hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
空港使用料の転嫁と帰着に関する実証研究

また、本研究では価格(運賃)だけではなくサービスの質(頻度)もモデル内で決まるようなシミュレーションをおこなっているが、サービスの質を外生とした場合には推定される空港使用料の影響がどのように異なりうるかも検証した。そこで得られた結果は、空港使用料の文脈に留まらず、より広い文脈(税や費用の価格への転嫁についての一連の研究)に関連している。当初の計画では、当該年度には、各路線の需要と供給の構造モデルを利用したシミュレーションによって、2004-2005年の国管理空港における料金体系変更による運賃・フライト頻度・余剰への効果を推計することを予定していた。当該年度までに、そのような分析に取り組むことができているため、おおむね順調に進展していると言える。研究実施計画に沿って、推定した構造モデルに基づく分析をさらに進める。まず、旅客数に応じた料金とフライト数に応じた料金について、社会的に最適な組み合わせを明らかにすることを目指す。その後、そのような料金体系と、ほかの目的に合致するような料金体系との比較も試みる。例えば、航空会社利潤を最大にするような料金体系や、空港利潤を最大にするような料金体系との比較を行うことを予定している。それによって、航空会社の要望に沿う形の料金体系変更が社会的余剰増大につながるのかどうかや、空港民営化後に設定されると予想される空港利潤最大化の料金体系が社会的に最適な料金体系とどのような違いがあるのかなどを明らかにすることを目指す。また、その最適な組み合わせは、路線の特徴(運航している航空会社数や発着空港周辺人口など)にどのように依存しているかを明らかにしたい。その後、社会的に最適な料金体系と、ほかの目的に合致するような料金体系との比較も試みる。それによって、航空会社の要望に沿う形の料金体系変更が社会的余剰増大につながるのか、また、空港民営化後に設定されると予想される空港利潤最大化の料金体系が社会的に最適な料金体系とどのような違いがあるのかなどを明らかにすることを目指す。予定していた国際学会での発表について別の助成(札幌学院大学学会発表旅費助成)が得られたため、次年度使用額が生じた。その利用計画としては、翌年度に別の国際学会での発表を予定している。
オートファジー様細胞死の生物学的意義とその分子機構の解明

本研究は、オートファジー様細胞死の分子機構を解明し、その生理的意義や種々の疾患病態における関与を明らかにすることが目標である。まず、オートファジー様細胞死に関与する分子試みた。その結果、オートファジーに必須であるATG5やBeclinlの他に、JNKの活性化がオートファジー様細胞死の実行に重要な因子である事が判明した。実際、(1)オートファジー様細胞死が実行される際には、JNKの活性化が観察され、(2)JNKの活性化を抑制する事によりオートファジー様細胞死が抑制された。また、Bcl-2がオートファジーの活性化に大きな影響を与える可能性が報告されているが、Bcl-2ノックアウトマウスやトランジェニックマウスを用いて観察したところ、その関与は小さい事を見出した。また、オートファジー様細胞死の生物学的意義やアポトーシスとの関連を調べる為に、ATG5ノックアウトマウス(オートファジーが誘導されない)とBax/Bakノックアウトマウス(アポトーシスが誘導されない)を交配してその表現系を観察した。その結果、1)種々の細胞の中で、胸腺細胞が特にオートファジー様細胞死が起りやすい事、2)アポトーシスとオートファジーを共に抑制すると、細胞死が起りにくくなり、両者が相補的に機能している事、3)両欠損マウスの表現系は、胎生致死であり頭部に奇形を生じる事を見出した。臨床との関連においては、癌組織におけるオートファジー関連分子の遺伝子変異を探索したところ、複数の固形癌において、遺伝子の変異が同定された。生理的な細胞死はアポトーシスとtypeII細胞死(オートファジー様細胞死)に大別される。オートファジーは、栄養飢餓などの際に、自らの細胞内成分を分解し恒常性を維持しようとする、生に貢献する現象であるが、この現象が異常に亢進すると、細胞が崩壊してオートファジー様細胞死に至ると考えられている。これまでに我々は、アポトーシス機構が何らかの原因で破綻した際には、それを代償する為にオートファジー様細胞死機構が働くことを示してきた。本研究は、これらの知見を更に進めて、オートファジー様細胞死の分子機構を解明し、その生理的意義や疾患病態における関与を明らかにする、ことを目的としている。(1)オートファジー様細胞死に関与する分子を網羅的に同定し、分子機構の全体像を明らかにする。アポトーシス機構が破綻している細胞にアポトーシス刺激を加えると、オートファジー様細胞死が観察できる。この細胞死に関与する分子を網羅的に同定する為に、3種類のスクリーニング系(ribozyme library,ShRNA library, Gene Chip)を駆使して解析を行なってきた。これまでに、いくつかの候補遺伝子を同定しており、これらの分子の関与を検討中である。(2)オートファジー関連分子APG5のノックアウトマウスとアポトーシス促進分子Bax/Bakのダブルノックアウトマウスを交配する。トリプルノックアウトマウスは胎生致死であり、現在胎児期の異常を検証中である.(3)臨床の癌組織におけるオートファジー関連分子の遺伝子変異を同定し、発癌や癌の悪性化における関与を探索する。外科手術時に摘出される癌を用いて、オートファジー関連遺伝子の変異の有無と癌の悪性度、予後、他の遺伝子変異(特にアポトーシス関連遺伝子)との関連を検討している。現在症例の蓄積中であるが、オートファジーに異常のある癌が相当数散見されている.従来、生理的な細胞死はアポトーシスのみであると考えられて来たが、我々を初めとする複数のグループによりオートファジー様細胞死の存在が明らかにされ、生体内では複数の細胞死機構が様々に機能しているものと考えられた。

本研究においては、オートファジー様細胞死の生理的意義,病理的意義を解明する為に、1)オートファジー様細胞死に関与する分子を網羅的に同定し、分子機構の全体像を明らかにする、2)アポトーシスとオートファジー様細胞死のクロストークや、細胞死の生物学的意義を個体レベルで明らかにする、3)臨床の癌組織におけるオートファジー関連分子の遺伝子変異を同定し、発癌や癌の悪性化における関与を探索する、を目標に研究を行って来た。その結果、1)オートファジー様細胞死に関与する分子の探索から、JNKがこの細胞死に関与している事を発見した。即ち,JNKを抑制すると細胞死が緩和され、活性化すると細胞死が進行した(現在、論文作製中)。2)アポトーシス抵抗性マウス(Bax/Bak欠損マウス)とオートファジー耐性マウス(ATG5欠損マウス)を交配したところ,生理的な細胞死は顕著に抑制された(現在、論文作製中)。3)臨床の癌組織におけるオートファジー関連分子(ATG5やBeclin1)の遺伝子変異を探索したところ、複数の固形癌でATG5やBeclin1のSNPが確認された。また、このSNPはオートファジー機能を左右する事を見出した(現在論文作製中)。
希土類錯体中の化学結合の相対論分子軌道法による解明

