hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超短共振器レ-ザ-における自然放出制御に関する研究

1.理論(1)超短光共振器の誘電体板対モデルの解析:このモデルは実際のファブリ-・ペロ-型超短光共振器の特性に近く、しかも解析的な手段で特性を論じられるよう簡略化したモデルである。これに関して、定在波を基本とした解析により共振器外へ放射される放射モ-ドおよび誘電体板対(反射鏡対)に沿って伝搬する導波モ-ドへ自然放出率を求めた。また放射の角度分布も求め、特定の共振器モ-ドへの自然放出が集中する割合を算出した。(2)実基的な超短共振器の解析:誘電体多層膜反射鏡を用いて共振器について(1)と同様の計算を行った。解析には各誘電体層をマトリクスで表現する方法を用いた。導波モ-ドについては実効的なモ-ド密度を求めて計算を行った。(3)有効面積の概念の提唱:ファブリ-・ペロ-型の超短光共振器における共鳴モ-ドの空間的分布は、反射鏡の反射率と共振器長とで定まる有効半径で規定されることを示し、これに対応する有効面積の概念を提唱した。(4)非摂動論的解析:一次元の範囲で非摂動論的な解析を行い「真空ラビ振動」の態様および実効ラビ電界について検討した。2.実験共振器長約210μmの光共振器に色素ロ-ダミン6Gの溶液を注入し、波長520nm、パルス幅1nsのレ-ザ-光で励起し、その出力を共振器外での蛍光と比較した。発光のピ-ク波長はいずれも約570nmであった。蛍光波長幅は34nmから2.7nmへ減少し、パレス幅は蛍光の6.3nsに比し0.92nsに減少した。両対数表示の出力対入力特性の傾きは実験の全域でほぼ2であり蛍光からレ-ザ-発振への過渡領域にあると考えられる。最小入力は0.5μJであった。今後、より小入出力の測定を行うために、感度の向上が必要である。1.理論(1)超短共振器に付随する電磁界モ-ドの解析:二枚の誘電体平板を対向させた形態の共振器モデルについて、マウスウェル方程式に基いて三次元的な解析を行い、放射モ-ド、導波モ-ドの各々について、またTE・TMの各姿態について規格直交化されたモ-ドの表現を求めた。(2)自然放出確率の計算:(1)に基いて場の量子化を行い、二準位原子モデルについて、共振器内での自然放出の解析を行い、摂動論の範囲で全放出率と放射パタ-ンを計算した。また導波モ-ドに関しても放出率の計算公式を導出した。その結果、高い共振器Qに対しては鋭い放射指向性が得られ、当該方向の放出率は増強されるが、全方向について積分した放出率の上昇は得られないことが判明した。また導波モ-ドへの放出率は、空間への放出率と同程度であることが判明した。(3)自然放出における有効面積の概念の提唱:上記(2)の解析の結果、高い共振器Qの場合に対して、全放出率、指向性等に関する公式を得た。これをPurcellによる放出率の概算法と比較することにより、鏡面方向の有効面積が得られた。

この面積の平方根は、特性的な光子の横方向平均自由行程であると解釈できることを示した。2.実験(1)超短共振器の反射鏡間隔の測定法の確立:鏡間隔が半波長程度になると、ファブリ-・ペロ-干渉計としての干渉リングを観測する方法が使えなくなるため、複数の単色光を用いて、干渉法により、わずかに傾斜させた反射鏡対の間隔を測定する方法を確立した。(2)超短共振器中の色素分子の自然放出の観測:N_2ガスレ-ザ-励起により蛍光の減衰をシンクロスコ-プ上に描かせることに成功した。1.理論(1)超短光共振器の誘電体板対モデルの解析:このモデルは実際のファブリ-・ペロ-型超短光共振器の特性に近く、しかも解析的な手段で特性を論じられるよう簡略化したモデルである。これに関して、定在波を基本とした解析により共振器外へ放射される放射モ-ドおよび誘電体板対(反射鏡対)に沿って伝搬する導波モ-ドへの自然放出率を求めた。また放射の角度分布も求め、特定の共振器モ-ドへ自然放出が集中する割合を算出した。(2)実際的な超短共振器の解析:誘電体多層膜反射鏡を用いた共振器について(1)と同様の計算を行った。解析には各誘電体層をマトリクスで表現する方法を用いた。導波モ-ドについては実効的なモ-ド密度を求めて計算を行った。(3)有効面積の概念の提唱:ファブリ-・ペロ-型の超短光共振器における共鳴モ-ドの空間的分布は、反射鏡の反射率と共振器長とで定まる有効半径で規定されることを示し、これに対応する有効面積の概念を提唱した。(4)非摂動論的解析:一次元の範囲で非摂動論的な解析を行い「真空ラビ振動」の態様および実効ラビ電界について検討した。2.実験共振器長約210μmの光共振器の色素ロ-ダミン6Gの応液を注入し、波長520nm、パルス幅1nsのレ-ザ-光で励起し、その出力を共振器外での蛍光と比較した。発光のピ-ク波長いずれも約570nmであった。蛍光波長幅は34nmから2.7nmへ減少し、パルス幅は蛍光の6.3nsに比し0.92nsに減少した。両対数表示の出力対入力特性の傾きは実験の全域でほぼ2であり蛍光からレ-ザ-発振への過渡領域にあると考えられる。最小入力は0.5μJであった。今後、より小入出力の測定を行うために、感度の向上が必要である
ミトコンドリアに作用する中分子の合成と機能

