hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸管粘膜免疫とのクロストークによる舌下免疫寛容誘導機構の解明

舌下に抗原を投与することで効率よく誘導される舌下免疫寛容を応用してアレルギー症状の改善を図る舌下免疫療法は、簡易かつ有効なアレルギー治療法として注目されているが、この舌下免疫寛容の誘導機構は不明である。本研究は、舌下免疫寛容が舌下粘膜免疫と腸管粘膜免疫とのクロストークによって誘導されることを実証することを目的とした。本研究により、舌下から侵入した抗原はマクロファージに捕捉された後に舌下粘膜樹状細胞に受け渡されて所属(顎下)リンパ節に遊走し抗原特異的制御性T細胞が誘導されること、舌下粘膜ランゲルハンス細胞はこの機構に関与しないこと、腸管免疫寛容との関連について明らかになった。本研究は、舌下免疫寛容が舌下粘膜免疫と腸管粘膜免疫とのクロストークによって誘導されることを実証し、臨床応用のための基礎的研究基盤を提示することを目的とする。平成27年度は以下の研究実績を得た。1)舌下粘膜に抗原(卵白アルブミン、OVA)を投与すると、所属リンパ節である顎下リンパ節で転写因子Foxp3を発現する抗原特異的Foxp3+制御性T細胞が誘導された。2)口腔粘膜の抗原提示細胞は、マクロファージ、樹状細胞およびランゲルハンス細胞に分類された。主な樹状細胞はCD103ーCD11b+の表現型でレチノイン酸産生能をもち、CD103ーCD11b+樹状細胞はレチノイン酸とTGFβ依存的に、ナイーブCD4+T細胞をFoxp3+制御性T細胞を誘導した。3)顎下リンパ節では、遊走性のCD103ーCD11b+樹状細胞はレチノイン酸産生能とTGFβ活性化能が亢進していた。蛍光標識OVAを舌下投与すると、まず舌下粘膜のマクロファージが、続いて顎下リンパ節のCD103ーCD11b+樹状細胞が蛍光を発し、抗原の移行が示唆された。顎下リンパ節の中で遊走性のCD103ーCD11b+樹状細胞は、Foxp3+制御性T細胞を誘導する主要な樹状細胞であった。4)OVAを舌下投与した後、顎下リンパ節から制御性T細胞を精製して別のマウスに移入すると遅延型過敏反応が抑制された。このように形成27年度は、舌下に抗原を投与するころにより、抗原がマクロファージから遊走性樹状細胞に受け渡され、この遊走性樹状細胞が所属リンパ節に移行して所属リンパ節内で抗原特異的制御性T細胞が誘導されること、さらに、この制御性T細胞が遅延型過敏症を抑制することが明確になった。ほぼ研究計画通りの研究実績が得られたため。本研究は、舌下免疫寛容が舌下粘膜免疫と腸管粘膜免疫とのクロストークによって誘導されることを明らかにし、臨床応用のための基礎的研究基盤を提示することを目的とする。平成28年度は「舌下免疫寛容誘導にランゲルハンス細胞は関与するか?」について、以下の研究実績を得た。1)舌・舌下組織をコラゲナーゼと重層扁平上皮を分解可能なトリプシン/EDTA処理により、ランゲルハンス細胞の精製が可能となった。口腔・舌下粘膜重層扁平上皮内にランゲルハンス細胞が存在することが明確となった。2)舌・舌下粘膜の3種の抗原提示細胞(ランゲルハンス細胞、樹状細胞およびマクロファージ)を精製し制御性T細胞誘導能をin vitroで検討した結果、樹状細胞のみが制御性T細胞を誘導し、ランゲルハンス細胞とマクロファージは誘導しなかった。3)蛍光標識卵白アルブミン(抗原)を舌下に投与し、抗原の動態を調べた結果、舌下と所属リンパ節(顎下リンパ節)のランゲルハンス細胞は抗原の輸送には関与していなかった。4)顎下リンパ節の遊走性のランゲルハンス細胞、樹状細胞およびマクロファージの細胞数は、樹状細胞がランゲルハンス細胞やマクロファージと比較して3倍ほど多かった。また、舌下へ抗原投与16時間後に、顎下リンパ節の遊走性のランゲルハンス細胞、樹状細胞およびマクロファージを精製し制御性T細胞誘導能を検討した結果、ランゲルハンス細胞は制御性T細胞誘導能を有するものの、樹状細胞と比較すると誘導された制御性T細胞数は1/5程度であった。これらの結果より、舌下免疫寛容誘導に主に樹状細胞が寄与しておりランゲルハンス細胞はあまり関与していない、ことが明らかになった。さらに、唾液腺の抗原提示細胞を詳細に調べた結果、これまで存在しないとされてきた樹状細胞は実は存在して唾液腺の防御機構に働いていることが明らかになった。ほぼ計画通りに研究実績が得られたため。平成29年度は以下の実績を得た。1)抗原を口から入れて腸管で吸収させて誘導する免疫寛容を経口免疫寛容と呼び、これを利用した治療法を経口免疫療法(oral immunotherapy, OIT)という。本研究では、舌下免疫療法(sublingual immunotherapy, SLIT)とOITの効果についてアレルギーマウスモデルで比較検討した。その結果、遅延型過敏症モデルではSLITが顕著な抑制効果を示したが、食物アレルギーモデルはSLITとOITは同程度の抑制効果を示した。

この結果は、舌下で誘導された免疫寛容と腸管で誘導された免疫寛容は質的に異なることを示唆する。2)治療的プロトコルの開発:これまで実施してきた舌下免疫寛容の誘導方法は、抗原(卵白アルブミン)で感作する前に抗原を舌下に投与するという予防的プロトコルであった。実際にアレルギー患者にSLITを実施することを想定し、抗原感作した後にSLITを行うという治療的プロトコルが効果を示すかという点について遅延型過敏症マウスモデルで検討した。その結果、抗原感作+チャレンジ後に抗原のみでSLITを実施しても明確な過敏症抑制効果は得られなかったが、抗原と物質AでSLITを行うと有意な過敏症抑制効果が得られ。治療的プロトコルの開発に成功した。さらに本プロトコルは数か月という長期間、過敏症抑制効果を持続した。舌下に抗原を投与することで効率よく誘導される舌下免疫寛容を応用してアレルギー症状の改善を図る舌下免疫療法は、簡易かつ有効なアレルギー治療法として注目されているが、この舌下免疫寛容の誘導機構は不明である。本研究は、舌下免疫寛容が舌下粘膜免疫と腸管粘膜免疫とのクロストークによって誘導されることを実証することを目的とした。本研究により、舌下から侵入した抗原はマクロファージに捕捉された後に舌下粘膜樹状細胞に受け渡されて所属(顎下)リンパ節に遊走し抗原特異的制御性T細胞が誘導されること、舌下粘膜ランゲルハンス細胞はこの機構に関与しないこと、腸管免疫寛容との関連について明らかになった。平成28年度は、舌下免疫により顎下リンパ節で誘導された制御性T細胞が、腸管へ移行するかどうかに焦点を当て、研究を推進する。1.研究テーマ「舌下粘膜・顎下リンパ節での制御性T細胞の誘導、腸管へのホーミングと増殖」の研究成果はまだ不十分と判断されるため、さらに研究を遂行する。2.研究テーマ「治療プロトコルの開発」は最終年度実施予定のテーマであり、完遂を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。口腔免疫学29年度が最終年度であるため、記入しない。
単一副腎髄質細胞におけるイノシトール3燐酸によるCa放出機構と分泌反応の解析

