hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RANサイクルと細胞老化

本提案者らはRanやRanBP1(=Ran binding protein 1)に関する研究を行っている過程で、MEF(=mouse embryonic fibroblast)細胞の細胞老化が進行するにつれて、Ranの発現量が徐々に低下するとともに、細胞老化に伴ってRanの局在が徐々に細胞質に偏在していくことを発見した。これらの知見に基づき、Ranサイクルの変化とそれに伴う核-細胞質間分子輸送機構の変化が、細胞老化進行の根幹となっているのではないかと考え、Ranサイクルと細胞老化の関係を明らかにすることを目的として研究を進めた。正常ヒト細胞を用いて、継代培養を続けると、Ranの発現量が低下し、その局在が細胞質側に偏移していくことが確認でき、その変化に応じて、核輸送因子であるimportin.の局在が変化するとともに、その発現量が低下して行くことがわかった。また、正常ヒト細胞において、Ranの発現量をノックダウンすると、senescence-associated beta-galactosidase活性が上昇し、細胞老化が進行することが明らかとなった。以上より、細胞老化とRanサイクルが密接に関わっていることが明らかになった。核-細胞質間分子輸送機構は、輸送因子であるimportinやexportin、輸送の方向性を決定する因子である低分子量GTPase Ran、輸送の通路である核膜孔複合体を構成する因子(ヌクレオポリン)の理解が進み、基本的な輸送メカニズムが提唱されている。一方、本提案者らはRanやRanBP1(=Ran binding protein 1)に関する研究を行っている過程で、正常細胞の細胞老化が進行するにつれて、Ranの発現量が徐々に低下するとともに、細胞増殖が盛んに行われている際には主として核に存在しているRanが、細胞老化に伴って徐々に細胞質に偏在していくことを発見した。MEF(=mouse embryonic fibroblast)細胞を用いて、継代培養を続けて行くと、確かにRanの発現量が低下し、その局在が細胞質側に偏移していくことが確認でき、その変化に応じて、核輸送因子であるimportin αの局在が変化するとともに、その発現量が低下して行くことが明らかになった。また、MEF細胞において、人為的にRanの発現量をノックダウンさせると、senescence-associated beta-galactosidase(SA-β-gal)活性が上昇し、細胞老化が進展することが明らかとなった。さらに、Ranのノックダウンを行ったMEF細胞において、MnSOD活性の上昇がみられることがわかった。以上より、細胞老化とRanが密接に関わっていることを明らかにすることができた。
ギリシャにおける伝統的集落の保存・再生事業と「強い」観光地形成の政策研究

本研究では、ギリシャ全土における「伝統的集落法」および「文化財保護法」の制度的構成の解明、加えて、キクラデス諸島やサントリーニ島に関わる「伝統的集落保護法」の大統領令や大臣令を日本語に翻訳し、その特徴を分析、且つ実際には現地でどのように運用されているのかを調査した。特に、サントリーニ島イア地区の伝統的集落は、197692年の間、ギリシャ観光省ギリシャ政府観光局のプロジェクトによって修復・再生された観光地で、今や世界屈指のアイランドリゾート地である。しかし、その再生プロジェクト以前は、まさに荒れ廃れた廃墟であった。その地が、どのような観光政策により蘇生し、強い観光地となったのかを考察した。平成27年度には、研究計画の通り、研究代表者の石本が中心となって、ギリシャ全体および特に研究対象とするキクラデス諸島のサントリーニ島における「伝統的集落保全法令」を、ギリシャ語原文より日本語に翻訳。関連重要法令の1978年法、1989年法、1995年法、2000年法の邦訳は27年度中に完了し、奈良県立大学研究季報「地域創造学研究」に、研究資料として投稿、掲載済みである(第26巻1号、第26巻4号)。これらは、本研究における最も重要な資料の一部となる。さらに、11月には日本観光研究学会全国大会にて、分担者の江口、岡村とともに「ギリシャ・キクラデス諸島における伝統的集落保存と観光資源化ー『1978年法』と『1989年法』の比較考察ー」という題で、研究発表および論文投稿。同学会全国大会学術論文集に掲載された。年度末より次年度に向けて、研究上のキーとなる「1993年法」の翻訳にも、既に取り組んでいる。「研究実績の概要」に記した通り、研究は順調に進んでいる。年度末段階で1993年法の翻訳にも目途もついており、この初年度で本研究の最も重要な基礎となる「ギリシャの伝統的集落保全法令」の内容把握は、かなり進んだ。また、27年6月のサントリーニ島現地調査においても、サントリーニ・イア地区の伝統的集落再生と観光化に多大な貢献をした建築家ともコンタクトが取れ、調査協力を得たことは、想定外の収穫であった。初年度(平成27年度)には、ギリシャ全土における「伝統的集落法」および「文化財保護法」の制度的構成の解明、加えて、キクラデス諸島やサントリーニ島に関わる「伝統的集落保護法」の日本語訳も予想以上に進展した。それを受けて、2年目となる本年度(平成28年度)は、それらの制度が如何にサントリーニ島イア地区で運用されているかを調べるため、研究チーム全員で現地調査を実施した。その際は、1976年92年の間行われたギリシャ政府観光局(GNTO)による伝統的集落再生プロジェクトを、当時指揮した建築家パラスケヴィ・ディドニ氏とのコンタクトも取れ、現地調査の折にも多くの時間を割いて同行していただいた。その折、サントリーニ島イア地区に関わる伝統的集落保存の中でも、最重要となる「1993年大統領令」に関して、同氏は我々研究チームが取り組んだ日本語訳を詳細に確認され、若干の修正も加えられた。これにより、同令日本語訳の完成度が増した。具体的な研究成果としては、同1993年大統領令の日本語訳は、研究代表者の石本が「奈良県立大学研究季報No.27-1」(平成28年8月)に発表。それを基に9月には研究チームで現地調査を実施し、運用状況を調べ、さらに、12月には第31回日本観光研究学会全国大会(江戸川大学)にて研究発表を行った(同全国大会論文集にも論文掲載)。また、次年度(平成29年度)6月末にギリシャ・シロス島で開催される欧州の都市計画学会「Changing Cities 3」において、研究発表(英語)を希望しているため、本年度末にはアブストラクトおよびフルペーパー執筆に着手した。先の「研究実績の概要」でも述べた通り、本研究の最も重要な基礎部分となる「ギリシャの伝統的集落保護法」については、ほぼその制度的構成が解明され、サントリーニ島イア地区に関する特別法に関しても、重要法令はすべて日本語訳を完了した。その上で、現地調査により、同法制度の運用状況と、官民を挙げたサントリーニ島における観光地形成の取り組みが明らかになってきた。現在は、昨年9月の現地調査において収集したデータの整理・分析を進めている最中である。また、本年6月末にギリシャのシロス島で開催される欧州の都市計画学会「Changing Cities 3」における研究発表(英語)を希望し、アブストラクトを提出していたところ、本年度初めに発表が承認された。既に、同学会の査読論文用に10頁分のフルペーパーも提出し終え、現在その審査結果待ちの状況である。本研究では「ギリシャにおける伝統的集落の保存・再生事業と『強い』観光地形成の政策研究」という課題のもと、3年間の調査研究を行った。平成29年度の研究最終年度は、ギリシャ・エーゲ海において世界的にも屈指の観光人気を誇るサントリーニ島のイア地区が、同島内および広くエーゲ海の他島の観光地と比較しても、はるかに高品質の伝統的集落再生型の町並みを保全し、ひいては落ち着いた格調ある宿泊施設、飲食店などを擁している、その要因を精査した。