カビ毒由来の中分子であるボンクレキン酸(BKA)はミトコンドリアのアデニンヌクレオチド輸送担体(ANT)の機能を阻害してATPの産生を抑制することが知られている。したがって、多くのATPを消費するがん細胞に対して何らかの阻害的な効果が期待できる。そこで本年度はマウス乳がん細胞(4T1細胞)に対してBKAを作用させたところ、幡種細胞数依存的、濃度依存的に細胞障害を誘導することが分かった。正常細胞には細胞障害性が低いこと、グルコース消費速度の促進効果、培地中の乳酸濃度の増加が認められたことからBKAによって解糖系が亢進されグルコースが培地中から枯渇し、増殖旺盛ながん細胞特異的に細胞障害が生じたと考えられる。また解糖系阻害剤との併用により、がん細胞障害性が高められた。ヒト膵がん細胞であるPANC-1に対してもBKAと解糖系阻害剤との併用は細胞死を誘導した。一方、BKAは入手困難できわめて高価なため、系統的な研究、特に細胞試験、動物試験はあまり進んでいない。著者らはBKAの合成研究を進め既に効率的全合成に成功しているが、30工程を超えるため大量供給にはまだ課題がある。そこで構造活性相関研究を進めその結果に基づく合成容易なアナログの開発を進めている。しかしこれまで合成したアナログのがん細胞障害性は極めて低いものであった。BKAおよびBKAアナログは3つのカルボン酸を有し細胞膜透過性が低いと考えられるため、膜透過性の向上のためグルコースをハイブリッドさせたグリココンジュゲートを分子設計した。まず、炭素リンカー中にベンゼン環を挿入したアナログに足掛かりを設け、そこからプロパルギル基を伸ばして2-アジ化グルコースとクリック反応でコンジュゲートした。このコンジュゲートは予備的な細胞試験の結果、非コンジュゲートアナログと比べてがん細胞障害活性が向上していることが観察された。29年度が最終年度であるため、記入しない。カビ毒由来の中分子であるボンクレキン酸(BKA)はミトコンドリアのアデニンヌクレオチド輸送担体(ANT)の機能を阻害してATPの産生を抑制し、近年では細胞死の抑制効果も報告されている重要な生化学試薬である。著者らは既にBKAの効率的集積型全合成に成功している。本年度はこの方法を基盤にBKAを再全合成し約10 mgの純粋なBKAを得ることができた。それでも総工程数が30を超え、量的供給に関して現実的とは言い難い。そこで、本来の活性を大きく損なうことなく量的供給が可能なアナログの開発を目指すこととした。本年度は従来の構造活性相関研究に基づき、活性発現に必須な官能基や部分構造を有する構造簡略化アナログの設計と合成を行った。BKAが有する1位、22位、24位の3つのカルボン酸と共役二重結合は活性発現に必須であることが既に判明していたので、それらの重要部分構造は残し、それらを繋げる炭素鎖に関して不斉炭素および多置換二重結合を排除して合成工程数を減じた単純なアルカンとした構造単純化アナログ、及び将来的に機能性官能基の足場となるようなベンゼン環を炭素鎖中に挿入した配座固定型アナログを分子設計し、炭素鎖長を様々に変化させた数種類のBKAアナログを合成した。具体的には、直鎖型アナログは末端に官能基を有する長鎖アルカンをWittig反応等で調製し、それを酸化、高井反応、鈴木反応、AZADO酸化で合成した。配座固定型は3置換ベンゼンにダブル園頭反応で調査を導入し、水素化反応、酸化、高井反応、鈴木カップリング等を経て、合成した。その結果、合成工程数は20以下に抑えることができた。それらのアナログに対してATP産生阻害および細胞死抑制活性に関する生物試験を行った結果、炭素鎖長が活性発現に重要であり、BKAと同等の炭素鎖長が最も活性が強いことが分かった。簡略化アナログの合成過程において、スケールアップしたところ、還元反応過程において予想外の保護基の脱保護反応が進行してしまい、反応条件の再検討を余儀なくされたため、合成の完了が数か月遅れる見込みで、平成28年度末現在で「やや遅れている」という進捗状況である。

しかしこれまで合成したアナログのがん細胞障害性は極めて低いものであった。BKAおよびBKAアナログは3つのカルボン酸を有し細胞膜透過性が低いと考えられるため、膜透過性の向上のためグルコースをハイブリッドさせたグリココンジュゲートを分子設計した。まず、炭素リンカー中にベンゼン環を挿入したアナログに足掛かりを設け、そこからプロパルギル基を伸ばして2-アジ化グルコースとクリック反応でコンジュゲートした。このコンジュゲートは予備的な細胞試験の結果、非コンジュゲートアナログと比べてがん細胞障害活性が向上していることが観察された。スケールアップに対応できるような反応条件を探索し、簡略化アナログの合成を進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。
部位特異的分子認識能を有する金属錯体の構築と物質変換及び反応制御

酵素の特徴である高活性・高選択性の発現には、酵素-基質間において多点で働く非共有性相互作用による分子認識が重要な役割を果たしている。この基質の認識及び活性化反応場を模した場として、アミノ酸由来の残基を含む種々の(N)_x(O)_<4-x>型新規四座配位子を合成し、置換不活性でイオン半径の小さいCo(III)イオンと錯形成されたものを合成した。この錯体には基本的にNHやCOO^-のような水素結合基と酸性度の高いCo(III)イオンが存在し、他にフェニルアラニンの芳香環・アルギニンの塩基性グアニジニウム基・グルタミン酸のカルボキシル基のような相互作用基を有した種々の錯体を合成している。このような多点での相互作用が可能な錯体に対して、残る二座に各種アミノ酸やジペプチドを第二配位子として相互作用させた混合配位子錯体を合成したところ、第二配位子のN末端が特異的に認識されることが明かとなった。更に、興味深いことに第二配位子側の側鎖によって相互作用が大きく異なることも明かとなった。即ち、芳香環を有するフェニルアラニン・フェニルグリシンをC-末端側に有するジペプチドでは、これら芳香環が第一配位子側との間でCH-_π相互作用を示すことが種々の分光学的手法から示唆され、このような相互作用を示さない錯体においては容易にペプチドが加水分解されるのに対し、このような相互作用を示す錯体においては全く加水分解されないことが分かった。これまでに報告されている同種の加水分解金属錯体では、このような特異性は報告されておらず、非常に興味深いものである。現在、更に他の相互作用基を有する第一配位子の分子設計及び他の遷移金属イオンによる検討も行なっており、より効率の高い触媒機能を有する金属錯体の開発を目指している。
高ひずみ加工法によるAl-5Mg合金の超微結晶化と疲労挙動のその場SEM観察

結晶粒を微細化することによって、金属材料の機械的性質は向上することはよく知られている。微細化法の一種であるECAE(Equal-Channel Angular ExtrusionまたはECAP(Equal-Channel Angular Pressing))法は、側方押し出し法とも呼ばれ、通常の多結晶素材に強ひずみを繰り返し導入することができるので、高強度の材料を得ることが期待できる。本研究課題では、A5056アルミニウム合金を素材として、溶体化処理材(A5056-O材)をECAE法により微結晶化した材料(A5056-ECAE材)を製作し、それらの引張り試験、および疲労試験を実施し、強度特性についてA5056-O材およびA2024-T3材と比較検討した。得られた成果は以下のとおりである。1.ECAP法により、粒径が1ミクロン以下の素材を得ることができた。2.A5056-ECAE材の引張り強さは442MPaであり、A2024-T3材と同程度であったが、伸びは7%であり、A2024-T3材の半分以下であった。3.A5056-ECAE材の低サイクル疲労特性は、A5056-O材とA2024-T3材の中間であった。4.A5056-ECAE材の高サイクル疲労特性は、高応力振幅側ではA5056-O材およびA2024-T3材よりも優れていたが、疲れ限度に関しては有意の差は見られなかった。5.A5056-ECAE材の疲労亀裂伸展速度はA5056-O材およびA2024-T3材の約2倍程度大きかった。6.A5056-ECAE材において、繰り返し変形に起因すると思われる回復や再結晶が部分的に生じた。7.疲労亀裂伝播特性にはいずれの材料ともパリス則が成立していた。多結晶金属は結晶粒の微細化により機械的性質を著しく改善できることは周知の事実である。結晶粒を微細化する方法の一つにECAP(Equal-Channel Angular Pressing)法がある。本法は多結晶素材に強いせん断変形を繰り返し与えるもので、高強度・高靭性材料を得ることができる。しかし、この材料の疲労特性については十分明らかとは言えない。本研究は、ECAP法により加工した微結晶5056Al合金の疲労特性を調査するために、引張試験、疲労試験及び疲労き裂伝播試験を実施し、溶体化処理した同一合金の特性と比較検討したものである。平成10年度における研究成果は以下の通りである。1. ECAP法により、結晶粒径が1ミクロン以下の素材を得ることができた。2. ECAP材において、耐力の著しい向上と引張り強度の上昇が見られた。3. ECAP材と溶体化処理材とでは疲労限に大差は見られなかった。しかし、高応力振幅側において前者は後者の2倍以上の疲労寿命を有していた。4. ECAP材において、繰り返し変形後に硬さの低下と結晶粒径の増加が見られた。これは、繰り返し変形によって再結晶または回復が生じていることを示唆している。5.き裂伝播特性では、いずれの材料もパリス則が成立し、き裂成長の下限値はECAP材の方が低かった。以上の結果をもとに、平成11年度は結晶粒をさらに微細化した超微結晶材料について同様の試験を実施する予定である。

