hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
張力による細胞接着制御の構造的研究

本研究では・カテニンの“力学センサー“としての機能に着目し,構造生物学的見地から,細胞張力非存在下の・カテニンおよび・カテニンとビンキュリンの複合体の立体構造を原子レベルで明らかとした。これにより張力依存的な・カテニンとビンキュリンの相互作用機構を原子レベルで可視化することに成功して、いかにして・カテニンが張力という物理的な情報を感知し,分子認識という生化学的な情報へと変換するのかを明らかにした.本研究では・カテニンの“力学センサー“としての機能に着目し,構造生物学的見地から,細胞張力非存在下の・カテニンおよび・カテニンとビンキュリンの複合体の立体構造を原子レベルで明らかとした。これにより張力依存的な・カテニンとビンキュリンの相互作用機構を原子レベルで可視化することに成功して、いかにして・カテニンが張力という物理的な情報を感知し,分子認識という生化学的な情報へと変換するのかを明らかにした.本研究ではαカテニンの"力学センサー"としての機能に着目し,構造生物学的見地から,いかにしてαカテニンが張力という物理的な情報を感知し,分子認識という生化学的な情報へと変換するのかを明らかにすることを目的として研究を行った、αカテニンのビンキュリン結合部位,およびビンキュリンを大腸菌で発現・精製してin vitroでの結合実験,超遠心分析実験による溶液中での会合状態の解析を行った.またαカテニンのビンキュリン結合部位を含む種々のコンストラクトを作製して,それぞれについてビンキュリンとの複合体を調製して結晶化スクリーニングを行った.その結果,複数の試料において結晶が得られたため,結晶化条件の精密化を行い,立体構造解析が可能な回折斑点を与える単結晶を作製した.得られた単結晶を用いてX線回折データを取得した.また,位相決定のためにセレノメチオニン誘導体の結晶も作製して,セレン原子の異常分散効果が観測できるピーク波長でのX線回折実験を行い,得られたデータを解析して単波長異常分散法(SAD法)によって立体構造を決定した.立体構造解析の結果から,αカテニンとビンキュリンはヘリックスバンドル構造を形成することで複合体を形成することなど,原子レベルで詳細な結合様式を明らかにした.また,詳細な相互作用解析の結果,実はαカテニンにはビンキュリン結合部位が2か所あり,そのいずれもが自己阻害されているという予想し得なかった新たな知見が得られた.これらの相互作用解析のデータに基づいて,ビンキュリンとの結合が抑制された阻害状態のαカテニンについて種々のコンストラクトを作成して,大腸菌で発現・精製を行った.単一に精製した阻害状態のαカテニンについて,数千条件におよぶ結晶化スクリーニングを行った,その結果,いくつかの結晶を得ることに成功した.近年,組織での力学シグナル研究が進むとともに,筋細胞や上皮細胞など多様な細胞は,周囲の環境からもたらされる力を感知して,様々な細胞機能のシグナル伝達を行うことが明らかとなってきている.これら力学シグナルは心臓や骨などの器官形成など発生過程において重要であるが,細胞が力学情報をシグナルとして伝搬するメカニズムの多くは依然として不明である.最近になって,メカノセンサー,メカノトランスデューサーと呼ばれる力学シグナルを感知するタンパク質が報告されるようになってきた.本研究では"張力"を感知するメカノトランスデューサーとして見いだされたαカテニンがどのように張力という力学情報を,分子認識という生化学的情報へと変換して下流にシグナル伝達を伝達するか,を解明することを目的としている.当該年度において,αカテニンとビンキュリンとの複合体およびビンキュリンとの結合が自己阻害された阻害状態のαカテニンについて,得られた結晶を用いたX線回折実験の結果,いずれの立体構造についても決定することに成功した.さらに決定した立体構造と機能相関を調べるため,各種変異体を作製してin vitroプルダウンアッセイによってビンキュリンとの結合能を評価した結果,張力の非存在下でもビンキュリンと相互作用する張力非感受性変異体を新たに見いだした.また共同研究によって,これら変異体では実際の細胞内においても張力非依存的に,細胞側面に形成された接着構造体アドヘレンスジャンクションへとビンキュリン分子をリクルートすることを見いだした.加えてαカテニンのビンキュリン結合領域は,構造的に不安定であり,張力刺激によって立体構造変化しやすいことを示唆するデータを得た.以上の結果から,細胞接着構造直下に働く張力によって構造変化したαカテニンと,ビンキュリンとの相互作用の制御機構モデルを確立できた.
口腔粘膜ケラチノサイトの細胞代謝と分化が創部上皮化に与える影響