希土類元素は,物質中でのふるまいは,硬い球状イオンとみなされる。一方,電子分光法などの解析手段,あるいは,理論計算によって調べると,共有結合性の4fおよび5d軌道が価電子帯にかなり存在していることが,報告されており,共有結合性の強さがよくわからない状況であった。酸化セリウムを中心に,希土類元素の化学結合の特徴と4f電子およびその他の価電子の寄与を,明らかにした。1.希土類化合物のイオン結合性と共有結合性実験値を組みこむ必要のない第一原理計算法である相対論DV-Xα法を用いた。これは,希土類のような重原子であっても,特別な困難を伴わずに計算できた。それぞれ,共有結合性とイオン結合性の強い化合物である,酸化ジルコニウム(立方晶)とフッ化カルシウムとの比較を行い,酸化セリウム(CeO_2)の特徴を明らかにした。価電子帯の電子の電荷密度分布を調べると,酸化セリウムでは,酸化ジルコニウムより強いといえる共有結合を持っていたが,これを上回って,イオンの性質が結合を支配していることが分かった。さらに,軌道成分を解析し,結合に関与している軌道を明らかにした。共有結合を担う4f,5d軌道と,イオン性をもつらす6s,6p気道が,エネルギーおよび空間的拡がりの点で似かよっていて,協調または競争して,結合に寄与していた。イオン結合性と共有結合性の2つの相反する結合を同時に持つことが,酸化セリウムそしてランタニド化合物の結合の特徴であることを示した。2.希土類化合物における相対論効果の働き希土類元素では,電子が高速で運動するため,相対論の効果が現れる。その効果が,どの部分にどのように現れるかを明らかにした。相対論効果によって,5d,6s,6p軌道は,若干変化するのに対して,4fの準位は,大きく高エネルギー側にシフトしていた。ランタニドの一連の原子で,相対論効果による価電子軌道の変化を明らかにした。
CFD技術を用いた住宅暖房室内の温熱環境予測改善に関する研究

室内における人体の温熱環境を解明することを目的に、数値サーマルマネキンを用いたCFD手法に関する研究が行われている。このような背景のもと、本研究では単純室を対象にメッシュ形状、メッシュ分割数、空間離散化スキームの違いが解析結果に及ぼす影響について検証した。次に床暖房時、エアコン暖房時、局所空調時において、実験結果と解析結果の比較を行い、再現精度の検討を実施した。その結果、以下の知見を得た。・メッシュ解像度を向上させ、高次差分スキームを用いることでメッシュシステムによらない結果が得られる。・複雑形状となる領域に対して、トリムドメッシュを用いることで同精度の結果が得られる。本研究では非構造格子を用いて再現した人体モデルを、構造格子系に組み込むCFD手法を確立し、主として暖房居室内の温熱快適性に関する予測技術の向上を目的としている。まずメッシュ形状・メッシュ解像度.空間離散化スキームの違いが解析結果に与える影響について検討した。この結果、メッシュ解像度を向上させ、高次差分スキームを用いることで、メッシュシステムによらない結果を得られることが確認された。次に実空間としてタスクアンビエント空調を行うオフィス空間を対象に、サーマルマネキンを設置した場合の顕熱損失量・表面温度実測を行い、トリムドメッシュ・テトラメッシュによるCFD解析結果と比較することで計算精度の確認を試みた。その結果、トリムドメッシュ・テトラメッシュともに概ね実測を再現できることを確認したが、生成メッシュ密度の違いによると見られる吹出し気流の拡散性状の違いを確認した。さらに暖房居室について取り上げ、エアコン暖房時.床暖房時について、サーマルマネキンを設置した条件での実験結果と計算結果の比較を実施したところ、テトラメッシュ・トリムドメッシュともに同精度の結果を得られることを確認した。本研究は、数値サーマルマネキンを用いた数値流体解析技術において、主として暖房教室内の温熱快適性に関する予測技術の向上を目的としている。本年度はCFD技術を用いた結う封じの着衣抵抗変化予測に着手した。暖房居室内に暴露された人体の温熱快適性を精度良く予測するためには、複雑な人体形状を模擬すると共に、人体からの熱損失を精度良く予測する必要がある。このため着衣表面の熱伝達率や着衣の熱抵抗値を性格に把握する必要があるが、有風時などは同一の着衣でも対流熱伝達率や熱抵抗が変化する可能性がある。よってサーマルマネキンを用いて、暴露風速をパラメータとした熱抵抗実験を行い、対流熱伝達率および熱抵抗値の算出を試みた。その結果、対流熱伝達率は一般的に用いられている対流熱伝達率の予測式に比べ、小さい値を示した。また通気性の高い着衣の場合、有風時に着衣手熱抵抗が小さくなることが確認された。これらの結果を踏まえ、実施した実験をCFD解析で再現し、主に高速気流環境に暴露された人体の対流熱伝達率の再現性と、着衣量が予測精度に及ぼす影響について検討を行った。その結果、3次非線形低Re数型k-εモデルに改良Launder-katoモデルを組み込むことで、着衣なしの人体の対流熱伝達率を正確に予測できること、高速気流環境下において適切な着衣熱抵抗の設定が予測精度に大きく影響することを明らかにした。また床暖房などに想定される接触熱伝導が人体温冷感に与える影響について、被験者実験を行ったところ、被験者実験においてはPMV>0の場合に足裏接触による影響が大きくなる傾向を示した。さらに顕熱損失量予測から足裏加熱の有無が温冷感に与える影響を検討したところ、足裏面積が体表面に占める割合が極めて小さいため、結果にほとんど影響を及ぼさなかった。
両大戦間期アジアにおける政治主体の形成と意識構造に関する比較研究

本研究は、アジア各地域の現地語資料や聴きとり調査作業の蓄積を基礎にして、両大戦間期のアジアにおける政治・民衆運動の形成・展開と、それを支える思想を比較考察し、同時にそれらの運動と思想に共通する性格を析出して、現代アジアの民衆と政治指導が担っている諸問題の基礎的性格を解明しようとしたものである。研究例会においては、下記の二点を中心に報告・討論が行なわれた。(1)分担各部門の経過報告を行ない、従来の学説・研究史の検討とその中における位置づけを試みた。(2)分担各部門の研究の相互関連性および特異性・独自性を吟味することにより、アジア地域全体を対象とした比較研究の視座を模索した。その結果、地域によっては研究・学説史の統括そのものに意義のある場合もあれば、従来の研究の蓄積に新らたな貢献を行なうことが望ましい場合もあることが明らかになった。また、西大戦間期には、民族自決主義の抬頭・国際共産主義運動の波及・世界恐慌の影響など共通の事象が多く、これらは、アジア各地域を通観する比較の視座を構築する上で重要な指標であることが確認された。定期的な研究会の開催を通じて参加者の共通の認識は深まったが、アジア諸地域の両大戦間期における問題を、地域を超えて同時代的な視野に収め、あるいは相互に関連する構造のなかで把握するためには、克服すべき点がなお多く残されている。今回の共同研究作業は、そのような目標に向けての一歩であり、方法と資料の両面においていくつかの新しい可能性を探ることができたと考える。
インプラント材料への付着歯肉上皮における接着分子の発現-上皮付着能の定量的検討

