hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
魚類の攻撃性を支配する脳内因子の同定

魚類を含む脊椎動物の攻撃性を高める主因子は男性ホルモンであることが知られている。本研究ではメダカをモデル魚として用いて、男性ホルモンによる攻撃行動の誘導に関わる脳内メカニズムを明らかにすることを試みた。解析の結果、精巣由来の男性ホルモンが視床下部でオス特異的にバソトシン遺伝子の発現を誘導すること、その際、男性ホルモンは直接的にバソトシン遺伝子の転写を活性化し得ること、また、バソトシンは攻撃行動を促進する作用を有することが明らかとなった。魚類の中には、同種の他個体に対して強い攻撃性を示すものも多い。その攻撃性を何らかの手段で抑制することができれば、多くの魚種の養殖効率が飛躍的に高まることが期待される。魚類を含む脊椎動物の攻撃性を高める主因子は男性ホルモンであることが知られているが、男性ホルモン作用を阻害することで、攻撃性を抑制するアイデアは、その副作用を考えると現実的ではない。そこで我々は、男性ホルモンによる攻撃行動の誘導に関わる脳内メカニズムを明らかにし、そこをピンポイントで制御できれば、生殖機能などに副作用を与えることなく、攻撃行動のみを抑制できるはずだと考えた。そのような着想のもと、本研究では昨年度、男性ホルモンによって制御され、攻撃行動を引き起こす脳内遺伝子の候補としてバソトシン遺伝子(vt)を同定した。本年度はまず、vtの発現パターンを詳細に調べ、視床下部内の一部にオス特異的に存在するvt発現ニューロンが、アンドロゲン受容体も共発現していることを明らかにした。このことから、アンドロゲンが、オス特異的にvtの発現を直接的に誘導していることが推察された。そこで、アンドロゲンがvtの転写を直接的に活性化させる可能性を検証するために、vtの推定制御領域にルシフェラーゼを結合させたコンストラトを作成し、アンドロゲンがルシフェラーゼ活性に及ぼす影響を調べた。その結果、アンドロゲンが直接的にvtの転写を活性化させることを示す予備的なデータを得ることができた。また、vtのアゴニストをメダカの脳室内に投与することで、vtの機能発現を模倣し、その際の攻撃行動の変化を定量解析した。本来は攻撃行動を示さないメスのメダカにvtのアゴニストを投与したところ、顕著な攻撃行動が誘起された。これにより、vtが攻撃性を誘導する脳内因子であることが証明された。同種の他個体に対して強い攻撃性を示す魚種は少なくない。何らかの手段で魚類の攻撃性を抑制することができれば、多くの魚種の養殖効率が飛躍的に上がると期待される。これまでに、魚類の攻撃性を高める主因子は男性ホルモンであることが知られているが、男性ホルモン作用を阻害することで、攻撃性を抑制するアイデアは現実的ではない。そこで私は、男性ホルモンによる攻撃行動の誘導に関わる脳内メカニズムを明らかにし、そこをピンポイントで制御できれば、生殖機能など他の男性ホルモン作用には影響を与えることなく、攻撃行動のみを抑制できるはずだと考えた。そのような着想のもと、本研究では、男性ホルモンによって制御され、攻撃行動を引き起こす脳内遺伝子の単離・同定を試みることとした。本年度は、そのような遺伝子の候補としてバソトシン遺伝子(vt)を同定した。vtは、メダカの脳における発現レベルがオスで高いこと、男性ホルモンを投与したメスで高まること、そして、攻撃行動を促進する薬理効果をもつという報告がなされていることなどから、攻撃行動を支配する非常に有力な候補遺伝子であると考えられた。また、視床下部内の一部の神経核において、オス特異的に発現していることも明らかとなった。その後、既に作製しているメダカ脳の完全長cDNAライブラリーを用いて、vtのcDNAをクローニングするとともに、メダカのゲノムデータベースを用いて、その遺伝子をin silicoクローニングした。そこで我々は、男性ホルモンによる攻撃行動の誘導に関わる脳内メカニズムを明らかにし、そこをピンポイントで制御できれば、生殖機能など他の男性ホルモン作用には影響を与えることなく、攻撃行動のみを抑制できるはずだと考えた。そのような着想のもと、本研究では、昨年度までに、男性ホルモンによって制御され、攻撃行動を引き起こす脳内遺伝子の候補としてバソトシン遺伝子(vt)を同定した。本年度はまず、昨年度に引き続き、in vitroでのプロモーターアッセイによって、vtのプロモーターが男性ホルモン応答性をもつかどうかを調べた。昨年度までに、vtの転写は男性ホルモン受容体を介して、男性ホルモンの濃度依存的に活性化されることが明らかとなっている。

そこで本年度は、男性ホルモンがvtの転写を活性化する際に、vtの近傍領域に存在する6個のアンドロゲン応答配列(ARE; androgen-responsive element)様の配列のうちのどのARE様配列が機能的であるかを決定することとした。その結果、6個のARE様配列のうちのいくつかが機能することが考えられた。また本年度は、vtの機能をさらに検証することを目的として、vt変異体メダカの継代飼育を行った。その結果、変異がホモに入ったvtノックアウト個体を得ることができた。魚類生理学当初は平成26年度に行うことを計画していたアゴニストの投与実験を既に終えている。当初の計画では、攻撃行動を支配する候補遺伝子のスクリーニング、およびクローニングを平成24年度に予定していたが、実際に、非常に有力な候補遺伝子としてvtを同定し、そのクローニングを終えている。したがって、「おおむね順調に進展している」と自己評価した。研究が順調に進んでいるので、このまま推進していく。攻撃行動を支配する候補遺伝子をvtに絞り、予定通りの解析を進めていく。当初に計画していたRNA-seq解析を行わずとも、比較的小規模のスクリーニングによって、vtという非常に有力な候補遺伝子が得られたので、一部の研究費を次年度に繰り越すこととなった。次年度には、in situハイブリダイゼーションを用いた解析を計画しているが、当研究室で現在所有している共焦点顕微鏡のスペックでは、その解析に多大な労力がかかってしまう。そこで、繰り越した研究費を次年度の研究費と合わせて、解析を効率化する共焦点顕微鏡システムの購入に充てることとする。