すなわち、アイランドリゾートではあるものの、唯一無二の美しい伝統的集落景観を再生・維持し、その上で営業可能な店舗業種を規制した「用途制限」の条項を設け、店舗における屋外広告物、陳列台の配置、公共空間の占用、営業による騒音公害等への対策をも規定した「1993年大統領令」(イア集落対象)の全体像を明らかにした。これは本研究における最大の成果であったと確信する。また、29年度は、1976年から92年まで継続したギリシャ観光省ギリシャ政府観光局によるイア集落再生プロジェクトにおいて、指揮監督を行った最重要人物、ギリシャ人建築家のヴーラ・ボジネキ氏と出会い、充分な調査協力も得ることができた。そして、先述の1993年大統領令については、ボジネキ氏のまちづくりに対するビジョンのもと、氏自身が中心となって同大統領令の草案を作成したことも判明した。その背景には、サントリーニ・イア集落の発展を見つめつつも、その地に暮らし、幼い子供たちを育てていく一人の住民として「観光公害」を蔓延させないための必死の抵抗があったことも浮き彫りとなった。本研究では、ギリシャ全土における「伝統的集落法」および「文化財保護法」の制度的構成の解明、加えて、キクラデス諸島やサントリーニ島に関わる「伝統的集落保護法」の大統領令や大臣令を日本語に翻訳し、その特徴を分析、且つ実際には現地でどのように運用されているのかを調査した。特に、サントリーニ島イア地区の伝統的集落は、197692年の間、ギリシャ観光省ギリシャ政府観光局のプロジェクトによって修復・再生された観光地で、今や世界屈指のアイランドリゾート地である。しかし、その再生プロジェクト以前は、まさに荒れ廃れた廃墟であった。その地が、どのような観光政策により蘇生し、強い観光地となったのかを考察した。平成28年度は、まず1993年法の邦訳を完成させた上で、一連の資料を基に、サントリーニ島・イア地区の伝統的集落が、どのように保護指定、修復、再生され、世界屈指のアイランド・リゾート地となってきたのか、その経緯を分析する。さらに、研究グループ全員で夏期調査にてその検証を現地で行う予定である。本年度は、本研究の最終年度となるが、先述の通り、まず6月末にギリシャのシロス島で開催される欧州の都市計画学会「Changing Cities 3」に出席し、研究発表を行う(研究代表者:石本、分担者:岡村)。また、既に同学会査読論文用のフルペーパー10頁も提出した。研究代表者の石本は、夏期休暇の折に、再度ギリシャへ渡航し、サントリーニ島や国内他の伝統的集落を訪れ、各地域の文化的景観保全と観光地化の実情を調査する予定。また、分担者の江口は、夏期休暇を利用し、フランスの各研究機関にて、ギリシャの伝統的集落保護に関する研究資料を収集・分析して、今後の共同研究論文執筆に備える予定。最終的には、サントリーニ島ア地区における伝統的集落保護法の運用と、同地域の観光振興について考察を深め、総括として論文執筆を行う予定。観光まちづくり研究代表者の石本は、27年9月にもギリシャの現地調査に発つ予定であったが、本務校の公務の関係で断念せざるを得ず、その分の旅費を次年度に繰り越すことにした。また、研究分担者の岡村は、やはり本務校の公務の都合上、どうしても予定が合わず、6月のギリシャにおける国際学会と現地調査には参加することができなかった。よって、本研究グループとしては、次年度に十分な日数を取って現地調査を行うことを予定している。科研費受給初年度(平成27年度)時点では、海外出張時に利用する航空機の「燃油サーチャージ」は、航空券代金を相当に押し上げていたが、2年目となる今年度は、各航空会社における「燃油サーチャージ」の撤廃により、航空券がかなり安価になっていた。
コンニャク石の模倣による曲がるセラミックスの創製

コンニャク石の曲がる性質は、その微構造にあり、数百ミクロンの石英粒子とその周りの空隙率10%程度のクラックが、ジグソーパズルのように絡み合っているために現れる。したがって、セラミックスの粒と粒界をうまく制御してやれば、コンニャク石と同じように曲がる性質が現れると考えられる。本研究では、その一つの方法として、熱膨張係数の異なる二種類のセラミックスを複合焼結し、冷却時に界面に応力を発生させることにより、クラックを導入して人工的なコンニャク石を創製することを行った。原料としては、金属に匹敵する25×10^<-6>/°Cの大きな熱膨張係数をもつリューサイト(KAlSiO_4)と、ほとんど熱膨張係数がゼロのリン酸ジルコニウムカリウム(KZr_2(PO_4)_3)を用いた。はじめに、コンニャク石の産地であるブラジルイタコルミ山へ海外出張して採取した天然のコンニャク石について、SEM、X線、CTスキャンなどを用いて、微構造等について詳細に評価した。そして、このものとこれまでに作製した試料について比較検討した結果、より多量で幅が広く、凸凹したクラックが必要であることがわかった。そこで、この微構造を実現するため、当初より行ってきた高熱膨張性リューサイトと低熱膨張性リン酸ジルコニウムカリウムからの複合化実験において、粒径、焼結温度などを変化させて実験を行った結果、より微細な構造の試料が得られた。ただし、現在までに天然のコンニャク石に匹敵する可撓性はえられず、さらに今後の検討を必要とする。コンニャク石の曲がる性質はその微構造にあり、数百ミクロンの石英粒子とその周りの空隙率10%程度のクラックがジグソーパズルのように3次元的に絡み合っているために現れる。従って、セラミックスの粒と粒界をうまく制御してやれば、コンニャク石と同じように曲がる性質が現れると考えられる。本研究ではその一つの方法として熱膨張係数の異なる二種類の物質を複合焼結し、冷却過程において界面に応力を発生させ、クラックを導入することにより人工的なコンニャク石を作製することを行った。原料は、金属に匹敵する25×10^<-6>/°Cの大きな熱膨張係数をもつリューサイト(KAlSiO_4)とほとんど熱膨張係数がゼロのリン酸ジルコニウムカリウム(KZr_2(PO_4)_3)を用い、先ず、原料合成を行った。それぞれ単一相セラミックスの作製について以前明らかにした焼結条件を参考に、複合実験としてまず、リューサイトとリン酸ジルコニウムカリウムのどちらか一方を、コンニャク石と同様な粒径(数百ミクロン)のものに高温の条件(1300°C、Li_2CO_3 or MgO添加)で焼結し、次に、もう一方を粉体のままマトリックスとして混合し、より低温の条件(1200°C、Na_2CO_3 or MgO添加)で焼結した。これにより、元の粒子の変形を防ぎ、冷却時にこれら粒子と低温で焼結したマトリックスの界面間に熱応力を発生させ、クラックを導入することを試みた。両者の体積比や粒径などについて変化させ、えられた試料について、微構造観察、強度試験等を行った。その結果、一部試料において、コンニャク石と同様なクラックが生成し、強度は低かったが、コンニャク石類似の応力-歪曲線がえられた。従ってセラミックスの粒と粒界をうまく制御してやれば、コンニャク石と同じように曲がる性質が現れると考えられる。原料は、金属に匹敵する25×10^<-6>/°Cの大きな熱膨張係数をもつリューサイト(KAlSiO_4)と、ほとんど熱膨張係数がゼロのリン酸ジルコニウムカリウム(KZr_2(PO_4)_3)を用いた。リン酸ジルコニウムカリウムをコンニャク石と同様な粒径(数百ミクロン)のものに高温の条件(1300°C、MgO添加)で焼結し、次に、リューサイトを粉体のままマトリックスとして混合し、より低温の条件(1200°C、Na_2CO_3添加)で焼結、冷却した。まら、得られた試料に水を含浸させ、凍結を行うことにより、クラックの量や幅を増加させることを試みた。その結果、一部試料において、コンニャク石と同様なクラックが生成し、コンニャク石類似の応力-歪曲線がえられた。本年度は、コンニャク石の産出するブラジル、ミナスジョイラス州オーロプレットを現地調査した。層状に堆積した石英片岩が風化してコンニャク石に変化する過程が理解でき、今後、本研究に利用することを試みる。