微細化法の一種であるECAE(Equal-Channel Angular ExtrusionまたはECAP(Equal-Channel Angular Pressing))法は、通常の多結晶素材に強ひずみを繰り返し導入することができ、高強度の材料を得ることができる。本年度は昨年度に引き続き、A5056アルミニウム合金溶体化処理材を素材(A5056-O材)とし、ECAE法の加工条件を改良することにより、より微結晶化した材料(A5056-ECAE材)を製作し、その引張り試験、および疲労試験を実施し、強度特性についてA5056-O材およびA2024-T3材と比較検討した。得られた成果は以下のとおりである。1.A5056-ECAE材の引張り強さは442MPaであり、A2024-T3材と同程度であったが、伸びは7%であり、A2024-T3材の半分以下であった。2.A5056-ECAE材の低サイクル疲労特性は、A5056-O材とA2024-T3材の中間であった。3.A5056-ECAE材の高サイクル疲労特性は、高応力振幅側ではA5056-O材およびA2024-T3材よりも優れていたが、疲れ限度に関しては有意の差は見られなかった。4.A5056-ECAE材の疲労亀裂進展速度はA5056-O材およびA2024-T3材の約2倍程度大きかった。5.A5056-ECAE材において、繰り返し変形に起因すると思われる回復や部分的再結晶が生じた。
尿中電解質変動測定の臨床応用 睡眠時無呼吸,食塩感受性高血圧の早期診断の可能性

「研究目的」睡眠時無呼吸症候群(以下SAS)に伴う食塩感受性高血圧の早期診断と予防医学に対する臨床検査の役割の可能性を検討する.早朝尿と起床後の尿中ナトリウム,尿中クロールおよび尿中有機酸の変化を測定することにより睡眠時と覚醒時の体液バランスの変化を評価する.また,睡眠時無呼吸症候群では睡眠中に呼吸性アシドーシスになること本研究をもとに簡便に診断できることを検証する.「研究方法」睡眠時無呼吸症候群疑いの患者98名(BMI:18.2-39.6,AHI:0-59回/h,SpO_295%以上:42.6-100%),簡易携帯型の呼吸不全モニターを装着し,睡眠中の無呼吸数(AHI回/h),酸素飽和度(%)を測定した.また,翌朝の第一尿と第二尿を採取し,尿化学定量(尿電解質・尿蛋白・尿微量アルブミン・尿クレアチニンなど),尿定性検査(pH・比重・蛋白・糖・ケトン体)を測定し,第一尿と第二尿の比較検討を行った.特に,AHI 10回/h以下をSAS陰性群(n=41),AHI 20回/h以上をSAS陽性群(n=33)として,尿のアニオンバランスの評価を行った.「研究成果」第一尿,第二尿各々の(Na-Cl)を比較検討した結果,y=0.484x-19.4,r=0.421(x:第一尿,y:第二尿)と相関が認められ,第一尿はNaよりClの方が高値傾向,第二尿はNaの方が高値傾向であった.しかし,SAS陰性群,SAS陽性群に分け比較した結果,SAS陽性群は陰性群に比べ,Clが高値傾向であったが,両群は有意な差(p>0.05)が認められなかった.SAS陰性群,SAS陽性群での,第一尿,第二尿のpHを比較したが,両群ともにpH5.2-pH7.4であり,有意な差(p>0.05)は認められなかった.本研究では,SAS陰性群,SAS陽性群で尿のアニオンバランスの評価を行った.第一尿はClが高値傾向,第二尿はNaが高値傾向であったが,SAS陰性群とSAS陽性群では有意な差(p>0.05)は認められなかった。
チモーゲン顆粒膜タンパク質が作動する細胞内物流システムの解明

チモーゲン顆粒膜タンパク質GP2の物質輸送の連携のしくみとして、細胞内酵素量およびタンパク質代謝回転の恒常性維持のため、GP2発現が顆粒分泌を調整することで、余剰なチモーゲン顆粒の細胞内蓄積を制御するメカニズムが働いている可能性が示唆された。GP2との相互作用タンパク質は、ゴルジ体マーカーおよびオートファジー関連分子である可能性が示唆された。GP2は、糖鎖修飾機構およびオートファジー物質処理機構に至るまでの連携に関与していると考えられる。メンブレントラフィック機構を解明する目的で、特定タンパク質動態の視点から解析を行った。膵臓腺房細胞のチモーゲン顆粒膜に特異的多量発現するタンパク質Glycoprotein 2 (GP2)の分子特性と物質輸送に関わる相互作用分子を同定し、連携のしくみを明らかにすることを目標とした。膵臓線房細胞におけるGP2の生物学的機能を明らかにすることから開始した。野生型マウスとGP2ノックアウトマウスにおいて、野生型マウスにおいて絶食によるアミラーゼ酵素活性が低下したのに対し、GP2ノックアウトマウスでは酵素活性低下に対して低反応性を示した。リアルタイムPCRによる消化酵素遺伝子およびエンドサイトーシス関連分子の定量的解析を行ったところ、トリプシノーゲンの遺伝子発現において変化が見られた。野生型マウスでは、絶食により発現の上昇が見られたが、GP2ノックアウトマウスでは、発現の上昇が見られなかった。これより飢餓状態では、細胞内酵素量および全身のタンパク質代謝回転の恒常性維持のため、分泌顆粒の構成性分泌を調整することで、余剰なチモーゲン顆粒の細胞内蓄積を制御するメカニズムが働いている可能性が示唆された。そして、このGP2はこの維持メカニズムが正常に働く上で重要な役割を担っていると推察された。また、GP2と相互作用するタンパク質を同定するため、免疫沈降法を用いて検討を行ったところ、数種のタンパク質が結合形態を示した。この複合体のウエスタンブロットおよび免疫組織染色を行ったところ、ゴルジ体マーカーおよびオートファジー関連分子である可能性が示唆された。これより、GP2は、ゴルジ体における糖鎖修飾等のタンパク質分泌機構および細胞内オートファジー物質処理機構に至るまでの連携に関与していると考えられる。本研究の目的は、特定タンパク質動態の視点からメンブレントラフィック機構を解明するものである。膵臓腺房細胞のチモーゲン顆粒膜に特異的多量発現するタンパク質Glycoprotein 2 (GP2)の分子特性と物質輸送過程で常に入れ替わる相互作用分子を同定し、連携のしくみを明らかにする。本年度の研究計画として、GP2の生物学的機能を明らかにすることから開始した。同等の飼育条件において、野生型マウスよりもGP2遺伝子を欠損させたGP2ノックアウトマウスでの摂食量を比較したところ、GP2ノックアウトマウスで摂食量に増加傾向が見られた。これより、消化吸収過程においてGP2の何らかの関連が示唆される。また双方のマウス膵臓における外分泌関連遺伝子の生化学的および遺伝子発現解析を行った。今年度の研究成果として、GP2ノックアウトマウスの膵臓酵素活性に変化が見られたことから、消化吸収においてGP2が重要な役割を持つことが示唆されたことに関しては大きな進歩である。ただし今年度内で行う実験においての当初の計画では、エンドサイトーシスにおけるGP2の役割を明らかにするため、GP2ノックアウトマウス膵臓組織を用いたオルガネラ関連遺伝子の遺伝子発現解析までの結果を示す予定であったが、当初候補として挙げていた遺伝子すべての結果を得るに至らなかった。実験遂行の過程で、膵臓は消化酵素が多くオルガネラによっては発現が捉えられない分子があり、発現増幅の検討に時間を要していることが理由である。今後は、当初の計画通りの実験手法に工夫を加える予定としている。例えば、酵素活性抑制の使用および膵臓組織に処理を加え腺房細胞に単離するなどして、オルガネラ関連遺伝子の発現を維持し、低発現遺伝子の動態を捉えられると考えている。