東欧と東アジアにおける近代化の記憶とコミュニティに関する比較社会学的研究

最終年度に当たる2018年度は、まず日本の都市近代化の記憶を私がこれまで研究してきたポーランドの都市近代化の記憶と比較するため、文化現象の側面からのアプローチを試みた。具体的には、「団地」を描いた日本文学を詳細に分析し、そこに見られる「ノスタルジア」の論理を明らかにし、それと東欧のポスト社会主義におけるノスタルジアとの相同性を指摘した。研究成果は論文「団地ノスタルジアのゆくえ」(『京都産業大学論集社会科学系列』第36号、2019年)として公開した。ポーランドでの研究においては、単著『ユートピアの記憶と今』(京都大学学術出版会、2018)を出版した。この本は、2012年に学位審査を受けた博士論文を基としたものであり、本研究課題の直接の成果ではないが、記述の一部に本研究課題で得られた成果が盛り込まれている。また、本研究課題の成果である、社会主義時代に建設された都市環境における社会主義の記憶と「文化遺産化」現象については、総括的な論文「Pamiec o socjalizmie, zabytki socjalizmu.また、2019年2月3月にかけて、ポーランドで補充的な現地調査を行い、主に社会主義時代のアートの文化遺産化についてインタビューおよび文献収集を行った。得られた資料等は現在整理中である。また、この現地調査の最中、ワルシャワのポーランド科学アカデミーでのセミナーで本研究課題についての研究発表をポーランド語で行うなど、本研究課題の研究成果をポーランドの現地研究者と共有することに努めた。平成27年度の研究活動としては、まず8月(約1週間)と2月-3月(約1ヶ月)の2度のポーランド現地調査を行ったことが主要な成果として挙げられる。8月の調査では、ワルシャワに滞在し、国立図書館およびワルシャワ大学図書館にて主にポーランドの社会主義時代の団地や都市計画・建築に関する資料・文献を収集した。また、2月-3月の調査では、当初の研究計画ではもっぱらクラクフ市ノヴァ・フータ地区においてフィールド調査を実施する予定であったが、文献調査などの結果から予定を変更し、ノヴァ・フータと同様に社会主義時代に建設された計画都市であるティヒ市に関する調査を主に行った。具体的な調査内容は、ティヒの住民や博物館関係者へのインタビュー、及び主にヤギェウォ大学図書館における文献・資料収集である。この調査において得られた成果は、平成28年度に学会発表もしくは投稿論文の形で発表する予定である。また、平成27年度中には『開智国際大学紀要』に論文「スタニスワフ・レムにおけるロボットの身体」を執筆した。この論文は、都市における記憶を主題とした本研究計画とはテーマを異にしているものの、ノヴァ・フータ建設に代表されるようなポーランドの社会主義的近代化における労働のあり方を考える上で重要な論点について言及しており、その意味で本研究計画を進める上でも重要な論文である。国内の調査については、予備的な資料・文献精読などを行った。本格的な調査は、平成28年度に開始することを予定している。国内の調査についてはやや当初計画よりも遅れているものの、ポーランドでの現地調査においては期待以上の成果が見られた。また、当初計画においては27年度中にノヴァ・フータに関する論文を1本執筆する予定であったが、これも調査計画の変化によって執筆せず、かわりに本研究計画のテーマとは直接的には異なったテーマを扱ってはいるものの、強い関連性のある論文を1本執筆することができた。総合的に判断して、研究はおおむね順調に推移していると見ることができる。本年度は、昨年度に行ったポーランドの社会主義時代に建設された計画都市、ティヒ市での調査の結果の一部をとりまとめ、成果として発表した。口頭発表としては、日本社会学会第89回大会のテーマセッション「文化遺産の社会学を再考する」において、報告「文化遺産は社会主義の夢を見るか?ーポーランドのティヒ市における社会主義体制の遺物をめぐって」を発表した。またそれと並行して、論文「『社会主義の計画都市』の現在と過去の記憶:ポーランド、ティヒ市の調査から」を執筆し、『開智国際大学紀要』に投稿した。これらの業績においては、ポーランドのポスト社会主義の都市環境においてかつての社会主義時代の「遺物」が「文化遺産」として取り扱われるようになりつつあるプロセスを、地元住民の微視的な実践の観点から明らかにしたものである。これらの業績においては、これまで申請者の研究の中には欠けていた「文化遺産」という視点が導入されることによって、研究課題にさらなる視野の広がりが生まれ、大きな進歩を見ることができた。また、これらの業績の公表を通じて、国内外をフィールドとして文化遺産研究を行う多くの社会学者と有意義な交流を行うことができ、将来的な共同研究などの計画も持ち上がりつつあるなど、今後の研究の深まりも期待できる。調査・研究の遂行実績としては、関連文献の収集・精読及び、2月にポーランドで約2週間の現地調査を行ったことが挙げられる。このポーランド現地調査においては、昨年度に引き続きティヒ市に関する調査を進めたほか、社会主義時代のポーランドの都市空間と体制転換後のその変容をより広い文脈から捉えるために、カトヴィツェ市をはじめとしたティヒ市周辺のシロンスク地方の都市にも滞在し、情報収集に務めた。ポーランドをフィールドとした国外の調査については重要な成果発表を行うことができ、またテーマが新たな広がりを見せるとともに他の研究者との交流も進むなど、期待以上の大きな進展が見られている。ただ、そちらに大きく注力した分、当初計画していた国内に関する調査研究については、期待したような進展が見られなかった。