歯科用インプラントはハイドロキシアパタイトやチタンなど骨に高い結合能力をもつ材料が開発され人工歯根として普及しつつあるが、インプラント体と歯肉、歯槽粘膜との接合、付着については解決していない問題が多く、本研究の目的は歯肉の上皮とインプラント体の接着、接合に関しての定量的検討を主としている。実験としてはヒト歯肉由来上皮を一定の形に成形した各種インプラントdiscの表面で培養し、付着細胞を測定するとともに、付着細胞を剥離した後、超音波により破砕しその細胞膜、細胞質成分を検体とし、各種接着分子に対するモノクローナル抗体の1次抗体にて染色し、酵素標識2次抗体を作用させ、接着分子の淡白量を定量的に測定しようとするものである。交付された補助金より、培養に必要な恒温漕と細胞を粉砕するための超音波破砕機を購入した。実験の遂行にあたり、健常人より採取した歯肉片より得られたヒト歯肉由来ケラチノサイトを歯肉上皮培養細胞として用いるわけだが、現在得られた検体を培養しさらにそれらの培養細胞よりヒト歯肉上皮を線維芽細胞などより分離し、pureな上皮細胞株の確立を行っているところであり、これらは現在進行中である。ELISA(酵素免疫定量法)についてはこれまでtypeIV collagen,ラミニン、フィブロネクチン、CD44を用いた方法はほぼ確立しつつあり、培養細胞の確立ができればできればこれら培養細胞を用いた実験系は確立され、定量的検討は可能となると思われる。
花粉媒介行動の脳の分子神経基盤とその生態系への影響の解明

外国人特別研究員のWang博士はマルハナバチのコロニーの中には「注意深い(careful)個体」と「衝動的な(impulsive)個体」が存在することを、採餌戦略の違いから明らかにした。注意深い個体は時間をかけて蜜源を選択するが、花蜜量が多く外敵が少ない蜜源を正確に選択する。一方で衝動的な個体は短時間で蜜源を選択するが、質の高い蜜源を正確に選択できないこと(Speed-accuracy tradeoffs)を見出した(Wang et al 2015)。さらに採餌戦略における個体差が脊椎動物にもある否かを確認する目的で、Wang博士はメダカを用いて行動実験系を確立した。メダカは遺伝的背景が同一である近交系が多数、確立・維持されている。そのため近交系ごとに採餌戦略が異なることを示せれば、採餌戦略の違いは遺伝的背景の違いによると考察することができる。先行研究では、メダカに餌を与えた時に視覚刺激を同時に与えると、視覚刺激と餌の情報を連合して学習し、訓練後は視覚刺激依存に近づき行動を示すことがわかっていた(PLoS ONE 8(9): e71685, 2013)。Wang博士は、別の視覚刺激に対して電気ショックを与える実験装置を付加し、報酬と罰の両方の情報が存在する環境で、採餌行動を定量化する行動実験を確立した。Wang博士は5種類の近交系メダカの採餌行動を比較した結果、系統ごとに採餌戦略が異なる傾向があったことから、遺伝学的背景が採餌戦略を規定している可能性が考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。(1)マルハナバチの採餌戦略に関する研究マルハナミツバチが訪れる花にはしばしば天敵(カニグモ)が潜む。しかしながら、マルハナバチがどのように天敵を避け、効率よく訪花するのかは不明であった。これまでに、WANG博士はカニグモを模倣した昆虫ロボットを作製し、マルハナバチが採餌行動の際に、このロボットを外敵として視覚記憶する行動実験系を構築した[Behavior. Ecol. Sociobiol. (2010)]。本研究では、この実験系を用いて外敵に遭遇した記憶がマルハナバチの採餌戦略に影響を与えること、さらにマルハナバチは複数の餌場における花蜜の質と外敵の出現頻度を記憶し、二つの情報を統合して効率の良い採餌戦略を立てることを示した。その結果、マルハナバチの採餌戦略には個体差(=「注意深い(careful)個体」と「衝動的な(impulsive)個体」)があることを発見した。注意深い個体は時間をかけて蜜源を探索する結果、花蜜量が多く、外敵が少ない蜜源を正確に選択できる。一方で、衝動的な個体は短時間で蜜源を選択するが、質の高い蜜源を正確に選択することはできなかった(Speed-accuracy tradeoffs)。(2)メダカの採餌戦略に関する研究当研究室ではメダカの視覚に基づく報酬学習系を確立している。メダカに動画提示と同時に餌を与えると、動画提示だけで動画の方に素早く移動するようになる[Ochiai et al., PLoS ONE (2013)]。本年度はメダカの採餌戦略を調べる目的で、報酬と忌避記憶の両方を介した採餌実験系を確立した。これにより餌と外敵という二つの相反する情報を統合した脊椎動物の採餌戦略を研究室内で解析することが初めて可能になった。その結果、メダカの採餌戦略でも、マルハナバチと同様に「注意深い個体」と「衝動的な個体」という個体差があることを見出した。これまでに、ゼブラフィッシュには「衝動的(impulsive)」で何度やっても餌に直接的に向かって行き、敵に捕まってしまう個体と、「慎重(careful)」に時間をかけて敵に捕まらないで、上手に餌を取る個体がいることを発見している。このことは、魚類に「衝動的」と「慎重」という行動特性(「個性」)が存在することを示唆している(Wang et al., AnimalBehavior 103, 277-283, 2015)。この「動物個性」が遺伝的背景によって規定されているかを知るためには、遺伝的背景が同一な近交系を実験材料に用いて、近交系間の行動の違いを定量化する必要がある。しかしゼブラフィッシュでは近交系が確立されていないため、近交系が既に10種類以上確立されているメダカを材料に実験を行った。本年度は、4つのメダカの近交系(HO5, HdrR-II, HNI-II, drR)を用いて5種類の行動検定を実施し、これらの系統間に行動の違いが検出できるか調べた。その結果、それぞれの行動についての系統毎の出現頻度は、「新奇環境探索行動」についてはdrR>HO5>HNI-II>HdrR-II、「新奇物体探索行動」についてはdrR>HO5>HNI-II=HdrR-II、「新奇個体探索行動」についてはHNI-II >drR=HO5>HdrR-II、「鏡近づき行動」についてはdrR>HO5=HNI-II>HdrR-II、「泡刺激からの逃避行動」についてはHdrR-II> HO5=HNI-II> drR、となった。