GP2ノックアウトマウスおよび野生型マウス膵臓の各種mRNAの発現( ERメンブレンマーカー(Calnexin)、ゴルジ体マーカー(58K GolgiまたはMannosidase II)、トランスゴルジネットワーク関連遺伝子(TGN38)、脂質ラフトマーカー(Caveolin、Flotillin)、エンドソーム関連遺伝子(Clathrin heavy chain、Early endosome antigen 1) )を定量比較する。さらに免疫組織染色法およびウエスタンブロティング法を用いてタンパク質レベルでの検討を行う。マウス膵臓腺房細胞の各細胞内画分を比重遠心法を用いて分離し、抗GP2抗体を用いた免疫沈降法(IP法)により、GP2と複合体を形成する分子を単離後、電気泳動法および質量分析法によるタンパク質特定を試みる。リガンドタンパク質との相互作用時のGP2の糖鎖付加、リン酸化、脂質付加、メチル化、アセチル化等の翻訳後修飾を確認する。また、細胞骨格タンパク質のリン酸化との関連を検証する。ゴルジ体への移行経路阻害剤(ブレフェルジンA)やイオノフォア系阻害剤を用いた阻害実験を行う。次年度もひきつづき、実験マウスを常に維持するための基本費用が必要となる。解析には抗体、リアルタイムPCR関連試薬、合成オリゴ、電気泳動、細胞株、細胞維持関連試薬、細胞小器官分離用消耗品、免疫沈降用試薬、翻訳後修飾解析用試薬、分子間架橋用消耗品、発現クローニング用試薬、プラスチック消耗品の使用が不可欠のため、計1,500千円程度の使用を予定している。研究成果を発表する場を得るため、学会開催地への旅費として、計250千円前後の使用を予定している。
交通等の都市社会基盤システムのもたらす環境影響の管理

わが国の大都市圏では、広域化や多核分散型都市構造への誘導に伴い、幹線交通基盤整備を始めとする社会基盤システムの整備が急務とされている。これらの施策は交通環境の改善に資する可能性と悪化させる可能性を合わせ持っており、その計画・設計・事業化に関する問題を総合的に解決することが求められている。本研究はこのような認識のもとに、以下のような4つの分野において都市社会基盤システムのもたらす環境影響管理について研究を実施し、次のような成果を得た。1)広域的評価という観点を踏まえ、環境評価支援システムを構築し、それによって各施策の環境改善効果を定量的に把握するとともに、各施策を実施する上での課題と問題点をまとめ、施策の総合評価と環境改善の提言を行った。2)都市活動の広域化がもたらす環境影響の計測・評価及び施設計画等の指針の検討を行った。具体的には、リゾート・観光開発に関わる環境影響のモデル分析のためのシステムを完成し、交通整備・観光開発の影響計測を行った。さらに、商業立地の郊外化と環境影響の発生過程に関するモデルを構築し、対策の評価を行った。3)環境対策費用負担及び開発利益還元制度の制度的枠組みについて多角的な視点から検討を実施した。さらにシミュレーションスタディを通じて制度改革のための提言をまとめた。4)沿道部を含む広域交通幹線の環境整備計画・設計の指針を検討・提示するための景観シミュレーションシステムを構築した。さらに、広域交通幹線の局地環境影響改善策を提示し、そのデザインシステムを完成した。
エナメル基質タンパクを用いた組織誘導による歯周組織再建に関する研究