以上の経緯から、本研究課題の遂行状況は「やや遅れている」と見なさざるを得ず、来年度における軌道修正が必要であると思われる。今年度行った研究実績としては、まず8月31日9月10日までポーランドで行った現地調査が挙げられる。この調査では、ポーランドにおける社会主義的近代化の記憶と地域コミュニティに関する研究の補充的な文献収集およびフィールドワーク、インタビュー調査を行い、一定の収穫を得ることができた。具体的には、ヤギェウォ大学図書館にてノヴァ・フータ地区建設、ティヒ市建設、および戦後ポーランドの近代化全般に関する文献を閲覧・複写を行ったことや、ノヴァ・フータ博物館を訪問し、地元の歴史学者にインタビューを行ったことなどが、主な活動内容である。また、今年度は、自分の研究テーマと関連する研究を行っている社会学やその他の研究領域の研究者と活発な交流を行った。例えば7月と1月には、北海道大学スラブ・ユーラシア研究センターのプロジェクト型共同研究「社会主義の記憶とノスタルジア:旧ソ連・東欧・中国・ベトナムの比較から」の研究会に参加し(1月の研究会では発表も行った)、フィールドや研究領域の異なるさまざまな研究者と有意義な意見交換を行うことができた。また、昨年度から引き続き、文化遺産研究を行っている日本の社会学研究者の研究会にメンバーとして参加し、自らの研究を「文化遺産研究」の一環に位置付けるためのヒントを得た。さらに本年度は、本科研費の研究課題に関連する内容も一部盛り込んだ単著の執筆作業も行った。この単著は翌年度に出版予定である。今年度は他大学への転勤をはじめとして、研究課題採択当時には予想のつかなかった事態が多く発生し、実際に海外調査は夏と春に長期間のものを予定していたのが、夏に短期間だけ行くのが精いっぱいであった。また、研究業績も予定していたペースで発表することができなかった。また、(これは「遅れ」ではないが)研究を進めていく中で、当初はポーランドと日本の近代化の記憶の比較ということを考えていたが、徐々に「文化遺産」というキーワードを軸とした方向へと変わっていったため、当初予定していた活動を必ずしも行わなかった部分もある。以上のような事情から、「やや遅れている」と自己評価する。最終年度に当たる2018年度は、まず日本の都市近代化の記憶を私がこれまで研究してきたポーランドの都市近代化の記憶と比較するため、文化現象の側面からのアプローチを試みた。具体的には、「団地」を描いた日本文学を詳細に分析し、そこに見られる「ノスタルジア」の論理を明らかにし、それと東欧のポスト社会主義におけるノスタルジアとの相同性を指摘した。研究成果は論文「団地ノスタルジアのゆくえ」(『京都産業大学論集社会科学系列』第36号、2019年)として公開した。ポーランドでの研究においては、単著『ユートピアの記憶と今』(京都大学学術出版会、2018)を出版した。この本は、2012年に学位審査を受けた博士論文を基としたものであり、本研究課題の直接の成果ではないが、記述の一部に本研究課題で得られた成果が盛り込まれている。
心電図R-R間隔変動による熱的快適性の評価

本研究の目的は、R-R間隔変動が熱的快適性を評価するのに有効か否かを、また最大エントロピー法(MEM)の妥当性を検討することである。7年度は定常な3環境(作用温度26°C、18°C、32°C)にそれぞれ曝露、8年度は非定常な2環境(作用温度を16°Cから26°Cまで上昇、26°Cから16°Cまで下降)に曝露させた。実験は人工気候室で椅座位で行い、被験者は定常環境実験では男子大学生15名、非定常環境実験では女子大学生6名であった。実験中、心電図を測定し、温冷感、快不快感、許容度を申告させた。単位時間当たりのR-R間隔時系列データを用いて、時間領域と周波数領域の解析を行った。周波数領域の回析にはフーリエ変換(FT)とMEMを用い、低周波成分(LF)、高周波成分(HF)、LF/HF、total power(TP)を求めた。定常環境実験:R-R間隔の平均値(AV_<RR>)は室温が高いほど有為に減少し、変動係数(CV_<RR>)は減少する傾向がみられた。LF、LF/HF、LF/TPは室温が高くなると減少傾向を、不快感が増すほどLFは増加傾向を示した。非定常環境実験:下降実験において温冷感とAV_<RR>間に負の、温冷感とCV_<RR>、HF間に正の相関がみられた。快適と申告したほうが不快と申告し場合よりAV_<RR>は有意に小さく、CV_<RR>は大きい傾向がみられた。熱的環境の許容は非許容よりAV_<RR>は小さく、CV_<RR>は大きい傾向がみられた。HFは不快・非許容と申告した場合のパワーは400800msec2の範囲内にあった。上昇実験では下降実験のように一定の傾向を示す結果が得られなかった。MEMの妥当性:同一データに対してFTとMEMにより解析を行った。LF、HF、LF/HFいずれの指標に関しても高い相関がみられ、MEMの有用性が示唆された。定常環境では熱的快適性の評価に心拍変動が有用であるか否かは傾向を示すにとどまり、非定常環境では、環境や被験者の条件を限定すれば心拍変動が熱的快適性の指標とし得るように思われた。1,室温を26°Cから6°Cまで下げる環境(10分で約1°C低下)に0.6cloの着衣の女子大学生を曝露させた。「受け入れられない」環境温は個人により非常に異なり、約17°C6°Cであった。2,0.6cloの着衣の男子大学生15名を被験者として環境温26°C、18°C、32°Cにそれぞれ3時間曝露させた。3環境温曝露中、心電図、皮膚温(前腕、第3指)を測定し、温冷感、快不快感、許容度を申告させた。解析には15名全員の主観申告値、15名中3名の生理的測定値を用いた。単位時間当たりのR-