口腔粘膜の上皮化機構に注目し,口腔粘膜ケラチノサイトそのものの細胞生物学的特性を表皮ケラチノサイトと比較するという新しい観点から,口腔粘膜における創傷治癒についてアプローチした。口腔粘膜の低分化性、パルミチン酸の構成比の比較結果およびGLUT1タンパクおよびmRNA、グリコーゲンの局在領域より、皮膚に比較して口腔粘膜はより活発にエネルギー代謝を行っていると考えられる。このことより、皮膚に比較した「口腔粘膜の易創傷治癒性」の一側面を解明した。われわれは口腔粘膜の上皮化機構に注目し、口腔粘膜ケラチノサイトそのものの細胞生物学的特性を表皮ケラチノサイトと比較するという新しい観点から、この研究計画においては、口腔粘膜における創傷治癒機構解明に着手した。正常口腔粘膜(頬粘膜(非角化)および歯肉(錯角化)),正常皮膚を患者の同意のもと採取し、得られた組織を組織評価用にH-E染色を作製、またStem like cellの局在を検討するため、ケラチン19等について免疫染色を行った。比較対照として、epithelial hyperplasiaの病理組織診断を得た組織および口腔粘膜悪性腫瘍組織についても組織採取し、H-E染色ならびに上記と同様の免疫染色を行った。細胞エネルギー代謝に関しては,GLUT1抗体を用いて、またグルコースの代謝産物であるグリコーゲンや脂肪のケラチノサイト内の蓄積状態の検討のため,各種上皮組織,表皮のPAS染色を中心とした特殊染色を行った。以上の実験結果から、皮膚表皮に比較して口腔粘膜上皮ではパルミチン酸構成比の高いケラチノサイトが上皮全体に分布することが明らかとなり、口腔粘膜上皮は皮膚表皮に比較して、広い範囲でグルコース代謝が活発であり、創傷治癒に有利な環境と考えられた。また、細胞分化の亢進に従いグルコース代謝が低くなり、有棘層上方の非分裂細胞では代謝に不必要なエネルギーをグリコーゲンとして貯蔵し、創傷時の動的活動におけるエネルギーに使用すると推察される結果であった。口腔粘膜上皮では皮膚表皮に比較して有棘層が極めて厚いことから、より創傷治癒に有利な環境であると考えられた。口腔粘膜は皮膚に比較して創傷治癒が早く、瘢痕を形成しにくい.皮膚とは角化様式や付属器の有無等で大きく異なる口腔粘膜での上皮ケラチノサイトにおけるエネルギー代謝をパルミチン酸の貯蔵領域およびGLUT1の局在領域から細胞生物学的に検討し,口腔粘膜の皮膚に比較した「易創傷治癒性」を解明することを目的とした.上皮におけるパルミチン酸の構成比は口腔粘膜は皮膚に比較して有意に多かった。また、基底層、傍基底層に分離した解析からは、皮膚に比較して口腔粘膜は上皮全体で、パルミチン酸を多く含有することがわかった。また、GLUT1は皮膚では基底層に、口腔粘膜では傍基底層に染色が見られたが、その染色性は口腔粘膜の方が強かった。同様の結果はRT-PCRによるGLUT1 mRNAの局在領域の解析でも得られた。Western blot法におけるGLUT1タンパクの局在領域の形跡では、口腔粘膜では傍基底層に有為に多くのGLUT1タンパクの発現が認められたが、皮膚ではGLUT1タンパクの発現は認められなかった。PAS染色によるグリコーゲン含有細胞の解析では、口腔粘膜において傍基底層につよい発現が認められ、これまでとほぼ同様の結果であった。パルミチン酸の構成比に比較結果およびGLUT1タンパクおよびmRNA、グリコーゲンの局在領域より、皮膚に比較して口腔粘膜はより活発にエネルギー代謝を行っていると考えられる。このことより、皮膚に比較した「口腔粘膜の易創傷治癒性」の一側面を解明したと言える。口腔粘膜は皮膚に比較して創傷治癒が早く、瘢痕を形成しにくい.皮膚とは角化様式や付属器の有無等で大きく異なる口腔粘膜での上皮ケラチノサイトにおけるエネルギー代謝をパルミチン酸の貯蔵領域およびGLUT1の局在領城から細胞生物学的に検討し,口腔粘膜の皮膚に比較した「易創傷治癒性」を解明することを目的とした.上皮におけるパルミチン酸の構成比は口腔粘膜は皮膚に比較して有意に多かった。同様の結果はRT-PCRによるGLUT1mRNAの局在領域の解析でも得られた。Western blot法におけるGLUT1タンパクの局在領域の形跡では、口腔粘膜では傍基底層に有為に多くのGLUT1タンパクの発現が認められたが、皮膚ではGLUT1タンパクの発現は認められなかっま。また、細胞培養における必須脂肪酸の添加実験では、添加により分化が有意に亢進することがわかった。

口腔粘膜の低分化性、パルミチン酸の構成比の比較結果およびGLUT1タンパクおよびmRNA、グリコーゲンの局在領域より、皮膚に比較して口腔粘膜はより活発にエネルギー代謝を行っていると考えられる。このことより、皮膚に比較した「口腔粘膜の易創傷治癒性」の一側面を解明したと言える。
疾病発症過程の確率論的リスク解析の基礎研究

本研究はイオンチャネルを基礎とした細胞構造体を空間1, 2次元的に結合した偏微分方程式で記述される数理モデルを用い,1疾病(心臓や神経疾患)の発症過程の非線形揺動を抽出,2確率論的数理アプローチを用いてその時空変動の定量化を行う,3疾病の発症過程の数理物理的基礎を築くことを目的とした.「位相特異点」(「rotor」)と呼ばれる疾病の原因となる異常部位やその周辺の複雑な活動電位は間欠的で非正規分布を示し,相乗性雑音の影響を受け,長期記憶効果を有する.数値シミュレーションにより新しく特異点の変動特性をいつくかを発見し,また,それらを記述可能な新しい確率論的数理モデル/定量化法の開拓を行った.本年度は(1)多変量のイオンチャネルモデル数値解析に関しては様々な基礎的な検討を実行し、新しい型の非線形波動の複雑な特異点動力学のメカニズム識別理論を構築中である(一部はPhys. Rev Eに発表、大半は未発表)。(2)心室細動状態の統計的記述では、従来、定常状態での解析が行なわれてきた。回転らせん波が1個存在する状態から心室細動の定常状態への遷移領域での特異点数の生成死滅過程を非定常マスター方程式及び一般化確率ロジステイックモデルを用いて解析した。非定常マスター方程式では飽和特性は模擬できず、一般化確率ロジステイックモデルでは良い一致を示した。Beeler-Reuterモデルの遷移領域で推定されたパラメータは定常状態で推定された値と整合することを検証した。遷移領域でのモデル構築と妥当性検証は世界初である(複雑系国際会議で公表)。(3)疾病マーカーとなり得る特異点速度の一般化コーシー過程で相互作用メカニズムが異なる数理モデルが複数個存在することを示した。また、2次系非線形モデルなら自己相関関数を用いて区別可能であることを明らかにした(国際シンポSSS-13及び統数研「ダイナミカルバイオインフォマテイックスの展開II」で公表)。(4)特異点数の生成死滅過程に「記憶効果が存在する場合に分布特性はどのように変化するのか」は明確にされておらず、また、システムが状態の急激に変化する転移点の近傍になったときどのような「ゆらぎ特性」が生ずるのかは明確になっていない。一般化生成過程及び一般化生成死滅過程のマスター方程式を用い、長期記憶のある場合の特異点の確率過程の解析理論を発展させた。また、臨界点ではゆらぎの分散は時間の非整数べきとなる(Adv. Stud. Theor. Phys. , Plys. Lett. A及び統数研「非侵襲生体信号の解析・モデル化技術とその周辺」で公表)。本研究はイオンチャネルを基礎とした細胞構造体を空間1, 2次元的に結合した偏微分方程式で記述される数理モデルを用い,1疾病(心臓や神経疾患)の発症過程の非線形揺動を抽出,2確率論的数理アプローチを用いてその時空変動の定量化を行う,3疾病の発症過程の数理物理的基礎を築くことを目的とした.「位相特異点」(「rotor」)と呼ばれる疾病の原因となる異常部位やその周辺の複雑な活動電位は間欠的で非正規分布を示し,相乗性雑音の影響を受け,長期記憶効果を有する.数値シミュレーションにより新しく特異点の変動特性をいつくかを発見し,また,それらを記述可能な新しい確率論的数理モデル/定量化法の開拓を行った.今年度は、まず、様々なイオンチャネルモデルや現象論モデルのパラメータが、LQT1からLQT3症候群の兆候とどんな対応関係にあるのか重点的に調べた。Beeler-Reuterモデルなどの多様なイオンチャネルのコンダクタンス値の変化が活性電位の波形や活性電位の持続時間にどのような影響を与えるのか明らかになってきた。しかし、これらのモデルでは、近年発見され、LQT3症候群の発症と深く関わっている遅いカリウム電流が考慮されていない。そこで、新しい8変数の簡約イオンチャネルモデルを作成して特性を検討している(統計数理研究所で結果の一部を発表)。この新モデルを使ったシミュレーションでは新しい時空変動特性が見えている。特異点の確率過程の解析に関しては、特異点にも右巻きと左巻きの2種類があり、心室細動時にはこれらが対消滅する様子を正確に計数することができるようになった。これらの発生と対消滅の統計的性質とLQT症候群の型に明確な物理的、生理学的な対応関係の有無を検討中である。特異点以外の動的情報としてpredator及びprey変数(活性領域と不活性領域の面積比)を検討し、これらの時系列データのみから相乗性雑音と相乗性外力が印可されている確率ギンスブルグ・ランダウ方程式を用いてシステム同定でき、情報抽出可能であることが確認できた(統計数理研究所、および、AIP Congress 2012で結果の一部を発表)。神経系や心臓系のスパイク列を詳細に解析してゆく必要があるが、スパイクの発生過程には記憶効果が内在するが、理論が整備されていない。これらを改善するため、記憶のあるポアソン過程や一般化コーシー過程を考えその計数過程ならびに間欠性を解析する理論を考案した(結果はAdvanced Stud. Theor. Phys. , 2012に公表、及びSSS12で一部発表)。当該年度は疾病発症過程のリスク因子を,数理モデルを用いて発生させた時空変動の数値データから抽出するとともに,心拍実データの環境揺らぎからも抽出する試みを行った.心筋の様々な数理モデルを用いて異なる疾患(LQT, SQT症候群)の興奮波の波形を再現することは空間