本研究では、その一つの方法として、熱膨張係数の異なる二種類のセラミックスを複合焼結し、冷却時に界面に応力を発生させることにより、クラックを導入して人工的なコンニャク石を創製することを行った。原料としては、金属に匹敵する25×10^<-6>/°Cの大きな熱膨張係数をもつリューサイト(KAlSiO_4)と、ほとんど熱膨張係数がゼロのリン酸ジルコニウムカリウム(KZr_2(PO_4)_3)を用いた。はじめに、コンニャク石の産地であるブラジルイタコルミ山へ海外出張して採取した天然のコンニャク石について、SEM、X線、CTスキャンなどを用いて、微構造等について詳細に評価した。そして、このものとこれまでに作製した試料について比較検討した結果、より多量で幅が広く、凸凹したクラックが必要であることがわかった。そこで、この微構造を実現するため、当初より行ってきた高熱膨張性リューサイトと低熱膨張性リン酸ジルコニウムカリウムからの複合化実験において、粒径、焼結温度などを変化させて実験を行った結果、より微細な構造の試料が得られた。ただし、現在までに天然のコンニャク石に匹敵する可撓性はえられず、さらに今後の検討を必要とする。
基本転写因子の機能と転写制御機構

我々は、これまでにヒト基本転写因子TFIIFのcDNAクローニングによる一次構造の解析、更にはdeletion mutantを用いたTFIIF活性ドメインの解析を行なってきた(Yonaha et al.NAR 21:273-279,1993)。当該年度において、次の点を明かにした。HeLaTFIIFをin vitroでアルカリフォスファターゼ処理すると、RAP74は、SDS-PAGE上、大腸菌で発現させたRAP74(r74)と同じsizeになり、RAP30には変化がなかった。この脱リン酸化型のIIFは、in vitro転写活性およびmRNA伸長促進活性が低下しており、これは、RNA polymeraseIIとの結合活性が低下するためであった。TFIIFは、large subunit(RAP74)とsmall subunit(RAP30)とからなるheteromerであるため、どちらのsubunitの脱リン酸化がこれらの効果をもたらすかを,nativeなサブユニットとrecombinantなサブユニットとをもちいて、それぞれ等モルの条件でハイブリットIIFを作製することで解析した。その転写開始活性は、nativeどうしのハイブリットが最も高い活性を示し、recombinant IIFは10-20%の低い活性であった。一方、nativeとrecombinantとのハイブリットであるn30/r74は、recombinant IIFと同レベルの低い活性であったが、r30/n74の組み合わせでは、native IIFに匹敵する効率良い活性が再構成された。また、minimal promoter sequenceと、TBP,IIB,IIF,PolIIで形成される転写開始複合体(DBPolF複合体)をnative gel electrophoresisで測定したところ、脱リン酸化IIFは、その形成能を低下させること、ハイブリットIIFのうちr30/n74は、n30/n74に相当する活性を示すがn30/r74はrIIF同様の低い活性しか示さなかった。これらの結果はsuboptimalな量のIIFで認められ、saturateした量では差がなかった。以上のことから、非修飾型IIFは、転写開始、mRNA伸長促進、DBPolF複合体形成の活性をもつが、その強さは、翻訳後修飾によって制御されることがわかった。特に、RAP74のリン酸化は、TFIIF活性をup-regulateすることがわかった。一方、RAP30はin vivoでリン酸化されているが、その意義については明かにできていない。しかしながら、rIIFも、飽和量を用いると十分なDBPolFをつくることから、RAP30のPolII結合にはその修飾は必須でないと考えられた(Kitajima,S.et al.manuscriptinpreparation.)。
日本列島におけるタケ利用の考古学的研究