R間隔時系列データを用いて、時間領域(平均値、標準偏差、変動係数)と、周波数領域(フーリエ変換、最大エントロピー法)の両領域の解析を行い、これらが熱的快適性を評価するのに有効であるか、またこれらが自律神経系とどのように関連しているかを検討した。本研究により、主観申告の信頼性が評価されたが、温熱因子以外の影響を考慮したうえで客観適評価の必要性も示された。客観的な指標としてR-R間隔変動をとりあげ、R-R間隔に室温の影響は認められたが、標準偏差、変動係数に有意な差はみられなかったものの、一定の傾向がある可能性を示唆した。スペクトル解析はフーリエ変換と最大エントロピー法で行ったが低周波成分と高周波成分において高い相関がみられ、両解析法の有用性が示唆された。スペクトル成分と室温の関連性は3名の被験者ではあるが、一定の傾向を示す可能性があることが分かった。スペクトル成分と快不快感との関連性も被験者間で同じ傾向を示した成分があった。熱的快適性の評価に心拍変動が有用であるか否かは傾向を示すにとどまり、判定するまでには至らなかった。8年度には残りの12名を解析し検討する予定である。姿勢変化実験(実験A)と非定常環境実験(実験B)を行った。被験者は実験Aでは3名、実験Bでは実験Aの3名を含む6名である。被験者には女子大学生であり0.6cloの実験服を着衣させた。実験Aでは26°Cの環境で椅座位、立位、仰臥位を各々20分とらせた。実験Bでは上昇実験と下降実験を行った。実験中、上昇実験では人工気候室の作用温度を16°Cから26°Cまで上昇、下降実験では26°Cから16°Cまで下降させた。これら環境に椅座位の被験者を曝露させた。実験A、Bとも心電図と皮膚温(前腕、第3指)を測定し、実験Bでは30分毎に温冷感、快不快感、許容度を申告させた。解析には実験Aでは3名、実験Bでは6名中5名の主観申告値、上昇実験では6名中5名、下降実験では6名中3名の生理的測定値を用いた。単位時間当たりのR-R間隔時系列データを用いて、時間領域(平均値(AV_<RR>)、変動係数(CV_<RR>))と周波数領域の両領域の解析を行った。周波数領域の解析にはフーリエ解析(FT)と最大エントロピー法(MEM)を用い、低周波帯域成分(LF)、高周波帯域成分(HF)、LF/HFを求めた。これらが熱的快適性を評価するのに有効であるか、また自律神経の評価基準となるかを検討した。自律神経の負荷が大きく異なる姿勢変化実験において、心拍変動解析法が自律神経の評価基準となることが確認できた。本研究の主目的である温熱環境の変化が感覚に与える影響に関しては、AV_<RR>、CV_<RR>、HFは寒冷環境において温冷感の客観的指標となり得る可能性があると考えられる結果が得られた。しかし、快不快感と許容度については過去の知見と一致しない結果を示した被験者の方が多かった。自律神経により強いストレスのかかるような温熱環境状態、温熱環境以外のストレスが排除されている状態、自律神経系のバランスが心拍変動に反映されやすい被験者等の条件においては過去の知見と矛盾しない結果が得られるのではないかと推測される。またこの実験の解析にMEMが妥当であることが確認された。
甲状腺系撹乱化学物質応答遺伝子の網羅的探索及び転写制御機構の解明

本研究は、甲状腺系撹乱化学物質が、遺伝子発現レベルでの甲状腺ホルモン作用に及ぼす影響を、モデル生物であるアフリカツメガエルを用いて検討することを目的とした。水酸化PCB処理による、ホルモン依存性変態の抑制効果を見いだし、その背景に、「甲状腺ホルモン処理によって幼生型の細胞が壊され、成体型の細胞が接着してくる」ということ、かつ「それらの組織の再構築が水酸化PCBによって撹乱されている可能性があることを明らかにした。(1)網羅的遺伝子発現解析による甲状腺ホルモン作用撹乱物質の影響の評価本研究における目的は甲状腺ホルモン作用を遺伝子発現レベルで撹乱する化学物質の作用メカニズムを検討する事にある。ほ乳類周産期にある種の水酸化PCBに曝露された場合、脳機能の発達に重大な影響を及ぼすことが報告されている。そこで、モデル生物として変態期アフリカツメガエルを用いて、水酸化PCBによってホルモン応答作用が撹乱される遺伝子群のゲノムワイドな検索を行う事が第一段階としてあげられる。(2)標的遺伝子の転写制御における化学物質の作用メカニズムの解析上記(1)で抽出された"甲状腺ホルモン応答遺伝子で、かつ水酸化PCBによって遺伝子発現が撹乱される"遺伝子群の転写制御が水酸化PCBによってどのように撹乱されるかを検討する。具体的にはヒストンのアセチル化状態などを水酸化PCB共存下で検討し、クロマチン構造の変化等を追跡する。平成20年度は、特定の化学物質に応答する遺伝子の網羅的検索、およびその発現変動の定量的検証を行う予定であった。