1次元モデルでは可能であるが,空間高次元モデルでは興奮波伝搬パタンの多様性と波の不安定化が発生するため分類は困難であることが判明した.そこで,新しいリスク因子の発見と確率過程を用いた定量化に焦点を絞った研究を実施した.主たる研究成果を列記する:1心室細動状態にある特異点の生成死滅過程の解析に於いて,右巻きと左巻きの特異点を区別したモデル化により相乗性雑音の起源が説明できブラウン運動と同様の長期記憶構造があることを発見した.2predator-prey変数と確率複素Ginzburg-Landau方程式を用いた空間2次元の興奮・抑制領域の拮抗を基礎としたリスク因子抽出法は広いクラスの数理モデルに適用できることを心臓疾患,神経疾患モデルを用いて示した.3Morris-Lecarニューロンを大局結合した数理モデルを用い,抑制的大局フイードバックは系を興奮的な状態に誘導することを発見した.また,新しいリスク指標としてPragmatic Informationの確率過程が,空間依存動的情報抽出や確率分岐が内在する複雑系の情報圧縮に有効であることを示した.4心拍変動の実データから逆温度の確率過程を抽出し,健常者と疾患保持者の全てのデータを統一的に同定可能な確率分布を提案し,時間相関の緩和特性情報と組み合わせたリスク解析法を開発している.5空間1次元の複素Ginzburg-Landau方程式に於ける特異点(Hole)の速度揺らぎに内在する分布の厚い裾と長期記憶を伴う異常超拡散の存在を数理的に明らかにした(空間2次元ではHoleは螺旋波の特異点に対応).確率論的リスク解析,非線形数理工学(1)イオンチャネルの数値計算結果の解析理論の整備は順調に進展してきているが、肝心の「より実体的な多変量・多重スケール・イオンチャネルモデルの数値計算」の数値データの解析と研究の主目的である「疾患の発症過程の解明」には至って居ない。この主たる理由は、実体的な多変量・多重スケール・イオンチャネルモデルの数値計算がセル1個の場合は何の問題もないが、多セル結合系の数値計算の計算負荷がかなり重いことも関係している。特に、特異点の軌跡を詳細に解析して精度を高めようとすると1時間空間発展のデータを生成するための計算負荷、2データの保存機器のスペース不足、3新しい非線形素励起の発見と同定方法の確立、4画像処理に拘る計算負荷の増大、5疾病過程に関するモデル計算の際の適切なパラメータチューニング、等の問題があった。メカニズムの識別理論が進展しているので研究の進展に期待している。(2)上記の数値データの解析理論、すなわち、特異点の非線形確率過程のダイナミクスのより詳細な物理的メカニズムを含めた定量化の情報抽出は(a)記憶効果、(b)有色雑音の効果、(c)非線形相互作用、(d)非定常状態での把握、(e)多様な非正規分布を有するシステムの分布関数の同定といった総合的な観点から実行する理論体系を整備できてきている。(3)一方で、様々な心臓疾患の心拍変動時系列データから長期記憶効果を抽出する試みも行なっており、疾患の実体との上記のイオンチャネルの数理モデルを用いたアプローチとの接点を持つ努力を行っている。すなわち、イオンチャネルの数理モデルの特質を用いて議論ができない生体揺らぎと疾病発症過程の関係を明確にしている。
危険ドラッグ関連死の病態と薬物代謝に関する研究

危険ドラッグの一つ25B-NBOMeの服用後、過高熱、横紋筋融解症を伴うserotonin症候群が誘発され死亡した第一例の解剖と薬物分析に関する報告を行った。そこで、ラットに5ng/kg10mg/kgの25B-NBOMeを腹腔投与したが、過高熱も横紋筋融解症も再現できなかった。しかし、Zebrafishに投与すると、横紋筋融解症を確認できたので、今後、その分子機構を解明する予定である。危険ドラッグ25B-NBOMe・25I-NBOMeの服用後、過高熱、横紋筋融解症が誘発され死亡した解剖と薬物分析を行った。この事例において、serotonin過剰によるserotonin症候群および横紋筋融解症が発症の有無を検証するため、ラットに25B・25I-NBOMeを投与し、経時的な体温上昇および採取した血液及び試料を分析した。コントロール群として溶媒(生食)投与、セロトニン症候群モデル群として5-HTおよびクロリギリン(モノアミン酸化酵素阻害薬)を対象として同時に作成した。適切投与量を決定するために5ng/kg10mg/kgまで濃度を振って投与したところ死亡ないし高熱を発症するラットはなかった。しかし、25B・25I-NBOMe投与によってラットの行動異常(凶暴性等)が観察されたものがあった。別種の危険ドラッグ(MDMB-CHMICA)によりテールカフにより血圧を継時的に測定したモデルでは投与直後に同様な行動異常があり血圧の上昇及び脈拍が上昇し、数分で血圧の正常化及び除脈が認められた。血圧上昇に伴う代償作用による脈拍の低下が考えられるが今後分析が必要である。27年度が最終年度であるため、記入しない。法医学27年度が最終年度であるため、記入しない。
E.cellulosolvensのセルロース結合性タンパク質に関する研究