このことから、drR系統は新奇な外的刺激に積極的に近づく傾向があり、HdrR-II系統は外的刺激から逃避する傾向がある、つまり、メダカの系統間に行動の違い(「個性」)が存在することが示唆された。外国人特別研究員のWang博士はマルハナバチのコロニーの中には「注意深い(careful)個体」と「衝動的な(impulsive)個体」が存在することを、採餌戦略の違いから明らかにした。注意深い個体は時間をかけて蜜源を選択するが、花蜜量が多く外敵が少ない蜜源を正確に選択する。一方で衝動的な個体は短時間で蜜源を選択するが、質の高い蜜源を正確に選択できないこと(Speed-accuracy tradeoffs)を見出した(Wang et al 2015)。さらに採餌戦略における個体差が脊椎動物にもある否かを確認する目的で、Wang博士はメダカを用いて行動実験系を確立した。メダカは遺伝的背景が同一である近交系が多数、確立・維持されている。そのため近交系ごとに採餌戦略が異なることを示せれば、採餌戦略の違いは遺伝的背景の違いによると考察することができる。先行研究では、メダカに餌を与えた時に視覚刺激を同時に与えると、視覚刺激と餌の情報を連合して学習し、訓練後は視覚刺激依存に近づき行動を示すことがわかっていた(PLoS ONE 8(9): e71685, 2013)。Wang博士は、別の視覚刺激に対して電気ショックを与える実験装置を付加し、報酬と罰の両方の情報が存在する環境で、採餌行動を定量化する行動実験を確立した。Wang博士は5種類の近交系メダカの採餌行動を比較した結果、系統ごとに採餌戦略が異なる傾向があったことから、遺伝学的背景が採餌戦略を規定している可能性が考えられる。WANG博士の研究項目は、以下の4つである。(1)採餌の障害となる外敵(カニグモ)がいる場合のマルハナバチの採餌戦略を解析する。(2)マルハナバチの個体毎に採餌戦略に差(行動個性)があるかを検定し、生態系(訪花植物)との相互作用様式をシミュレーションにより予測する。(3)採餌の障害となる外敵がいる場合のメダカの採餌戦略を解析し、分子遺伝学的手法(QTL解析)を用いて、メダカの採餌戦略に影響を与える遺伝的基盤を解析する。(4)マルハナバチの採餌行動における視覚(外敵)情報処理過程をモデル化して、(2)のシミュレーションに組み込む。さらにメダカにおいても同様の解析を行って、両者の共通点を探る。このうち、(1)のマルハナバチの採餌戦略に関する研究成果はAnimal Behaviour誌に発表された。このように動物が二つの相反する対象(餌と外敵)を同時に注目して行動選択する能力は`Divided attention'と定義されるが、これは`Divided attention'を昆虫で見いだした初めての例であり、高い学術的価値をもつ。さらにメダカの採餌戦略を調べる目的で、報酬及び忌避記憶の両方を介した採餌実験系の確立に取り組み、これに成功した。これにより食べ物と外敵という二つの情報を統合した脊椎動物の採餌戦略を世界に先駆けて研究室内で解析できるようになった。その結果、メダカの採餌戦略においても、マルハナバチと同様に「注意深い個体」と「衝動的な個体」という個体差があることを見出した。このように、WANG博士の研究課題は新規性の高い発見を伴いつつ(1)と(2)の課題を終え、現在は(3)の課題に取りかかろうとしている段階である。従って、概ね順調に進展していると判断できる。WANG博士は今年度(平成26年度)の11月から育児・出産のため、母国である台湾に帰国した。平成27年秋以降に再開予定であり、その後、中断された採用期間の研究を実施予定である。
介護老人保健施設入所高齢者の口腔状況改善に向けた看護に関する研究

介護老人保健施設への調査から、口腔ケア体制には施設格差が生じていることが明らかとなった。また、介護老人保健施設入所高齢者への調査では、口腔内から何らかの日和見感染微生物が検出された者は46.0%で、その種類はカンジダが最も多く、次いで緑膿菌、肺炎桿菌であった。摂食・嚥下機能低下者は約3割いた。日和見微生物は総義歯装着者に多く、摂食・嚥下機能の低下は、施設入所期間が長い者やはみがきを面倒だと感じている者に多かった。本研究は介護老人保健施設の口腔ケア体制や入所高齢者の口腔環境を調査し、今後の口腔ケアの在り方を検討することである。施設の口腔ケアに関する施設体制等を明らかにするため、A県内の全介護老人保健施設を対象とし、郵送法での質問紙調査を実施した。歯科專門職である歯科医や歯科衛生士が勤務している施設は10.4%と少なく、口腔ケアは介護福祉士(100%)や看護師(95.8%)による実施割合が高かった。口腔ケアに関する施設内研修会を開催している施設は72.9%であった。口腔ケアに関するマニュアルは85.4%の施設が保有していた。口腔ケアを重要だと感じている看護師長は100%であった。口腔ケア実施における困難さの要因として「人手や時間」52.1%、「知識や技術」16.7%等があげられた。歯科専門職による専門的口腔ケアの実施状況は「必要時実施している」41.7%、「定期的に実施している」33.3%、「実施していない」25%であった。調査結果より、口腔ケアに関する看護師の認識の高さや口腔ケア体制および実施状況において施設格差が生じていることが明らかとなった。現在、介護老人保健施設入所高齢者を対象とし、口腔状況(口腔内日和見感染微生物の保有状況、摂食・嚥下機能、口腔関連QOL)を調査している。現時点では、対象の約5割の口腔から何らかの口腔内日和見感染微生物が検出され、約3割の高齢者に摂食・嚥下機能の低下が認められた。今後、データ数を増やし、口腔状況と関連している要因の解明を進め、介護老人保健施設での口腔ケアの在り方を検討していく。介護老人保健施設入所要介護高齢者に対し、一般的状況および口腔状況(口腔内日和見感染微生物、摂食・嚥下機能、口腔関連QOL)等の調査を行った。口腔内に何らかの日和見感染微生物を保有している高齢者の割合は46.0%であった。検出された微生物の種類では、カンジダが最も多く30.0%、次いで緑膿菌8.7%、肺炎桿菌4.7%であった。これら3種の微生物は、検出微生物の83.3%を占めていた。摂食・嚥下機能の評価には、DRACE(Miura2007)を用いた。摂食・嚥下機能低下が疑われる者の割合は28.7%であった。口腔関連QOLの評価には、GOHAI(内藤2004)を用いた。対象のGOHAI平均値は56.55±5.13であった。これら.の調査結果から、対象の口腔内日和見感染微生物の保有割合は高く、摂食・嚥下機能低下リスク者も多いことから、施設高齢者の死因1位ともいわれている誤嚥性肺炎への対策が必要不可欠であると考える。また、口腔関連QOLに関しては、国民基準値と比べ高い値であり、比較的QOLは保たれていることが考えられる。口腔状況に関連する要因を分析した。口腔内微生物保有の有無は、残存歯と補綴状況(P<0.05)に関連していた。摂食・嚥下機能は、在所期間(P<0.05)、ADL(P<0.01)、口腔関連QOL(P<0.01)、口腔ケア実施にあたっての面倒さ意識(P<0.05)、下剤内服の有無(P<0.05)に関連していた。口腔関連QOLは摂食・嚥下機能(P<0.01)に関連していた。摂食・嚥下機能と口腔関連QOLは有意な関連を認めたが(P<0.01)、口腔内日和見感染微生物との関連は認められなかった。施設入所高齢者に多く罹患する誤嚥性肺炎は複合要因によって発症するが、中でも二大要因とされるのが摂食・嚥下機能と口腔内日和見感染微生物の状況である。本調査では、摂食・嚥下機能と日和見感染微生物の保有状況は独立の関係にあることが示唆されている。そのため、誤嚥性肺炎予防のためには、摂食・嚥下機能の維持・向上と口腔内日和見感染微生物の減少・消滅の両面から対策を考えていく必要があると考える。