昨年度はムスカリン受容体刺激はイノシトール3燐酸(IP3)による細胞内ストアからのCa^<2+>放出により,細胞膜イオンチャネルの活性化を起こすことを明らかにした。本年度はカフェイン感受性ストアの機能とIP3受容体との関係について、カフェインによる膜電流と細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]i)変化を同時測定することにより検討した。また,単一細胞からのカテコールアミン放出測定のため炭素電極を用いたアンペロメトリー法を確立し、ムスカリンとカフェインによる分泌反応の性質を調べた。(1)保持電位-60mV以上では,カフェインにより一過性の[Ca^<2+>]i増加反応に伴い,外向き電流が発生した。(2)Ca依存性Kチャネル遮断薬のアパミン及びカリプドトキシンはカフェインによる[Ca^<2+>]i増加に影響を与えず,外向き電流を抑制した。(3)カフェインによる電流及び[Ca^<2+>]n増加反応は細胞内ストアCaポンプ阻害薬のシクロピアゾン酸により可逆的に抑制された。(4)カフェインによる[Ca^<2+>]i増加反応は、細胞内へのIP3適用により消失したが、内因性リアノジン受容体アゴニストであるサイクリックADPリボース適用では影響を受けなかった。(5)同一細胞でムスカリンとカフェインによる[Ca^<2+>]i増加と外向き電流反応の大きさを比較すると、約半数の細胞ではカフェインによる[Ca^<2+>]i増加はムスカリンに比べて小さいか,同程度であるにも拘わらず,ムスカリン反応より大きな外向き電流を誘発した。(5)膜電位固定した単一細胞において、カフェイン,ムスカリン共に[Ca^<2+>]i増加反応に伴い、カテコールアミン分泌を誘発した。これらの成績から、モルモット副腎髄質細胞において,カフェインはムスカリン(IP3)と同じ細胞内ストアからCa^<2+>を放出させることにより、ムスカリン同様に細胞膜のCa^<2+>依存性K^+チャネルを活性化させると共に、カテコールアミン放出を引き起こすが、カフェインによる細胞内ストアからのCa^<2+>放出部位はIP3とは異る可能性が示され、副腎髄質細胞におけるカテコールアミン分泌並びにイオンチャネル制御様式がIP3とカフェインで異なることが示唆された。イノシトール3リン酸(IP3)によるカルシウム(Ca)放出機構を調べるために、モルモット分離副腎髄質細胞を用いて、IP3をセカントメッセンジャーとするムスカリン受容体刺激による膜電流反応と細部内Caイオン濃度([Ca^<2+>]i)の関係を調べた。1、単一モルモット副腎髄質細胞の膜電流反応をホールセルパッチクランプ法により、また[Ca^<2+>]i変化をfura-2マイクロフルオロメトリー法により測定した。保持電位-60mVで細胞をムスカリン刺激すると、[Ca^<2+>]iの一過性の上昇が生じ、また同時に与えたランプ電位誘発性の外向き電流を著明に増加させた。2、Kイオン平衡電位を0mVにした条件ではムスカリンによる[Ca^<2+>]iに伴い一過性の内向き電流が発生した。この電流反応は細胞内をCsイオンに置換することにより消失した。3、ムスカリンによる[Ca^<2+>]i増加、外向き電流反応とも細胞外Ca除去によって減少したが、完全には消失しなかった。4、Ca活性化Kチャネル遮断薬であるカリブドトキシン及びアパミンはムスカリンによる[Ca^<2+>]i増加反応には影響を与えず、外向き電流のみを抑制した。5、IP3の細胞内投与により、ムスカリンに類似した[Ca^<2+>]i増加と外向き電流が生じた。6、細胞内IP3濃度を瞬間的に増加させることができるcaged-IP3を用いて、IP3により生じる反応のキネティクスを検討した。Caged-IP3を導入した細胞では、光照射によりムスカリン刺激と類似の外向き電流と[Ca^<2+>]i増加が見られた。また、電流固定モード下では光照射により一過性の過分極が発生した。本年度の研究ではムスカリン受容体刺激により一過性の[Ca^<2+>]i増加反応に伴い、Ca依存性Kチャネルが活性化すること、更にこの反応にIP3が関与していることが示されたことから、IP3は細胞膜のイオンチャネルの活性化を介して細胞の電気的興奮性を制御していることが示された。平成10年度は単一細胞からのカテコールアミン放出測定を行い、ムスカリン刺激及びIP3による[Ca^<2+>]i増加反応と分泌機能との関係を明らかにする。(1)保持電位-60mV以上では,カフェインにより一過性の[Ca^<2+>]

i増加反応に伴い,外向き電流が発生した。(2)Ca依存性Kチャネル遮断薬のアパミン及びカリプドトキシンはカフェインによる[Ca^<2+>]i増加に影響を与えず,外向き電流を抑制した。(3)カフェインによる電流及び[Ca^<2+>]n増加反応は細胞内ストアCaポンプ阻害薬のシクロピアゾン酸により可逆的に抑制された。(4)カフェインによる[Ca^<2+>]i増加反応は、細胞内へのIP3適用により消失したが、内因性リアノジン受容体アゴニストであるサイクリックADPリボース適用では影響を受けなかった。(5)同一細胞でムスカリンとカフェインによる[Ca^<2+>]i増加と外向き電流反応の大きさを比較すると、約半数の細胞ではカフェインによる[Ca^<2+>]i増加はムスカリンに比べて小さいか,同程度であるにも拘わらず,ムスカリン反応より大きな外向き電流を誘発した。(5)膜電位固定した単一細胞において、カフェイン,ムスカリン共に[Ca^<2+>]i増加反応に伴い、カテコールアミン分泌を誘発した。これらの成績から、モルモット副腎髄質細胞において,カフェインはムスカリン(IP3)と同じ細胞内ストアからCa^<2+>を放出させることにより、ムスカリン同様に細胞膜のCa^<2+>依存性K^+チャネルを活性化させると共に、カテコールアミン放出を引き起こすが、カフェインによる細胞内ストアからのCa^<2+>放出部位はIP3とは異る可能性が示され、副腎髄質細胞におけるカテコールアミン分泌並びにイオンチャネル制御様式がIP3とカフェインで異なることが示唆された。
難治性口腔粘膜疾患におけるT細胞活性化制御システムの解明