平成19年度は、過去2年間分のタケ出土遺跡資料に追加して、全国の遺跡の発掘調査報告書から出土タケ資料をさらに抽出した。最終的には過去3年分で490遺跡を把握し、全てをデーターベース化した。今年度収集した資料からも以下の結論は、昨年度までに得た結果とほとんど変わらないが、真竹に関しては、新たな知見を得た。以下にまとめる。まず現状の調査から、矢竹等の細いタケ類は、縄文時代にまで遡るのは間違いない。孟宗竹は、渡来の時期は応仁年間(1460年代)と元文元年(1736)の二説があるが、何れにしろかなり後の時代に渡来したと考えられる。長岡京跡から出土したと伝えられる孟宗竹資料も、出土時期が不明確であることが判明した。したがって孟宗竹とは必ずしも特定できないが、大口径のタケは何れも中世以降の出土である。真竹とともに導水管、配水管などへの利用もこの時期に始まっている。真竹のような、直径数cmのタケ類は、12世紀頃からは遺物として把握できる。ただ、法隆寺観音菩薩立像(百済観音)の光背の支柱は竹を忠実に模している。長さ218.6cm、支柱径5.4cm7.7cmで真竹に匹敵する太さの竹である。この百済観音像は7世紀後半頃に作られたと推定されている。したがって、真竹の類の日本列島への渡来は古代まで遡る可能性が出てきた。このように、タケの種類により日本列島への渡来の時期はどうやら異なるようであり、このことから、人々のタケ利用の仕方も異なったようである。平成17年度は、沖縄県から京都府までのタケの出土遺跡を、遺跡の発掘調査報告書から165遺跡把握し、そのデーターベースを作成した。矢竹等の細いタケ類は、縄文時代の竹管文などの施文具等の存在から、かなり古くから存在していたことは推測されたが、遺物としても滋賀県八日市市雪野山古墳出土の銅鏃で特定されていることなどから、4世紀初頭には確実に存在していたのは間違いない。恐らくは矢柄などとしての利用を想定すれば、縄文時代にまでその存在は遡ると考えられる。孟宗竹は、渡来時期は応仁年間(1460年代)と元文元年(1736)の二説があるが、何れにしろかなり新しい時期に渡来したと考えられる。このことは出土遺物からも裏付けられ、孟宗竹とは必ずしも特定できないが、大口径のタケは何れも中世以降の出土である。真竹のような、直径数cmのタケ類は、これも島根県出雲市下古志遺跡や大阪府柏原市舟橋遺跡I区の井戸枠のタガなどから12世紀頃からは遺物として把握できる。ただ佐賀県牛津町生立ヶ里遺跡からは、弥生時代中期前半期の直径2.5cmの茶筅状のタケ製品が出土している。井戸からの出土であり、出土状況から見る限りでは、時期は間違いないようであるが、タケの種類も含め、極端に古い時期の唯一の資料である。今後再検討する必要のある資料である。以上、平成17年度は、京都府以南の遺跡出土タケ類の把握を中心に行った。予想通り、真竹、孟宗竹の日本列島での出現は、かなり新しい時期である。真竹の類は平安時代以降、孟宗竹は中世末ないし近世頃と考えられる。なお、東北北部、北海道には根曲がり竹が自生しており、千歳市美々8遺跡などからも遺物としては出土している。平成18年度は、京都府から群馬県までのタケの出土遺跡を、遺跡の発掘調査報告書から104遺跡把握し、そのデーターベースを作成した。平成17年度からのデーターを合計すると合計で269遺跡となった。現状の調査から、矢竹等の細いタケ類は、縄文時代にまでその存在は遡るのは間違いない。孟宗竹とは必ずしも特定できないが、大口径のタケは何れも中世以降の出土であり、導水管への利用などもこの時期に始まる。ただ佐賀県牛津町生立ヶ里遺跡からは、弥生時代中期前半期の直径2.5cmの桜皮を巻きつけた茶筅状のタケ製品が出土している。井戸からの出土であり、出土状況から見る限りでは、時期は間違いないようである。実際に調査したのは、報告書に記載されているものと異なり、複数の資料が出土している可能性もある。タケは太さから破竹に近く、タケの種類も含め、極端に古い時期の唯一の資料である。このように、タケの種類により日本列島への渡来の時期はどうやら異なるようであり、このことから、人々のタケの利用の仕方も異なったようである。

以下にまとめる。まず現状の調査から、矢竹等の細いタケ類は、縄文時代にまで遡るのは間違いない。孟宗竹は、渡来の時期は応仁年間(1460年代)と元文元年(1736)の二説があるが、何れにしろかなり後の時代に渡来したと考えられる。長岡京跡から出土したと伝えられる孟宗竹資料も、出土時期が不明確であることが判明した。したがって孟宗竹とは必ずしも特定できないが、大口径のタケは何れも中世以降の出土である。真竹とともに導水管、配水管などへの利用もこの時期に始まっている。真竹のような、直径数cmのタケ類は、12世紀頃からは遺物として把握できる。ただ、法隆寺観音菩薩立像(百済観音)の光背の支柱は竹を忠実に模している。長さ218.6cm、支柱径5.4cm7.7cmで真竹に匹敵する太さの竹である。この百済観音像は7世紀後半頃に作られたと推定されている。したがって、真竹の類の日本列島への渡来は古代まで遡る可能性が出てきた。このように、タケの種類により日本列島への渡来の時期はどうやら異なるようであり、このことから、人々のタケ利用の仕方も異なったようである。
思考における前頭葉-頭頂葉神経ネットワークの領域特異的役割の検討

近年の思考に関する脳機能画像実験から、作業記憶課題や推論課題などの思考課題中活動を示す脳部位は、実は前頭葉の運動関連領野や頭頂葉、小脳など、人間で最も発達しヒト知性の座と考えられてきた前頭前野以外の領域も含まれることが明らかになってきた。本研究では、思考課題における前頭葉運動関連領野と他の脳領域との関連、特に頭頂葉との関連に焦点をあて、それぞれの領域固有性をもった機能の違いについて機能的磁気共鳴画像装置を用いた実験を行った。本研究では、情報を静的に保持する過程には後部頭頂皮質が、保持した情報を動的に操作する過程には頭頂葉に加えて運動前野が寄与するという仮説に基づいた検討を行った。また、視空間情報操作課題として、わが国に古くから伝わる「あみだクジ」を応用した課題を開発した。被験者は、第1刺激として1秒間呈示されたあみだクジパタンを15秒間保持し、第2刺激で呈示されたクジの起点と保持しているクジの空間パタンを使って、終点にたどりつく。さらに15秒後に第3刺激として呈示されたクジの終点が、実際にあみだクジを行った終点と一致しているかを判断し、選択ボタン押し反応を行った。後部頭頂皮質の有意な活動は、あみだクジパタンを保持している第1刺激後と、あみだクジを実際に行う第2刺激後の両者で観察されたが、背外側運動前野の有意な活動は第2刺激後にのみ観察された。これらの結果は、後部頭頂皮質は空間情報の静的な記憶・保持と記憶した空間情報にもとづいて行う動的操作の両者に関与するのに対して、外側運動前野は、記憶情報の動的操作により特異的な役割を果たすことを示唆していると考えられる。霊長類を用いた電気生理学的研究や人の神経心理学的な研究から、Bordmann area 6(BA6)は高次運動機能に専制的に関わる領域であると従来考えられてきた。しかしながら、近年の脳機能画像法を用いた実験から、BA6が非運動性認知課題中にも広く活動することが明らかになってきた。本研究では空間解像度の優れた脳機能画像法である機能的磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging : fMRI)と、磁気によって発生する渦電流によって一時的に脳機能を抑制する連続経頭蓋磁気刺激法(repetitive transcranial magnetic stimulation : rTMS)を用いることにより、ヒトBA6の非運動性認知機能に関する機能局在とその機能的有意性について検討した。14名の健常被験者がfMRI実験とrTMS実験の両方の実験に参加した。課題は心表象を逐次操作する心表象操作課題であった。心表象の違いにより言語表象操作課題と視空間表象操作課題の2種類が用意された。まずfMRI実験を行い、課題遂行中の脳活動を計測した。次に被験者ごとにfMRI、実験で明らかになったBA6の活動部位に対して、約8分間の低頻度rTMSを行い、心表象操作課題の成績への影響を検討した。fMRI実験では、視空間表象操作課題よりも言語表象操作課題において内側BA6がより活動を示した。一方、言語表象操作課題よりも視空間表象操作課題において両側の外側BA6がより活動を示した。rTMS実験では、内側BA6への連続磁気刺激は磁気刺激直後の言語表象操作課題の反応時間の参を遅延させた。一方、左半球もしくは右半球の外側BA6への連続磁気刺激は、磁気刺激直後の視空間表象操作課題の反応時間のみを遅延させた。30分後の課題成績にはいずれの脳部位への連続磁気刺激も影響を与えなかった。したがって、内側BA6は言語表象操作に関わり、両大脳半球の外側BA6は視空間表象操作に関わるという二重乖離が、同一の被験者を用いたfMRIとrTMS実験の2つの実験で示された。本実験結果は、BA6の非運動性認知機能に関する機能局在を強く示すものである。