エナメル基質タンパク応用後の初期の歯周組織再生過程におけるセメント質、骨、上皮細胞の動態について病理組織学的に検索した.ウィスター系ラットの第一臼歯口蓋側およびビーグル犬の前臼歯頬側に裂開型骨欠損を作製、露出根面のセメント質を除去し、実験群(EMD群)は露出根面にエナメル基質タンパク(EMDOGAIN【○!R】、Biora AB)を塗布、対照群はそのまま創を閉鎖した.術後1,2、3,4、8週に屠殺、標本作製後、H-E染色、PCNA免疫組織化学染色、アルカリフォスファターゼ(ALP)染色を行った.組織計測は骨形成量、セメント質形成量、再生付着上皮および根表面のPCNA陽性細胞率を計測した.その結果、再生付着上皮のPCNA陽性細胞率は術後3、4週で実験群が対照群より低く(p<0.05)、術後8週の実験群では上皮のダウングロースが抑制されていた.根表面のPCNA陽性細胞率は実験群が対照群より高く(p<0.01)、実験群のALP活性は根表面に沿って歯冠側方向に認められたが、対照群ではノッチ部付近の根表面に限局していた.根表面から離れた結合組織には両群ともALP活性は認められなかった.術後8週のセメント質形成量は実験群が対照群より多く(p<0.01)、骨形成量は実験群と対照群間に有意差は認められなかった.以上の結果から、エナメル基質タンパクは上皮のダウングロースを抑制し、セメント質再生を促進するが、裂開型骨欠損においては骨原性細胞の増殖、分化を促進しないことが示唆された.エナメル基質タンパク応用後の初期の歯周組織再生過程におけるセメント質、骨、上皮細胞の動態について病理組織学的に検索した.ウィスター系ラットの第一臼歯口蓋側およびビーグル犬の前臼歯頬側に裂開型骨欠損を作製、露出根面のセメント質を除去し、実験群(EMD群)は露出根面にエナメル基質タンパク(EMDOGAIN【○!R】、Biora AB)を塗布、対照群はそのまま創を閉鎖した.術後1,2、3,4、8週に屠殺、標本作製後、H-E染色、PCNA免疫組織化学染色、アルカリフォスファターゼ(ALP)染色を行った.組織計測は骨形成量、セメント質形成量、再生付着上皮および根表面のPCNA陽性細胞率を計測した.その結果、再生付着上皮のPCNA陽性細胞率は術後3、4週で実験群が対照群より低く(p<0.05)、術後8週の実験群では上皮のダウングロースが抑制されていた.根表面のPCNA陽性細胞率は実験群が対照群より高く(p<0.01)、実験群のALP活性は根表面に沿って歯冠側方向に認められたが、対照群ではノッチ部付近の根表面に限局していた.根表面から離れた結合組織には両群ともALP活性は認められなかった.術後8週のセメント質形成量は実験群が対照群より多く(p<0.01)、骨形成量は実験群と対照群間に有意差は認められなかった.以上の結果から、エナメル基質タンパクは上皮のダウングロースを抑制し、セメント質再生を促進するが、裂開型骨欠損においては骨原性細胞の増殖、分化を促進しないことが示唆された.上顎左右側第2、3前臼歯および下顎左右側第3、4前臼歯部の頬側近心根部にCEJより高さ6mm近遠心幅5mmの範囲で歯槽骨およびセメント質を除去し、頬側裂開型骨欠損を作製した。その後EMD群はクエン酸溶液(pH1.0)にて15秒間根面処理を施し、生理食塩水で洗浄後、エナメル基質タンパク(EMDOGAIN(8))を応用した。GTR群はGTPMを各骨欠損部に被覆し、GTRを行った(術後4週に保護膜除去)。FOP群は骨欠損作製後根面処理のみ行った。各群とも観察期間は8週間とした。実験期間終了後、光学顕微鏡観察として10%中性緩衝ホルマリン溶液にて固定を行い、10%EDTA溶液にて脱仄、通法に従いパラフィン包埋し、ヘマトキシリン・エオジン染色を施し観察した。また、電子顕微鏡的観察としてKarnovsky固定液にて固定を行い、10%EDTA溶液にて脱灰、通法に従いエポン樹脂に包埋し、試料作製後、透過電子顕微鏡にて観察した。結果として、上皮の根端側方向への侵入はEMD群、GTR群には認められず、最根端側部はCEJ付近に位置していた。骨再生量はGTR群に多く認められ、EMD群では僅かであった。再生セメント質はGTR群では幅が広く、細胞を封入した細胞性セメント質であり、一部象牙質表面より再生セメント質の剥離が認められた。EMD群ではGTR群と同様の範囲で再生セメント質が認められたが、幅は狭く、細胞の封入を認めない無細胞性セメント質であり、象牙質表面と再生セメント質問に剥離は見られなかった。EMD群では再生セメント質表層に接する細胞の豊富な結合組織層が認められた。以上よりエナメル基質タンパクの応用はGTRと比較して形態的に異なるセメント質を形成し、セメント質表層に密に配列する細胞との関連が示唆された。上顎左右側第2、3前臼歯および下顎左右側第3、4前臼歯部の頬側近心

根部にCEJより高さ6mm近遠心幅5mmの範囲で頬側裂開型骨欠損を作製した。その後EMD群はクエン酸溶液(pH1.0)にて15秒間根面処理を施し、エナメル基質タンパク(EMDOGAIN【○!R】)を応用した。GTR群はGTPMを各骨欠損部に被覆し、GTRを行った(術後4週に保護膜除去)。FOP群は骨欠損作製後根面処理のみ行った。各群とも観察期間は8週間とした。実験期間終了後、光学顕微鏡観察および電子顕微鏡的観察を行った。結果として、上皮の根端側方向への侵入はEMD群、GTR群には認められず、最根端側部はCEJ付近に位置していた。骨再生量はGTR群に多く認められ、EMD群では僅かであった。再生セメント質はGTR群では幅が広く、細胞を封入した細胞性セメント質であり、一部象牙質表面より再生セメント質の剥離が認められた。EMD群ではGTR群と同様の範囲で再生セメント質が認められたが、幅は狭く、細胞の封入を認めない無細胞性セメント質であり、象牙質表面と再生セメント質間に剥離は見られなかった。EMD群では再生セメント質表層に接する細胞の豊富な結合組織層が認められた。以上よりエナメル基質タンパクの応用はGTRと比較して形態的に異なるセメント質を形成し、セメント質表層に密に配列する細胞との関連が示唆された。今後、エナメル基質タンパクによって形成された無細胞性セメント質の特徴について検索すべく,ウィスター系ラットを用い,上顎第1臼歯に裂開型骨欠損を作製し,エナメル基質タンパク応用後の形成過程について経時的に観察する。病理組織学的観察として,H-E染色,免疫組織学的観察(ALP,オステオポンチン,TRAP),超微構造学的観察(TEM)を行う。実験動物として,ビーグル犬を用い,下顎左右側第2,3,4前臼歯部に全層弁を形成し,頬側近心根部にCEJより高さ7mm,近遠心幅5mmの範囲で歯槽骨を除去し,近心根を露出させ,頬側裂開型骨欠損を作製した。各骨欠損部には骨再生を阻止する目的でゴム質印象材を埋入した。4週間後,再び全層弁を形成し,ゴム質印象材および肉芽組織の除去,露出根面のルートプレーニングを行い,骨欠損最根尖側にノッチを付与した。その後,直ちに10%EDTA溶液で根面処理を施し生理食塩水で洗浄後EMD群はエナメル基質タンパク(EMDOGAIN【○!R】)を応用,GTR群はe-PTFE膜を各骨欠損部に被覆しGTRを行った。FOP群は通常のフラップ手術のみ行った。観察期間は術後,1,2,4週とした。実験期間終了後,通法に従いパラフィン標本を作製し,H-E染色および増殖細胞抗原(PCNA)の免疫組識化学染色を施し観察した。結果として,術後1週では全群において豊富な新生血管を含む幼若な線維性結合組織がノッチ付近に限局してみられ,一部,凝血塊が残存していた。EMD群ではEMDOGAIN【○!R】の残留は認められなかった。術後2週ではGTR群はe-PTFE膜で被覆された骨欠損内に豊富な新生血管を含む線維性結合組織で満たされ,わずかに新生骨が認められた。一方EMD群およびFOP群では密な線維性結合組織束が歯根表面に存在し,新生骨は認められなかった。新生セメント質は全群で認められなかった。術後4週では新生セメント質はEMD群,GTR群は術前の2/3程度FOP群は術前の1/2程度認められた。新生骨はEMD群は術前の1/3程度,GTR群は術前の2/3程度認められ,FOP群はノッチ付近に限局してわずかに認められた。PCNA陽性細胞は術後1週では全群でノッチ付近に限局して認められ,特にEMD群がGTR群およびFOP群と比較して広範囲に認められた。術後2週および術後4週のPCNA
ヘリコバクターピロリ感染の家族集積性に関する血清疫学的研究