そこで、コプラナーPCBなどが薬物代謝酵素遺伝子であるCYPによって代謝されて生じる水酸化PCBに標的を絞り、甲状腺ホルモン応答配列を組み込んだアフリカツメガエル培養細胞を用いたレポーターアッセイ系に及ぼす影響、水酸化PCB曝露されたオタマジャクシ個体から抽出した脳内における甲状腺ホルモン応答遺伝子の発現量に及ぼす影響について検討した。レポーターアッセイ系では、甲状腺ホルモン様作用、抗甲状腺ホルモン様作用いずれも見られなかったが、これは化学物質に対する細胞の応答性の特性によるものと考えられる。実際、用いる細胞腫によって応答が異なる報告が国内の他グループによって報告されている。次に、個体曝露による遺伝子発現変動を検討したところ、ある種の水酸化PCBでは甲状腺ホルモン様作用、抗甲状腺ホルモン様作用両方が検出された。これらの遺伝子発現制御メカニズムを解明するために、マイクロアレイ解析により網羅的応答遺伝子探索を行った。アフリカツメガエル幼生などにおいては、化学物質に対する応答が低いことが知られているため、体内の水酸化PCBレベルが低いことが想定される。従って、本研究で抽出された水酸化PCB応答遺伝子群は、外部からの曝露の影響を検討する上で非常に有用な遺伝子マーカーとなる可能性が考えられる。今後、これらの有用性を検討することに加えて、どのような制御メカニズムによって発現がコントロールされているかをChIPアッセイなどにより解析して行く予定である。本研究における目的は、甲状腺系撹乱化学物質が、遺伝子発現レベルでの甲状腺ホルモン作用に及ぼす影響を検討することである。また、両年類変態期はホルモン作用を検討する上で非常に有用なモデルである。アフリカツメガエル幼生に甲状腺ホルモン処理する際にある種の水酸化PCBを共存させることによって、これらの物質のホルモン撹乱作用を検討することが可能である。平成20年度にマイクロアレイ解析により、これらの化学物質処理によってホルモン作用が撹乱される遺伝子群の抽出を行った。本年度はこれらの遺伝子マーカーとしての有用性の検討のため、定量的PCRによりアレイ解析の結果確認を行った。また、統計的有意に抽出された遺伝子群を用いてクラスター解析による分類、主成分分析による分類を行ったところ、きれいなグループ分れが確認出来た。このことは、今回抽出した遺伝子群は、水酸化PCB処理によって発現変動を示す遺伝子群の顕著なものであることを意味しており、遺伝子マーカーとして応用出来る可能性がある。さらにこれらの遺伝子群に機能的注釈付けを行い、統計的有意に変動している機能を検討したところ、脳の発達や細胞分化などの機能が変動していることが示唆された。これにより、変態期に劇的に幼生型から成体型に変化すると思われる脳構造、機能が水酸化PCBにより撹乱される可能性が示唆きれた。これらの遺伝子群の脳内の発現領域をより詳細に検討することにより、どのような脳機能が撹乱されているのか明らかにすることができると考えられる。本研究における目的は、甲状腺系撹乱化学物質が、遺伝子発現レベルでの甲状腺ホルモン作用に及ぼす影響を、モデル生物であるアフリカツメガエルを用いて検討することである。前年度までに、水酸化PCB処理でホルモン作用が撹乱される遺伝子群のマイクロアレイ解析による抽出、定量的PCRによるマイクロアレイデータの検証、さらにバイオインフォマティクス的アプローチによる抽出した遺伝子群のバイオマーカーとしての妥当性の検証と、機能的注釈付けによる化学物質作用の推定を行い、本年度論文として投稿した。

本年度は、発現変勧した遺伝子群のうち、細胞外マトリックスを分解するプロテアーゼであるマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)が、変態期の脳において発現が上昇する事、さらには水酸化PCBの影響によりホルモン作用が撹乱される事を見いだした。従来、変熊期の腸において同遺伝子が恋態期に発現上昇を示す事が知られていたが、脳における発現は検討されていなかった。また、マイクロアレイ解析の結果、変態期に組織の再構築が起こり、その再構築に関与するであろう遺伝子の発現が水酸化PCBによって阻害されている可能性が示唆されていたが、MMPの発現阻害は最も顕著なものであった。さらに、これらの脳内での働きを明らかにするために、MMPファミリーの複数のサブタイプの部分配列をクローン化した。今後、この部分配列をもとに脳内における発現局在を明らかにし、さらには転写制御メカニズムに及ぼす化学物質の影響をより詳細に検討する予定である。本研究における目的は、甲状腺系撹乱化学物質が、遺伝子発現レベルでの甲状腺ホルモン作用に及ぼす影饗を、モデル生物であるアフリカツメガエルを用いて検討することである。前年度までに、水酸化PCB処理でホルモン作用が撹乱される遺伝子群のマイクロアレイ解析による抽出、定量的PCRによるマイクロアレイデータの検証、さらにバイオインフォマティクス的アプローチによる抽出した遺伝子群のバイオマーカーとしての妥当性の検証と、機能的注釈付けによる化学物質作用の推定を行い、本年度論文として受理された。さらに、発現変動した遺伝子群のうち、細胞外マトリックスを分解するプロテアーゼであるマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)が、変態期の脳において発現が上昇する事、さらには水酸化PCBの影響によりホルモン作用が撹乱される事を見いだした。また、発現変動を示す遺伝子が、転写調節レベルでどのような制御を受けているか詳細に検討するため、クロマチン免疫沈降法による解析の準備を行った。その後、ホルモン処理によって発現変動を示す遺伝子の転写制御が、ヒストンのアセチル化レベルの変化、メチル化レベルの変化、RNAポリメラーゼIIのリン酸化状態の変化によるものであることを明らかにした。このことは、ホルモン処理に酔ってRNAポリメラーゼIIによるmRNA(前駆体)の伸長反応を制御していることを示唆している。この結果は、本年度論文として受理された。今後、水酸化PCBによる遺伝子発現撹乱作用が、転写調節レベルでどのように行われているか検討して行く予定である。