口腔扁平苔癬の検体は66検体得られた。平均年齢58.0歳±15歳、男女比1:5であった。免疫組織学的検討を行ったところ、ヘキスト33258を用いた蛍光抗体法、DABを用いた酵素抗体法両者においてFOXP3の発現を確認することが出来なかった。DABを用いた酵素抗体法においてはCD3,CD4,CD8発現は確認することが出来た。次に、FOXP3の発現の有無を確認するためにRT-PCR法を用いて解析を試みた。免疫染色用に採取した凍結組織切片よりRNAを回収するためQIAGEN社のRNeasy Mini Kitを用いてRNAの回収を行った。回収できるRNA量は一定していないが、約56%の確立で回収が可能となった。FOXP3のプライマーをデザインし、その発現を現在解析中である。シェーグレン症候群患者の小唾液腺は20検体得られている。扁平苔癬でのFOXP3発現解析の結果に応じて解析を行う予定である。予定された実験計画に対して、臨床検体として末梢血を得ることが出来なかったため、小組織片を用いた解析のみ行った。小組織片は比較的順調に得ることが出来るシステムを確立した。抑制性T細胞としてFOXP3陽性細胞の同定が出来ていないことが大きな問題点である。遺伝子レベルでの発現を再確認しつつ、手技的な問題も再度検討し引き続き研究を継続する予定である。口腔扁平苔癬の解析に際して、その疾患の分類を再検討するために病理組織学的診断と臨床診断の相関関係について解析を行った。臨床的口腔扁平苔癬は、病理との一致率は50%と非常に低かった。口腔扁平苔癬以外の病理診断を得た症例は4例(7%)となり、その内訳は、過角化症2例、白板症1例、潰瘍1例であった。口腔扁平苔癬の疑いとされた群では、びらん・潰瘍の出現率が高い傾向を認めたことからびらん潰瘍形成が病理学的診断に大きく関与していることが示された。口腔扁平苔癬に混在する口腔扁平苔癬様変化は、病理組織学的検討から判断するのは困難であることが示された。臨床所見では、典型的病態を示す群と非典型的群とに2分される傾向が示された。この結果を踏まえて、口腔扁平苔癬の解析は、びらん潰瘍を形成している群と萎縮白斑型に分類し解析を行うことがふさわしいと考えられた。また、扁平苔癬様変化を除外するために配慮する必要があると思われる。免疫組織学的解析を行うための検体は、現在口腔扁平苔癬20検体、シェーグレン症候群18検体を得ている。引き続き、検体の収集を行い解析を行う。検討項目としては、病態に関与するT細胞のphenotypeおよび抗原提示細胞のphenotypeを解析している。検体数を更に増やし統計学的に検討を行う予定である。論文として、臨床診断と病理診断の相関について細かく解析した論文を執筆中である。
安静臥床を要する入院患者の頭皮皮表細菌と洗髪に関する基礎的研究

要援助者に対する洗髪の必要性と適切な頻度を明らかにする基礎研究として,1924歳の健康な男性8名を対象とし,安静臥床を要する入院患者を想定して,1週間洗髪を行わなかった場合の頭皮皮表の皮脂と細菌,および頭部の落屑量と自覚的不快感の経時的変化,ならびに洗髪の洗浄効果を測定し,以下のような知見を得た。1.トリグリセリドと遊離脂肪酸量(μg/cm^2)の経時的変化:遊離脂肪酸量は1回目の洗髪後24時間までトリグリセリド量より少ないが,48時間後に両者は近づき,72時間後には完全に逆転して遊離脂肪酸量が多くなり,167.5時間後までこの状態が続き,8日後2回目の洗髪直後には再度逆転してトリグリセリド量が多くなった.2.血液寒天培地,卵黄加マンニット食塩培地,GAM寒天培地のコロニー数(log_<10>/cm^2):1回目の洗髪後48時間まで急増した後、167.5時間後まで一定値となり,8日後2回目の洗髪直直後には著減した.卵黄加マンニット食塩培地のコロニーは全てコアグラーゼ陰性ブドウ球菌(CNS)であった.GAM寒天培地のコロニーでは,約7割が嫌気性菌であり,P.acnesは約3%であった.3.落屑量:1回目の洗髪直後0であり,167.5時間後まで経時的に増大し,8日後の洗髪直後に0となった.4.自覚的不快感:頭部の掻痒感・不潔感・べたつき感、悪臭・重い感覚は,1回目の洗髪直後は0となり,時間の経過とともに増大した.また2回目の洗髪によって,不潔感・べたつき感・悪臭・重い感覚は完全に消失したが,掻痒感は完全には消失しなかった。5.以上から,洗髪の洗浄効果が示されたが,8日後2回目の洗髪直後の皮脂量,細菌量,掻痒感は1回目の洗髪直後より多く,1週間間隔では頭部の汚れや不快感を完全には除去できないことが明らかとなった.要援助者に対する洗髪の必要性と適切な頻度を明らかにする基礎研究として、1924歳の健康な男性8名を対象とし、安静臥床を要する入院患者を想定して、1週間洗髪を行わなかった場合の前頭部・頭頂部の頭皮皮表の好気性菌と自覚的不快感の経時的変化、ならびに洗髪の効果を測定し、以下のような知見を得た。1.好気性菌のコロニー数(log_<10>/cm^2)の経時的変化:1回目の洗髪後72時間まで急増した後、168時間後(2回目の洗髪直前)まで微増傾向を認めた。2回の洗髪直後には実測のコロニー数は0または0に近くなった。2.ブドウ球菌のコロニー数(log_<10>/cm^2):大半がコアグラーゼ陰性ブドウ球菌(CNS)であり、コロニー数の経時的変化の傾向は好気性欣然帯とほぼ同様で、好気性菌のうち95%以上がCNSであった。3.自覚的不快感:頭部の掻痒感・不快感・べたつき感・悪臭・重い感覚は、1回目の洗髪直後に完全に消失したが、時間の経過とともに増大した。不潔感・べたつき感・悪臭・重い感覚はほぼ直線的な増加を示したが、掻痒感は1回目の洗髪後72時間まで増加した後、168時間後までやや鈍い増加傾向を示した。また2回目の洗髪によって、べたつき感・悪臭・重い感覚は完全に消失したが、掻痒感・不潔感は完全には消失しなかった。4.落屑量:頭髪全体では漸増傾向がみられたが、検体採取部では経時的に増大した。また1回目の洗髪直後にはほぼ完全に除去されたが、2回目の洗髪直後では少量の落屑を認めた。5.以上のことから、健康的で快適な生活を送る上での洗髪の必要性と、1週間間隔では洗髪直後に不快感・落屑が残ることが明らかとなった。1.トリグリセリドと遊離脂肪酸量(μg/cm^2)の経時的変化:遊離脂肪酸量は1回目の洗髪後24時間までトリグリセリド量より少ないが,48時間後に両者は近づき,72時間後には完全に逆転して遊離脂肪酸量が多くなり,167.5時間後までこの状態が続き,8日後2回目の洗髪直後には再度逆転してトリグリセリド量が多くなった.2.血液寒天培地,卵黄加マンニット食塩培地,GAM寒天培地のコロニー数(log_<10>/cm^2):1回目の洗髪後48時間まで急増した後、167.5時間後まで一定値となり,8日後2回目の洗髪直直後には著減した.卵黄加マンニット食塩培地のコロニーは全てコアグラーゼ陰性ブドウ球菌(CNS)であった.GAM寒天培地のコロニーでは,約7割が嫌気性菌であり,P.acnesは約3%であった.3.落屑