モデル地区において1995年の検診や1診療所での診療の残余血清を保存していた男性1,127人、女性1,469人、合計2,596人について、住所と姓により同一家族成員を同定した。その結果、251の夫婦、父親44人とその子供48人及び母親33人とその子供34人が判明した。これらの集団の血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体(Ig-G抗体)が20units/ml以上を感染陽性と定義して各群の抗体陽性者数(陽性率)を検討したところ、以下のとおりであった。すなわち、夫では150人(59.8%)、妻では118人(47.1%)、父親では22人(8.8%)、その子供では2人(4.2%)、母親では17人(51.5%)、その子供では3人(8.8%)であった。251夫婦のうち、夫婦ともに血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったのは69夫婦、夫婦ともに血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陰性であったのは52夫婦、夫のみ血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったのは81夫婦、妻のみ血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったのは49夫婦であり、夫婦で一致していたのは121夫婦(全体の48.2%)であった。夫が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったその妻における陽性者数(陽性率)は69人(46.0%)であったのに対して、夫が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陰性であったその妻における陽性者数(陽性率)は49人(48.5%)と有意な差がなかった。逆に、妻が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったその夫における陽性者数(陽性率)は71人(59.2%)であったのに対して、妻が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陰性であったその夫における陽性者数(陽性率)は81人(61.8%)と有意な差がなかった。父親が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったその子供における陽性者数(陽性率)は1人(4.3%)であったのに対して、父親が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陰性であったその子供における陽性者数(陽性率)は1人(4.0%)と有意な差がなかった。同様に、母親が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったその子供における陽性者数(陽性率)は2人(11.1%)であったのに対して、母親が血清ヘルコバクタ・ピロリ抗体陰性であったその子供における陽性者数(陽性率)は1人(6.3%)と有意な差はなかった。以上の各群における年齢分布の差はなかったので、ヘリコバクタ・ピロリ感染には家族集積性が認められないと考えられる。モデル地区において1995年の検診や1診療所での診療の残余血清を保存していた男性1,127人、女性1,469人、合計2,596人の血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体(Ig-G抗体)の測定を完了した。使用キットの判定基準のヘリコバクタ・ピロリ抗体(Ig-G抗体)が20units/ml以上を感染陽性と定義した。対象集団のうち、感染者数(感染率)は男女合計で1,156人(44.5%)であった。性別では、男性で527人(46.8%)、女性で629人(42.8%)と男性の方が若干高率であった。性別・年齢階級別のヘリコバクタ・ピロリ感染率は、男性では、0-19歳で14.0%、20-29歳で21.6%、30-39歳で40.2%、40-49歳で48.5%、50-59歳で63.0%、60-69歳で65.7%、70-79歳で68.5%、80歳以上で50.0%であった。また、女性のヘリコバクタ・ピロリ感染率は、0-19歳で11.0%、20-29歳で25.0%、30-39歳で30.4%、40-49歳で49.8%、50-59歳で51.6%、60-69歳で57.5%、70-79歳で50.7%、80歳以上で36.0%であった。男女とも加齢とともに感染率が上昇し、男性は70歳代に、女性は60歳代にピークをもち、それよりも高齢では逆に感染率は減少していた。特に20歳未満の若年者では男女とも感染率が10%台と低率であった。上記の2,596人のうち、10歳代の295人については個人の同定資料を収集することが出来なかったが、他の2,301人については収集できた。現在、対象者のうち同一の家族成員の同定作業を進めている段階であり、今後ヘリコバクタ・ピロリ感染の家族集性を検討する予定である。

これらの集団の血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体(Ig-G抗体)が20units/ml以上を感染陽性と定義して各群の抗体陽性者数(陽性率)を検討したところ、以下のとおりであった。すなわち、夫では150人(59.8%)、妻では118人(47.1%)、父親では22人(8.8%)、その子供では2人(4.2%)、母親では17人(51.5%)、その子供では3人(8.8%)であった。251夫婦のうち、夫婦ともに血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったのは69夫婦、夫婦ともに血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陰性であったのは52夫婦、夫のみ血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったのは81夫婦、妻のみ血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったのは49夫婦であり、夫婦で一致していたのは121夫婦(全体の48.2%)であった。夫が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったその妻における陽性者数(陽性率)は69人(46.0%)であったのに対して、夫が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陰性であったその妻における陽性者数(陽性率)は49人(48.5%)と有意な差がなかった。逆に、妻が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったその夫における陽性者数(陽性率)は71人(59.2%)であったのに対して、妻が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陰性であったその夫における陽性者数(陽性率)は81人(61.8%)と有意な差がなかった。父親が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったその子供における陽性者数(陽性率)は1人(4.3%)であったのに対して、父親が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陰性であったその子供における陽性者数(陽性率)は1人(4.0%)と有意な差がなかった。同様に、母親が血清ヘリコバクタ・ピロリ抗体陽性であったその子供における陽性者数(陽性率)は2人(11.1%)であったのに対して、母親が血清ヘルコバクタ・ピロリ抗体陰性であったその子供における陽性者数(陽性率)は1人(6.3%)と有意な差はなかった。以上の各群における年齢分布の差はなかったので、ヘリコバクタ・ピロリ感染には家族集積性が認められないと考えられる。
抗菌剤リチャージャブルポリマー粒子の義歯床用レジンへの応用