これらの結果は、後部頭頂皮質は空間情報の静的な記憶・保持と記憶した空間情報にもとづいて行う動的操作の両者に関与するのに対して、外側運動前野は、記憶情報の動的操作により特異的な役割を果たすことを示唆していると考えられる。
自己肺動脈駆動式植込み型人型人工肺の開発に関する研究

クラレ社が不採算制を理由に人工肺部門を撤収したことにより、人工肺の供給、改良が不可能となり、慢性実験への移行が困難な状況となった。他社の人工肺による代用の可能性について検討確認したが、中空糸層に横糸が無いために、その並び方が不均一に成りやすく、安定した圧損を得ることが出来なかった。また、クラレ社製の人工肺に比べ、他社製の人工肺の圧損はいずれも80mmHg以上と高く、そのままでは、初年度の実験結果から得られた至適圧損40mmHgを得ることが出来なかった。さらに、肺高血圧を作成した後に人工肺への灌流を開始する従来の方法に加え、バンディングを調節可能にすることにより、人工肺への灌流量を調節する方法の可能性についても検討を加えた。これは、左右主肺動脈のバンディングを調節可能なものとし、人工肺への血流量を調節することにより、流れ過ぎによる左心房への過負荷を軽減し、さらに動脈血酸素分圧の上がり過ぎを調節しようとするものである。これについてはバンディング調節による血行動態の変動が激しく、実用の可能性は低いと考えられた。また、植え込み時の方法についても、左側開胸による左主肺動脈への吻合方に変え、胸骨正中切開による肺動脈主幹部への吻合について検討した。左主肺動脈への吻合時にサイドクランプによる閉鎖が必要であるが、肺高血圧の症例では血行動態への影響が強く、危険性が高いと判断された。肺動脈主幹部への吻合は、手術時の血行動態の変化も少なく、安定した血流量を得られることから、この方法への変更は有用と考えられた。本年度は体重15-20kgの雑種成犬を用い急性期実験を施行した。胸骨正中切開を施行した。上行大動脈、肺動脈管幹、両側主肺動脈を露出しテ-ピングし、上行大動脈には心拍出量を計測するための電磁流量計を装着した。ヘパリンを50単位/kg静注した後、肺動脈幹および左心耳にそれぞれ1/4インチカニューレを装着し固定した。肺動脈に固定したカニューレには流量計を装着し、人工肺を流れる血流量を測定した。大動脈圧は大腿動脈に挿入したカニューレにて計測し、肺動脈、右室圧については25Gの針を挿入してそのつど測定した。人工肺はクラレ社製中空糸膜型人工肺を用いたが、通常の6000型をベースに中空糸の密度を変更した3機種を作成し、人工肺前後の圧損を20.40.60mmHgとした。人工肺の大きさ、チューブの太さなどは同じものを用い、中空糸の密度による圧損差について比較検討した。両側主肺動脈にスネアにて狭窄を生じさせ、肺動脈圧は80mmHgまで上昇させた。この後人工肺への潅流を開始した。酸素流量は毎分5Lとし、人工肺潅流前後の動脈酸素分圧、酸素飽和度、心拍出量、人工肺潅流量を測定した。圧損60mmHgの人工肺では、人工肺を潅流する血液量が十分でなく、肺動脈圧の変化もほとんどなく、急性肺高血圧による急性右心不全のため実験犬が死亡した。圧損20mmHgの人工肺では、人工肺を潅流する血液量は心拍出量の90%以上となり、肺動脈圧も十分低下したものの、十分な酸素化が得られず、酸素濃度は60Torr前後に留まった。また左心房圧が40mmHgまで上昇したケースがあり、左心房の拡大による不整脈、左心不全が生じる可能性が懸念された。完全植え込み型の人工肺を開発し、末期肺高血圧症例に用いることで、患者のQOLを改善し、かつ肺または心肺移植までのブリッジとして使用することを目的として実験的に検討した。体重15-20kgの雑種成犬をペントバルビタール液による麻酔のもとに、胸骨正中切開を施行した。上行大動脈、肺動脈幹、両側主肺動脈を露出しテ-ピングした。上行大動脈には心拍出量を計測するための電磁流量計を装着した。大動脈圧は大腿動脈に挿入したカニューレにて計測し、肺動脈、右室圧については25Gの針を挿入してその都度測定した。この後人工肺への灌流を開始した。酸素流量は毎分5Lとし、人工肺灌流前後の動脈酸素分圧、酸素飽和度、心拍出量、人工肺灌流量を測定した。圧損60mmHgの人工肺では、人工肺を灌流する血液量が十分でなく、肺動脈圧の変化もほとんどなく、急性肺高血圧による急性右心不全のため実験犬が死亡した。