量:1回目の洗髪直後0であり,167.5時間後まで経時的に増大し,8日後の洗髪直後に0となった.4.自覚的不快感:頭部の掻痒感・不潔感・べたつき感、悪臭・重い感覚は,1回目の洗髪直後は0となり,時間の経過とともに増大した.また2回目の洗髪によって,不潔感・べたつき感・悪臭・重い感覚は完全に消失したが,掻痒感は完全には消失しなかった。5.以上から,洗髪の洗浄効果が示されたが,8日後2回目の洗髪直後の皮脂量,細菌量,掻痒感は1回目の洗髪直後より多く,1週間間隔では頭部の汚れや不快感を完全には除去できないことが明らかとなった.
後脳分節化におけるxCyp26c1の機能と発現制御機構の解析

本研究課題では、神経パターニング決定におけるWntシグナルとレチノイン酸シグナルの関係について、Wntシグナル制御下にある2つのレチノイン酸関連遺伝子を用いて研究を行った。1. xCyp26c1の機能解析(研究1)過剰発現・機能欠失実験にの結果、神経パターニング形成において、xCyp26c1は胚後方で合成されるレチノイン酸が頭部前方に流入しないための防波堤の働きをしていると示唆された。また発現制御機構の解析を行った結果、xCyp26c1の発現量の顕著な増加には、(a)BMPシグナルの阻害による未分化な外胚葉の神経外胚葉化、(b)Wntシグナルの適切な強度での抑制、が重要な働きをしていることが明らかとなった。この結果は、レチノイン酸の濃度調節を行うxCyp26c1の発現領域がWntシグナルの濃度勾配によって制御されうることを示していた。本研究では、xCOUP-TF-BがカノニカルWntシグナルの下流で、神経パターニング形成に関与していることを明らかにした。またこの機能解析の結果から、神経パターニングにおいてxCOUP-TF-BとxCyp26c1には相乗作用があることが示唆された。研究1と研究2の双方において、レチノイン酸シグナル伝達を抑制する働きを持つ遺伝子の発現がWntシグナルによって制御されることを明らかにした。またxCOUP-TF-BとxCyp26c1がレチノイン酸シグナルの抑制に相乗的な効果を持つことが示唆された。これらの結果から私は、神経前後軸形成において、WntシグナルはxCyp26c1, xCOUP-TFを介してレチノイン酸シグナルの濃度を調節し、脳形成に寄与するという新規のモデルを見いだした。私は以前の研究でWntシグナルに発現制御を受け脳形成に関与する遺伝子の候補としてアフリカツメガエルのCyp26c1ホモログ(以下xCyp26c1)を同定した。本研究では、後脳形成におけるxCyp26c1の機能解析を通して、シグナル分子の関与する神経前後軸形成の仕組みを明らかにすることを目指した。(1)xCyp26c1 mRNAの顕微注入による過剰発現の影響を解析したところ、尾芽胚期の脳形成において大きな形態的変化は見られなかったが、神経胚期では神経マーカー遺伝子のうち、xCyp26c1の本来の発現位置よりも後方のマーカー遺伝子のみが後方にシフトする事がわかった。xCyp26c1は後脳のパターニングに重要な働きをしていると考えられる。(2)xCyp26c1モルフォリノアンチセンスオリゴ(MO)による機能欠失の影響を調べたところ、神経胚期より頭部の神経管の閉鎖に異常をきたし、発生後期まで完全に閉じきらないことがわかった。またこのときの神経パターニングへの影響は広範囲に及んだ。(3)またxCyp26c1は、遺伝子上流にレチノイン酸応答配列を持たない、Sox2やFGFの過剰発現によって発現量が増減しないなどの特徴を持ち、他のファミリー遺伝子とは異なる発現制御機構を持つことが推測された。以上の結果から、私はxCyp26c1が正確な位置に発現することがパターニングの形成に重要な働きを持つと推測した。これ以降はその発現位置決定機構についても明らかにしていくことにする。
ガリウムインジウム窒素ひ素量子ドットの成長と面発光レーザへの応用に関する研究

近年の情報通信量の急速な増大に伴い,光通信技術への要求は日々高まっている.ローカルエリアネットワークなど短・中距離光通信の光源には,シリカファイバとの整合性,低消費電力,大量生産の容易さなどの観点から,発振波長1.3-1.55μmの長波長帯面発光レーザをGaAs基板上で実現することが最適である.本研究では,GaInNAs半導体により量子ドット構造を形成することが長波長化のために最適であると考え,GaInNAs量子ドットを提案し,長波長帯レーザへの適用可能性検討を目標とした.化学ビーム成長(CBE)法により,GaInNAs量子ドット構造の形成特性解明と最適条件の探索を行った.GaInNAs量子ドットでは,窒素を含まないGaInAs量子ドットに比べて,微小化,高密度化されることを明らかにした.また,窒素組成の増加に伴い,ドット形状の急激な変化を観測した.これらの現象は窒素による,III族原子の表面拡散長への影響であると考えられる.これらの結果から,レーザ実現に必要な長波長化と高利得を達成するためには,低温成長が有効であることを明らかにした.続いて,GaInNAs量子ドットの発光特性を評価した.成長後の熱アニール効果として,GaInNAs量子井戸と同様な発光強度の増加傾向が見られることから,成長時に形成される非発光中心の低減に有効であることを示した.一方,熱アニールに伴う発光波長の短波長化を観測し,その傾向がGaInAs量子ドットと同様であることから,表面積が大きいドット構造の原子相互拡散の影響が支配的要因であることを明らかにし,デバイス応用上の重要な知見を得た.本研究により,GaInNAs量子ドットを提案し,CBE法による結晶成長特性と光学的特性の評価から,GaInNAs量子ドットの長波長帯レーザへの適用性を明らかにした.本研究に関連して,筆頭著者論文2通(発表予定),共著論文3通,国際会議4件,国内学会1件の発表を行った.近年の情報通信量の急速な増大に伴い,光通信技術への要求は日々高まっている.ローカルエリアネットワークなど短・中距離光通信の光源には,シリカファイバとの整合性,低消費電力,大量生産の容易さなどの観点から,発振波長1.3-1.55μmの長波長帯面発光レーザをGaAs基板上で実現することが最適である.本研究では,GaInNAs半導体により量子ドット構造を形成することが長波長化のために最適であると考え,GaInNAs量子ドットを提案し,長波長帯レーザへの適用可能性検討を目標とした.化学ビーム成長(CBE)法により,GaInNAs量子ドット構造の形成特性解明と最適条件の探索を行った.GaInNAs量子ドットでは,窒素を含まないGaInAs量子ドットに比べて,微小化,高密度化されることを明らかにした.また,窒素組成の増加に伴い,ドット形状の急激な変化を観測した.これらの現象は窒素による,III族原子の表面拡散長への影響であると考えられる.これらの結果から,レーザ実現に必要な長波長化と高利得を達成するためには,低温成長が有効であることを明らかにした.続いて,GaInNAs量子ドットの発光特性を評価した.成長後の熱アニール効果として,GaInNAs量子井戸と同様な発光強度の増加傾向が見られることから,成長時に形成される非発光中心の低減に有効であることを示した.一方,熱アニールに伴う発光波長の短波長化を観測し,その傾向がGaInAs量子ドットと同様であることから,表面積が大きいドット構造の原子相互拡散の影響が支配的要因であることを明らかにし,デバイス応用上の重要な知見を得た.本研究により,GaInNAs量子ドットを提案し,CBE法による結晶成長特性と光学的特性の評価から,GaInNAs量子ドットの長波長帯レーザへの適用性を明らかにした.本研究に関連して,筆頭著者論文2通(発表予定),共著論文3通,国際会議4件,国内学会1件の発表を行った.
中部日本の山岳地域における最終氷期の遺存植生の検出

