hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水素プラズマを用いたSiC結晶の低温成長におけるSi基板のピラミッド処理効果

本研究の目的は、シリコン基板表面をピラミッド化に処理し、その上にSiCエピ成長を実現することである。ピラミッド化処理によって次の二つの目標を目指していた。まず、SiC/Si界面の結晶欠陥の方向を結晶成長方向からずらすことにより、結晶の成長に連れ欠陥密度を減少させる狙いがある。更に、SiC/Si界面付近にSiCとSiが混在するバッファ的な領域を形成されることで、SiCとSi間の熱膨張係数の差による結晶欠陥の導入を阻止することができる。研究の初年度では、(100)Si基板一面にフォトリソグラフィーで高さ2μmのピラミッドを作製し、その上に水素プラズマスパッタリング法でSiC結晶をエピ成長させた。これによってSiC結晶性を向上させたことが確認できた。しかし、成長温度が1075°Cを超えると、依然としてSiC/Si界面にSi基板ロスによる空洞化が進んだことも認められる。つまり、ピラミッド化処理は結晶性を改善したものの、デバイス用材料の成長に至らなかった。その原因として、結晶成長初期段階における成長速度が遅すぎることが挙げられる。成長温度が1000°Cを超えると、シリコン基板が著しく蒸発しはじめる。特に炭素などの不純物が存在する場合、結晶欠陥が基板に導入され、蒸発速度が一段と増加する。問題解決の焦点は、如何にシリコン基板が蒸発する前にSiC結晶を形成させるかである。研究の最終年度では、ピラミッドの表面を平面から曲面に変えた。これによってSiC/Si界面での空洞化が随分抑制された。曲面上にナノメートルオーダーのステップが形成されSiC成長初期段階の速度を増加させたと思われる。この成長速度の増加で曲面上ではSiC/Si界面の空洞化が完全に阻止できた。しかし、ピラミッド状ではすべての表面を曲率の小さい曲面にすることができない。フォトリソグラフィー工程も考慮して、シリコン表面のサインウェブ化を提案する。その実現方法としてシリコンのエッチングと酸化を繰り返すことによって表面曲率を減少させることが考えられる。本研究では、Si結晶表面をピラミッド化しその上でSiC結晶をエビ成長させ、結晶性に対するピラミッド化の効果を調べることを目的としている。Si結晶表面のピラミッド化処理は、KOHのエッチング方法を利用した。まず、Si表面に酸化膜を作製しフォトリソグラフィーによってパターン化する。酸化膜のエッチングを行った後、残った酸化膜がマスクの役割を果たしてSi結晶のピラミッド化処理を行う。エッチング液の濃度や温度、エッチング時間の制御により二種類のピラミッドが得られる。まず、十分なエッチング時間で処理した結果、四つのSi(111)面で覆うピラミッドが形成される。これを第一種基板と名付ける。短いエッチング時間で曲面を持つピラミッドが形成される。これを第二種基板を呼ぶ。ピラミッドのサイズは何れのケースでも底の辺の長さは2μmで、高さは約1μmであった。ピラミッド化したSi基板に対して、水素プラズマスパッタリング方法を用いSiとcのターゲットをスパッタしてSiC薄膜を成長させた。成長温度は850°C1100°C、水素圧力は200Pa、水素ガス流量は20sccm、スパッタ時間は30minであった。第一種基板では、3C-SiC結晶が成長され1000°Cの基板温度においてSic/Si界面に空洞が形成されないことも確認できた。第二種基板では、成長温度を850°Cから1100°Cまで変化させSiC成長を行った。その結果、1075°CまでSiC/Si界面に空洞化が発生しないことを確認できた。結晶は立方晶でありその結晶性は基板温度の増加に改善される。成長メカニズムに対してまだ不明な点が多いが、次のことが明らかとなった。まず、ピラミッド表面上での成長は単結晶表面での成長と違った機構で行われる。ピラミッド曲面上ナノステップの存在が大きな役割を果たしていると考えている。更に1000°C以上の温度では、SiC結合形成の活性化エネルギーはゼロであると判明した。これも結晶成長の実現に貢献していると思われる。

研究の最終年度では、ピラミッドの表面を平面から曲面に変えた。これによってSiC/Si界面での空洞化が随分抑制された。曲面上にナノメートルオーダーのステップが形成されSiC成長初期段階の速度を増加させたと思われる。この成長速度の増加で曲面上ではSiC/Si界面の空洞化が完全に阻止できた。しかし、ピラミッド状ではすべての表面を曲率の小さい曲面にすることができない。フォトリソグラフィー工程も考慮して、シリコン表面のサインウェブ化を提案する。その実現方法としてシリコンのエッチングと酸化を繰り返すことによって表面曲率を減少させることが考えられる。
角膜実質細胞の分化における小胞体ストレス応答の働き

角膜はその光学的特性により精緻なレンズ機能を有している。外傷や手術による侵襲により、角膜実質細胞の分化による線維化が過剰に生じることで、透明性低下や変形が起こり、視機能障害の原因となる。申請者は予備実験で、細胞がストレスによる障害を回避し恒常性を保つために備えている小胞体ストレス応答と呼ばれる細胞内防御機構が、線維化の指標の一つであるα-smooth muscle actin (α-SMA)の発現に関与していることを示した。今回の研究では角膜実質細胞を用い、角膜の創傷治癒に伴う角膜実質細胞の分化を小胞体ストレス応答経路が司っていることを明らかにし、角膜の線維化に対する新たな治療標的を探索する。
全身麻酔薬は腹流動化をおこすか

モルモット心室筋単一細胞およびイヌ心室筋単一細胞標本を用い、膜容量およびCaチャネルに及ぼす全身麻酔薬である吸入麻酔薬と静脈麻酔薬の作用を比較検討した。Whole cell current clamp法を用いて、静止電位から-10mV stepで過分極パルスを加え時定数を計測して膜容量の変化を計測した。心筋単一細胞の膜容量の変化は、吸入麻酔薬ハロセン、イソフルランおよびセボフルランは軽度に減少を示した。吸入麻酔薬の膜容量減少作用の強さはハロセン>イソフルラン>セボフルランの順であった。一方、静脈麻酔薬であるプロポフォールおよびペントバルビタールは膜容量を明らかに増加させた。L-型Caチャネルに対して吸入麻酔薬および静脈麻酔薬は共に抑制を示した。静脈麻酔薬チオペンタールはCaチャネルを頻度依存性に抑制したが、吸入麻酔薬は頻度非依存性であった。全身麻酔薬のチャネル抑制作用は静脈麻酔薬が膜容量の変化を起こしチャネルを遮断するのに対して、吸入麻酔薬は直接チャネルを遮断する可能性が示唆された。これらの成績はモルモットおよびイヌで差はなく観察された。犬心筋単一細胞標本を用い、膜容量およびCaチャネルに及ぼす全身麻酔薬である吸入麻酔薬と静脈麻酔薬の作用を比較検討した。心筋単一細胞の膜容量の変化は、吸入麻酔薬ハロセン、イソフルランおよびセボフルランによって明らかな減少を示した。一方、静脈麻酔薬であるペントバルビタールおよびチオペンタールは膜容量の変化を起こさなかった。L-型Caチャネルに対して吸入麻酔薬および静脈麻酔薬共に抑制を示した。全身麻酔薬のチャネル抑制作用は吸入麻酔薬が膜容量の変化を起こしチャネルを遮断するのに対して静脈麻酔薬は直接チャネルを遮断し、その機序に受容体と細胞内の伝達経路が関与する可能性が示唆された。モルモット心室筋単一細胞標本を用い、膜容量およびCaチャネルに及ぼす全身麻酔薬である吸入麻酔薬と静脈麻酔薬の作用を比較検討した。吸入麻酔薬の膜容量減少作用の強さはハロセン〉イソフルラン〉セボフルランの順であった。
味蕾における塩味コーディング様式の解明