ルーメン内主要セルロース分解菌の一つであるEubacteriumcellulosolvensのセルロース分解機構を解明するために、セルロース分解に関与すると考えられる本菌由来のセルロース結合性タンパク質(CBPs)の検索を行った。E.cellulosolvensの培養液遠心上清からアビセルセルロースに結合するタンパク質を分離・溶出後、SDS-PAGEによりタンパク質を検出した。その結果、CBPsが数種検出され、分子量約170kDa(CBP170)に主要なバンドが存在した。本研究ではこのタンパク質に焦点を当て、平成11年度にはCBP170に対するポリクロナール抗体を作成した。他の代表的ルーメン細菌にはこの抗体と反応するタンパク質は存在しなかったことから、CBP170はE.cellulosolvensに特徴的なタンパク質であると考えられる。平成12年度の研究目的は、CBP170遺伝子のクローニング、および遺伝子の全塩基配列決定である。研究項目は、(1)E.ce1lulosolvensのゲノムライブラリーの作成、(2)抗CBPl70抗体によるゲノムライブラリーのスクリーニング、(3)抗体陽性クローンの制限酵素マップの作成、(4)陽性クローンの塩基配列の決定、(5)Gene walking PCRによるCBP170遺伝子の全長クローニング、(6)CBP170遺伝子の全塩基配列の決定、(7)CBP170の大腸菌での発現、である。クローニングにより得られた遺伝子の全塩基配列から、CBP170は塩基数3453、推定アミノ酸残基数1151であった。また推定分子量126408、pl4.85の新規タンパク質であった。アミノ酸配列の相同性検索の結果、N末端側にGlycosyl hydrolaseのFamily 9と相同性の高い領域が存在し、その下流には未知の領域が2つ存在した。大腸菌での発現タンパク質はアビセルセルロースに結合したが、カルボキシメチルセルラーゼ活性は検出されなかった。本タンパク質の機能解析をさらに進めていく必要があると結論付けた。その結果、CBPsが数種検出され、分子量約170KDa(CBP170)に主要バンドが存在した。平成11年度の研究実施計画として、(1)CBP170の精製、(2)CBP170の内部アミノ酸配列の決定、(3)抗CBP170抗体の作成を予定した。(1)についてはCBP170をSDS-PAGEで分離後、該当バンドから直接精製した。50リッターの培養上清から約1.7mgの精製タンパク質を得た。(2)精製CBP170をStaphyrococcus aureus V8プロテアーゼで部分分解し、ペプチドのアミノ酸配列解析をエドマン分解法により試みたが、解析可能なペプチドは得られなかった。(3)精製CBP170を抗原としウサギでポリクロナール抗体(抗CBP170抗体)を作成した。この抗体を用いてCBP170の発現部位を検討した。ウエスタンブロット法により、CBP170は主にE.cellulosolvensの菌体外に発現していることが明らかとなった。また、他のルーメン細菌に抗CBP170抗体に認識されるタンパク質が発現しているか検討した。調べた16菌種の中で、この抗体に認識されるタンパク質を発現するものは培養遠心上清、菌体ともに存在しなかった。以上が平成11年度の研究実績の概要である。

大腸菌での発現タンパク質はアビセルセルロースに結合したが、カルボキシメチルセルラーゼ活性は検出されなかった。本タンパク質の機能解析をさらに進めていく必要があると結論付けた。
有機化学の手法による活性な硫黄小分子の研究

酸素分子O2に対応する二原子硫黄S2、オゾンO3に対応する三原子硫黄S3、酸素分子の酸素一個を硫黄で置換したSO、二酸化硫黄SO2の酸素一個を硫黄で置換したS20などの反応活性な硫黄の小分子について研究した。その結果、これらの活性分子を溶液中、穏和な条件下に発生させる手法の開発に成功した。また、これらの分子の化学的性質や反応性を明らかにした。以下に主たる成果を箇条書きにする。1)可逆的なretro-Diels-Alder反応を利用して、溶液中室温においてS20を発生させる手法を開発した。本方法により発生したS20は、適切な反応相手が存在しない場合には、自己二量化を経由して、S3とSO2に不均化することを明らかにした。2)こうして生成したS3は歪んだアルケンに対して1,3-双極子付加を行うこと明らかにした。また、S20のジエンとの[2+4]付加反応や金属錯体形成反応についての知見を得た。3)S20の反応性、DFT計算等を駆使することにより、その基底状態がS=S^+-0^-と表記できることを示した。4)Diels-Alder反応付加体からの押出し反応を利用して、低温(室温以下)でSOを発生させる手法を開発した。5)本方法に発生させたSOの反応性を検討し、一重項のSOが反応に関与しているとの結論を得た。すなわち、本手法によるSOはアルケンやアルキン類に[1+2]付加を行う。これは過去に報告例のない新規な反応である。とりわけ、後者の反応は、SOが一重項であることを示すとともに、従来、不安定で合成困難とされてきたチイレン1-オキシドの最良の合成法となるものである。また、SOのジエン(ポリエン)に対する[1+4]付加の立体化学を明らかにした。6)S2が発生していると類推される2,3の新反応を開発した。3,4-ジ-t-ブチルチオフェン1-オキシド(1)と一塩化硫黄を反応させた後、炭酸水素ナトリウム水溶液で反応を停止させると1,2,7-トリチアノルボルネンendo-7-オキシド(2)が得られた。反応停止剤としてメタノールやt-ブタノールを用いると、3,4-ジ-t-ブチルチオフェンが収率よく得られた。一方、2,3-ジメチル-2-ブテンあるいはモルホリンで反応を停止させると、反応中間体を途中で捕獲した2-位に(2-クロロ-1,1,2,2-テトラメチル)エチルジスルファニルあるいはモルホリノジスルファニル基が結合した3,4-ジ-t-ブチル-5-クロロ-2,5-ジヒドロチオフェン1-オキシドを得た。2をジメチルジキシランで酸化すると1,2,7-トリチアノルボルネン2,7-ジオキシドの2種のジアステレオマー混合物(3)(ジアステレオマー比7:1)が定量的に得られた。3を加熱すると、S_3と1のC=C結合部が[3+2]環化付加して生成したトリチオラン4が得られた。これは、熱反応によって3から1とS_2Oが生成し、S_2Oが不均化してS_3とSO_2となり、S_3が1と反応して4が得られたと考えられる。また、3とノルボルネンを反応させるとノルボルネントリチオランが収率よく生成した。