口腔内微生物保有の有無は、残存歯と補綴状況(P<0.05)に関連しており、総義歯装着者の口腔内に多くの微生物が保有されていた。本調査では口腔内微生物の有無と現行の口腔ケアの回数や方法との関連は認められなかった。先行研究からも日常でなされている口腔ケアでは微生物を減少させる効果は弱いものと考える。歯科専門職が行う専門的口腔ケアによって微生物の減少が報告されていることから、専門的口腔ケアの方法を施設入所者の口腔ケアを最も行っている職種である看護師に教育していく必要があると考える。また、本調査では高齢者の保有する微生物の種類が特定されており、特定の微生物の消滅に焦点を絞った歯磨き粉などの用具を開発することも有効であると考える。摂食・嚥下機能は、ADL、在所期間、口腔ケア実施にあたっての面倒さ意識などと関連していた。ADLの中でも食事の自立状況と密な関連を示し、在所期間に関しては36ヶ月未満と以上で有意な差が認められた。介護老人保健施設は短期入所施設であるため長期入居者へのケアは十分になされていない可能性がある。入居の長期化を防止する策が必要であり、併せて、口腔ケアを面倒だと感じさせないためにも、口腔ケアの意義を高齢者自身に認識させる教育が必要であると考える。介護老人保健施設入所要介護高齢者に対し、口腔状況、(口腔内日和見感染微生物、摂食・嚥下機能、口腔関連QOL)等の調査を行った。また、施設に対し、口腔ケア体制の調査を行った。これらの調査データから、高齢者の口腔状況と施設の口腔ケア体制の実態が把握でき、現在、関連要因分析を進めている状況にある。よって、最終年度には申請時の研究目的の達成ができるものと考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。調査データの詳細な分析と、調査の追加を行い、介護老人保健施設でなされるべき対策を看護の視点をメインに検討する。
昆虫介在神経細胞のゆらぎの定量的解析

尾葉への風刺激に対して、コオロギ(Gryllus bimaculatus)がとる様々な行動と風応答性神経のスパイク発火のゆらぎを行動観察と細胞内記録法および細胞外記録法で観察した。コオロギの逃避行動は確率的に引き起こされ、その発生確率は刺激強度に正比例する。また、逃避行動を高い確率で引き起こすためには、刺激強度を上げコオロギのからだ全体に気流を与えるのが有効であることが明らかになった。一方、逃避行動を引き起こすと考えられている尾葉気流感覚系の巨大介在神経は、そのスパイク数が同じ気流刺激に対して常に一定でなく、スパイク数の平均と分散は刺激強度に比例して大きくなった。また、気流刺激が50msec・2Hzの180秒間の細胞内記録より、刺激に対するスパイクの分布はどの巨大介在神経でも正規分布をしめし、毎回の発火数が独立であることが明らかになった。さらに、このゆらぎが尾葉気流感覚系全体で同期しているのか、独立なのかを知るために、細胞外記録から巨大介在神経のユニットを分離し、解析した。その結果、個々の神経の発火には強い相関があることが明らかになった。また、この相関が気流の刺激方向によって変化することも明らかになった。これらの結果は、気流介在神経系で複数の神経の発火パターンによって情報をコードするテンポラルコーディングがこの系で気流方向をコードする方法として使用されている可能性を示唆している。現在、細胞内記録法を用いて個々の同定神経間でのゆらぎの相関を解析中である。
視覚障害者のための点字図書管理システムの開発研究

視覚障害者のための点字図書館管理システムを開発するために次の計画・方法を考え研究を遂行した。大量のデータを処理するには、PCサーバーパソコンを接続し、ネットワークシステムを作成した。そして、データベース管理ソフトウエアを用い点字図書館の協力を得て、次のようなシステムをWindowsシステム環境下で、構築した。(1)図書業務支援システムの開発、各種データベースを作成した。図書業務の中心は、検索であるが、データの入力、修正、削除、印刷などを行えるシステムを構築した。検索項目は、NDC番号、書名、著者名、及びその組み合せにより検索を可能にした。(2)雑誌業務支援システムの開発を行った。図書業務とは、データ内容が異なるので、検索項目は違ってくるが、行われる業務はほぼ同じであり、システムはほぼ完成した。(3)利用者業務支援システムを開発した。利用者という人間に対する情報のデータベースとなるので、図書・雑誌とはデータ項目が相当異なる。行われる業務の画面は図書業務、雑誌業務とほぼ同じに統一され、画面操作上のミスを防ぐようにした。(4)貸出業務システムを構築した。この業務は、特に視覚障害者職員が行うことを考慮して作成する部分である。メインとなるデータベースは貸出データベースであるが、補助データベースとして貸出記録データベース、返却データベースを使用した。(5)各種統計資料の作成を可能にする。ここでは受入統計表という内部資料の作成を行う。受入れられた蔵書が、受入種別とNDCによって表形式で作成される。これらは月別、年別、全蔵書別に作成できるようにした。(6)目録作成を可能にした。図書館の中で目録印刷は重要な業務であり、すべてコンピュータで打ち出せるようにした。当初計画した方法に従って、研究を遂行した。平成9年度は次のような方法を計画し研究を行った。1.ネットワークシステムを利用した図書管理システムの開発、各種データベースの作成を行った。図書業務の中心は検索であるが、データの入力、修正、削除、なども行えるシステム構築をほぼ完了した。2.雑誌管理システムの開発を行った。図書業務とは、データ内容が異なっているので、検索項目は違ってくるが、行われる業務はほぼ同じであるので容易に構築できた。3.利用者管理システムを開発した。利用者情報のデータベースとなるので、図書・雑誌とはデータ項目が相当異なるが、画面操作は複雑にせず画面操作上のミスを防ぐようにした。4.貸出業務システムの構築に着手した。メインとなるデータベースは貸出データベースであるが、補助データベースとして貸出記録データベース、返却データベースを使用し、貸出・返却業務は、バ-コードとキーボードによる入力を可能にするように設計した。また、貸出データ、予約データの修正も可能にしたい。5.点字図書館システムからの応答が視覚障害者にわかるようにするために、音声合成装置を利用した音声応答システムの構築に着手した。これによって視覚障害者はシステムの利用が可能となるであろう。6.視覚障害者がデータを入力しやすくするため、点字キ-入力方式を検討し、そのシステム構築に着手した。平成10年度は次のような方法を計画し研究を行った。1. WINDOWSSYSTEMではマウスが利用できるが視覚障害者には不向きなので、キー人力のみを用いてコンピュータと対話できる音声応答システムを構築した。それにはWINDOWS SYSTEMで利用できる音声合成ソフトウエアを用いた。このシステムはキー人力に際しても入力した文字を読み上げるので視覚障害者は容易に点字図書館システムへ応答ができる。これによって視覚障害者はシステムの利用が可能となった。2.視覚障害者職員向けの図書業務システムの開発を行った。図書業務の中心は検索であるが、データの修正、削除などが行えるシステムも構築した。