本研究の目的は,中部日本の山岳地域において,最終氷期には広く分布したものの,現在は分布を縮小し,遺存的に点在している植生(遺存植生)を見いだすことにある.おもな結果と意義は以下のようである.遺存植生のタイプとして,後氷期に分布を縮小した樹種(チョウセンゴヨウやトウヒ属バラモミ節樹木,カラマツ属樹木など)からなる微少林分と,山岳稜線上部に点在する草原植生が見いだせる.前者の分布は中部山岳,特に八ヶ岳や赤石山脈中,北部の岩塊斜面や岩礫尾根に点在する.後者は,奥秩父山地東部や大菩薩連山や奥多摩山地の稜線部などに主に分布し,一部は丹沢・富士・箱根地域にも現れる.植生の種類組成は大陸に分布の本拠を持つ植物群(満鮮要素)の割合が高い.遺存植生の分布を整理すると,大部分は本州中部,内陸部の山岳斜面や山岳上部に現れている.分布環境的には,通年乾燥し,冬季には寒冷な立地である.これは最終氷期日本列島の,寒冷,乾燥環境に類似し,現在では北東アジア大陸部の環境に近い.以上の復元結果から,日本列島の植生変遷史についての以下のようなシナリオをある程度検証できた.すなわち,最終氷期には,より寒冷,乾燥な大陸的な気候が中部日本では卓越していたが,後氷期になって,温暖,湿潤で多雪な気候条件に変化した.それと呼応して,最終氷期に中部日本に広がっていた植生は,寒冷,乾燥の卓越する大陸的な気候条件を追う形で,現在の分布地へ逃げ込み,残存した.本研究の目的は,中部日本の山岳地域において,最終氷期には広く分布したものの,現在は分布を縮小し,遺存的に点在している植生(遺存植生)を見いだすことにある.おもな結果と意義は以下のようである.遺存植生のタイプとして,後氷期に分布を縮小した樹種(チョウセンゴヨウやトウヒ属バラモミ節樹木,カラマツ属樹木など)からなる微少林分と,山岳稜線上部に点在する草原植生が見いだせる.前者の分布は中部山岳,特に八ヶ岳や赤石山脈中,北部の岩塊斜面や岩礫尾根に点在する.後者は,奥秩父山地東部や大菩薩連山や奥多摩山地の稜線部などに主に分布し,一部は丹沢・富士・箱根地域にも現れる.植生の種類組成は大陸に分布の本拠を持つ植物群(満鮮要素)の割合が高い.遺存植生の分布を整理すると,大部分は本州中部,内陸部の山岳斜面や山岳上部に現れている.分布環境的には,通年乾燥し,冬季には寒冷な立地である.これは最終氷期日本列島の,寒冷,乾燥環境に類似し,現在では北東アジア大陸部の環境に近い.以上の復元結果から,日本列島の植生変遷史についての以下のようなシナリオをある程度検証できた.すなわち,最終氷期には,より寒冷,乾燥な大陸的な気候が中部日本では卓越していたが,後氷期になって,温暖,湿潤で多雪な気候条件に変化した.それと呼応して,最終氷期に中部日本に広がっていた植生は,寒冷,乾燥の卓越する大陸的な気候条件を追う形で,現在の分布地へ逃げ込み,残存した.本研究の主な目的は,中部日本の山岳地域において,最終氷期には広く分布したものの現在は分布を縮小し,遺存的に点在している植生(遺存植生)を見いだし,分布図にまとめることにある。平成13年度は遺存植生の検出方法の確立,野外調査,文献レビューを行った。中部日本の山岳地域では,遺存植生と考えられるものには次のような特徴がみられる;周囲の植生と異なる相観や種組成のものが限定分布している,植生の構造から見てある程度持続的に存在している,種類組成に大陸的植物を多く含む,分布立地は通常の植生の成立が困難な場所である。野外調査については,奥秩父山地でサワラおよびサワグルミ林の更新・維持機構を明らかにした。富士山ではシラベ実生の動態を蘚苔類群落との関わりで検討し,植生変遷のメカニズムを考察した。上越国境では平ケ岳湿原乾燥化の実態を調査し,ハイマツからチシマザサへと移り変わるメカニズムを整理した。さらに,花粉化石や堆積物の解析をおこない,サルスベリ属花粉やCathaya花粉など,植生変遷を理解する上で重要な分類群の分布変遷についての具体的情報を得た。文献レビューでは,ブナ属樹木の起源と進化,新潟平野周辺の環境変遷,極東ロシアにおけるカバノキ属樹木の分布などをまとめ,遺存植生検出の情報を整理した。さらに,中部日本の植生変遷を理解する上で極めて重要な樹種であるハイマツとチョウセンゴヨウについて,日本列島および北東アジア大陸部での分布を整理した。本研究の主な目的は,中部日本の山岳地域において,最終氷期には広く分布したものの,現在は分布を縮小し,遺存的に点在している植生(遺存植生)を見いだし,分布図にまとめることにある.平成14年度は,野外調査として,最終氷期の埋没針葉樹林の実態調査,最終氷期の主要樹木であるチョウセンゴヨウの生態的役割の検討を主に行い,同時に文献レビューで,遺存植生の分布を知るための基礎資料として,最終氷期における針広混交林の分布を整理し,分布図を作成した.十和田八戸テフラ直下の埋没林から復元した晩氷期におけるトウヒ属バラモミ節,トドマツ,グイマツの分布立地を検討したところ,この3樹種は林床の蘚苔類分布と対応して分布立地を分けていた.現在の分布と比較すると,トドマツはより広い分布立地を示した.