液中プラズマ発生機構とその内部メカニズムに関する研究

液中に2.45GHzのマイクロ波と27.12MHzの高周波をそれぞれ照射してプラズマを発生させ,液中プラズマの温度測定を実施し,その特性を調べた.水中でプラズマを発生させた結果,プラズマの電子温度は,圧力400hPaから大気圧の範囲内では,高周波プラズマでは50004000K,マイクロ波では4000K3000Kであった.水中マイクロ波プラズマでは,水温上昇にエネルギの一部は消費される.液中プラズマは液中の気泡内に気相プラズマが発生する現象であり,気泡の膨張・収縮の運動がプラズマ内部温度に大きな液用を及ぼす.水中プラズマの放電形態は,電極間距離と電圧により変化し,気相プラズマで観察される針電極からのコロナ放電の様式に似ていることが明らかになった.水素スペクトルの半値幅からプラズマの電子密度を見積もった結果,高周波(27.12MHz)では,(6.0±2.0)×10^<14>cm^<-3>,マイクロ波(2.45GHz)では(7.2±2.0)×10^<14>cm^<-3>を得た.また,気体温度として, OH温度を見積もった結果,OHの回転温度が約3000Kであることが明らかになった.液中では,液体の気化によって気泡内部の熱が奪われた結果,電子温度とガス温度が一致しない非平衡状態が大気圧近くでも維持される.数値解析から,気泡内温度は活性化エネルギの与え方によって異なるものの,数千Kに達することが明らかになった.このプラズマを有機溶媒中で利用すれば,燃料ガスの生成や多孔質シリコンカーバイド,カーボンナナチューブなどの合成が可能である.最後に,27.12MHzを用いた超臨界二酸化炭素プラズマについての分光計測を行い,プラズマの発光種を特定し,プラズマ温度を求めた.その結果,超臨界プラズマの回転温度,振動温度を4000K5000Kと導出した.また超臨界プラズマ中で,三酸化タングステンナノワイヤーが生成できることを示した.液中に2.45GHzのマイクロ波と27.12MHzの高周波をそれぞれ照射してプラズマを発生させ,液中プラズマの温度測定を実施し,その特性を調べた.水中でプラズマを発生させた結果,プラズマの電子温度は,圧力400hPaから大気圧の範囲内では,高周波プラズマでは50004000K,マイクロ波では4000K3000Kであった.水中マイクロ波プラズマでは,水温上昇にエネルギの一部は消費される.液中プラズマは液中の気泡内に気相プラズマが発生する現象であり,気泡の膨張・収縮の運動がプラズマ内部温度に大きな液用を及ぼす.水中プラズマの放電形態は,電極間距離と電圧により変化し,気相プラズマで観察される針電極からのコロナ放電の様式に似ていることが明らかになった.水素スペクトルの半値幅からプラズマの電子密度を見積もった結果,高周波(27.12MHz)では,(6.0±2.0)×10^<14>cm^<-3>,マイクロ波(2.45GHz)では(7.2±2.0)×10^<14>cm^<-3>を得た.また,気体温度として, OH温度を見積もった結果,OHの回転温度が約3000Kであることが明らかになった.液中では,液体の気化によって気泡内部の熱が奪われた結果,電子温度とガス温度が一致しない非平衡状態が大気圧近くでも維持される.数値解析から,気泡内温度は活性化エネルギの与え方によって異なるものの,数千Kに達することが明らかになった.このプラズマを有機溶媒中で利用すれば,燃料ガスの生成や多孔質シリコンカーバイド,カーボンナナチューブなどの合成が可能である.最後に,27.12MHzを用いた超臨界二酸化炭素プラズマについての分光計測を行い,プラズマの発光種を特定し,プラズマ温度を求めた.その結果,超臨界プラズマの回転温度,振動温度を4000K5000Kと導出した.また超臨界プラズマ中で,三酸化タングステンナノワイヤーが生成できることを示した.本研究では,液中に2.45GHzのマイクロ波と27.12MHzの高周波をそれぞれ照射してプラズマを発生させ,液中プラズマの温度測定を実施し,その特性を調べた.まず,プラズマ発生を発生させるための電極形状を検討した.電極の突き出し量,電極の形状,寸法,材質などが電界分布にどのように影響を及ぼすのかを調べた.その結果,電極の突出量の僅かな変化によって電極先端部の平均電界強度分布が大きく変化し,電極先端部が溶液部分に突出してくると電極先端の電界強度は小さくなることが明らかになった.また,電極形状は曲率半径の小さい半球状電極がプラズマの発生電極として適していることが,実験的,解析的に明らかになった.次に,水中および有機溶液中に高周波およびマイクロ波プラズマを発生させた.水中プラズマの電子温度は,圧力400hPaから大気圧の範囲内では,高周波プラズマでは50004000K,マイクロ波では4000K3000Kとなる.水中マイクロ波プラズマでは,水温上昇にエネルギの一部は消費される.液中プラズマは液中の気泡内に気相プラズマが発生する現象であり,気泡の膨張・収縮の運動がプラズマ内部温度に大きな液用を及ぼす.このプラズマを有機溶媒中で利用すれば,燃料ガスの生成や多孔質シリコンカーバイド,カーボンナナチューブなどの合成が可能とである.