圧損20mmHgの人工肺では、人工肺を灌流する血液量は心拍出量の90%以上となり、肺動脈圧も十分低下したものの、十分な酸素化が得られず、酸素濃度は60Torr前後に留まった。また左心房圧が40mmHgまで上昇したケースがあり、左心房の拡大による不整脈、左心不全が生じる可能性が懸念された。クラレ社が不採算制を理由に人工肺部門を撤収したことにより、人工肺の供給、改良が不可能となり、慢性実験への移行が困難な状況となった。他社の人工肺による代用の可能性について検討確認したが、中空糸層に横糸が無いために、その並び方が不均一に成りやすく、安定した圧損を得ることが出来なかった。また、クラレ社製の人工肺に比べ、他社製の人工肺の圧損はいずれも80mmHg以上と高く、そのままでは、初年度の実験結果から得られた至適圧損40mmHgを得ることが出来なかった。さらに、肺高血圧を作成した後に人工肺への灌流を開始する従来の方法に加え、バンディングを調節可能にすることにより、人工肺への灌流量を調節する方法の可能性についても検討を加えた。これは、左右主肺動脈のバンディングを調節可能なものとし、人工肺への血流量を調節することにより、流れ過ぎによる左心房への過負荷を軽減し、さらに動脈血酸素分圧の上がり過ぎを調節しようとするものである。これについてはバンディング調節による血行動態の変動が激しく、実用の可能性は低いと考えられた。また、植え込み時の方法についても、左側開胸による左主肺動脈への吻合方に変え、胸骨正中切開による肺動脈主幹部への吻合について検討した。左主肺動脈への吻合時にサイドクランプによる閉鎖が必要であるが、肺高血圧の症例では血行動態への影響が強く、危険性が高いと判断された。肺動脈主幹部への吻合は、手術時の血行動態の変化も少なく、安定した血流量を得られることから、この方法への変更は有用と考えられた。
DNase Iを用いた急性心筋梗塞の早期鑑別診断の確立

近年、我々は急性心筋梗塞(AMI)患者血清中のDNase I酵素活性が発症後一過性の上昇を示すことを見出し、血清中のDNase I活性値の上昇が急性心筋梗塞の特異的診断マーカーとなることを報告した。これまで、DNase I酵素はSingle Radial Enzyme Diffusion(SRED)法により活性を測定しているが、判定までに長時間を要する。そこで、今後臨床診断に応用するため、より短時間に血清中のDNase I蛋白量を測定するサンドイッチELISA法を開発し、酵素活性法と比較検討した。一次抗体には、自家製のウサギ抗DNase Iポリクローナル抗体、二次抗体には自家製のビオチン標識マウス抗DNase Iモノクローナル抗体を用い、ABC法により比色測定した。標準DNase I標品は、COS-7細胞に発現させたhuman recombinant DNase Iの精製品を使用した。その結果、サンドイッチELISA法による精度は、SRED法とほぼ同程度であり、DNase I蛋白量は、SRED法で測定した活性値と強い相関関係が認められ(r=0.839;P<0.001)、測定時間も3時間以内に短縮出来た。ELISA法を用いてAMI患者の血清DNase I酵素蛋白量を経時的に測定すると、胸痛発症後0-12時間以内のDNase I蛋白量は、健常人に比較し有意に高い値が得られ、13-24時間および、25-48時間後では、0-12時間に比較し有意に減少し、酵素活性と同様蛋白量も一過性の上昇が認められ、ELISA法は心筋梗塞の早期診断に有用であることが確認された。また、QGP-1培養細胞を用いた実験系を利用し、心筋梗塞発作時の血清DNase I上昇のメカニズムについて解明を行っている。更に法医領域では、死因の確定診断後、開発したELISA法を用いて、心筋梗塞による死亡例の血清中に高値のDNase Iが証明出来るか否かを検討している。これまで、血清中のDNase I活性値の上昇が急性心筋梗塞の特異的診断マーカーとなることを見出し、従来のSingle Radial Enzyme Diffusion (SRED)法による活性の測定に代わり、より短時間に血清中のDNase I蛋白量を測定する、サンドイッチELISA法を開発した。サンドイッチELISA法を用いてAMI患者の血清DNase I酵素蛋白量を経時的に測定すると、胸痛発症後0-12時間以内のDNase I蛋白量は、健常人に比較し有意に高い値が得られ、その後有意に減少し、酵素活性と同様蛋白量も一過性の上昇が認められ、ELISA法は心筋梗塞の早期診断に有用であることが確認された。現在は更に迅速簡便な診断マーカーの開発を続行している。血清DNase I活性上昇に基づく急性心筋梗塞の特異的診断方法を確立するために、QGP-1培養細胞を用いて、DNase Iの発現が増加する機序の解明を行った。低酸素以外にDNase I活性の上昇を導く物質を検索したが、Lactate、Glucose、Vitamin D、Insulin、CoCl_3、NaN_3及びpH変化では、いずれも活性の上昇は認められなかった。また、QGP-1細胞における低酸素状態でのDNase Iの活性上昇のメカニズムを解明するため、シグナル伝達経路について調べた。PI3Kの阻害剤であるLY294002やMEK1&2の阻害剤であるU0126をQGP-1細胞に作用させると、低酸素状態でいずれもDNase I活性が低下する事から、低酸素状態におけるDNase I活性の上昇には、PI3K-AktやMAPKのシグナル伝達系路が関与している可能性が示唆された。また、QGP-1細胞以外にもDNase Iを発現する細胞を検索するため、繊維芽細胞や冠状動脈血管内皮細胞などの培養細胞を用いて、低酸素状態でDNase I活性レベルを測定したが、いずれも上昇は認められなかった。これまでに、DNase Iは、従来の心筋梗塞(AMI)確定診断に活用されているtroponin T(TnT)やCK-MBに比べ、心筋梗塞発症後早期に上昇するため、早期診断のための血液生化学診断マーカーになりうる事や、AMI発症後左室リモデリングに伴う左室肥大の予測マーカーにも活用出来る事を見出した。既に、従来の酵素活性測定法に代わり、迅速簡便なサンドイッチELISA法を開発し、酵素活性と同様、蛋白量も一過性の上昇が認められることから、酵素活性レベルの変動は、酵素量の変動に起因する事を確認した。血清DNase I活性上昇に基づくAMIの特異的診断方法を確立する基盤として、活性上昇の機構の解明を続行した。DNaseI活性を惹起する物質の検索や培養条件を検討したが、低酸素暴露のように活性の上昇を誘導するものは認められなかった。また、QGP-1細胞以外でDNase Iを発現する細胞は見出されなかった。これまで、DNase I酵素活性の上昇は、低酸素暴露によりDNASE1遺伝子の転写が増強され、その転写調節には転写因子Splが関係していることや、PI3K-AktやMAPKのシグナル伝達系路が関与している可能性が示唆されたが、更に詳細な転写活性のメカニズムについては、検討中である。また、法医領域では、解剖時に病理学的な心筋の梗塞所見が無い場合、心筋梗塞死の鑑別診断が困難な場合が多く、我々が開発したELISA法により、血清中のDNase I酵素活性を測定しており、鑑別診断への応用を検討している。