このことは,遺存植生の分布を知る場合,種間関係が重要であることを示す.そのことを踏まえ,最終氷期に優勢に分布していたチョウセンゴヨウについて,最終氷期の本州における針広混交林の成立にはたす生態的役割を調査した.この樹種は,落葉広葉樹の分布を制限すると共にトウヒ属樹木の分布域を拡大する方向に作用し,針広混交林の成立に大きな生態的役割を果たしていた.そのほか,野外調査として,森林植生における蘚苔類の多様性成立機構を検討し,環境変化に伴う種の分布変遷の基礎情報を得た.最終氷期におけるチョウセンゴヨウ-落葉広葉樹混交林の分布を文献資料などから整理したところ,沿岸域ではカエデ類などの落葉広葉樹と,内陸の山岳域ではエゾマツなどの針葉樹と混交する森林が分布していた.こうした分布を踏まえることで,現在の遺存植生の分布をより確実に把握することが可能である.本研究の主な目的は,中部日本の山岳地域において,最終氷期には広く分布したものの,現在は分布を縮小し,遺存的に点在している植生(遺存植生)を見いだし,分布図にまとめることにある.平成15年度はまとめの年度なので,補足野外調査として,手賀沼でのボーリング調査を実施他ほか,これまでの成果をまとめると共に,文献レビューで,最終氷期の遺存植生の分布状況を整理し,分布図に表現した.おもな結果と意義は以下のようである.遺存植生のタイプとして,後氷期に分布を縮小した樹種(チョウセンゴヨウやトウヒ属バラモミ節樹木,カラマツ属樹木など)からなる微少林分と,山岳稜線上部に点在する草原植生が見いだせる.前者の分布は中部山岳,特に八ヶ岳や赤石山脈中,北部の岩塊斜面や岩礫尾根に点在する.後者は,奥秩父山地東部や大菩薩連山や奥多摩山地の稜線部などに主に分布し,一部は丹沢・富士・箱根地域にも現れる.植生の種類組成は大陸に分布の本拠を持つ植物群(満鮮要素)の割合が高い.遺存植生の分布を整理すると,通年乾燥し,冬季には寒冷な立地環境に出現している.これは最終氷期の寒冷,乾燥環境に類似し,現在では北東アジア大陸部の環境に近い.結果から,日本列島の植生変遷史についての以下のようなシナリオをある程度検証できた.すなわち,最終氷期には,より寒冷,乾燥な大陸的な気候が中部日本では卓越していたが,後氷期になって,温暖,湿潤,多雪な気候条件に変化した.それと呼応して,最終氷期に中部日本に広がっていた植生は,寒冷,乾燥の卓越する大陸的な気候条件を追う形で,現在の分布地へ逃げ込み,レフュジーア(待避場所)を見いだして残存した.
レドックス制御機構としてのエピジェネティクスにおける細胞内銅イオン動態の意義

ヒト単球系細胞株のマクロファージへの分化過程における抗酸化酵素SOD3の発現制御機構を解析したところ、細胞内銅イオン依存的に制御を受けることを明らかにした。また、銅輸送タンパクAtox-1がSOD3遺伝子の直接的な転写因子として機能することを見出した。細胞内銅イオン動態の変化とエピジェネティクスとの関連性を検討したところ、ヒストンのアセチル化修飾に細胞内銅イオン関与の可能性が示唆された。以上、本研究成果はレドックス制御機構としての細胞内銅イオン動態の役割をクローズアップするものであり、血管系疾患の治療・予防に向けて有益な知見を提供できたものと考える。本研究では、酸化ストレス防御酵素の一種であるsuperoxide dismutase (SOD)のエピジェネティクス制御機構としての細胞内銅イオン動態の意義の解明を最終目標とする。そこで、平成26年度ではin vitro実験系を用いて、ホルボールエステル(TPA)処理したヒト単球系細胞株(THP-1細胞)におけるextracellular-SOD (EC-SOD)発現ならびに細胞内銅輸送タンパク(Atox-1、ATP7A、CTR1)の発現量をRT-PCR法およびウエスタンブロッティング法により解析した。THP-1細胞をTPAで処理した結果、EC-SOD mRNA発現の有意な増大が認められた。また、銅輸送タンパクのうち、ATP7A発現の増大も認められた。ATP7Aは細胞内の過剰な銅イオンを細胞外へと排泄する機能を有するため、TPA処理により細胞内銅イオン動態が変化している可能性が示唆された。そこで、細胞外の銅イオンキレーターであるBCSを用いて、EC-SOD発現誘導に対する銅イオンの影響を検討した。THP-1細胞をBCSで前処理した結果、EC-SOD発現誘導は有意に抑制された。THP-1細胞をTPAで処理したところ、一過性にAtox-1タンパクの核移行の亢進が認められた。また、その核移行はBCSの前処理により抑制された。そこで、Atox-1を過剰発現するプラスミドを作成し、TPA誘導性EC-SOD発現誘導に対するAtox-1の関与をさらに検討した。Atox-1プラスミドをTHP-1細胞に過剰発現させたところ、EC-SODの発現増大のさらなる亢進が認められた。以上の結果より、TPA処理したTHP-1細胞において細胞内銅イオン動態が変化し、銅イオン依存的にAtox-1が転写因子として機能し、直接的にEC-SOD発現を制御していると考えられた。平成26年度の研究成果により、in vitro実験系の実験方法・実験条件の確立するとともに、ターゲット遺伝子であるEC-SOD発現調節機構を解明する上で重要な知見を得ることが出来たと考えられる。前年度の研究成果より、本年度ではヒト単球系細胞株(THP-1細胞)におけるextracellular-SOD (EC-SOD)発現誘導に及ぼす銅輸送タンパク(Atox-1)の役割を解析した。Atox-1のsiRNAをトランスフェクションすることにより、ホルボールエステル(TPA)誘導生のEC-SOD発現増大は抑制される傾向が認められた。また本結果は、前年度のAtox-1タンパクを過剰発現させた結果と相関しているものと考えられる。さらに、国際共同研究の成果をもとに、NADPH oxidase 2 (gp91phox)発現に及ぼすAtox-1の関与を検討した。その結果、TPA誘導生のgp91phox発現はEC-SOD同様にAtox-1により発現制御を受けている可能性を見出した。前年度の課題であったAtox-1のglutathionylationの検出に関しては、期待した結果は十分に得られていないものの、glutathionylationを検出する上での免疫沈降法の手技は確率出来た。以上、平成27年度の研究成果により、EC-SOD発現制御機構におけるAtox-1の役割を解明する上で重要な知見を得ることが出来たと考える。さらに、gp91phox発現に対するAtox-1の影響も認められたため、レドックス制御機構においてAtox-1は重要な役割を担っている可能性を見出した。前年度の成果をもとに、EC-SOD発現制御機構におけるAtox-1の役割の解析を行い、その役割の一部を解明出来たものと考える。また、酸化ストレス産生系のgp91phox発現においてAtox-1が重要な役割を担っている可能性を見い出した。本研究成果は、レドックス制御機構におけるAtox-1の役割をクローズアップするものと考える。しかし一方で、エピジェネティクスとしての銅輸送タンパクの機能ならびに銅イオンの関与は十分に検討できていない。エピジェネティックな遺伝子発現制御機構を解析する手技はおおよそ確立しているため、次年度ではスムーズに研究に着手する予定である。以上、当初予定していた研究の成果は十分には得られていないものの、その解析手技は確立出来たこと、レドックス制御機構におけるAtox-1の重要性を見出したことから、おおむね順調に研究を遂行出来ているものと考える。前年度の研究成果をもとに、本年度ではヒト単球系細胞株(THP-1細胞)におけるsuperoxide dismutase 3(SOD3)発現誘導に及ぼす銅イオン輸送タンパク(Atox-1)の役割を詳細に解析した。クロマチン免疫沈降法により、Atox-1タンパクがSOD3プロモーター領域に直接結合し、SOD3発現を誘導していることを明らかにした。また、Atox-1はgp91phoxのエンハンサー領域に結合し、その発現を正に制御している可能性を見出した。