最後に,プラズマの大面積化を目的として,小孔板を用いてエバネッセント波を利用した液中プラズマ発生実験を実施した.一度気相でプラズマを発生させ,その後液体を反応炉に注入することによって,プラズマの熱により気泡を発生させることで,直径30mmスケールのプラズマを発生できることを確認した.液中プラズマは液体中の気泡中に気相プラズマが発生する現象である。水中プラズマの放電形態は、電極間距離と電圧により変化し、気相プラズマで観察される針電極からのコロナ放電の様式に似ていることが明らかになった。水素スペクトルの半値幅からプラズマの電子密度を見積もった結果、高周波(27.12MHz)では、(6.0±2.0)×10^<14>cm^<-3>、マイクロ波(2.45GHz)では(7.2±2.0)×10^<14>cm^<-3>を得た。また、気体温度として、OH温度を見積もった結果、OHの回転温度が約3000Kであることが明らかになった。液中では、液体の気化によって気泡内部の熱が奪われた結果、電子温度とガス温度が一致しない非平衡状態が大気圧近くでも維持される。液中プラズマの発生メカニズムや基本特性を明らかにするために、マイクロ波液中プラズマの発生時の様子が高速度カメラで撮影された。電極先端部で発生するプラズマは、それと同時に生成される気泡内で成長と減衰を繰り返す。また、気泡も膨張と収縮を繰り返しながら成長し、最後に気泡は電極から浮力の効果によって離脱していく。系圧力が1hPaと100hPaのときのプラズマの発光強度を比較した。その結果、発光強度の分布は、成長時にはほぼ指数関数に従い、減衰時には1hPaでは気泡内で一様のまま、100hPaではガウス分布を保ちながら指数関数的に減少することが明らかになった。気泡の運動を数値解析から求めた結果、気泡内温度は活性化エネルギの与え方によって異なるものの数千Kに達することが明らかになった。最後に、27.12MHzを用いた超臨界二酸化炭素プラズマについての分光計測を行い、プラズマの発光種を特定し、プラズマ温度を求めた。その結果、超臨界プラズマの回転温度、振動温度を4000K5000Kと導出した。また超臨界プラズマ中で、三酸化タングステンナノワイヤーが生成できることを示した。
上ビルマ・半乾燥地域の風土調和型農村社会の形成に関する研究

1.上ビルマのマンダレー管区ミッター郡の二つの村、すなわちチンユワ村落区とチャードウィン村を対象に1999年と2000年の2ヶ年に亘り現地調査を行った。また、この期間に日本国内で4回の研究会をもち、さらに2000年3月にはビルマ側の研究協力者を交えたワークショプを東京で開催し、2000年11月にはヤンゴンにおいて研究成果の一部をミャンマー農学アカデミー主催のセミナーで発表した。研究成果の概要は次の通りである。2.上ビルマのミッター郡においては、不足する降水量を補うための灌概システムが500年以上前に成立し、持続可能な作物栽培方式が成立していた。約10年前にパンラウン川上流に築造されたキンダーダムの効果を検証した結果、チャードウィン村では灌漑面積の著しい拡大に伴って新品種が導入され、作物の作付けパターンの変化を促し、農業生産水準および生活水準の改善が認められた。他方で、チンユワ村落区では不安定な用水供給に災いされて農業生産システムの変化は緩やかなものの、土壌条件・市場条件に対応した合理的な農業が営まれていることを確認した。3.チンユワ村落区において農家の家族関係を詳しく調査した結果、子弟の経済的な条件を考慮した両親による様々な支援システムの成立が認められ、子弟の独立を重視する家族関係が明らかになった。4.チンユワ村落区において1988年以降の市場経済の浸透による農村の社会経済的な変化を調査した結果、土地を持ち現金収入を確保した農家層は農業インプットの増加、土地保有規模の拡大、収穫量と収入の増加を実現している。また、ブローカーを兼業している農家層にも収入の拡大が見られた。しかし、小規模農家および土地無し農民層は、不作や価格変動等による農地の売却、雇用労働の季節変動等による収入の不安定化等で、市場経済のネガティブな影響が見られた。1.5月に東京外国語大学で日本側研究分担者の合同会議をもち、2ヶ年間の調査研究計画について検討した(水谷、田村、斎藤、小林、西山、伊谷)。2.8月に宇都宮大学で日本側研究分担者の合同会議をもち、既往の研究をレビューするとともに平成11年度の調査方針・調査計画・調査方法について検討し、実施計画と役割分担を確認した(水谷、田村、斎藤、小林、後藤、伊谷)。3.10月下旬に渡緬。ヤンゴンにて農業灌漑省を訪問し、ミャンマー側研究分担者との合同会議をもち2ヶ年間の全体研究計画を確認するとともに、平成11年度の調査研究の詳細計画を打ち合わせた(水谷、田村、斎藤、小林、Hla Chaw、Chaw Win)。4.マンダレーに移動し、天水農業に新たに河川灌漑を導入した地区(マンダレー管区ミッター郡K村)、および古くから河川灌漑農業が行われ、夏季の渇水対策のため管井戸灌漑を導入した地区(マンダレー管区ミッター郡C村)の現地調査を行った(水谷、田村、斎藤、小林)。現地調査後、ヤンゴン市で調査結果のとりまとめに関する合同会議をもち、11月下旬に帰国した。5.3月にビルマ側研究分担者(Hla Chaw、Chaw Win)を日本に招へいし、日本側研究分担者を含めて平成11年度の研究をとりまとめを行い、「上ビルマ農村社会」に関するワークショップを3月7日に東京で開催した(水谷、田村、斎藤、小林、西山、Hla Chaw、Chaw Win)。1.8月に国立民族学博物館(大阪)で日本側研究者の合同会議をもち、平成12年度の調査研究プランについて検討した(水谷、田村、斎藤、小林、伊谷、西山)。2.<第一次調査>