これによって、視覚障害者職員が最新の蔵書情報を得ることができるようになった。3.利用者管理システムを開発した。利用者情報のデータベースとなるので、図書・雑誌とはデータ項目が相当異なるが、画面操作は複雑にせず画面操作上のミスを防ぐようにした。これによって、視覚障害者職員が図書館利用者の情報を得ることができ、利用者の住所ラベルも印刷できるようになった。4.視覚障害者職員向けの貸出業務システムを構築した。特に視覚障害者職員が独力で業務を行えるよう考慮して作成した部分である。メインとなるデータベースは貸出データベースであるが、補助データベースとして貸出記録データベース、返却データベースを使用し、貸出・返却業務は、バーコードとキーボードによる入力を可能にするように設計した。また、貸出データ、予約データの修正も可能にした。
症候・診断・予後データ解析による新たな傷病診断スコアの開発

救急電話相談で電話相談を行った後に、救急搬送した患者の診断名や転帰については明らかにされていない。大阪府で行っている救急電話相談サービス(#7119)では、相談内容をデータベースに記録している。一方で、大阪府では救急搬送された患者については全例を対象に、消防側の救急活動記録と医療機関の診断や転帰といった情報を救急搬送事例ごとにデータ収集する情報システム「ORION」を2015年から運用している。本研究では、救急電話相談「#7119」で相談、緊急度判定を行い救急車が出動した症例を対象として、#7119データとORIONに記録されたデータを個別事例単位で統合し、症状や随伴する兆候と診断、転帰との関係性を明らかにする。初年度においては、大阪市消防局から#7119データの提供を受け、一方ORIONデータについては大阪府が定めるルールに従い、データの提供を受けた。これらのデータセットを個別事例単位でのデータ統合を行っているところである。大阪府から提供されるORIONデータの提供時期が当初2018年11月12月頃の予定であったが、実際の提供時期が2019年2月と3か月の遅れが生じている。ただ、データセットの構築及び解析は開始しており、今後の研究発表や論文作成にあたっては遅れを取り戻せる見込みである。現在行っている解析結果については、2019年に開催される日本救急医学会及び欧州救急医学会(European Society for Emergecy Medicine)で発表予定であり、同時に論文化を進める予定である。また、解析し構築しえた新たなスコアリングシステムについての妥当性の検証についても、関係機関と調整し今後計画していく。当初の計画では機器購入(ノートPC)を見込んでいたが、別の研究費での購入ができたため、その費用を研究成果発表のための費用(国際学会参加、英文論文での投稿等)として支弁するために次年度に繰り越すため。
合成酵素の分子進化を利用した新規生理活性天然物の探索方法の開発

生理活性天然物の探索はそれを生産しているとおぼしき生物を大量に集めて、抽出、単離、同定することによっておこなわれてきた。このようなランダムスクリーニングによる探索は、新しい化合物を見つける効率が極めて悪いうえに貴重な天然資源の消失を招くことも危惧されている。むしろ、生物体内に存在している可能なすべての代謝経路をあらかじめ推定しておくことができれば、それらの合成経路からどのような代謝物質(生理活性天然物)が生産されうるのかをあらかじめ予想できるはずである。本研究課題では、合成酵素の分子進化を利用してこれまでに知られていない新しい代謝経路を予想することを目的として研究をおこなった。まず、4987個の代謝物質それぞれについて、その合成や分解に関与している酵素を調べあげた。例えば、L-グルタミン酸では87種類の合成および分解酵素が関与していることがわかった。また、これら87種類の酵素が触媒する化学反応や補酵素、阻害剤などに関するデータは、これまで本申請者が作成してきたLIGAND酵素反応データベースとリンクすることによって容易に参照することができる。また、このデータベースを介して代謝経路マップともリンクすることによって、その代謝物質がある生物種においてどのような物質代謝に関与をしているのかもただちに調べることができる。次に、代謝物質と酵素との関係を利用して可能な代謝経路を推定することを試みた。実際の生物における代謝は極めて限られた数の代謝経路しか利用していないにもかかわらず、推定された代謝経路は天文学的な数になってしまった。この問題点を解決するためには、実際に存在している経路を優先的にたどるようなアルゴリズムを開発しなければならないことがわかった。また、これまでに知られていない新しい代謝物質を推定することができなかった。これは、本来の基質でない化合物を与えられた時に生成物を予測するような、反応タイプデータを与えることによって解決できるであろう。このような問題点があるものの、本課題研究によって、ある1群の酵素蛋白質が与えられた時、それらの組み合わせから代謝経路を推定することができるようになった。平成6年度は主として、グルタミン酸骨格を構造の一部として含む生理活性天然物と、それらの生合成に関連した合成酵素をリストアップしたデータベースを構築するために、学術雑誌などの出版物からそれらを拾いだして収集する予定であった。しかし、本研究代表者がこれまで作成をしてきたデータベースであるLIGANDChemical Database for Enzymatic Reactionを利用することに変更した。すなわち、このデータベースはいろいろな酵素それぞれについて、酵素反応の基質や生成物、阻害剤となる化合物を収集したものである。これを、本課題研究のために酵素名と化合物名をリンクさせることによって、逆引きを可能にした。すなわち、ある化合物名を入力すると、それを基質、生成物とするような酵素が全てリストアップされる。これによって、ある化合物の生合成に関連している酵素名を網羅的に抽出することができる。さらに、お互いにほとんど類似性がみとめられないアミノ酸配列のグループから共通に存在するアミノ酸配列モチーフを抽出するプログラムを利用すれば、生合成に関連した酵素のアミノ酸配列に特徴的にみられる配列モチーフを抽出することが可能になった。いまのところ、化合物名でしか抽出することができないが、化合物の化学構造を結合表の形でコンピューターに保存することによって、部分構造検索が可能となる。次年度で本研究課題を完了させるための準備は着々と進行している。