高血圧症の誘因として過剰摂取が問題となる食塩の「おいしさ」を司る上皮型ナトリウムチャネル(Epithelial Na+ Channel, ENaC)依存性塩味受容の細胞分子メカニズムの解明を目指して研究を行なった。具体的には、舌における化学センサー器官である味蕾での塩味の符号化様式を解明すべく、コンディショナル・ジーンターゲティングによるリバースジェネティクスの手法を駆使して、塩味受容の細胞基盤の解明を目指した。本年度は上記目的達成のために、ENaCαサブユニットの遺伝子発現解析のために作出した複数のマウスモデルの組織解析および機能解析、さらには特定の味細胞種選択的なENaCノックアウトマウスの作出を行なった。発現解析では、ENaCのポア形成サブユニットであるαサブユニットが従来から知られているI型II型III型味細胞とは異なる細胞集団に発現していること、さらにはENaC発現細胞において細胞の興奮性を司るタンパク質群の発現を見出し、塩味受容細胞の細胞内シグナル変換機構・神経伝達のメカニズムを示唆する結果を得ている。また機能解析では、ENaC発現細胞のもつ興奮性や細胞内カルシウム動態などが明らかとなり発現解析で見出した分子の機能を観察することにも成功している。また、トラブルにより予定よりも遅れていた細胞種選択的なENaCノックアウトマウスの作出も完了し、味覚行動実験・神経応答記録などを用いて同定した塩味細胞の役割を個体レベルで検証を始めている。高血圧症に関わる食塩摂取量をコントロールする上皮型ナトリウムチャネル(ENaC)依存性塩味受容について、その細胞分子メカニズムは未解明である。本研究は、味蕾における塩味受容のコーディング様式を知ることを目的とし、コンディショナル・ジーンターゲティングによるリバースジェネティクスの手法を駆使して塩味受容の細胞基盤の解明を目指す。上記目的達成のため、我々が作成し保有するCreドライバーマウスとEMMAから購入したENaCa floxedマウスを交配させ、味細胞種選択的ENaCノックアウトマウスの作成を行っている。しかし、最初にEMMAから届いたマウス胚の状態が悪く、移植後にマウスが得られなかったなどのトラブルがあり、ENaCa floxedマウスの確立に想定以上の時間がかかってしまい、目的のコンディショナルノックアウトマウスの作成にはまだ至っていない。一方で、ENaCサブユニットの味蕾における発現パターンを免疫組織染色によって解析を行っている。これまで、ENaCはglia-like細胞として知られるI型味細胞に発現し、この細胞が塩味受容を担うとされてきた。しかし、我々が新たに作成した遺伝子改変マウスを用いた高感度かつ特異的な味細胞ラベリングによる解析によると、ENaC発現細胞種の定義が従来通りではないことが明らかとなってきた。さらに我々の結果は、本研究分野において広く使用されているI型・II型・III型という味細胞の分類方法が不完全・不正確なものであることを示していた。さらにENaC発現細胞に発現を確認した分子の中に、この細胞からの神経伝達を担うであろう分子の存在も確認し、これらは今後塩味の神経伝達様式を解析する手がかりとなると考えている。我々が作成し保有するCreドライバーマウスとEMMAから購入したENaCa floxedマウスを交配させ、味細胞種選択的ENaCノックアウトマウスの作成を行うことが本研究の核となる実験にとって必須である。しかし、最初にEMMAから届いたマウス胚の状態が悪く、移植後にマウスが得られず、再度マウス胚を送ってもらうなどして複数回の移植を経てようやくENaCa floxedマウスが我々の研究室で確立した。このため、当初の想定よりもENaCのコンディショナルノックアウトマウス作成に時間がかかっており、結果としてその後の解析に遅れが生じた。食塩の過剰摂取は高血圧症に関わるが、その背景には塩の「美味しさ」がある。これを司る上皮型ナトリウムチャネル(ENaC)依存性塩味受容の細胞分子メカニズムは未解明である。本研究は、舌における味覚センサー器官である味蕾における塩味の符号化様式を解明すべく、コンディショナル・ジーンターゲティングによるリバースジェネティクスの手法を駆使して塩味受容の細胞基盤の解明を目指す。本年度は、上記目的達成のために、味蕾におけるENaCサブユニットの遺伝子発現解析のためのマウスモデルの作出、および、独自に作出したCreドライバーマウスとScnn1a-floxedマウスを交配させて細胞種選択的ENaCノックアウトマウスの作出を行った。発現解析では、これまで知られていなかったENaCを発現する固有の味細胞種の存在を示唆するデータを得た。I型・II型・III型という従来の味細胞分類に当てはまらない細胞種を同定することができた。また、この細胞種選択的なENaCノックアウトマウスの作出は、昨年度はScnn1a-floxedマウスの個体化でトラブルがあり遅滞していたが、今年度はその問題も解決し順調に作出が進んでいる。今年度は、このマウスを用いて、組織学的に同定したENaC発現味細胞が実際に塩味受容に寄与しているかどうかを味覚行動実験・味神経応答記録などを用いて実験を行う準備が整った。さらに塩味の細胞基盤だけでなく、神経伝達分子機構を示唆するデータも得られており、塩味の細胞・分子基盤の解明が期待される。本年度は、昨年度に個体化に成功したENaCa floxedマウスの数を増やし、我々が保有するCreドライバーマウスと交配させ、味細胞種選択的ENaC

