,スポーツ競技選手に必要と考えられる「資質」について検討を行う.特に2019年度は,等速性筋力と骨形成の関係について検討を行い,より多角的にスポーツ競技選手に必要と考えられる外的・内的資質について検討を加える.本研究は,大学スポーツ選手を対象として超音波骨密度測定装置を使用し,スポーツが骨組成に与える影響について,トレーニング課程における筋の変化と対比して観察する.本研究における筋形質の変化の観察は,MRI検査装置により行う.筋形質の変化と骨形成の関係について現時点では,筋肥大を目的としたウェイト・トレーニングと皮質骨骨密度に有意な関係がみられ,パワー向上を目的としたウェイト・トレーニングでは,海面骨骨密度との間に有意な関係が見られた.本研究で使用する超音波骨密度測定装置は,従来から広く使用されているX線CT法では実現しなかった「骨質」すなわち,骨の「弾性的特性」を評価できる.この骨の弾性的特性とスポーツ動作との関係においては,野球選手のシーズン中の経時的測定において、ボールスピードの向上と骨の弾性的特性において、相反する結果が見られた.すなわち,ボールスピードが向上するに従い,海綿骨弾性定数が減少するという結果を得た.今後も,各種スポーツの動作やトレーニング方法の違いが骨密度にどの様な影響をおよぼすかについて,引き続き観察を行う.今後も,骨の観察という新しい角度から,スポーツ活動による重力負荷および筋収縮と骨組成との関係,すなわちスポーツ選手の内的資質について検討を加える.また,各種研究成果を競技力向上のための新しいトレーニングメニューのために運用するとともに,スポーツ外傷リスク要因の追求もその視野に置く.本年度は,大学スポーツ選手を対象として各種の測定を実施した.骨組成の測定では,超音波骨密度測定装置を使用し,スポーツ活動が骨組成に与える影響について,トレーニング課程における筋の変化と対比して観察した.また,トレーニングにより獲得した筋特性を等速性筋力想定装置であるBIODEXを用いた結果と比較検討を行った.これに関して,陸上競技短距離競技選手の脚筋力と骨組成の関係を見た.本年度は,本研究の検討項目の一つである,MRI検査装置による「筋形質」の変化の観察は行わず、等速性筋力測定装置により、主に等速性筋力と骨形成の関係について検討を行った.前年度,筋肥大を目的としたウェイト・トレーニングと皮質骨骨密度に有意な関係がみられ,パワー向上を目的としたウェイト・トレーニングでは,海面骨骨密度との間に有意な関係が見られた.今年度は,このような明確な結果は得られなかったが、引き続き「筋」と「骨」の関係について観察を続ける.本研究で使用する超音波骨密度測定装置は,従来から広く使用されているX線CT法では実現しなかった「骨質」すなわち,骨の「弾性的特性」を評価できる.この骨の弾性的特性とスポーツ動作との関係においては,野球選手のシーズン中の経時的測定において、ボールスピードの向上と骨の弾性的特性において、相反する結果が見られた.

このような,各種スポーツ動作およびトレーニング方法の違いが,骨組成に与える影響について検討を加える.本研究は,大学スポーツ選手を対象として,スポーツが骨組成に与える影響について,トレーニング課程における筋の変化と対比して観察する.本研究における筋形質の変化と骨形成の関係について現時点では,筋肥大を目的としたウェイト・トレーニングと皮質骨骨密度に有意な関係がみられ,パワー向上を目的としたウェイト・トレーニングでは,海面骨骨密度との間に有意な関係が見られ,トレーニングによる負荷と形式の違いが,骨形成に異なった影響を及ぼすことが判明した.本研究は,超音波を用いた骨密度測定装置を使用しており,従来から広く使用されているX線CT法では実現しなかった「骨質」すなわち,骨の「弾性的特性」を評価できる.この測定装置の特性を利用し,骨の弾性的特性とスポーツ動作との関係を見た場合,野球選手のシーズン中の経時的測定において、ボールスピードの向上と骨の弾性的特性において、相反する結果が見られた.すなわち,ボールスピードが向上するに従い,海綿骨弾性定数が減少するという結果を得た.今後も,各種スポーツ動作やトレーニング方法の違いが,骨強度にどの様な影響をおよぼすかについて,骨の観察という新しい角度から,スポーツ活動による重力負荷および筋収縮と骨組成との関係という,スポーツ選手の内的資質にも注目し検討を加える.また,研究成果を競技力向上のための新しいトレーニングメニューの開発とともに,スポーツ外傷予防のためのリスク要因についても考究する.本年度も大学スポーツ選手を対象として各種の測定を実施した.2017年度の検討では,筋肥大を目的としたウェイト・トレーニングと皮質骨骨密度に,パワー向上を目的としたウェイト・トレーニングでは,海面骨骨密度との間にそれぞれ有意な関係があることが判明した.2018年度は、スポーツ活動が骨質に与える影響について,BIODEXを用いて等速制筋力と筋パワーとの関係から検討を行い,海外の学会で報告できる資料を得た.そのため研究は「おおむね順調に進展している」と考えられる.2019年度も引き続き,従来のX線CT法では実現しなかった「骨質」すなわち,骨の「弾性的特性」を超音波骨密度測定装置により測定し,各種スポーツ動作およびトレーニング方法が,骨質に与える影響について継続して検討を加える.2017年度は,同志社大学体育会に加盟するスポーツ競技選手を対象として各種の測定を実施した.研究方法は,BIODEXを使用した等速性筋力測定,インピーダンス法による形態・体組成測定,超音波骨密度測定装置による手関節骨密度測定を実施する.各測定は,厳寒期と猛暑期を除いて,春期および秋期のトレーニング開始期と試合期前のトレーニング終了期に分けて実施し,被験者は,スポーツ競技選手とともに,一般学生にも測定に参加してもらい,トレーニング負荷が及ぼす骨・筋の変化を観察した.それらの測定データを分析・評価して,スポーツ競技選手に必要と考えられる「資質」や外傷を受傷した選手の骨の特徴について検討を行う.特に2017年度は,陸上競技選手およびトライアスロンを専門種目とする競技選手に対し測定を行って検討を加えたが、残念ながら明確な結果が示されなかった.その原因として,被験者数が少なかったことが考えられるため、今後も被験者数および測定方法を検討し,引き続き観察を行う予定である.