一方、3と2,3-ジメチル-1,3-ブタジエンあるいは2,3-ジメチル-1,3-ブタジエンの反応では、S_2Oの捕獲生成物である3,6-ジヒドロ-1,2-ジチイン1-オキシドが生成した。S_2Oの不均化反応の詳細を検討するため、DFT計算を行った。本不均化反応は発熱反応であり、熱力学的に有利な反応であることがわかった。また、S_2Oがもう一分子のSO_2のS=S結合部に[3+2]環化付加して5員環ダイマーとなった後、逆[3+2]環化付加でS_3とS_2Oが生成する機構を支持する結果が得られた。3,4-ジ-t-ブチルチオフェン1-オキシド(1)とジメチルアセチレンジカルボキシラート(DMAD)のDiels-Alder反応は室温で進行し,付加体(2)を経由して,一酸化硫黄を放出してフタル酸エステル(3)を高収率で生成する.一酸化硫黄を捕捉するため,鎖状ジエンである2,3-ジメチルブタジエン,2,3-ジメチルブタジエン,2-メチルブタジエン,1,2-ジ(メチレン)シクロペンタン,および1,2-ジ(メチレン)シクロヘキサン存在下,1とDMADの反応を行うと対応する2,5-ジヒドロチオフェン1-オキシドが中程度の収率で得られた.一酸化硫黄のジエンへの環化付加の立体化学を考察するため,環状ジエンである1,3-シクロヘキサジエン存在下に1とDMADの反応を行うと,68%の収率で[1+4]環化付加物である7-チアビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン7-exo-オキシド(4)が得られた.化合物(4)は,一酸化硫黄がジエン部分に逆方向から反応したことに基づくexo-型[1+4]環化付加物である.1,3-シクロヘプタジエン(5)や1,3-シクロオクタジエン(6)などの環状ジエン,シクロヘプタトリエン(7),およびシクロオクタテトラエン(8)存在下に同条件下で反応を行った場合にも,4と同様,対応するexo-型[1+4]環化付加物を生成した.一酸化硫黄と5-8のexo-型およびendo-型[1+4]環化付加物の構造を密度汎関数計算で求めると,いずれの場合もexo-型付加物の方がendo-型付加物よりも熱力学的に安定であることがわかった.ジエンのない条件下でDMADと3モル等量の1の反応を行うと,5,6-ジ-t-ブチル-2,3,7-トリチアビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン2,2,7-トリオキシドが生成した.これは一酸化硫黄が反応中で2量化して二酸化二硫黄が生成し,これが1にDiels-Alder反応して生成したと考えられる.3,4-ジ-t-ブチルチオフェン1-オキシド(1)とジメチルアセチレンジカルボキシラート(DMAD)のDiels-Alder反応は室温で進行し,付加体(2)を経由して,一酸化硫黄を放出してフタル酸エステル(3)を高収率で生成する.昨年度は鎖状ジエンや環状ジエンで一酸化硫黄の捕捉に成功したが,今年度はアルケンやアルキンによる捕捉実験を検討した.過剰のアルケン存在下,1にDMADを反応させた.その結果,アルケンの二重結合部分に一酸化硫黄が【1+2】付加したチイラン1-オキシドが得られた.アルケンとして2,2'-ビアダマンチリデン,シクロペンタジエン,ノルボルネン,ノルボルナジエン,およびベンゾノルボルナジエンを用いると,対応するチイラン1-オキシドが17%,4%,2%,19%,および3%の収率でそれぞれ得られた.cis-およびtrans-シクロオクテン,4および5,を捕捉剤として用いると,一酸化硫黄の付加は立体特異的かつ立体保持で進行し,4からはcis-シクロオクテンスルホキシド6が2%,5からはtrans-シクロオクテンスルホキシド7が19%の収率で得られた.
時間分解分光法による励起分子の状態間相互作用の研究

光-光二重共鳴(OODR)法を二酸化窒素に適用した。D^2B_2からの可視発光はD^2B_2→C^2A_2遷移に帰属された。可視光吸収のエネルギー領域での混合状態がスピン軌道相互作用を介して生成していることが確認され、この相互作用が励起状態間ネットワークとして重要であると結論された。darkstateとしてこれまで分光学的な直接測定ができなかったC^2A_2状態のオリジンと複数の振動準位のT_V値が決定され、回転解析もなされた。新物質として注目されるC_<60>の三重項-三重項吸収スペクトルを最初に報告した。添加物質のない系ではその光化学的安定性が確認された。アミン(A)存在下でC_<60>を光励起すると、最低励起一重項状態のC_<60>を経由したエキサイプレックス(C_<60>^--A^+)生成が観測された。さらにこのエキサイプレックスは基底状態のC_<60>との反応で消失した。エキシマーレーザー光(308nm)の二光子励起で溶媒による吸収をさけ、真空紫外光照射に匹敵する光励起ナフタレン分子を生成した。実際、熱変換効率は100%であったが、Kasha則を破る内部変換の寄与が18%もあることを見いだした。最低励起三重項(T_1)状態のベンゾフェノンを450-600nmの領域で光励起しても生成した高励起三重項(T_n)状態は、内部変換で100%の収率でT_1状態に戻った。しかし308nmの紫外光を照射すると51%の収率で2分子のフェニルラジカルと一酸化炭素に分解することも分かった。ナフタレンのヘキサン溶液において得られた熱レンズシグナルの時間変化は、速い成分(励起分子の振動緩和、内部変換、三重項への項間交差によって生じる熱に対応)と遅い成分(三重項ナフタレンの失活の際、放出される熱による)からなる。レンズ信号強度の全発熱量(U_T)に対する励起光強度依存性を測定したところ、2次の相関を示した。レ-ザ-光の時間幅、S_1の寿命を考慮し、さらに308nmでTーT吸収が観測されなかったことから、この2光子の過程はS_n←S_1吸収によって生じた熱によるものと考えられた。そこで、U_Tの励起光強度カ-ブを解析することによって308nmでのS_n←S_1吸収の吸光係数を求めた。熱レンズにおいて2光子が強く起きている領域で、ケイ光、TーT吸収は逆に相対的に減少した。このことは、S_n状態からS_1の底へのへの緩和が全てでないことが明かとなった。解析の結果、各過程の量子収率はS_n→S_1への内部変換が0.8、S_n→S_1(v)→S_0が0.2、S_n→T_n→T_1がゼロと決まった。ジフェニルアミンからジヒドロカルバゾ-ルへの光環化反応を熱レンズ法を用いて反応熱の測定、及び中間体の励起状態からの反応性について調べた。環化反応は三重項状態で進行する。発熱量を定量することによって反応熱、三重項励起エネルギ-を決定した。反応中間体の励起状態からは、基底状態とは異なる反応経路が存在する可能性がある。2ーcolorによる過渡吸収によって、ジヒドロカルバゾ-ルの励起状態から反応の量子収率を0.63でジフェニルアミンに戻る反応が支配的であると結論された。光一光二重共鳴(OODR)法を二酸化窒素に適用した。