このようなランダムスクリーニングによる探索は、新しい化合物を見つける効率が極めて悪いうえに貴重な天然資源の消失を招くことも危惧されている。むしろ、生物体内に存在している可能なすべての代謝経路をあらかじめ推定しておくことができれば、それらの合成経路からどのような代謝物質(生理活性天然物)が生産されうるのかをあらかじめ予想できるはずである。本研究課題では、合成酵素の分子進化を利用してこれまでに知られていない新しい代謝経路を予想することを目的として研究をおこなった。まず、4987個の代謝物質それぞれについて、その合成や分解に関与している酵素を調べあげた。例えば、L-グルタミン酸では87種類の合成および分解酵素が関与していることがわかった。また、これら87種類の酵素が触媒する化学反応や補酵素、阻害剤などに関するデータは、これまで本申請者が作成してきたLIGAND酵素反応データベースとリンクすることによって容易に参照することができる。また、このデータベースを介して代謝経路マップともリンクすることによって、その代謝物質がある生物種においてどのような物質代謝に関与しているのかもただちに調べることができる。次に、代謝物質と酵素との関係を利用して可能な代謝経路を推定することを試みた。実際の生物における代謝は極めて限られた数の代謝経路しか利用していないにもかかわらず、推定された代謝経路は天文学的な数になってしまった。この問題点を解決するためには、実際に存在している経路を優先的にたどるようなアルゴリズムを開発しなければならないことがわかった。また、これまでに知られていない新しい代謝物質を推定することができなかった。これは、本来の基質でない化合物を与えられた時に生成物を予測するような、反応タイプデータを与えることによって解決できるであろう。このような問題点があるものの、本課題研究によって、ある1群の酵素蛋白質が与えられた時、それらの組み合わせから代謝経路を推定することができるようになった。近い将来ある生物種についてゲノムDNAの全塩基配列が決定されると、その個体が有している全ての酵素蛋白質がわかるはずである。それらの酵素の組み合わせから代謝経路や、未知の代謝産物を推定することが可能になるものと期待される。
北極海の定量的環境復元とグローバルな気候変動との関連性解明に関する研究

本研究では、古海洋データの空白域である北極海において、現在よりも2°C温暖であったと推定されている最終間氷期の古海洋記録を定量的に復元することを目的として、2009年に海洋地球研究船「みらい」の北極海航海に参加し、海底堆積物コア試料の採取およびプランクトンネット調査を実施した。海底コアは3サイトから計5本の採取に成功した。これらのコアのうちPC03コアは北緯76°を超えた観測点で採取することができ、日本船としては北半球で最も北のサイトで海底コアを採取することに成功した。研究代表者は、海洋地球研究船「みらい」の平成20年度の北極海航海MR08-05(H20.8.10-10.10)に参加予定であったが,研究分担者の都合により参加することができなかった。このため予定していた試料採取を実施できなかったため,次年度の研究航海にむけて研究計画を再検討し申請を行った。その結果,平成21年度の申請課題「北極海における深層循環変動と地球温暖化の関連性解明に関する研究」が採択されたため,2009年9月の北極海研究調査MR09-03「北極海における総合観測航海」(H21.8.28-10.25)に向けて準備を進めてきた。さらに,次年度において実施する生物生産量の復元に重要な有機炭素含有量の分析のために,有機炭素分析装置を購入し,分析法の確立に取り組んだ。研究分担者については,平成20年度の上記北極海航海に参加し,ピストンコアラーにより海底堆積物コア試料をチャクチ海ノースウィンドリッジの北部と南部の水深357m998mおいて計5本採取した。さらに,海水試料中に含まれる古細菌のバイオマーカー成分の抽出を実施した。海底コア試料については,現在,放射性炭素年代測定法に基づく高精度分析,バイオマーカーの分析に基づき古水温推定に取り組んでいる。調査概要については,3月に開催された海洋研究開発機構のブルーアースシンポジュウムで発表した(黒木ほか,2009;佐藤ほか,2009)。本年度は北極海での海底堆積物試料採取およびプランクトンネット調査を実施した.海洋地球研究船「みらい」の北極海航海MR09-03Leg.2(9月7日10月15日)においてピストンコアラーによる海底コア採取を実施した.海底コアは3サイトから計5本の採取に成功した.そのコアのうちMR09-03 PC03コアは北緯76°を超えた観測点で採取することができた.よって,これまで海氷があるため採取できなかった海域から海底コアを得ることができたため貴重なデータが得られると期待される.得られた海底コアはコア長約5m9mのシルト質粘土からなり,部分的に漂流岩屑やラミナ層を挟在する.全体的にオリーブグレー色のシルト質粘土層が卓越する.その岩相は氷期の層準と考えられ,海水準低下などの影響を受けた堆積相変化の影響と推測される.採取水深は350m1200mの範囲である.この水深範囲には,シービームやSBPなどの海底の音波探査結果により氷河または氷山による削剥地形が確認された.このため本海域では氷期から急激に温暖化することにより劇的に環境が変化したことが明らかとなった.さらに本研究では,プランクトンネットにより計7観測点において生体浮遊性有孔虫および放散虫,珪藻の試料採取を実施した.プランクトン調査のうち1サイトのみで水深1000mまでの深層調査を行った.これまでの研究では北極海におけるその水深の生体放散虫の情報はないため,深海に生息する放散虫の情報を初めて提供することが期待される.本研究では、最新の古海洋復元プロキシーを駆使し、古海洋データの空白域である北極海において、現在よりも2°C温暖であったと推定されている最終間氷期の古海洋記録を定量的に復元することを目的とする。特に,水温,塩分の定量値,季節海氷の有無,生物生産を高時間精度で復元し、海洋表層から深層にかけての海洋構造・水質変化を明らかにし,北極圏の温暖化による環境変動予測のための知見の取得をめざす。本年度は昨年度の海洋地球研究船「みらい」の北極海航海MR09-03Leg.2において採取に成功した海底コアの分析を継続的に行った。これら海底コアは3サイトから計5本の採取に成功したが、PCO1コアについては、有機炭素、生物源オパール、炭酸塩含有量および古地磁気測定を実施した。これらの分析により本コアが最低過去1回の間氷期の層準を含むことが明らかとなった。温暖期と考えられる層準では、炭酸塩含有量が上昇し、明瞭な岩相変化が確認された。