ノックアウトマウスの作成を行った。floxedアリルに関してホモ接合体にし、かつCreドライバーアリルをもつマウスの作出には交配回数がかかり、時間がかかったが、ようやくコンディショナルノックアウトマウスの作出の最終段階にまで到達した。昨年度のマウス胚からの個体化のトラブルの影響もあって計画よりは遅れているが、その後は順調に進んでいると言える。また味蕾における発現解析では、良いENaCサブユニット抗体がなく、in situ hybridizationも感度よくENaC発現を検出できなかったため、より信頼性の高い解析を行うために複数のトランスジェニックマウスを作出している。これも想定以上に組織解析に時間がかかっている原因であるが、マウス作出は順調に進んでいる。高血圧症の誘因として過剰摂取が問題となる食塩の「おいしさ」を司る上皮型ナトリウムチャネル(Epithelial Na+ Channel, ENaC)依存性塩味受容の細胞分子メカニズムの解明を目指して研究を行なった。具体的には、舌における化学センサー器官である味蕾での塩味の符号化様式を解明すべく、コンディショナル・ジーンターゲティングによるリバースジェネティクスの手法を駆使して、塩味受容の細胞基盤の解明を目指した。本年度は上記目的達成のために、ENaCαサブユニットの遺伝子発現解析のために作出した複数のマウスモデルの組織解析および機能解析、さらには特定の味細胞種選択的なENaCノックアウトマウスの作出を行なった。発現解析では、ENaCのポア形成サブユニットであるαサブユニットが従来から知られているI型II型III型味細胞とは異なる細胞集団に発現していること、さらにはENaC発現細胞において細胞の興奮性を司るタンパク質群の発現を見出し、塩味受容細胞の細胞内シグナル変換機構・神経伝達のメカニズムを示唆する結果を得ている。また機能解析では、ENaC発現細胞のもつ興奮性や細胞内カルシウム動態などが明らかとなり発現解析で見出した分子の機能を観察することにも成功している。また、トラブルにより予定よりも遅れていた細胞種選択的なENaCノックアウトマウスの作出も完了し、味覚行動実験・神経応答記録などを用いて同定した塩味細胞の役割を個体レベルで検証を始めている。上記の通り、コンディショナルノックアウトマウスの作成に遅れが生じたものの、その後は順調に計画は進んでいる。今後は、当初の計画通りコンディショナルENaCaノックアウトマウスの塩味応答解析を行動実験および神経応答記録を用いて解析し、また味蕾におけるENaC発現パターンの詳細を解析して、味蕾における塩味コーディング様式を明らかにしていく。上記の通り、組織解析・個体の塩味受容応答解析に供する遺伝子改変動物の作出に当初手間取っていたが、その後は順調に計画通り進んでおり、見通しは明るい。来年度は、計画通り計画通りコンディショナルENaCaノックアウトマウスの塩味応答解析を行動実験および神経応答記録を用いて解析し、また味蕾におけるENaC
奄美諸方言要地アクセントの総合的調査研究

1.調査地域奄美諸方言のうち,以下の地域でアクセント調査を行ない,予定通り資料を集めることができた。奄美大島南部地域だけが,今後の課題として残ることになった。(1)奄美大島龍郷町全域ー体言,用言基本形,活用形(2)名瀬市中心部ー体言,用言基本形,活用形(3)徳之島全域ー体言,用言基本形,活用形(4)沖永良部島全域ー体言,用言基本形,活用形(5)与論島全域ー体言,用言基本形(,東区は活用形も)(6)その他ー上記以外の数地点からも,資料を補充収集した。2.調査成果従来の報告のある地点ではそれを大幅に補訂・補充し,未報告の地点では新たな資料を多数集めることにより,いずれの地点でも新しい成果が得られた。そのうち,徳之島松原方言については連載で論文を書き,沖永良部島については体言・用言基本形・活用形の資料集をそれぞれ発表した。その他についても,順次,論文および資料集として公刊を予定している。また,那覇とシドニーでそれぞれ開かれた沖縄研究国際大会でも,その成果の一部を取り入れた発表を行なった。1.調査地域本年度は奄美諸方言のうち,以下の地域で次のアクセント調査を行ない,これらの地域の基本的なアクセント資料をきちんと揃えることができた。残る奄美大島南部諸方言は,調査機会が少なかった複合名詞とともに,来年度に調査を予定している。(1)奄美大島龍郷町--全集落で用言基本形(300語あまり。以下同様)と,主要地点で用言の主な活用形。(2)名瀬市------主要地点で用言の主な活用形,および複合名詞など種々の補充項目。(3)徳之島------ほぼ全地点で用言の基本形と主な活用形,および数地点で複合名詞。(4)沖永良部島----ほぼ全地点で用言の基本形,および主要地点で用言の主な活用形。(5)与論島------主要地点で用言の基本形,および1地点で用言の主な活用形。(6)その他------上記以外の地点からも,若干の資料を補充収集した。2.調査成果従来の報告のある地点ではそれを大幅に補訂・補充し,未報告の地点では新たな資料を集めることにより,いずれの地点でも新しい成果が得られた。特に,龍郷町,名瀬旧市内,徳之島,沖永良部島ではそれが顕著で,そのうちの,徳之島松原方言については論文にし,沖永良部島については資料集を発表した。1.調査地域平成10年度は,奄美諸方言のうち,以下の地域で次のアクセント調査を行ない,活用形を含む用言のアクセント資料を予定通り揃えることができた。これらの地点の用言の調査は,この2年間でひとまず完了した。(1)奄美大島龍郷町の主要地点(2)名瀬市中心部(3)徳之島の主要地点ー一部では長い複合語も含む(5)与論島東区ー長い複合語も含む2.調査成果従来の報告のある地点ではそれを大幅に補訂・補充し,未報告の地点では新たな資料を集めることができた。特に,徳之島松原方言については詳しい活用形の資料を掲げ,そのアクセント交替を論文にした。これまでまったく予想もされていなかった複雑な実態が明らかになった。沖永良部島については,ほぼ全集落について用言の基本形を,主要集落についてその活用形の資料集を公表した(裏の「研究発表」の欄を参照)。その他についても,一通りデータの入力は済ませることができた。中でも重要な,徳之島浅間方言などの詳しい活用形,奄美大島龍郷町戸口の下降式音調を伴うアクセント体系,与論島東区のおそらく4型アクセントと見られる興味深い体系などについては,発表の態勢を整えた。今後,それぞれ数百ページに及ぶと予想される各島の詳しい資料集とともに,これらの考察も順次発表して行く予定である。
新テロメスキャンF35による大腸がんCTCの臨床応用と機能分析