D^2B_2からの可視発光はD^2B_2→C^2A_2遷移に帰属された。可視光吸収のエネルギー領域での混合状態がスピン軌道相互作用を介して生成していることが確認され、この相互作用が励起状態間ネットワークとして重要であると結論された。dark stateとしてこれまで分光学的な直接測定ができなかったC^2A_2状態のオリジンと複数の振動準位のT_V値が決定され、回転解析もなされた。新物質として注目されるC_<60>の三重項-三重項吸収スペクトルを最初に報告した。添加物質のない系ではその光化学的安定性が確認された。アミン(A)存在下でC_<60>を光励起すると、最低励起一重項状態のC_<60>を経由したエキサイプレックス(C_<60>^--T_n)生成が観測された。さらにこのエキサイブレックスは基底状態のC_<60>との反応で消失した。エキシマーレーザー光(308nm)の二光子励起で溶媒による吸収をさけ、真空紫外光照射に匹敵する光励起ナフタレン分子を生成した。実際、熱変換効率は100%であったが、Kasha則を破る内部変換の寄与が18%もあることを見いだした。最低励起三重項(T_1)状態のベンゾフェノンを450-600nmの領域で光励起しても生成した高励起三重項(T_n)状態は、内部変換で100%の収率でT_1状態に戻った。しかし308nmの紫外光を照射すると51%の収率で2分子のフェニルラジカルと一酸化炭素に分解することも分かった。
動的秩序を示すバイオインスパイアードπ電子系-イオン複合体の創製

生体関連色素分子の構成ユニットであるピロール環などを適切に組み込んだイオン応答性π電子系分子を合成し、その動的挙動を詳細に検証し、電子・光機能の発現・制御へと展開することを目的として研究を実施した。われわれはアニオン認識能を有するπ電子系レセプター分子をビルディングブロックとして、レセプター-アニオン会合体と適切な対カチオンの共存によって、交互積層や分離配置型積層の寄与を有するカラムナー構造を形成することを明らかにした。このとき、分離配置型の寄与を高めるため、平面状でかつ金属間相互作用を示すカチオン性Pt(II)錯体に注目し、レセプター-アニオン会合体との共存による集合化・規則配置を検討した。イオンペアからなるバルク状集合体は偏光顕微鏡や示差走査熱量測定により中間相(サーモトロピック液晶相)を発現することを見出した。中間相は、放射光XRD測定(SPring-8)や紫外可視吸収スペクトルによって、同一の電荷種からなる積層構造の寄与を有することを明らかにした。さらに、得られた材料の電荷輸送特性を電場誘起時間分解マイクロ波伝導度(FI-TRMC)測定により評価し、両極性型の半導体物性を発現することを見出した(Chem. Commun. 2014)。一方、らせん状に複数のπ電子系を配置した金属錯体の合成方法を新たに見出し、そのキラル光学特性や温度依存性動的挙動(らせん構造の変化)を検証した(Chem. Lett. 2014)。26年度が最終年度であるため、記入しない。
連単分離下での原則主義のＩＦＲＳへのコンバージェンスの数理モデル分析

本研究は,原則主義に基づくIFRSの影響が日本企業の単体財務諸表に影響を与える影響を連単分離によって遮断しようとしても上手くいかない条件を数理モデル分析によって明らかにした。具体的には,原則主義であるがために経営者が利益操作を行ないやすいならば,相対的に利益操作されにくい単体財務諸表を投資家は利用することや,子会社を使った親会社の利益管理が容易であるほど,株主と経営者の利害対立の緩和に連結財務諸表の方が有用であることなどを厳密に示した。これらの成果を学会などで報告すると共に,学術誌にも公表した。財務報告基準の性格づけとして,規則主義と原則主義があり,日本基準と国際財務報告基準(IFRS)を比較すると,IFRSは日本基準よりも原則主義の程度が強いとされる。IFRSとの統合は,日本基準の性格の大きな変化を意味し,日本の企業経営や経済への悪影響が懸念されている。基準統合が日本の企業経営や経済に与える影響を分析するのに,財務報告制度だけに着目するのは不十分であり,法制度や金融制度などの他の諸制度と財務報告制度の関係を明示的に考慮する必要がある。この観点からの研究成果の一部が「制度の補完性から見た会計制度研究:国際会計研究からの示唆」(『産業経理』第72巻第1号,2012年)である。連結と単体の財務報告の関係について,連結先行論と連単分離論の論争がある。いずれにしても,短期的には連単の基準が分離するけれども,連単の基準が分離していても日本基準とIFRSが「制度の補完性」を通じて互いに影響を与える可能性があることを研究成果は示唆する。原則主義的なIFRSへの統合が日本の企業経営や経済に与える影響を分析することの他に,財務諸表の比較可能性を向上させるか否かの観点からの分析を行なう必要がある。なぜなら,基準統合の推奨者は,基準の統合によって財務諸表の比較可能性が向上するというからである。しかし,比較可能性の概念は良く定義されることなく使用されており,比較可能性の概念をモデル分析に耐えられるように定式化する必要が生じた。その研究成果が,「比較可能性の分析枠組み」(『會計』第182巻第2号,2012年)である。企業経営の実態について情報優位にある経営者に会計処理・表示方法を選択させることで財務諸表の比較可能性が高まるという意味で原則主義の方が規則主義よりも望ましい可能性があるものの,経営者に正直な行動を選択させる誘引構造を構築することの重要性を改めて確認できた。本研究は,財務報告基準の国際的統合化(コンバージェンス)において,原則主義とされるIFRS(International Financial Reporting Standards)を連結財務諸表の作成基準とし,規則主義とされる日本の会計基準を連結財務諸表の基礎となる単体財務諸表の作成基準とすることによる影響を数理モデルで分析することを目的としている。平成25年度には,日本の制度面の特徴的な動向として,連結先行の考え方よりも連単分離の考え方が勢いをえた。連単分離の推奨者の中には,連結財務諸表が投資者への情報提供を担い,単体財務諸表が利害調整機能を担うという主張をする者がいる。平成25年度には,この主張の妥当性を検証する研究を行なった。ホルムストロームとミルグロムが開発したLEN(経営者報酬は業績指標の線形関数,経営者の効用関数は負の指数関数,確率変数は正規分布に従う)フレームワークを利用して,親会社と子会社の単体財務諸表(単体の業績指標)や連結財務諸表(連結の業績指標)を数理モデルで表した。さらに,本研究では,経営者と株主の利害対立だけでなく,経営者から投資家への情報提供についても明示的に分析できるように数理モデルを定式化した。数理モデル分析の結果,親会社の単体財務諸表(財務指標)と連結財務諸表(財務指標)が利害調整機能と投資者への情報提供機能をどのような割合で担うのかは,一概にはいえないことを厳密に示した。とりわけ,規則主義と原則主義との関係については,公正価値会計を前提とする原則主義的なIFRSに準拠して連結財務諸表を作成すると,規則主義的な日本基準による連結財務諸表よりも情報提供機能が低下し,利害調整機能のみならず情報提供機能にも連結ではなく単体を利用するのが合理的であることを示した。本研究は,財務報告基準の国際的統合化(コンバージェンス)において,規則主義から原則主義による財務報告制度に移行することの妥当性を数理モデル分析によって検証することを目的としている。本研究の申請時,我が国(金融庁・企業会計審議会)としては,コンバージェンスを行なう方向であり,いわゆる「連結先行」の考え方が主流であった。しかし,申請後,状況に変化が見られ,コンバージェンスそのものを含め,全面的な見直しを求める声が高まり,最終的な着地点として「連単分離」と「連単一致」のどちらが望ましいのかが重要な論点として浮上した。