次に、エピジェネティックな遺伝子発現制御機構における銅イオンの関与を、ヒストンアセチル化およびDNAメチル化に着目して検討した。銅イオン添加ならびに銅イオンキレーターの添加によりDNAメチル化には大きな変化は認められなかったものの、ヒストンアセチル化レベルが変動する傾向が認められた。その一方で、Atox-1のglutathionylationに関しては、SOD3発現との関連性は認められなかった。以下、研究機関全体を総括する。本研究では、SODのエピジェネティクス制御機構としての細胞内銅イオン動態の意義の解明を目指して研究を行い、1:銅イオン依存的にAtox-1が転写因子として機能し、SOD3発現の制御因子として機能すること、2:またその分子基盤の一つとしてヒストンアセチル化が関与する可能性を見出した。さらに、3:Atox-1は酸化ストレス産生酵素gp91phoxのエンハンサーとして機能する可能性を見出した。本研究成果は、レドックス恒常性維持機構における細胞内銅イオン動態の意義を解明する上で、重要な知見と考える。ヒト単球系細胞株のマクロファージへの分化過程における抗酸化酵素SOD3の発現制御機構を解析したところ、細胞内銅イオン依存的に制御を受けることを明らかにした。また、銅輸送タンパクAtox-1がSOD3遺伝子の直接的な転写因子として機能することを見出した。細胞内銅イオン動態の変化とエピジェネティクスとの関連性を検討したところ、ヒストンのアセチル化修飾に細胞内銅イオン関与の可能性が示唆された。以上、本研究成果はレドックス制御機構としての細胞内銅イオン動態の役割をクローズアップするものであり、血管系疾患の治療・予防に向けて有益な知見を提供できたものと考える。平成26年度では、in vitro実験系の実験方法・実験条件の確立とともに、本研究のターゲット遺伝子であるEC-SOD発現制御機構の一部である細胞内銅イオンの関与を解明することが出来た。また、TPA誘導性のAtox-1の核移行ならびにATP7Aタンパク発現増大におけるPKC、MEK/ERK経路の関与を確認出来たため、来年度移行の検討にもスムーズに取り掛かることが出来るものと考える。しかし一方で、Atox-1タンパクのglutathionylationの検討も行ったが、免疫沈降の方法ならびにその検出方法には改良が必要であると考えられた。以上より、一部予定通りの研究を遂行することは出来なかったが、来年度移行の研究を遂行する上で基礎となる実験系の確立、改良すべき点といった課題を得ることが出来たため、現在まではおおむね順調に当初の予定通りに研究を遂行出来ていると考える。前年度の研究成果より、SODならびにgp91phox発現制御機構としての細胞内銅イオン動態の意義の解明を最終目標とする。
人間の触覚情報処理に基づいた触図・触地図のためのガイドラインの提案

本研究の目的は、人間の触覚情報処理に基づいた触図・触地図のためのガイドラインを提案するとともに、ガイドラインに基づいた新しい触図および触地図の作成法の提案にある。触図や触地図は行動弱者である、視覚障害者の独歩に役立つ、情報呈示システムの一つであり、地図に触覚的な加工を加えたものである。利用者は触ることで触図および触地図を読むことが可能である。しかし現在では触図や触地図の作成に対するガイドラインや、制作に有効な手法は皆無であり、制作方法や触図や触地図の形状は制作者の独自の判断によるところが大きい。そのため、既存の触図や触地図は有効に活用されていない。本研究ではこれまで人間の触覚情報処理に関するさまざまな基礎実験を重ねてきた。それらの基礎実験から得られたデータを基に、触図・触地図のガイドラインの提案を行った。ガイドラインの提案は下記の学会にて行った。またガイドラインは下記のURLにて閲覧が可能である。また、本年度はガイドラインの普及のための啓蒙活動にも特に力を入れた。【成果発表】・Kwok, Misa Grace,福田忠彦,触図・触地図作成ガイドラインに基づく触地図の試作,日本人間工学会第46回大会,東京,2005.6他【ホームページ】本研究の目的は、人間の触覚情報処理に基づいた触図・触地図のためのガイドラインを提案するとともに、ガイドラインに基づいた新しい触図および触地図の作成法の提案にある。触図や触地図は行動弱者(商願:2004-98630)である、視覚障害者の独歩に役立つ、情報呈示システムの一つであり、地図に触覚的な加工を加えたものである。本年度はそれらの基礎実験から得られたデータを基に、触図・触地図のガイドラインの提案を行った。【成果発表】・Kwok, Misa Grace,福田忠彦:触地図作成ガイドラインの提案とその利用法,日本人間工学会第45回大会,東京電機大学,2004.6.・Kwok, Misa Grace,福田忠彦:触覚特性に基づいた新しい触地図作成法の提案,第34回日本人間工学会関東支部大会,東京医科歯科大学,2004.12.・Kwok, Misa Grace:新しい触地図作成法に基づいた触地図の作成と評価,自動車・交通におけるコミュニケーション&インタフェース人にやさしい交通をめざして研究会,早稲田大学,2005.1.など【ガイドライン】本研究の目的は、人間の触覚情報処理に基づいた触図・触地図のためのガイドラインを提案するとともに、ガイドラインに基づいた新しい触図および触地図の作成法の提案にある。【成果発表】・Kwok, Misa Grace,福田忠彦,触図・触地図作成ガイドラインに基づく触地図の試作,日本人間工学会第46回大会,東京,2005.6他【ホームページ】
接着ブリッジの有用性を口腔外/口腔内で検証する