がん治療における課題は、転移・再発への対応であり、がん患者における転移の有無やその性状の把握は予後評価や治療方法を検討する上で重要な情報となっている.そのためには大腸癌の検出感度の向上に取り組むことが重要である.がん細胞は血液の流れに乗って肝臓などの臓器に生着して転移を起こす.この血中に浮遊する細胞を血中循環癌細胞(Circulating Tumor Cell; CTC)と呼び,これを捕捉するシステムが開発された.CTCは米国(FDA)で臨床試験が行われているが,先行開発された既存のシステムでは、抗体の設定を自由にできず,捕捉率も悪く,大腸がんの臨床応用に不向きである.これは,細胞表面抗原を認識する抗体を用いたCTC検出法に効率面での問題があるためである.他にもCTCの捕捉には,さまざまな手法の開発が行われているが,いずれも検出感度が低いことが課題である.一方,本邦で開発されたテロメスキャンは,癌で高発現しているテロメラーゼを指標として癌を捕捉する手法である.我々は、このテロメスキャン法に着目,さらに改良を加えた改良型テロメスキャン法により,精度の高いCTC測定法の構築を進めてきた.大腸がん患者より採取した血液を用いた解析を進める.大腸癌患者採血検体のCTCを解析し,従来法によるCTCの検出と比較したところ,改良型テロメスキャン法を用いた場合には,従来法よりもCTC検出量が高いことが明らかになった.テロメスキャン法によって精度の高い大腸癌CTC測定が可能になることになれば,採血検体からのCTC検出により大腸癌早期検出,さらに手術や化学療法の効果も評価可能となり.治療法選択の上でも有用である通常用いられるCTC捕捉検出法では癌で特異的に高発現する分子(抗原)を標的としてCTCを捕捉・検出するが,標的とした抗原の発現レベルの低い癌細胞を捕捉できないため検出力が低くなることが指摘されている.本研究でテロメラーゼを指標とした改良型テロメスキャンによる大腸癌CTC検出法の検出力の高さを確認し,症例ごとのCTC濃度変化の解析を進めている.大腸がんCTCと治療効果の評価,臨床情報との関連性を解析し,改良型テロメスキャンの適用によるCTCの治療効果判定マーカーとしての有用性を検証する.本研究は改良型テロメスキャンを用い、大腸がん血中循環癌細胞(CTC)の単離・機能解析と臨床応用を目指すものである。CTCは米国(FDA)で臨床試験が行われているが,先行開発されたCellSearch System(CSS)は抗体の設定を自由にできず,捕捉率も約30%と悪いため,大腸がんの臨床応用に不向きである.これは,細胞表面抗原を認識する抗体を用いたCTC検出法に効率面での問題があるためである.一方,本邦で開発されたテロメスキャンは,癌で高発現しているテロメラーゼを指標として癌を捕捉する手法である.申請者らはこのテロメスキャン法に着目,さらに改良を加えた改良型テロメスキャン法により,精度の高いCTC測定法の構築を進めてきた.大腸がん患者より採取した血液を用いた解析を進める.大腸癌患者採血検体のCTCを解析し,従来法によるCTCの検出と比較したところ,改良型テロメスキャン法を用いた場合には,従来法よりもCTC検出量が高いことが明らかになった.テロメスキャン法によって精度の高い大腸癌CTC測定が可能になることになれば,採血からのCTC検出により大腸癌早期検出,さらに手術や化学療法の効果も評価可能となり.治療法選択の上でも有用である.通常用いられるCTC捕捉検出法では癌で特異的に高発現する分子(抗原)を標的としてCTCを捕捉・検出するが,標的とした抗原の発現レベルの低い癌細胞を捕捉できないため検出力が低くなることが指摘されている.本研究でテロメラーゼを指標とした改良型テロメスキャンによる大腸癌CTC検出法の検出力の高さを確認し,症例ごとのCTC濃度変化の解析を進めている.すなわち本研究の目指す精度の高いCTC測定法の構築,臨床応用への基盤構築は概ね順調に進んでいるといえる.がん治療における課題は、転移・再発への対応であり、がん患者における転移の有無やその性状の把握は予後評価や治療方法を検討する上で重要な情報となっている.そのためには大腸癌の検出感度の向上に取り組むことが重要である.がん細胞は血液の流れに乗って肝臓などの臓器に生着して転移を起こす.この血中に浮遊する細胞を血中循環癌細胞(Circulating Tumor Cell; CTC)と呼び,これを捕捉するシステムが開発された.CTCは米国(FDA)で臨床試験が行われているが,先行開発された既存のシステムでは、抗体の設定を自由にできず,捕捉率も悪く,大腸がんの臨床応用に不向きである.これは,細胞表面抗原を認識する抗体を用いたCTC検出法に効率面での問題があるためである.他にもCTCの捕捉には,さまざまな手法の開発が行われているが,いずれも検出感度が低いことが課題である.一方,本邦で開発されたテロメスキャンは,癌で高発現しているテロメラーゼを指標として癌を捕捉する手法である.我々は、このテロメスキャン法に着目,さらに改良を加えた改良型テロメスキャン法により,精度の高いCTC測定法の構築を進めてきた.大腸がん患者より採取した血液を用いた解析を進める.大腸癌患者

採血検体のCTCを解析し,従来法によるCTCの検出と比較したところ,改良型テロメスキャン法を用いた場合には,従来法よりもCTC検出量が高いことが明らかになった.テロメスキャン法によって精度の高い大腸癌CTC測定が可能になることになれば,採血検体からのCTC検出により大腸癌早期検出,さらに手術や化学療法の効果も評価可能となり.治療法選択の上でも有用である通常用いられるCTC捕捉検出法では癌で特異的に高発現する分子(抗原)を標的としてCTCを捕捉・検出するが,標的とした抗原の発現レベルの低い癌細胞を捕捉できないため検出力が低くなることが指摘されている.本研究でテロメラーゼを指標とした改良型テロメスキャンによる大腸癌CTC検出法の検出力の高さを確認し,症例ごとのCTC濃度変化の解析を進めている.検体数を増やして大腸がんCTCと治療効果の評価,臨床情報との関連性を解析し,改良型テロメスキャンの適用によるCTCの治療効果判定マーカーとしての有用性を検証する.また単離した患者CTCの発現解析を試み,CTCの性質特定から治療法選択を可能にする基盤構築を目指す.また現在CTC検出は蛍光顕微鏡画像の観察を要するため解析に時間を要する.今後,より効率的なCTC検出を可能にするため画像撮影・解析システムの開発を進める.大腸がんCTCと治療効果の評価,臨床情報との関連性を解析し,改良型テロメスキャンの適用によるCTCの治療効果判定マーカーとしての有用性を検証する.テロメラーゼを指標とした改良型テロメスキャンにより高感度なCTC検出を可能とし,大腸癌の症例ごとの治療前後のCTCの変化を追跡した.その結果、手術後にCTC数の減少を示した事が明らかとなった.次年度使用額は試薬消耗品,機材調整費などの資金として使用する.これによりより検体数を増やし臨床検体の解析と蓄積したデーターの統合解析を行うほか,蛍光実体顕微鏡による効率的な検出法開発を進める.テロメラーゼを指標とした改良型テロメスキャンにより高感度なCTC検出を可能とし,大腸癌の症例ごとの治療前後のCTCの変化を追跡している.次年度使用額は試薬消耗品,機材調整費などの資金として使用する.
電子伝達系におけるユビキノンと活性イオウ分子とのレドックスカップルの意義