そこで,平成23年度の研究実施計画を変更し,「連単分離」と「連単一致」に関する文献調査を行なうことを通じて,議論の整理を行なった。これは,平成24年度の研究実施計画の一部を先取りするものであり,その成果をワーキング・ペーパー(新潟大学経済学部,2011年12月,No.149)にまとめた。文献調査を通じて,産業や企業の特性によって「連単分離」と「連単一致」のいずれが望ましいのかは異なることなどが判明した。なお,長期的な方針として「連単一致」を採用したとしても,短期的には,「連単分離」の状況が生じるというのが共通認識である。国際会計研究において,諸制度間の補完性の視点が重視されるようになってきている。原則主義の財務報告基準に移行したとしても,その効果は関係する諸制度(会社法,金融商品取引法,司法制度など)に依存することから,国際会計研究における「諸制度間の補完性」に着目した研究状況を確認する必要がある。その調査結果の一部が,「制度の補完性から見た会計制度研究:国際会計研究からの示唆」(『産業経理』72巻第1号,2012年4月末発行予定)である。本研究が計画した具体的な研究項目は,1原則主義と規則主義の定式化,2財務報告の二つの機能(投資家の意思決定支援機能と経営者の会計責任解明支援機能)の定式化,3連単一致の場合のモデルの開発と分析,4連単分離の定式化,5連単分離の場合のモデルの開発と分析,の五つである。平成25年度までにこれらの具体的な研究項目について,一定の目途をつけていたので,最終年度(平成26年度)には,連単一致かつ規則主義による財務報告制度の場合と連単分離で単体は規則主義により連結は原則主義による財務報告制度の場合の比較研究を行なった。その結果,連単分離しても国際会計基準(IFRS)の影響は利害調整に影響を与えること,連単分離しても国内の会計基準が証券価格に影響を与えることなどを明らかにした。日本では連単分離の方が財務報告の二つの機能の独立性を保てることから連単一致(や連結先行)よりも望ましいとされるが,そのような認識は必ずしも正しくないことが明らかになった。これらの研究成果を論文にまとめ,平成27年5月のヨーロッパ会計学会年次大会にて報告する。さらには,学会発表などを通じて論文を洗練させ,学術誌に投稿する予定である。また,研究成果の頑健性や拡張性を考察するため,イギリスの真実かつ公正な概観概念と離脱規定についても調査研究した。原則主義的な財務報告は,規則主義のそれよりも,経営者に財務報告上の裁量をヨリ多く与えると同時に投資家などへの説明責任をヨリ重くすると考えられている。公正かつ真実な概観概念と離脱規定がイギリスにおいて実態としてどのように機能しているのかどうを調査すると共に,経営者の財務報告行動をモデル化する試みをした。離脱した場合に経営者に正直な説明を促すメカニズムをどのようにモデル化するかが課題として明らかになり,これは今後の研究課題である。財務会計申請時の予定では,連単分離が社会的に望ましいか条件を数理的に明らかにすることを平成24年度の目標としていた。しかし,会計基準の統合化の制度面での動きが早く,その動向の変化を追跡し,その変化に研究計画を対応させる必要が生じたことから,研究の達成度は「やや遅れている」。
覚醒剤による神経変性過程における細胞内ストレス応答に関する研究

私たちは、神経系細胞のモデルとしてPC12細胞を、細胞内ストレッサーとしての覚醒剤Methamphetamine(MAP)によって誘導される細胞死について、Protein Kinase C(PKC)isoformsとBc1-2 familyの関与について研究を行った。PC12cellに15mM MAPを添加し、648時間にわたり生存率を測定したところ、濃度及び時間依存的に低下した。逆にTUNEL陽性細胞の数は増加した。また、Giemsa染色では核の濃染像が見られた。z-VAD-fmkは、生存率の低下を抑制し、caspaseに依存した細胞死であることが示された。しかし、DNA断片化(ladder)や核の縮小、断片化、アポトーシス小体形成は認めないことにより、典型的なアポトーシスとは異なる。細胞死はPKC activatorで抑制され、PKC阻害剤で促進された。PKC-α、δの特異的阻害剤safingol、rottlerinにより生存率の低下が認められなかったことから、PKC-α、δはMAPによる細胞死に関与していないと推定された。Western blot法でPKCの局在を観察すると経時的にPKC-εが細胞質から細胞膜へtranslocationしていた。一方、antisense PKC-εはMAPによる細胞死を増加させた。さらに、glutamine酸受容体拮抗薬MK801はMAPによる細胞死を抑制し、その効果はPKC阻害剤により抑制された。MAPはPC12 cellに細胞死を引き起こすが、純粋なapoptosisではない。その過程で、PKC-εが活性化され、PC12細胞のMAPによる細胞死を抑制していることが示された。Methamphetamine(MAP)は、興奮系薬剤に分類され、dopamine neuronの変性及び神経細胞死を引き起こすが、その機構については十分に解明されていない。MAPなどの薬物も細胞にとってストレスとなり、細胞死を惹起する。MAPはPC12cellに細胞死を引き起こすが、純粋なapoptosisではない。
漂白後のエナメル質表層の経時的色変化および薬剤処理による影響について