本研究では、塩化セチルピリジニウム(CPC)の徐放とリチャージが可能なCPC担持ポリマー粒子を配合したMMA系の義歯床用レジンを試作し、CPCリチャージ特性、真菌に対する抗菌性、および物性をin vitroにて評価した。その結果、CPC担持ポリマー粒子を20(wt)%配合すれば、PMMAレジンの曲げ強さを低下させることなく、リチャージによってCPC溶出を維持することができ、Candida albicansの付着を抑制できることが明らかとなった。本年度は、CPC担持ポリマー粒子配合レジンを試作し、試作レジンからのCPC溶出性、およびリチャージ特性の評価を行った。HEMAと架橋性モノマーTMPTを混合したモノマー混合液に、CPC粉末を添加し、加熱重合後粉砕して、CPC担持ポリマー粒子を作製した。作製したCPC担持ポリマー粒子を20あるいは50(wt)%の割合で配合したメタベースMの粉材と、液材を練和した混和泥を、直径9 mm、深さ2 mmのモールドに填入し、硬化ディスクを作製した。CPC溶出性を評価するため、作製した各硬化レジンを滅菌蒸留水に浸漬して、溶出したCPC濃度を測定した。CPC担持ポリマー粒子を50(wt)%配合した試料では、20(wt)%配合した試料に比べて、高濃度のCPC溶出が維持されることが分かった。次に、CPCのリチャージ特性を評価するため、CPCを一旦溶出させた硬化レジンを、500μg/mLのCPC水溶液に5分間浸漬してCPCのリチャージを行い、その後、滅菌蒸留水に再浸漬して、溶出したCPC濃度を再測定した。その結果、CPC担持ポリマー粒子を配合した試料では、CPC担持ポリマー粒子非添加の試料に比べて、リチャージによるCPCの上昇濃度が高かった。また、20%および50%配合ともに、3日ごとにCPCをリチャージすることで、Candida albicansに対するCPCの最小発育阻止濃度以上のCPC溶出を維持できることが分かった。平成28年度の研究実施計画に則り、CPC担持ポリマー粒子配合レジンを試作し、試作レジンからのCPC溶出性、およびリチャージ特性の評価を行って、前述のような結果を得た。以上のことから本研究の進捗は、おおむね順調に進展していると判断できる。平成28年度の成果を踏まえて、CPC担持ポリマー粒子配合レジンの抗菌効果の評価、および物性の評価を行った。試作レジンの抗真菌性の評価を行うため、作製した硬化レジンをCandida albicansの菌液に浸漬し、37°C下で2日間培養後、レジン表面へのC. albicansの付着状態を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した。また、抗真菌効果の持続性を検討するため、CPCをリチャージしながら8日間滅菌蒸留水に浸漬した試料をC. albicansの菌液に浸漬し、同様に2日間培養後のC. albicansの付着状態を観察した。その結果、試料作製直後のコントロールレジン表面には、C. albicansが密に付着した状態が観察されたのに対して、20および50%配合ともにC. albicansの付着菌数が明らかに減少している状態が観察された。また、CPCをリチャージした試料においても、20%および50%配合ともにレジン表面へのC. albicansの付着が抑制されることが確認された。試作レジンの曲げ強度を評価するため、各レジンを用いて板状硬化体を作製し、硬化試料作製直後あるいは14日間水中浸漬後にクロスヘッドスピード5 mm/min、支点間距離50 mmで3点曲げ試験を行った。その結果、試料作製直後の曲げ強さについては、20あるいは50%配合ともに粒子非配合のコントロールとの間で有意差は認められなかった。一方、14日間水中浸漬を行うと、50%配合ではコントロールと比べて曲げ強さが有意に低下したが、20%配合では曲げ強さの低下は認められなかった。平成28年度に得られた結果に基づいて、CPC担持ポリマー粒子配合試作レジンの抗菌効果の評価、および物性の評価を行う。歯科生体材料学上述のように、500μg/mLのCPC水溶液に試作レジンを5分間浸漬してCPCのリチャージを行うことで、C. albicansに対するCPCの有効濃度以上のCPC溶出を維持できることが確認できた。

そのため、有効濃度以上のCPCの溶出が維持できなかった場合に予定していたリチャージ条件(CPC水溶液の濃度や浸漬時間など)の検討に係る試薬、消耗品を平成28年度に購入する必要がなかったため。次年度は、試作レジンの抗菌効果を評価するため、培地や試薬、また吸光度測定等のための器材を購入する。さらに、CPC担持ポリマー粒子の配合による物性への影響を評価するため、それに係る器材を購入する必要がある。また、これらの研究遂行に係る消耗品は、上記の研究計画に則り必要性を吟味し効果的に使用する。
タンパク質複合体の相互作用部位を解析する、新規NMR測定法の開発とその応用

GSPT/eRF3は、真核生物の遺伝子翻訳終結反応において中心的な役割を果たすタンパク質であり、同じく翻訳終結因子であるeRF1と相互作用することで、リボソームからの新生ポリペプチド鎖の解離反応を引き起こす。またGSPTは、同時にPABPと相互作用する。PABPはpoly-A RNAと相互作用することでmRNAの安定化に関与している。このことは、GSPTが翻訳終結と同時にmRNAの制御にも関与していることを示唆する。しかし、GSPTの機能発現メカニズムについては、明らかにされていない点が多い。これまでに、私はGSPTのPABP相互作用領域が、溶液中で一定の構造をとらないことを示した。今回はさらに、GSPTおよびPABPにおける相互作用領域の同定をおこなった。PABPにおける相互作用領域は、そのC末端側に位置する構造ドメインPABCに対応し、GSPTにおける相互作用領域は、N末端側の一次配列上連続した30アミノ酸残基からなることを明らかにした。またGSPT上のPABP結合領域に着目し、他の生物種のホモログとの配列比較から、この領域には重複した配列のパターンが含まれていることが認められ、実際に個々のフラグメントがPABCと相互作用することを示した。さらに、NMR解析により1分子のGSPTに対し2分子のPABCが相互作用することを示した。次に、GSPT-PABC複合体の解析を行うことで、GSPTに含まれる2個のPABC認識配列が、それぞれPABC分子上の同一の面を介して相互作用することを示した。さらに、非結合状態でアンフォールド状態にあったGSPTが結合状態でβターン構造を形成することを明らかにした。明らかとなった1分子のGSPTに対し2分子のPABPが相互作用するメカニズムは、翻訳サイクルの進行に伴うmRNA分解の段階で、効率的に2分子間相互作用を維持する分子的基盤であると考えられる。
心拍のゆらぎ現象から評価した植物芳香成分による月経前症候群の緩和作用