レドックスシグナル伝達の可逆性担保における活性イオウ分子の役割において、ROSによるタンパク質システイン残基の(過剰)酸化とそれに伴う不可逆的な修飾(たとえば、SO2H基やSO3H基)に対する活性イオウ分子の寄与の解明を目的とした。ジメドンプローブと質量分析を駆使した非細胞系および細胞系実験より、センサータンパク質であるPTP1Bの活性部位Cys215は、パースルフィド処置によりSSH基に変換され、次にH2O2処理によりSSOH基やSSOnH基に酸化されても、DTTのような還元剤やチオレドキシンとその関連タンパク質で処理すると、低下した酵素活性は部分的に回復した。一方、PTP1BをH2O2処理してパースルフィド処置しても酵素活性は低下したままだった。さらに、A431細胞を用いて検討した結果、H2O2処理しなくても複数のタンパク質がSSOH基やSSOnH基に酸化されており、PTP1Bもそのひとつであることが示唆された。以上より、PTP1Bのような反応性の高いシステイン残基を有するタンパク質は細胞内でSSOH基やSSOnH基のような状態で制御されており、チオレドキシンとその関連タンパク質で可逆性が担保されている可能性が考えられた。また、パースルフィドと電子受容体との1電子酸化還元反応を介したレドックス反応を調べた。ESRでの検討により、高い1電子還元ポテンシャル値を有する9.10-フェナントラキノン(9,10-PQ)はNa2S2との反応において、分子状酸素消費の消費に伴い、前者は9,10-PQセミキノンラジカル体および後者はパースルフィドラジカル体にそれぞれ変換された。生じたパースルフィドラジカル体は好気的条件下でも安定であった。同様の知見はビタミンK3やピロロキノリンだけでなく、ユビキノンのような内因性キノン系化合物でも認められた。一連の結果は、種々のキノン由来電子受容体とパースルフィドは1電子酸化還元反応に起因するレドックスカップルを生じることを示唆している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。一般にタンパク質のシステイン残基では酸化型タンパク質を還元するには不十分であり、たとえ一電子酸化反応が進行して生じたチオールラジカルは不安定で酸化されやすく、還元型タンパク質を酸化するには不適とされている。ところが、イオウ原子がひとつ付加した場合、酸化型タンパク質を一電子還元反応できるだけでなく、生成物であるパースルフィドラジカルは化学的に安定であると理解されてきた。本研究では、高い抗酸化性および求核性を有するパースルフィドおよびポリスルフィドと電子受容体との相互作用について検討した。大気中電子受容体である9,10-フェナントラキノン(9,10-PQ)とパースルフィドのモデルであるNa2S2を反応させると、酸素消費量が観察され、ESRにおいてパースルフィドラジカルおよびセミキノンラジカル体がそれぞれ検出された。予想どおり、生成したパースルフィドラジカルは安定に存在した。同様の現象(酸素消費、パースルフィドラジカル体とセミキノンラジカル体の生成)はビタミンK、ピロロキノリンキノンや内因性電子受容体であるユビキノンでも観察された。一方、内因性パースルフィドであるシステインパースルフィドのモデルとして用いたS-メトキシカルボニルペニシラミンジスルフィド(反応液中で自発的にS-メトキシカルボニルペニシラミンパースルフィド)と9,10-PQを反応させても、酸素は消費され、セミキノンラジカル体の生成が確認された。平成29年度は酸素消費量およびESRによるラジカル種の検出により、電子受容体および電子供与体としてのパースルフィドおよびポリスルフィドとのレドックスカップルの有無を調べた。構造の異なる外因性電子供与体キノンおよび内因性電子供与体とパースルフィド/ポリスルフィドとはレドックス反応することが示された。特に、反応液中で自発的にS-メトキシカルボニルペニシラミンパースルフィドを産生するS-メトキシカルボニルペニシラミンジスルフィドと9,10-PQとの反応で酸素消費およびセミキノンラジカル体が検出されたことは、間接的であるが生体内でCARS2から産生されるシステインパースルフィドが生体内の電子受容体とレドックスカップルする可能性を示唆している。今回はS-メトキシカルボニルペニシラミンパースルフィドラジカルを検出するには至らなかったので、今後は条件等を変えて本検出を試みる。また、パースルフィド/ポリスルフィドとレドックスカップルする可能性のある物質(NADやNADPおよびそれらの還元体、FADやFMNおよびそれらの還元体)との相互作用も検討中である。さらに、サイクリックボルタメトリーを用いて現有の電子供与体および電子供与体の酸化還元電位の測定を行っており、得られたデータを総合して関係学会での発表および学術雑誌への投稿を準備中である。以上より、現在までの研究状況は概ね順調と言える。ジメドンプローブと質量分析を駆使した非細胞系および細胞系実験より、センサータンパク質であるPTP1Bの活性部位

Cys215は、パースルフィド処置によりSSH基に変換され、次にH2O2処理によりSSOH基やSSOnH基に酸化されても、DTTのような還元剤やチオレドキシンとその関連タンパク質で処理すると、低下した酵素活性は部分的に回復した。一方、PTP1BをH2O2処理してパースルフィド処置しても酵素活性は低下したままだった。さらに、A431細胞を用いて検討した結果、H2O2処理しなくても複数のタンパク質がSSOH基やSSOnH基に酸化されており、PTP1Bもそのひとつであることが示唆された。以上より、PTP1Bのような反応性の高いシステイン残基を有するタンパク質は細胞内でSSOH基やSSOnH基のような状態で制御されており、チオレドキシンとその関連タンパク質で可逆性が担保されている可能性が考えられた。また、パースルフィドと電子受容体との1電子酸化還元反応を介したレドックス反応を調べた。ESRでの検討により、高い1電子還元ポテンシャル値を有する9.10-フェナントラキノン(9,10-PQ)はNa2S2との反応において、分子状酸素消費の消費に伴い、前者は9,10-PQセミキノンラジカル体および後者はパースルフィドラジカル体にそれぞれ変換された。生じたパースルフィドラジカル体は好気的条件下でも安定であった。同様の知見はビタミンK3やピロロキノリンだけでなく、ユビキノンのような内因性キノン系化合物でも認められた。一連の結果は、種々のキノン由来電子受容体とパースルフィドは1電子酸化還元反応に起因するレドックスカップルを生じることを示唆している。パースルフィドやポリスルフィドのような活性イオウ分子(Reactive sulfur species, RSS)のレドックスカップルについては、今後も種々の内因性および外因性電子受容体との反応を酸素消費量およびESRでのラジカル種産生を指標に検討する。レドックスシグナル伝達において、センサータンパク質の反応性チオール基(チオレートイオン)が過酸化水素のような活性酸素種(Reactive oxygen species, ROS)によりSOH基に酸化され、これがグルタチオンと反応してグルタチオン付加体(S-SG)が生成し、このものがチオレドキシンによりS-S結合が還元されて元に戻る(可逆的である)ことが知られている。しかし、過剰のROS存在下ではSH基がSO3H基まで酸化され、SO3H基を還元できる細胞内酵素がないために不可逆的な反応と理解されてきた。本研究では、レドックスシグナル伝達の可逆性における活性イオウ分子の役割について明らかにする。すなわち、センサータンパク質のモデルとしてプロテインチロシンフォスファターゼ1B(PTP1B)のリコンビナントタンパク質を用いて、ROSとRSSの共存下において、PTP1BのSH基がSSOH基に変換されることをジメドン誘導体としてLC/MSで同定する。当該反応液にDTTのような還元剤を加えてS-S結合を開裂し、生じたジメドンのSH付加体を同定する。また、ROSとRSSとの相互作用により細胞内のPTP1BのSSOH化されていることを免疫沈降実験で示す。さらに、PTP1BのSSOH基の還元にチオレドキシンあるいはその関連タンパク質が関係しているか否かを検討する。以上より、レドックスシグナル伝達のひとつであるPTP1B/EGFRシグナルの可逆性にRSSが関与していることを明らかにする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
唾液腺腫瘍初期組織発生解析モデルマウスの確立とそのメカニズムの包括的解明