DNase酵素は、AMI以外にも、自己免疫疾患発症への関与が注目されており、DNase Ifamily中のDNase I-like3(DNase Il3)非同義置換型SNPについて調べたところ、塑86アレルの遺伝子産物は酵素活性が極めて低いDNase Il3酵素を産生することを明らかにし、自己免疫疾患の危険因子になりうることが示唆された。我々は以前、DNase I遺伝子Gln222Arg多型における対立遺伝子DNASE1*2が心筋梗塞発症の遺伝的危険因子である事を確認しており、今後はAMIの疾患感受性遺伝因子としてのDNase I遺伝子の関与についても検討を進めてゆきたい。
組成傾斜材料を用いた組織形成過程の新しい解析法

従来、材料の研究手法として、材料の組成を固定し温度を連続的に変化させて内部構造変化を追求することは、熱分析等を中心に古くから行われて来たが、温度を固定し組成を切れ目なく連続的に変化させて相分解を追求した研究はほとんどない。しかし、これが可能ならば相分解領域の決定や相分解機構の組成依存性など組成に依存する現象をより明確に解析することが出来る。本研究はこの新しい解析法として組成傾斜材料を利用する方法(組成傾斜時効法)を提案し、この手法を確立することによって組織形成過程の本質をつきとめようとするものである。本研究成果は以下のようにまとめられる。1)Ni-VおよびNi-Mo合金において、その相分解領域について組成傾斜時効法に基づき検討した。その結果、1%以下の精度で相境界を定めることが出来た。特に本新手法では透過電子顕微鏡観察およびEDS分析より相境界を決定するので、電子線回折を併用することが可能であり、これは従来の相境界の決定法である拡散対法にはない利点である。2)Cu-Ti合金の相分解挙動を組成傾斜時効法に基づき解析した結果、本手法によって、スピノ-ダル分解分解領域と核形成-成長型分解領域を組織学的に区別できることが明らかになった。さらに相分解後期のオストワルド成長過程の組織(組成傾斜内部)を画像解析することによって、析出粒子成長理論であるGibbs-Thomsonの関係式の粒子サイズに関する適用限界を実験的に初めて直接導出することが出来た。3)Fe-Al合金のA2/B2規則-不規則変態点における組織変化を組成傾斜時効法に基づき解析した結果、Al濃度の低下に伴いA2/B2変態点に近づくにつれて、APBが多数導入された組織が観察され、濃度減少に伴う規則度の低下はAPBの導入によってまかなわれることが実験的に示唆された。
界面レーザー捕捉により誘起される液液相分離を利用したタンパク結晶化の顕微計測

タンパク質溶液の気液界面へ捕捉レーザー光を照射すると、集光点の近傍に局所的な高濃度ドメインを形成できる。この時空間的に制御された高濃度ドメインを利用し、効率的かつ短時間での新規結晶化法を着想し、界面レーザー捕捉による結晶化を試みた。捕捉レーザー照射下で誘起される現象(集合体形成過程、液滴形成・消失、結晶形成)の詳細な分光学的検討から、レーザー捕捉下におけるタンパク濃度変化と分子配向変化を明らかにした。リゾチームや対称性の高い球殻状タンパク質フェリチンのレーザー誘起結晶化より、界面レーザー捕捉により結晶形成時間の大幅な短縮と、結晶成長速度の大幅な向上が可能であることを明らかにした。これまで我々は、光の放射圧と微小物体との相互作用に基づくレーザー捕捉を用い、生体高分子であるタンパク質の新規結晶化法の検討を行ってきた。液液相分離・液滴形成を起こし得ないタンパク質溶液の気液界面へのレーザー集光・捕捉により、集合体・液滴形成が誘起されること、さらに液滴形成を経た溶液では結晶化が促進されることを見いだしている。本研究においては、界面レーザー捕捉下における集合体形成過程から液滴形成・消失に至る過程を顕微ラマン分光により測定し、レーザー捕捉により誘起される結晶化の機構を検討した。レーザー照射開始から集合体・液滴形成・液滴消失・結晶化までのタンパク濃度をin-situ測定可能なレーザー捕捉・共焦点顕微ラマン分光システムを構築した。本システムを用いた捕捉レーザー照射下のラマン散乱強度変化の測定より、集合体では結晶中と同程度の分子密度まで濃度が増加していること、レーザー照射停止直後から形成される液滴では液液相分離が可能なほどの高濃度であること、さらにその後緩やかに濃度は減少し、結晶化に至ることを明らかにした。また、集光点近傍での共焦点ラマン測定より、集光点のみならず数10マイクロメートルの広い領域で濃度上昇が誘起されることを明らかにした。集光点位置の集合体・液滴形成に及ぼす影響の検討より、効率的な液滴形成には気液界面へのレーザー集光が必要であることも明らかとなった。これらの結果より、界面レーザー捕捉では溶液中のタンパク質分子に及ぼされる放射圧と気液界面での分子吸着が協働的に作用することによりタンパク分子クラスター形成・成長が促進され、捕捉効率の非線形的向上により極めて高濃度な局所領域が形成され結晶化に至っていることが示唆される。初年度検討予定であった、レーザー捕捉・共焦点顕微ラマン分光計測システムの構築とこれを用いた放射圧下の濃度変化の検討、ならびに気液界面の寄与の検討より、放射圧と界面吸着を協働的に作用させることによりタンパク質の結晶化を誘起できることを明らかにした。これらの知見は、今後様々なタンパク質での結晶化の検討を行う上で重要な指針となる。界面レーザー捕捉結晶化法では、レーザー照射により集光点近傍の広域に局所的な濃度上昇が誘起される高過飽和領域が形成されるが、レーザー集光点からの結晶化は見られていない。そこで本年度は、集光点近傍に形成される局所濃度上昇領域中でのタンパク質分子の配向を明らかにするため、捕捉レーザー照射下における顕微偏光ラマン測定を行った。捕捉レーザー照射下の偏光ラマン測定結果より、高濃度領域中のリゾチーム分子が捕捉レーザーの偏光方向に依存しある一定の方向を向きながら異方的に配向していること、観測されたリゾチーム分子の配向が結晶中の分子配向と異なっていることが示された。結晶化のためには“結晶形成可能な過飽和度"と“結晶中と同様の分子配向・配置"が必要であるが、本手法ではレーザー照射により高濃度・高過飽和度の領域の形成とタンパク質分子の異方的配向を成し遂げることが可能であることが示された。これらの結果をもとに、形成された高濃度かつ異方的な分子配向場中へ新たな外場を加えることで結晶と同様の分子配向を誘起し、レーザー集光点での結晶核形成を促進するための検討を進めている。上記に加えて、超分子タンパク質フェリチンを用いて界面レーザー捕捉による結晶化挙動の検討もあわせて行い、対称性の高い分子構造と結晶中で等方的分子配向・配置を示すフェリチン分子では捕捉レーザー照射下において集光点からリアルタイムな結晶化を誘起可能である事も見いだした。本研究結果はレーザー照射により誘起されるタンパク結晶形成率向上は局所濃度変化によるものであり、また、分子構造の対称性と結晶中での分子配向・配置を考慮することでリアルタイムなタンパク分子のレーザー捕捉結晶化が可能であることを明らかにし、当初の目的を達成した。今後は、様々なタンパク質を用いて界面レーザー捕捉による結晶化を行うとともに、レーザー照射下でのリアルタイムな結晶化の検討を行う。化学
カルボジイミドを用いたコラーゲン架橋化による恒常的歯質接着耐久性の獲得