月経前症候群(PMS)は、月経前310日の間続く身体・精神神経症状の集積で、種類や程度、継続する期間を問わなければ、性成熟期女性の半数以上が自覚しているといわれている。本研究では、Holistic Careのひとつとして注目され、特に女性の間で人気を博している植物芳香療法(アロマセラピー)によるPMS軽減効果を、心身相関の指標ともなり、自律神経機能を反映する心拍ゆらぎ現象から評価することを試みた。芳香刺激として、癒しの精油の代表格でもあるラベンダーと日本人になじみの深い柑橘系和精油ユズを用いた。その結果、これら2種の精油を用いて、月経前に、僅か10分間の芳香療法を行うことにより、心拍数と交感神経活動の減少、副交感神経活動の増加、併せて、気分・感情状態の顕著な改善が認められ、特に芳香療法による心理的側面の効能は、ラベンダーとユズにおいて同等であることが認められた。近年、ストレス解消や癒しのために様々な試みがなされているが、「心と体をバランスよく癒す」というHolistic Careのひとつとしてアロマセラピーが注目され、特に女性の間で人気を博している。本研究では、「癒しの香り」として用いられる植物芳香成分が月経前症候群(PMS)の改善をもたらすのか、その背景には生命神経系と称され、心身相関の指標ともなる自律神経機能の改善が存在するのかを心拍のゆらぎ現象から検討している。平成21年度に得られた成果は下記の通りである。本年度は、PMSを自覚しているが、QOLの低下を伴わない軽度な月経前心身不調を有する女性14名を研究対象とした。測定は、卵胞期と黄体期に各2回(芳香有・無)、計4回行った。芳香成分はラベンダー(10μl)とし、鼻下30cm離した芳香拡散器から放出される香りを5分間嗅いでもらった。芳香刺激前後に、心電図を5分間測定し、心拍変動パワースペクトル解析により自律神経活動を評価した。併せて、POMS感情プロフィール検査により、香りの心理的効果も測定した。卵胞期及び黄体期における香りの感受性(強度・好み・快適性・親しみ感)を比較したところ、月経周期間の変動は認められなかった。芳香の生理的効果に関しては、両周期において、芳香刺激後、副交感神経活動指標が増加したが、現時点では、卵胞期において統計的有意性が認められている。心理的効果に関しては、月経周期に関わらず、負の感情因子のスコアが減少し、中でも、卵胞期では4因子(抑鬱・怒り・疲労・混乱)に、黄体期では1因子(疲労)に有意な低下が認められている。PMSは生物学的・心理学的・社会的要因が複雑に絡みあって発症する多因子性症候群である。今年度の研究結果を基に、PMSの重症度と発症形態が異なる女性を対象として更なるデータ収集を重ね、自律神経活動を機軸とし、各種芳香刺激に対する有効性と抵抗性も観察しながら、植物芳香成分のPMS軽減効果を詳細に検討したいと考える。「心とからだ全体をバランスよく癒す」という「Holistic Care」のひとつとしてアロマセラピーが注目され、特に女性の間で人気を博している。植物芳香成分が有する癒しの効果が科学的に解明されつつあるが、女性の心と体にどのような影響を及ぼすのか、とりわけ、「月経前に訪れる心と体の不協和音」と喩えられる「月経前症候群(PMS)」の軽減に役立つのか否かについては詳細に検討されていない。平成22年度の研究では、前年度に引き続き、嗅覚系を介する植物芳香刺激がPMSの改善をもたらすのか、その背景には生命神経系と称され、心身相関の指標ともなる自律神経機能の改善が存在するのかを検討することを目的とした。芳香成分に関しては、フローラル系芳香精油の代表格でもあるラベンダーに加え、「癒しの和精油」として注目を浴びつつある柑橘系の精油「柚子」を用いた。研究は、現在も進行中であり、正常月経周期を有する女性50名(目標症例数)を対象に、卵胞期及び黄体後期において、両精油による芳香浴前後の心拍ゆらぎ現象(心拍変動)、心筋電気的安定性、唾液中クロモグラニンA濃度を測定することにより、神経生理学的観点から両精油のPMS緩和作用を比較検討している。PMSは生物学的・心理学的・社会的要因が複雑に絡みあって発症する多因子性症候群であることから、各種質問紙により、芳香浴による心理的効果、女性を取り巻く社会環境、その女性の性格特性についても調査している。

これらのデータを基に、症状の種類・強度・発症頻度、症状を形成する生物学的・心理学的・社会的要因の比重など本研究対象者のPMS症状の特徴を詳細に把握するとともに、香りの感受性(強度・好み・快適性・親しみ感)等、各種芳香に対する有効性と抵抗性も観察しながら、心理神経内分泌動態の観点から、植物芳香成分が有する心身の癒し効果と自然治癒力を多角的に探求したいと考える。平成23年度の研究では、前年度に引き続き、嗅覚系を介する植物芳香刺激が月経周期に伴う心身不快症状の改善をもたらすのか、その背景には生命神経系と称され、心身相関の指標ともなる自律神経機能の改善が存在するのかを検討することを目的とした。芳香成分に関しては、フローラル系芳香精油の代表格でもあるラベンダーに加え、日本古来のなじみの深いカンキツ系精油である「ユズ」を用いた。対象者は、正常月経周期を有する健常女性30名で、PMSの程度は軽度から重度まで多岐に亘っていた。実験デザインは、クロスオーバー比較試験とし、全ての被験者に対し、卵胞期と黄体後期に各3回(ユズ・ラベンダー・水)、芳香前後の心理神経内分泌動態の変化を測定した。芳香量は10μ〓とし、鼻下30cm離した芳香拡散器から放出される香りを10分間嗅いでもらった。その結果、香りの感受性(強度・好み・快適性・親しみ感)には、月経周期による影響は認められず、ユズに対する好み・快適性・親しみ感の指数が他の2種の刺激と比較し、有意に上昇した。POMS感情プロフィール検査により、香りの心理的効果を評価したところ、負の感情因子(緊張不安・抑うつ・怒り敵意)がユズとラベンダーの芳香刺激により顕著に低下した。ラベンダーでは、「活気」の因子得点が月経周期に関係なく低下したが、ユズでは両月経周期において増加の傾向が認められた。芳香刺激に伴う自律神経活動動態の変化については、現在もなお分析中であるが、精神的ストレスに反応し、交感神経活動の指標ともなる唾液クロモグラニンA濃度は、ユズの芳香刺激により、顕著に低下することが認められている。植物芳香成分が有する癒しの効果が科学的に解明されつつあり、ラベンダーやイランイラン等によるPMS改善効果も報告されているが、本研究結果を考慮すると、和カンキツ精油であるユズも「月経前に訪れる心と体の不協和音」と喩えられるPMSの軽減に役立ち、その効果の発現には自律神経系が関与している可能性が示唆された。
口腔疾患関連菌口腔アクチノミセスの代謝活性-INVITROでの基礎的研究

主要な歯垢細菌の一つである口腔アクチノミセスは、動物実験や病巣部細菌層の解析、さらに、付着・凝集能や細胞性免疫惹起能についての研究からウ蝕と歯周疾患双方との関連が考えられてきた。しかし、このような生物学的性質の本質である代謝活性についてはまだ不明な点が多い。そこで、アクチノミセスの基本的エネルギー獲得系である糖代謝系の酵素を調べた。口腔アクチノミセス(Actinomyces viscosusおよびA.naeslundii)はグリコースからピルビン酸に至る全てのエンデンメイヤホフ解糖系酵素活性を示した。しかし、この糖代謝系に関わるいくつかのリン酸化酵素は他の細菌には見られないユニークな性質を示した。1.解糖初発段階を触媒するグルコキナーゼはGTPとポリリン酸だけを、2.次のリン酸化のステップを触媒するホスホフルクトキナーゼはピロリン酸だけをリン酸供与体として利用し、ATPは両酵素のリン酸供与体とはならなかった。3.重炭酸イオンを固定し、アクチノミセスの特徴的代謝産物であるコハク酸産生に関わるホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼは、GDPとIDPをリン酸受容体とし、ADPを利用しなかった。このGDP/IDP依存性は細菌由来の酵素にはほとんど見られず、動物細胞に一般的にみられる性質であった。4.また、菌体からはGTP、GDP、ピロリン酸、ポリリン酸が検出され、ATP、ADP以外のリン酸供与体および受容体も実際の菌体内で機能していると考えられた。以上のことから、アクチノミセスはユニークな糖代謝系酵素を持ち、他の多くの細菌とはことなり、ATPやGTPに加え、ピロリン酸やポリリン酸という無機リン酸もリン酸供与体として利用していることが考えられる。このことはリン酸化酵素の進化やアクチノミセスの系統樹上での位置付けを考える上で興味深い。