我々はPlag1遺伝子の腫瘍形成能を利用し、基底細胞、筋上皮細胞や管腔側上皮細胞のみにPLAG1を過剰発現させ、唾液腺腫瘍を生じうるモデルマウスの確立を目的として本研究課題を遂行した。2系統のPlag1過剰発現floxマウスが確立され、現在、管腔側上皮細胞のみにPlag1を過剰発現するマウスと筋上皮のみにそれが生じるマウスが完成した状態にある。また、Plag1遺伝子を過剰発現する腺房、導管と筋上皮の形質を有するヒト正常唾液腺由来培養細胞3系統を樹立し、それらを用いた解析からPLAG1が唾液腺組織の各構成細胞特異的な様式で腫瘍形成の促進と抑制の両者の機能的役割を有している可能性が示された。本年度はPLAG1遺伝子をコンディショナルに発現させるためのlox-Pトランスジェニックマウスの作成のためのターゲッティングベクターの構築を目標としていた。しかし、本研究課題の申請書の実験計画に当初記載していたターゲッティングベクターの設計よりも、さらに本研究課題にとってメリットの高いターゲッティングベクターを既に構築し、それを用いたトランスジェニックマウスの作成を行い、それを論文報告していたグループ(ミシガン大学の三品裕司先生、東北大学の福田智一先生)が見いだされた。そこで、同グループにターゲッティングベクター(CAG-loxp-lacZ-pA-loxp-MCS-EGFP[CAG-Z-EGFP]プラスミド)の供与を依頼したところ、快く供与を承諾して頂きターゲッティングベクターを送付して頂いた。供与頂いたターゲッティングベクターのシークエンスによる配列の確認、DANAFORM社からのPLAG1 cDNAの購入を行った。この購入したPLAG1遺伝子を有するプラスミド保持菌を培養し、プラスミドからPLAG1 cDNAを切り出し、CAG-Z-EGFPプラスミドに挿入を試みた。しかし、PLAG1遺伝子が全長1.5kbとかなり大きいことから、なかなか正しい向きの挿入が実現しなかった。インサートを行ったコロニーを数多く解析することで、いくつかのインサートが適切に行われたと考えられるサンプルが得られたことから、現在このサンプルのシークエンスによるインサートの最終確認を行っている段階となっている。本年度始めにはPLAG1遺伝子をコンディショナルに発現させるためのlox-Pトランスジェニックマウスの作成のためのターゲッティングベクターの構築が完了した。ミシガン大学の三品裕司先生、東北大学の福田智一先生より供与されたターゲッティングベクター(CAG-loxp-lacZ-pA-loxp-MCS-EGFP[CAG-Z-EGFP]プラスミド)にDANAFORM社から入手したPLAG1遺伝子のcDNAを挿入し、シークエンサーによる配列の確認を行い、変異無くPLAG1遺伝子がターゲッティングベクターに正しい方向性で挿入されていることを確認した。完成したベクターをCreの発現ベクターとHEK293Tにco-transfectし、CreによりPLAG1遺伝子が過剰発現することをWestern blotで確認した。完成したベクターを制限酵素により切断・直鎖化し、精製後、このDNAフラグメントを用いてC57BL/6J系統の受精卵にマイクロインジェクションを行った。なかなかコンストラクトを有するマウスが生まれなかったものの、1系統だけトランスジェニックマウス(メス)が誕生した。現在、F1マウスが誕生し、F0マウスについては2回目の妊娠中である。離乳後、ジャームライントランスミッションについて確認予定となっている。ジャームライントランスミッションを確認後、Creマウスと交配させ唾液腺腫瘍初期組織発生の形態学的解析と器官培養を用いたライブイメージングを行う。そのためのSOX9 Cre-ERマウスの飼育を本学動物実験室において既に開始している。「研究の目的」の達成度については、若干遅れがある状況である。これについては昨年度の1当初予定していたターゲッティングベクターからミシガン大学の三品裕司先生、東北大学の福田智一先生らのグループが作成したターゲッティングベクターへと変更したこと、2このターゲッティングベクターに挿入するPLAG1 cDNAが全長1.5kbとかなり大きく、なかなか正しい向きの挿入が実現しなかったことがあるが、ターゲッティングベクターが完成し、マウスの受精卵にマイクロインジェクションを行うものの、現在のところ、30匹に1匹程度の頻度でしかトランスジェニックマウスが誕生しない状態である。その対策として多数回のマイクロインジェクションを現在試みているところである。口腔病理学まずは、ジャームライントランスミッションが確認されたトランスジェニックマウスの完成を目指す。それが確認された後に、Sox9 CreERマウスやKeratin14 CreERマウスと交配させ、CreER-loxPマウスを作成する。このコンディショナルトランスジェニックマウスにタモキシフェンを投与しCreを活性化させ、唾液腺組織の特定細胞のみにPLAG

1遺伝子の過剰発現を引き起こし腫瘍を形成させ、経時的に組織学的な観察を行う。また、胎性期の唾液腺の器官培養下でタモキシフェンを作用させ、ライブイメージングにより、GFP陽性を示すPLAG1過剰発現細胞の動態を観察することにより、唾液腺腫瘍の初期組織発生の動態を明らかにする。「研究の目的」の達成度については、若干遅れがある状況である。これについては1当初予定していたターゲッティングベクターからミシガン大学の三品裕司先生、東北大学の福田智一先生らのグループが作成したターゲッティングベクターへと変更したこと、2このターゲッティングベクターに挿入するPLAG1 cDNAが全長1.5kbとかなり大きく、なかなか正しい向きの挿入が実現しなかったためである。しかし、同遺伝子のターゲッティングベクターへの導入とコロニーのピックアップの数を増やすことによりなんとかクリアできたと考えられる。この遺伝子導入の実験数が増えたことも若干の遅れを招いた原因である。マウス受精卵へのマイクロインジェクションの時期がコンストラクト完成の遅延により予定より遅れたため、トランスジェニックマウス作成のためのマウスの購入・飼育費用が少額で済んだため。1アンピシリン耐性遺伝子、lacZ遺伝子を有するLITMUS28プラスミドに、CAGプロモーター、loxp、triple polyA、IRES-EGFPを挿入して作製したターゲッティングベクター(CAG-loxp-lacZ-pA-loxp-MCS-EGFP[CAG-Z-EGFP])のMCSに、ヒトPLAG1遺伝子(理研DNAFORMより購入)を挿入したコンストラクトを直鎖化し、トランスジーンを受精卵の雄性前核にマイクロインジェクションにより導入する。2Tgマウスの作製C57BL/6マウス8匹を前日に交配させ、プラグのついたマウスより受精卵を採取する。常法により、目的の○○発現系のDNA断片を受精卵前核にマイクロインジェクションを行なったのち、偽妊娠マウス(ICR)の卵管に移植する(DNA注入した受精卵20個/匹、3匹分程度になる)。受精卵採取に際しては、頸椎脱臼により安楽死後に行い、移植はペントバルビタール注射液(5mg/ml)を腹腔内投与(50mg/kg)による麻酔下で行う。出生したマウスは、離乳時に尾部(数mm)を採取して、遺伝子型を調べる。目的のマウスが数系統できた段階で作製を終了する。なお、Tgマウスの作製は、動物実験施設に依頼して行う。3The Jackson Laboratoryから購入したkeratin 14遺伝子のプロモータ下流にCreERTMを有するCreERTMマウスとloxPマウスを掛け合わせCreERTM-loxPマウスを作成する。表現型を確認。4タモキシフェン投与0日から腫瘍組織の完成までのサンプルを回収する。HE染色、免疫染色を行い病理組織学的な解析を行う。
低騒音超微粒子サンプラーの開発とその大気中有機汚染質計測への適用