この間氷期の層準が最終間氷期であるかどうかが重要であり、それを確認するため、PCO2コアについて光ルミネッセンス年代測定用に前処理が継続的になされている。有孔虫化石については著しく産出量が少なく、分析可能な層準が限定的であることが明らかとなった。PCO3コアは北緯76゚を超えた観測点で採取することができた、日本の研究船としては最北点記録となる貴重な試料であるが、放射性炭素年代分析用に浮遊性有孔虫化石の有無の確認を行った。
破骨細胞におけるColony Stimulating Factor-1レセプターの発現と制御に関する研究

Chambersらの方法に準じ、生後1日齢のWistar系ラットから摘出した左右脛骨、大腿骨を細切し、遊走してきた細胞をプラスチックのカバースリップ上に付着させ接着性の差により破骨細胞を単離した。破骨細胞が付着したカバースリップを24穴のディッシュに移し、37°Cで15%FCSを含むIB培地にて0から2時間750pMのrhCSF-1(カイロン社より供与)の存在下で培養した。培養終了後,急冷し細胞膜を不動化し、pH4の酢酸緩衝液による洗浄でレセプターを露出させた。[I^<125>]rhCSF-1の特異的結合を見るために実験群では、15%FCSを含むIB培地、非特異的結合群では、代わりに2.0nMCSF-1を添加した同じ培地で0°Cで1時間プレインキュベーションを行った。次に実験群には、最終濃度が、0.6nMの[I^<125>]rhCSF-1を非特異的結合群には、2.6nMの[I^<125>]rhCSF-1を添加し、0°Cで20時間インキュベートした。通法により、オートラジオグラフィーを行い銀粒子の単位面積辺りの黒化度を画像解析した。破骨細胞のCSF-1レセプターは、CSF-1と結合後、速やかにDownmodulateされ膜表面より消失した。10分以内にほぼ90%が、1時間で完全に消失した。一旦Downmodulation後のCSF-1受容体の回復には,約24時間必要であり、サイックロヘキシミドを加えた群では、この回復は完全に阻害された。この事より、受容体の回復には新規の蛋白合成が必要であった.以上によりCSF-1は破骨細胞の膜上にある受容体と結合し,受容体数を減少させることにより調節・制御するメカニズムがある可能性が示唆された.Chambersらの方法に準じ、生後1日齢のWistar系ラットから摘出した左右脛骨、大腿骨を細切し、遊走してきた細胞をプラスチックのカバースリップ上に付着させ接着性の差により破骨細胞を単離した。この事より、受容体の回復には新規の蛋白合成が必要であった.以上によりCSF-1は破骨細胞の膜上にある受容体と結合し,受容体数を減少させることにより調節・制御するメカニズムがある可能性が示唆された.
微細構造解析とAI画像分析を用いたRC内部の鉄筋腐食分布の推定とリスク評価

腐食により損傷した鉄筋コンクリート部材の表面のひび割れ情報からの内部鉄筋の腐食分布の推定を,これまでに開発した三次元微細構造離散解析システムを拡張することで可能とし,AI等を活用した損傷の詳細画像データ分析結果を用いることで,実構造物の腐食分布推定を行い,それに基づく残存構造性能と将来リスク評価を可能にすることが本研究の目的である。
ヒト口腔内のバイオフィルム内における微量細菌の動態に関する研究

学内の倫理委員会の承認と患者さんの承諾を受け、付属病院の外来患者さんの口腔内からバイオフィルムを採取し、走査電顕による観察並びにISH法による微量細菌の検出を行った。また、選択培養による微量細菌の検出に備えて採取したバイオフィルムの一部を凍結保存した。走査電顕ではラセン菌、桿菌、球菌、真菌などが観察された。またPorphyomonas gingivalisの線毛らしき構造物が観察された。この線毛はバイオフィルムの形成やヒトの上皮細胞への接着に重要な役割を演じていることが報告されているが、これまで走査電顕による線毛の観察例は報告されていない。走査電顕によってP.gingivalisの線毛が観察できるかどうか確認するため、純粋培養したP.gingivalisの線毛を壊さぬように工夫して走査電顕で観察したところ、多数の線毛を立体的に観察することができた。また線毛がコロニーの形成やバイオフィルムの形成に深く関わっている事が推測できた、またP.gingivalisの親株と線毛の一部をknckoutした変異株との赤血球凝集能力を独自の方法で比較したところ、線毛の数の少ない変異株では赤血球凝集能力が1/10に低下していた。バイオフィルム内に微量に含まれている病原性の強い細菌を検出するために、緑膿菌、インフルエンザ菌、マイコプラズマ、アシネトバクター、クレブジーラなどの細菌の16SrRNAの配列の中からその菌に特異的な配列を選び、相補鎖をプローブにしてISH法による染色を試みた。緑膿菌を検出する事ができたが、その他の菌は検出できていない。標的とする細菌の選択やISH法に関する技術的な不備もあったと思われるので、今後は検出方法を改善しながら実験を続けていく所存である。バイオフィルム内におけるP.gingivalisの線毛の役割について、走査電顕による観察結果から考察し、論文を作成中である。また、2005年3月のIADRで研究発表を行った。口腔内バイオフィルムの細菌を嫌気培養するため、小型嫌気ワークステーションコンセプトミニを発注しましたが、製造業者の都合で現在製造していないとの連絡を受け、急遽miniMACS(Don Whitley Scientific Ltd.)に機種を変更する旨報告書を作成し昨年11月に納入されました。実験材料となるバイオフィルムは附属病院の外来患者から採取するため、本学の倫理委員会に実験の許可を申請し平成15年12月5日承認されました。黒色の口腔内バイオフィルムを持つ外来患者2名からバイオフィルムを採取しました。其の一部をスライドガラス上に固定し電子顕微鏡用のサンプルとし、走査電子顕微鏡で観察したところ1名のサンプルは通常の細菌とは比較出来ないほどの大きな構造をしており、真菌の一種と推定されます。まだ種類の特定には至っていませんが後の実験のため採取したバイオフィルムの残りを液体培地で増幅した後冷凍保存しています。もう1名のサンプルではらせん状の菌体が多く見られましたが他の球菌、桿菌などが入り混じっており、其の中のどれが黒色のバイオフィルムを作るのかはまだ不明です。現在のところ北海道大学医歯学総合研究棟が完成したばかりで、まだ旧研究棟からの電顕、蛍光顕微鏡、その他の実験設備の移動が完了しておらず、使用する準備が整っていないため、平成16年3月31日まで顕微鏡が使用できない状態です。