口腔外試験の結果、機能性モノマー処理後アクリル系レジンセメントを用いて接着させることが接着ブリッジの耐久性の向上に有用であることが判明した。また、口腔内試験の結果、接着ブリッジの生存状態に最も影響を及ぼす因子は上顎か下顎かの差であり、ブリッジのタイプ(基本型かコンビネーションか)や金属の種類、前歯か臼歯か等の影響は有意ではないことが判明した。当該年度に於いては,研究実施計画における接着ブリッジの口腔外検証を行った.接着ブリッジ装着の前処理としてはアルミナサンドブラスト処理が有用であることが知られているため,金銀パラジウム合金及びチタン合金(Ti-6AI-7Nb)における最適なサンドブラスト圧を検討することを目的に,合金と接着性レジンセメント(スーパーボンドC&B)との接着強さを比較検討した.その結果,双方の合金において0.6MPa圧で噴射した場合が最も高い値を示した.金銀パラジウム合金はチタン合金より高い接着強さを示したが,接着ブリッジとして用いる場合はメタルフレームが本実験より薄いため,高い圧で噴射した場合のフレームの変形の有無は今後の検討課題であると思われた.本研究結果は,論文化し既に受理された(印刷中).当該年度では,交付申請に基づきオーバーホールを遂行した現有のサーボパルサ(島津製作所)を用いて,金銀パラジウム合金とスーパーボンドC&Bとの接着における疲労限界を,ステアーケース法を用いて計測した.その結果,サンドブラストのみとサンドブラスト後接着性プライマー(Vプライマー)を塗布したものを比較した場合,24時間後の接着強さには有意な差が生じた(サンドブラスト群38.6MPa,プライマー群40.5MPa)ものの,疲労限界には大差がみられなかった(サンドブラスト群25.2MPa,プライマー群26.9MPa).このことは,疲労限界にセメントの種類が大きく関与する可能性を示唆した.当該年度においては,研究実施計画における「接着ブリッジの口腔外検証」を中心に研究を行った.実験1として,接着ブリッジで頻用される12%金銀パラジウム合金と4META-MMA/TBBレジン(以下レジンと略)との接着における接着界面の疲労限界を評価した.被着体表面処理はアルミナサンドブラストのみ(NP)とサンドブラスト後VTDモノマー含有プライマー塗布(VP)の2条件とした.表面処理を施した円盤状金属試料に真鍮リングを置きレジンで満たした.熱サイクルを0回と10,000回の2条件とし,ステアケース法を用いた繰り返し荷重試験を行い,疲労限界値を算出した(n=15).結果,熱サイクル0回において疲労限界はNPで22.0MPa,VPで26.8MPaを示し,有意にVPが高かった(p<0.05).疲労限界は熱サイクル付与により著しい低下を認め,NPで0.3MPa,VPが8.3MPaであった.これは,水中熱サイクル負荷により,ノンフィラー型であるレジンの機械的強度が低下したためと思われる.このことより,接着ブリッジへの応用ではできるだけ応力を分散させるフレーム設計が重要であることが示唆された.実験2として,レジンのポリマー粉末組成が12%金銀パラジウム合金との接着強さに及ぼす影響を調べた.新規開発されたPMMA粉末をポリマーとして用いたレジンについて,12%金含有金銀パラジウム合金とのせん断接着強さを計測することにより性能評価をした結果,新規ポリマーによる接着強さは表面処理や熱サイクルにおける条件の相違に関わらず,市販MMA系レジンセメントより有意に高かった.筆積法と混和法で比較すると,全ての条件において筆積法が高い値を示した.特に,プライマー処理+熱サイクルという条件においては,筆積法が37.9±4.3MPaだったのに対し,混和法では14.0±6.9MPaと大きな差が見られた.接着ブリッジの臨床成績を良好にするには,適切なセメントを選択し,また適切な方法にて装着する必要性があると思われた.他,関連材料に関する基礎的研究を行い,研究報告を行った.口腔外における検証として、2実験行った。実験1として、金銀パラジウム合金とレジンセメントの接着疲労限界を検証した。金銀パラジウム合金とレジンセメントの接着疲労限界を10,000回熱サイクル後にStair Case法にて算出した。結果、コンポジット系のレジンセメントはアクリル系レジンセメントと比較すると、せん断接着強さに対する疲労限界値の比率が顕著に低かった。コンポジット系では繰り返し荷重によりフィラー界面に微小な亀裂が生じやすいと推測された。接着ブリッジの臨床応用に際しては、アクリル系レジンセメントを使用した上で、フレームデザインも考慮する必要があると思われた。実験2では、純チタンについて接着破断界面の分析を行った。純チタンにアルミナサンドブラスト及びアセトン洗浄を行い、リン酸エステル系モノマーで処理後、アクリル系レジンセメントでアクリル円盤と接着させ、熱サイクル5000回付与後せん断試験を行い、破断面をXPSにて分析した。分析点は破断面のうち界面剥離と判定された部で、破断面全体のおおよそ中央の位置とした。

結果、アルゴンエッチング0秒(表層)、180秒、360秒後のチタンMass%は523、8.10、9.69%、リンは0.25,0.48,0.52%となった。この結果より、肉眼的界面剥離部の破壊は、機能性モノマーの金属との反応層末端(リン酸基)ではなく、中間部もしくは高分子との重合部で生じると考えられた。口腔内における検証では、長崎大学病院において装着された2歯支台の接着ブリッジ210装置の前向きコホート研究を実施した。カプラン-マイヤー法、ログランク検定法、コックス回帰分析の結果、接着ブリッジの生存状態に最も影響を及ぼす因子は上顎か下顎かの差であり、ブリッジのタイプや金属の種類、前歯か臼歯か等の影響は有意ではないことが判明した。
低栄養状態および炎症反応が加齢ラットの認知機能、日常活動度におよぼす影響

はじめにラットの生態を調べる必要があり、下記の予備実験を行った。すなわち(1)日常活動度(ADL : avtivities ofdaily living)の評価として回転カゴ運動試験を用いる際に、ラットに運動能力の個体差・性差・年齢差がないか否か、また(2)回転カゴによる運動に慣れるまでの必要時間の観察、および(3)低栄養状態作成に際し、ラットの1日あたりの摂取カロリー量の検討を行った。結果(1):回転カゴ付き飼育箱を4個準備し、各々4週齢相当の雄性Fischer 344 ratを1匹づつ飼育し、蛍光灯の点灯・消灯にて12時間毎の昼夜の習慣を作成した。開始25日間の観察では、各々(1)640.9±59.2、(2)489.2±53.4、(3)684.6±37.2、(4)625±35.4回転/日(mean±SEM)で、最小回転数は56、最大回転数は1272回転/日であった。統計学的に(2)の運動量が(3)(P<0.005)(4)(P=0.03)に比して少なかったためラット個体を入れ替える必要が生じた。結果(2):開始2週間と以後2週間の回転数の比較にて回転カゴによる運動の慣れを検討した。全体としては、591.7±35.4→630.1±33.7回転/日(mean±SEM、p=0.44)で統計学的有意差は認めなかったが、(1)、(4)においては各々507.3±85.4→785.6±60.0、532.7±44.8→727.0±39.2回転/日(ともにp<0.05)と有意に時間経過と共に回転数の上昇を認めた。結果(3):低栄養作成前にラットの1日カロリー摂取量を液体飼料にて計測した。1日平均飲水量は153.6±10.1ml/日(mean±SEM)であり、1日摂取カロリーは230.4±15.1cal/日であった。この実測1日カロリー摂取量は、教科書および当実験計画書段階での71.6cal/日を大幅に上回る結果であり、低栄養作成に際し有意義となった。まとめ:同種同性同週齢においても運動量には個体差を認めた。回転カゴによる運動の慣れは、統計学的には開始2週間位の時間を要した。ラット1日平均飲水量は153.6±10.1ml/日で、1日摂取カロリーは230.4±15.1cal/日と教科書記載値(71.6cal/日)より大きく異なる結果であった。以上の結果を得るまで実験計画書案より大幅な時間を要し、低栄養による運動量の変化、性差による相違などの結果を得るまでには至らなかった。しかし、興味深い予備実験の結果をもとに、継続して実験を遂行する予定である。ラット1日平均飲

水量は153.6±10.1ml/日で、1日摂取カロリーは230.4±15.1cal/日と教科書記載値(71.6cal/日)より大きく異なる結果であった。以上の結果を得るまで実験計画書案より大幅な時間を要し、低栄養による運動量の変化、性差による相違などの結果を得るまでには至らなかった。しかし、興味深い予備実験の結果をもとに、継続して実験を遂行する予定である。