環境空気中の超微粒子は、粗大粒子に較べて、肺内沈着率が高く、発癌に関連した物質を多く含むことや、超LSI等の製造にも大きな影響をおよぼすことなどの理由により、環境科学の分野でも強い関心が寄せられているが、試料採取技術や発癌関連物質等に対する高感度分析技術が十分でないため、その実態はあまり明らかでない。そこで本研究では、室内空気の捕集にも耐えうる低騒音型超微粒子サンプラーの開発を昨年に引続いて行うと共に、当該サンプラーにより得られた微少量の粉じん中の多環芳香族炭化水素やニトロアレーンの高感度分析方法の開発を目的として種々検討を行った。超微粒子サンプラーに関しては、昨年の成果の上に0.05μmの超微粒子まで13段階に分けて捕集する方法を開発した。また多環芳香族炭化水素の分析に関しても、低温蛍光分光法を中心に検討した結果、粉じん中の有機成分の超音波抽出→液・液分配による中性画分の分取→低温蛍光分光法による同定・定量という簡便な高感度分析法を、発癌性をもつベンゾ(a)ピレンとベンゾ(k)フルオランテンに対して作成した。本法は数【m^3】の空気吸引で得られた微少量の粉じんの分析にも適用可能である。またニトロアレーンに属し変異原性も強い1-ニトロピレン等に対しては、上記の手法により得た中性画分を吸着型高速液体クロマトグラフィーで処理してニトロアレーン画分を分取し、これを還元してアミノピレン等に変換したのち、分配型高速液体クロマトグラフ・分光蛍光光度法で分離分析する手法を作成した。これらの方法を用いて室内空気中のベンゾ(a)ピレンや1-ニトロピレン等を分析した結果、非喫煙室中の濃度は大気中のそれとほぼ同程度であるが、喫煙室中の濃度は明らかに非喫煙室中のそれより高いこと、これら発癌関連物質の約90%は肺内沈着率の高い微粒子に含まれていることを認めた。
大気・海洋間における二酸化炭素交換速度の評価

本年度の主な成果は:(1)日本上空の大気中の二酸化炭素濃度および炭素同位体比の変動測定から、前者は成層圏下部で最も高いが高度とともに激減し一定の値になり、その年増加率は同じ期間の対流圏における増加率と一致し、後者については対流圏内で季節変化と約2年周期の経年変動をともない0.04‰/yで減少する(中沢);(2)黒潮海域の造礁性イシサンゴ骨格中の^<14>C濃度〓^<14>Cの経年変動を測定し、大気中の値との同時相関から交換速度をもとめ、串本産の値は昨年度報告した既報値と酷似する一方、沖の鳥島では約40%低い値を示し局地性湧昇の存在を明らかにした(小西);(3)世界数地の樹木輪中の^<14>C濃度の経年変動をタンデトロン加速器質量分析計により測定し大気(対流圏)ー海洋ー生物圏間の各リザバ-間炭素移動速度をもとめた。また南北両半球間で〓^<14>C変動パタ-ンに差のあることを認めた(中井);(4)北海道沖で荒天時における海水中のラドン( ^<222>Rn)濃度を測定し^<222>Rnと^<226>Raの非平衡量の積分値から風速の大きい際の交換速度をもとめ、気体の交換は荒天下で一挙に起っていることを示した(角皆);(5)化石燃料起源二酸化炭素の深海投棄の環境影響を理論的に考察しアルカリ度の増加にともなって大気中の二酸化炭素が減少することから、深海投棄の長期的影響には、過剰の二酸化炭素とCaCO_3の程度が重要なことを示した(野崎);(6)水深700mに発見された熱水湧出孔より多量に噴出する二酸化炭素と形成される二酸化炭素クラスレ-トの地球化学から、二酸化炭素隔離に有効な制御法として具体的に検討されはじめた深海投棄を行なった場合、二酸化炭素が深海底で液体またはクラスレ-トとして存在する可能性が明らかになった(酒井)。この発見は、本年度における研究成果のハイライトの一つである;(7)上記ならびに既報の成果から二酸化炭素リザバ-間交換モデルを設定し、大気中の二酸化炭素濃度を制御する方法の具体的検討の進展(全員)。
口腔機能の加齢に伴う変化の数値化

口腔機能としての味覚および温度感覚は,味覚検査液(スクロース,塩化ナトリウム,酒石酸,塩酸キニーネ)の温度を5,15,30,45,55°Cに変化させ,全口腔法味覚検査にて検査するシステムを確立し検討したところ,高齢有歯顎者と若年有歯顎者では,酸味の検査液温度30と55°Cで有意に前者が閾値が高かったのみで,加齢に伴う味覚感受性の変化は小さいことを認めた。さらに,口蓋を被覆する形態の義歯を装着したとしても,それが味覚感受性に及ぼす影響は小さいとの結果を得た。舌運動機能は,被験食品(5g)を習慣性咀嚼運動の1回嚥下を被験運動とした際の,舌圧を全口蓋床に圧カセンサPS-1KC(共和電業)を埋入して測定すると同時に,顎筋筋活動(咬筋浅部,顎二腹筋前腹,口輪筋,胸鎖乳突筋)を同時測定するシステムを確立し検討を行ったところ,高齢有歯顎者と若年有歯顎者で咀嚼進行に伴う舌圧と顎筋筋活動の様相の相違はほとんど認めないが,高齢有歯顎者で舌圧の低下を認めた。さらに,舌圧の分布様相から,上顎総義歯装着者においては犬歯相当部から第二大臼歯相当部の義歯床口蓋側形態が咀嚼の難易を決定するとの結果を得た。顎筋筋活動と最大咬合力との関係においては,加齢に伴って最大咬合力に達するまでの時間が延長し,筋活動量がリニアに低下することが判明した。このことを反映して,高齢者で咬合力の低下と硬固物咀嚼の難度の上昇を招いていることが判明した。口腔機能としての味覚および温度感覚は,味覚検査試薬(甘味:スクロース,塩味:塩化ナトリウム,酸味:酒石酸,苦味:塩酸キニーネ)の濃度を倍数希釈列で変化させ,かつ温度を5,15,30,45,55°Cに維持した試薬を用い,全口腔法にて検査するシステムを確立し,20歳代成人有歯顎者(17名)にて実験を行った。その結果,甘味で試薬の温度上昇に伴って検知閾値及び認知閾値ともに低下する傾向を,塩味と酸味で温度上昇に伴って検知閾値は上昇するが認知閾値は変化しない傾向を,苦味で温度上昇に伴って検知閾値は変化しないが認知閾値が上昇する傾向を認めた。舌運動機能は,被験食品(5g)を習慣性咀嚼運動の1回嚥下を被験運動とした際の,舌圧を口腔環境に対する侵害を最小とする全口蓋床に圧力センサPS1-KC(共和電業社)を埋入して測定すると同時に,顎筋筋活動(咬筋浅部,顎二腹筋前腹,口輪筋,胸鎖乳突筋)を同時測定するシステムを確立し実験を行っている。その結果,20歳代成人有歯顎者(5名)では,嚥下時の舌接触時間が長く最大舌圧が高くなり,しかも口蓋後方で舌圧が大となる傾向を,その際顎二腹筋前腹及び口輪筋の筋活動が咬筋及び胸鎖乳突筋よりも大となる傾向を得ており,嚥下運動において口腔内を陰圧にするために口輪筋の果たす役割が重要になると推察している。顎筋筋活動の検査においては,最大随意咬みしめ時の筋活動の結果の指標である最大咬合力に達する時間が20歳代成人有歯顎者(3名)で約450msecとの結果を得ている。今後,各項目において分析項目を増やし,40歳代