抜去ヒト歯から切り出したエナメル質切片をテフロン製モールドに包埋し,エナメル質表面を歯科用漂白剤の松風ハイライトにて処理した.処理後のエナメル質表面を7条件で処理した((1)フッ素配合歯面研磨剤,(2)フッ素未配合歯面研磨剤,(3)シリコーンカップ,(4)グリセリン,(5)歯磨剤の含有フッ素化合物であるモノフルオロリン酸ナトリウム(MFP)水溶液,(6)MFPジェル,(7)ハイライトのみ).また,ハイライトにて処理を行わない,無処理の試料((8))をそれぞれ0.05%ブドウ皮色素水溶液中に,37°Cで120日間浸漬した.色素浸漬前後のエナメル質表面の色を分光測色計CM-2600d(コニカミノルタ)にて計測し,浸漬前後のL^*,a^*,b^*値をそれぞれ算出した.色差(ΔE^*ab=〔(ΔL^*)^2+(Δa^*))^2+(Δb^*)^2〕)を求め,一元分散分析,Tukey検定で統計処理を行った(p<0.05).また,臨床において,実際にハイライトにて漂白を行った患者の漂白前,漂白直後および1年経過後の歯冠色を歯科用色彩計ShadeEye(松風)にて計測し,L^*,a^*,b^*値をそれぞれ算出した.その結果,エナメル質切片の色素浸漬後の試料はいずれ条件でも,L^*値が浸漬前より小さく,a^*およびb^*値は大きくなった.色素浸漬前後の色差(ΔE^*ab)は,(1)(フッ素配合歯面研磨剤),(5)(MFP水溶液),(6)(MFPジェル)で,(7)(ハイライトのみ)に比べて小さかった.その他の条件では有意差がなかった.このことから,MFP処理による色素沈着抑制効果が示唆された.また,計測条件が異なることから,直接的に比較することはできないが,臨床における漂白直後と1年経過後のL^*,a^*,b^*値の変化は,a^*値については,固体差が大きく一定の傾向は認められなかったが,L^*値は小さくなり,b^*値は大きくなったことから,L^*およびb^*値については,エナメル質切片の色素浸漬の結果が参考にできると考えられた.抜去ヒト歯から切り出したエナメル質切片をテフロン製モールドに包埋し,エナメル質表面を歯科用漂白剤の松風ハイライトにて処理した.処理後のエナメル質表面を7条件で処理した((1)フッ素配合歯面研磨剤,(2)フッ素未配合歯面研磨剤,(3)シリコーンカップ,(4)グリセリン,(5)歯磨剤の含有フッ素化合物であるモノフルオロリン酸ナトリウム(MFP)水溶液,(6)MFPジェル,(7)ハイライトのみ).また,ハイライトにて処理を行わない,無処理の試料((8))をそれぞれ0.05%ブドウ皮色素水溶液中に,37°Cで120日間浸漬した.色素浸漬前後のエナメル質表面の色を分光測色計CM-2600d(コニカミノルタ)にて計測し,浸漬前後のL^*,a^*,b^*値をそれぞれ算出した.色差(ΔE^*ab=〔(ΔL^*)^2+(Δa^*))^2+(Δb^*)^2〕)を求め,一元分散分析,Tukey検定で統計処理を行った(p<0.05).また,臨床において,実際にハイライトにて漂白を行った患者の漂白前,漂白直後および1年経過後の歯冠色を歯科用色彩計ShadeEye(松風)にて計測し,L^*,a^*,b^*値をそれぞれ算出した.その結果,エナメル質切片の色素浸漬後の試料はいずれ条件でも,L^*値が浸漬前より小さく,a^*およびb^*値は大きくなった.色素浸漬前後の色差(ΔE^*ab)は,(1)(フッ素配合歯面研磨剤),(5)(MFP水溶液),(6)(MFPジェル)で,(7)(ハイライトのみ)に比べて小さかった.その他の条件では有意差がなかった.このことから,MFP処理による色素沈着抑制効果が示唆された.また,計測条件が異なることから,直接的に比較することはできないが,臨床における漂白直後と1年経過後のL^*,a^*,b^*値の変化は,a^*値については,固体差が大きく一定の傾向は認められなかったが,L^*値は小さくなり,b^*値は大きくなったことから,L^*およびb^*値については,エナメル質切片の色素浸漬の結果が参考にできると考えられた.抜去後冷凍保存したヒト歯から切り出したエナメル質切片をテフロン製モールドに包埋し,エナメル質表面を歯科用漂白剤ハイライト(松風)にて処理した.処理後のエナメル質表面をフッ素配合の歯磨剤,モノフルオロリン酸ナトリウム溶液,フッ化ナトリウム溶液にて処理し,エナメル質表面の色を分光測色計CM-2600d(コニカミノルタ)にて計測した後,試料を天然色素である0.05%ブドウ皮色素水溶液中に,60°Cで1ヵ月間浸漬した.また,歯科用漂白剤ハイライトにて処理した後,そのまま0.05%ブドウ皮色素水溶液中に浸漬した試料をコントロールとした.1ヵ月後に試料を水洗した後,浸漬前と同様にエナメル質表面の色を分光測色計にて計測し,浸漬前と浸漬後のL*,a*,b*値をそれぞれ算出した.

その結果,SCI方式でのL^*,a^*,b^*値は,漂白剤処理後にフッ素配合歯磨剤あるいはモノフルオロリン酸ナトリウム溶液にて処理した試料において,ブドウ皮色素水溶液に浸漬前と浸漬後のL^*値,a^*値およびb^*値の各変化が,コントロールに比べ小さかった.そのことから,フッ素配合の歯磨剤およびモノフルオロリン酸ナトリウム溶液処理によりブドウ皮色素の沈着が抑制された可能性が示唆された.しかし,フッ化ナトリウム溶液処理では,浸漬前後でコントロールと同様の色の変化を示したことから,単にフッ化物処理が色素の沈着の抑制効果を有するとは断定できなかった.現時点では,漂白後エナメル質表面の処理による色素沈着抑制効果は,エナメル質表面に対するフッ化物の作用の仕方,研磨剤による表面の滑沢性あるいは処理剤による膜効果など様々な要素が考えられる.今後,色素沈着抑制効果があったと考えられる処理について,その詳細ついて検討するとともに,処理後のエナメル質表層微細構造を原子間力顕微鏡にて観察することにより,漂白後の処理がエナメル質表層微細構造に及ぼす影響と色素沈着との関連について検討していく予定である.抜去後冷凍保存したヒト歯から切り出したエナメル質切片をテフロン製モールドに包埋し,エナメル質表面を歯科用漂白剤ハイライト(松風)にて処理した.処理後のエナメル質表面をフッ素配合歯面研磨剤とシリコーンカップにて表面清掃した試料,その歯磨剤の含有フッ素化合物であるモノフルオロリン酸ナトリウム溶液のみで処理した試料およびシリコーンカップのみで清掃した試料をそれぞれ0.05%ブドウ皮色素水溶液中に,37°Cで1ヵ月間浸漬した.また,ハイライト処理後,そのままブドウ皮色素水溶液中浸漬(以下,色素浸漬)した試料をコントロールとした.色素浸漬前後のエナメル質表面の色を分光測色計CM-2600d(コニカミノルタ)にて計測し,浸漬前後のL^*,a^*,b^*値をそれぞれ算出した.一方,臨床において,実際にハイライトにて漂白を行った患者の漂白前,漂白直後および1年経過後の歯冠色を歯科用色彩計ShadeEye(松風)にて計測し,L^*,a^*,b^*値をそれぞれ算出した.その結果,エナメル質切片の色素浸漬後の試料はいずれ条件でも.L^*値が浸漬前より小さくなく,a^*およびb^*値は大きくなった.色素浸漬前後のL^*,a^*,b^*値から求めた色差(ΔE^*ab)は,フッ素配合歯面研磨剤あるいはモノフルオロリン酸ナトリウム溶液にて処理した試料群で,コントロールに比べて小さかったが,歯磨剤を使用せずシリコーンカップのみで清掃した試料群では,コントロールと差が認められなかった.このことから,モノフルオロリン酸ナトリウム溶液処理による色素沈着抑制効果が示唆された.また,計測条件が異なることから,直接的に比較することはできないが,臨床における漂白直後と1年経過後のL^*,a^*,b^*値の変化は,a^*値については,固体差が大きく一定の傾向は認められなかったが,L^*値は小さくなり,b^*値は大きくなったことから,L^*およびb^*値については,エナメル質切片の色素浸漬の結果が参考にできるのではないかと考えられた.