コンポジットレジンと歯を接着する接着システムはまだ発展途上であり、接着界面の劣化は修復物の脱離および、界面の着色という臨床上の問題点を抱えている。本実験では、コラーゲン分子の架橋化を可能とする、水溶性のカルボジイミドを用い、象牙質のコラーゲンを架橋化することにより、象牙質の強化ならびに、恒常的接着耐久性の獲得を目的として行われた。カルボジイミドはコラーゲン線維間に入りうることが確認でき、さらなるコンポジットレジン修復の長期安定性の向上に寄与するものと期待される。レジン-象牙質接着の長期耐久性を向上させるためにこれまで様々な研究がなされてきたが、依然として継時的な劣化を防ぐことができないのが現状である。本研究では被着体である象牙質に焦点をしぼり、象牙質そのものを強化することを最終目的とする。象牙質のミネラル相は象牙質が幼弱なうちはコラーゲン線維周囲のみにあるが、象牙質が成熟する間にコラーゲン線維が架橋化し、線維内の水はアパタイト結晶に置き換わっていく。つまり、水が占めていた空間がアパタイト結晶に置き換わることとなり、ミネラル化したコラーゲンはほとんど水分を含んでいないことが知られている。ところで、象牙質接着において、酸によるエッチングはアパタイト結晶を溶解し水に置き換えることとなる。そして、次のステップにおいてこの水分はレジンモノマーに置き換えられることで、象牙質接着が成立していると考えられている。しかしながら一方で、これらのレジンモノマーは、コラーゲン線維間に入るには大きすぎ、水とは置き換わることができないという報告もある。これが事実だとすると、レジンモノマーが入り込んでいない象牙質コラーゲンは、内在性の加水分解酵素により加水分解され、結果として象牙質接着耐久性の低下が懸念される。そこで、本年度は、象牙質コラーゲンのサイズ排除能を確認することを目的とした。方法としては、ゲル濾過クロマトグラフィーを応用し、カラム内に象牙質パウダーを充填し、象牙質コラーゲンのサイズ排除能を研究した。その結果として、分子量1000以下の分子は自由に象牙質コラーゲン線維内にはいることが確認され、分子量10000を超えると、侵入が阻害されはじめ、分子量66000を超えると完全に侵入することができないことを確認できた。これにより、コラーゲン線維内に入りうる分子量を決定することができ、さらに、レジンモノマーがコラーゲン線維間に入りうることが確認できた。昨年度、象牙質コラーゲンのサイズ排除能を確認し、分子量1000以下の分子は自由に象牙質コラーゲン線維内にはいることが確認され、分子量10000を超えると、侵入が阻害されはじめ、分子量66000を超えると完全に侵入することができないことを確認できた。これにより、コラーゲン線維内に入りうる分子量を決定することができ、レジンモノマーがコラーゲン線維間に入りうることが確認できた。本年度は、分子量192のカルボジイミドを用いコラーゲンを架橋化する、条件設定の模索を行い、それが象牙質接着耐久性にどのような影響を与えるかを検討開始した。レジンー象牙質接着の長期耐久性を向上させるためにこれまで様々な研究がなされてきたが、依然として継時的な劣化を防ぐことができないのが現状である。本研究では被着体であるゾーゲ質に焦点をしぼり、象牙質そのものを強化することを最終目的とする。象牙質のミネラル相は象牙質が幼若なうちはコラーゲン周囲のみにあるが、象牙質が成熟する間にコラーゲン線維が架橋化し、線維内のコラーゲンはほとんど水分を含んでいないことが知られている。そして、次のステップにおいて、水分はレジンモノマーに置き換えられられることができ、象牙質接着が成立していると考えられている。しかしながら一方で、これらのレジンモノマーはコラーゲン線維間に入るには大きすぎ、水とは置き換わることができないという報告もある。

これが事実だとすると、レジンモノマーが入りこんでいない象牙質コラーゲンは、内在性の加水分解酵素により分解され、結果として象牙質耐久性の低下が懸念される。昨年度までの2年間で、象牙質コラーゲンのサイズ排除能を確認し、分子量1000以下の分子は自由に象牙質コラーゲン線維内に入ることが確認された。現在臨床で用いられている、レジンモノマーは分子量1000以下のものがほとんどであるため、コラーゲン線維内に入り得ることが確認できた。本年度は、カルボジイミドを用いコラーゲンを架橋化する条件を決定し、象牙質接着耐久性への影響を検討を開始し、カルボジイミドが象牙質接着耐久性の向上に寄与する可能性が示唆された。コンポジットレジンと歯を接着する接着システムはまだ発展途上であり、接着界面の劣化は修復物の脱離および、界面の着色という臨床上の問題点を抱えている。本実験では、コラーゲン分子の架橋化を可能とする、水溶性のカルボジイミドを用い、象牙質のコラーゲンを架橋化することにより、象牙質の強化ならびに、恒常的接着耐久性の獲得を目的として行われた。カルボジイミドはコラーゲン線維間に入りうることが確認でき、さらなるコンポジットレジン修復の長期安定性の向上に寄与するものと期待される。至適pHならびに濃度など、カルボジイミドによるコラーゲン架橋化の条件設定が解明されてきたため。保存修復学長期接着耐久性を確認するための試料作製を開始し、カルボジイミドによるコラーゲン架橋化による象牙質の強化により、接着耐久性の向上がはかれるかを、微小引っぱり試験ならびに微小剪断試験等を用いて評価していく予定である。ゲル濾過クロマトグラフィーを応用し、カラム内に象牙質パウダーを充填し、象牙質コラーゲンのサイズ排除能を研究し、結果として、カルボジイミドの分子量であればコラーゲン線維間に入ることができることが確認できた。また、レジンモノマーがコラーゲン線維間に入ることも確認できた。研究打ち合わせの費用が予定より少なかったことおよび、分析の外部委託をせず、自設備にて行ったため。また、海外での発表予定だったが、折り合いがつかず断念したため。カルボジイミドによるコラーゲン架橋化による象牙質の強化により、接着耐久性の向上がはかれるかを、微小引っぱり試験ならびに微小剪断試験を用いて評価していく予定である。接着性材料等の消耗品の購入。分析の依頼。ならびに学会発表、論文発表に関わる費用に使用予定である。接着性材料の購入。分析の依頼。