成人有歯顎者,高齢有歯顎者および高齢総義歯装着者のデータ採取を行い,20歳代成人有歯顎者のデータと有意性の検討を行う予定である。口腔機能としての味覚および温度感覚は,味覚検査液(甘味:スクロース,塩味:塩化ナトリウム,酸味:酒石酸,苦味:塩酸キニーネ)の温度を5,15,30,45,55°Cに変化させ,全口腔法味覚検査にて検査するシステムを確立し20歳代成人有歯顎者(30名)にて実験を行った。甘味においては,検知閾値および認知閾値ともに検査液温度の上昇,低下に伴い有意に高い値を,塩味においては,検知閾値において5,45および55°Cにおいて30°Cよりも有意に高い値を,酸味においては,検知閾値および認知閾値ともに5°Cにおいてそれぞれ30°Cよりも有意に高い値を,苦味においては,検知閾値および認知閾値ともに55°Cにおいて30°Cよりも有意に高い値を認めた。舌運動機能は,被験食品(5g)を習慣性咀嚼運動の1回嚥下を被験運動とした際の,舌圧を全口蓋床に圧力センサPS-1KC(共和電業)を埋入して測定すると同時に,顎筋筋活動(咬筋浅部,顎二腹筋前腹,口輪筋,胸鎖乳突筋)を同時測定するシステムを確立し実験を行っている。その結果,20歳代成人有歯顎者(15名)では,最大舌圧は,咀嚼前・中・期では口蓋前方部で大となり,咀嚼後期では口蓋前方部および口蓋小窩部で大となった。舌接触時間でも咀嚼口蓋前方部で大となったが,特に犬歯と第一小臼歯の隣接口蓋側部で著名に大となっており,咀嚼時において舌と口蓋の接触が,食塊の形成に重要であると推察している。顎筋筋活動の検査においては,筋作業効率を測定するシステムを確立し,20歳代成人有歯顎者(15名)については最大咬合力に達するまでに要する時間は350msecという結果を得ている。今後,各項目において分析項目を増やし,40歳代成人有歯顎者,高齢有歯顎者および高齢総義歯装着者のデータ採取を行い,20歳代成人有歯顎者のデータと比較,検討を行う予定である。口腔機能としての味覚および温度感覚は,味覚検査液(甘味:スクロース,塩味:塩化ナトリウム,酸味:酒石酸,苦味:塩酸キニーネ)の温度を5,15,30,45,55°Cに変化させ,全口腔法味覚検査にて検査するシステムを確立し20及び40歳代成人有歯顎者と高齢自然歯列者及び高齢総義歯装着者にて検索を行った。20,40歳代成人有歯顎者及び高齢自然歯列者においては,いずれの味覚においても,また温度においても殆ど有意差を認めなかったが,高齢総義歯装着者では検知閑値および認知閾値ともに甘味以外で他の被験者群と比較して有意に高い値を認めた。その結果,20歳代成人有歯顎者(20名)では,最大舌圧は,咀嚼前・中・期では口蓋前方部で大となり,咀嚼後期では口蓋前方部および口蓋小窩部で大となった。顎筋筋活動の検査においては,筋作業効率を測定するシステムを確立し,20歳代成人有歯顎者(20名)については最大咬合力に達するまでに要する時間は350msecという結果を得ている。口腔機能としての味覚および温度感覚は,味覚検査液(スクロース,塩化ナトリウム,酒石酸,塩酸キニーネ)の温度を5,15,30,45,55°Cに変化させ,全口腔法味覚検査にて検査するシステムを確立し検討したところ,高齢有歯顎者と若年有歯顎者では,酸味の検査液温度30と55°Cで有意に前者が閾値が高かったのみで,加齢に伴う味覚感受性の変化は小さいことを認めた。さらに,口蓋を被覆する形態の義歯を装着したとしても,それが味覚感受性に及ぼす影響は小さいとの結果を得た。
X線TVシステムを応用した粒状体地盤と流体の動的相互作用の可視化に関する研究

本研究では、まずX線TV透視システムを平面ひずみ圧縮試験やホッパー内流れの模型実験に適用し、その可視化手法の有効性の確認と、実験手法確立に関する基礎実験を行った。その結果、X線の照射条件をコントロールして管電圧150kV程度の硬い短波長のX線を用いることにより、密な飽和状態の砂質材料で10cm程度の供試体厚であれば問題無くX線透過画像が得られることが分かった。また間隙流体やセル水によって長波長(軟X領域)の散乱線が生じるため、画像のコントラスト改善を図る金属フィルターが不可欠である。密な豊浦標準砂の排水平面ひずみ圧縮せん断試験では、せん断帯が経時的に進展していく過程を捉えることが可能であった。さらに供試体中央部に直径0.5mmの鉛玉を混ぜることにより、粒子の経時的な変位をトレースできた。特にせん断帯近傍の粒子の動きを観察したところ、せん断帯の幅はD50の約10から18倍程度であり、せん断帯発生初期には体積膨張を示すのに対して、残留強度に至る前にせん断帯と平行の変位挙動を示すことが確認できた。また気乾状態の密詰め砂質材料のホッパー内流れの可視化実験では、4フレーム(約0.13秒間)にわたるアベレ-ジング処理をリアルタイムで行ってSN比を改善しながら、サンプリング周波数10ヘルツで画像を記録した。この画像をデジタル処理し、初期状態からの画素濃度の変化を強調することにより、ホッパーからの流出プロセスに伴ってホッパー出口周辺から密度の緩い領域がダイナミックに進展していく過程を可視化することができた。上記基礎実験の成果により、粒状体地盤と流体の動的相互作用を可視化できる目処が立った。地盤内のウォーターテーブルの位置や局所的にパイピングが生じた位置については可視化により定量的な観察が可能であるが、今後は液状化進展過程や間隙流体のマイグレーションを可視化する手法の確立が課題である。