10月中旬に渡緬。ヤンゴンにて農業灌漑省を訪問し、ミャンマー側研究分担者との合同会議をもち、平成12年度の調査研究の詳細計画を打ち合わせた(水谷、小林、Tin Htut 0o、Ne win)。3.マンダレーに移動し、天水農業に新たに河川灌漑を導入した地区(マンダレー管区ミッター郡K村)、および古くから河川灌漑農業が行われ、夏季の渇水対策のため管井戸灌漑を導入した地区(マンダレー管区ミッター郡C村)の現地調査を行い、11月初旬に帰国した(水谷、小林)。4.<第二次調査>11月初旬に渡緬。3で述べた2地区の現地調査を11月下旬まで行った(水谷、田村、斎藤、小林、西山、伊谷)。5.11月30日、ヤンゴンにてMyanmar Academy of Agriculture Science主催の研究会で3課題(農業生産物・副産物の物質循環、農村家族制度の日緬比較、GISを使った土地利用評価)の研究発表を行い、ミャンマー国の研究者と意見交換を行った。その後、帰国。6.1月に東京外国語大学(東京)で日本側研究分担者の合同会議をもち、科研のとりまとめについて打ち合わせを行った(水谷、田村、斎藤、小林、西山、伊谷)。7.3月に科研報告書を刊行した。
高機能性ペプチドを用いた血中酸化LDL濃度定量法の開発と体外診断への応用

酸化低密度リポ蛋白質(酸化LDL)は、血中に増加し、動脈硬化の発症・進展を支配することが知られている。酸化LDLは不安定プラークに高濃度に蓄積され、その血中濃度も上昇することから、血中の酸化LDL濃度を診断指標とすることは動脈硬化の予防・診断において極めて有用なツールになると考えられる。本研究は、最近私達が見出した酸化LDL特異結合性ビオチニル化ペプチドを用いて血中酸化LDL濃度定量法を開発し、動脈硬化の体外診断へ応用することを目的としている。私達は昨年度(2017年度)まで、酸化LDL特異結合性蛍光標識ペプチド、酸化LDL抗体およびポリエチレングリコールを用いた新たな血中酸化LDL濃度定量法を開発しており、今年度(2018年度)は本定量法のさらなる確認(酸化LDLとの特異結合能や検出感度・限界など)を行った。また今年度は、実際に動脈硬化性疾患の患者より採取した血液を用いて、動脈硬化の体外診断としての本技術の有用性を調べる予定にしていた。しかし、この研究を実施するためには、実際に患者や健常者の血液を用いるため医療機関や医師の協力を得て実施する必要がある。そこで私達は、各医療機関に本研究実施に関して協力をお願いし、2018年度後半にある医療機関より協力を頂くことになった。今後は、2019年度にかけて(本研究実施期間を1年間延長して)、この医療機関とともに、動脈硬化の体外診断としての本技術の有用性を調べて、実用化を目指すこととしている。実際に動脈硬化性疾患の患者より採取した血液を用いて、動脈硬化の体外診断としての本技術の有用性を調べる予定にしていたが、この研究を実施するためには医療機関(病院等)に協力をお願いする必要があり、2018年度後半に医療機関へお願いするに至った(その機関とともに、本研究を2019年度にかけて実施する)。今後は、医療機関とともに、実際に動脈硬化性疾患の患者より採取した血液を用いて、動脈硬化の体外診断としての本技術の有用性を調べることとしている。今年度は、私達が見出した酸化LDL特異結合性ビオチニル化ペプチドを用いて血中酸化LDL濃度定量法の確立を行った。酸化LDLは、ヒト血液より単離・精製したLDLを銅酸化したものを用いた。まず、ビオチニル化ペプチドのうちBP4、BP21をアビジンプレートに固定化した後、酸化LDL、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)標識酸化LDL抗体を順次添加して酸化LDLの検出を試みたが、その検出感度は低いことがわかった。そこで、酸化LDLに対して、ビオチニル化ペプチドよりも高い結合性を有する蛍光標識ペプチドを用いて、その酸化LDLとの混合液をポリアクリルアミドゲル電気泳動にかけて蛍光画像解析を行ったところ、その複合体をより高感度に検出することができた。さらに、この蛍光標識ペプチドは、酸化LDL抗体により形成された酸化LDL免疫複合体に対しても特異的かつさらに高感度に結合することがわかった。この免疫複合体は3.5%ポリエチレングリコール(PEG)6000を含む溶液(pH 7.9)で容易に沈殿できることから、本ペプチドによる血中酸化LDL濃度定量はこの免疫複合体、およびPEG化沈殿法を用いて測定できると考えられた。今年度においては、人工的に銅酸化したLDLを用いた検討を進めてきたが、定量法の確立について一定の成果は得られたと考えている。次年度においては当初の計画通りにその定量法について十分な検証と評価を行っていきたい。今年度は、昨年度に引続き、私達の見出した機能性ペプチドを用いた血中酸化LDL濃度定量法の確立を行った。具体的には、蛍光標識ペプチドの酸化LDLに対する結合性の評価を行った。特に、ミツバチが産生するローヤルゼリーに含まれるタンパク質の一つ、ロイヤリシン(51アミノ酸残基より成る)は、その41-51番目のアミノ酸残基部分に酸化LDLとの特異的結合に重要な配列を2個有することから、その部分ペプチド(41-51番目のアミノ酸残基)の蛍光標識体(FITC-AC)royalisin P11の酸化LDLに対する結合性を調べた。その結果、(FITC-AC)royalisinP11は酸化LDLに対して特異的かつ用量依存的に結合すること、またこの特異的結合はペプチド中に存在する酸化LDLとの特異的結合に重要な2配列を介して、酸化LDLの主要構成リン脂質であるリゾリン脂質、酸化リン脂質を介して、それぞれ行われることが明らかとなった。また私達は、本蛍光標識ペプチド、酸化LDL抗体、ポリエチレングリコールを用いた新たな血中酸化LDL濃度定量法を確立した。この感度はペプチド単独に比べて20倍以上高いものであった。今年度では、この定量法の有用性について、実際に動脈硬化やそれを起因とした疾患(動脈硬化疾患)の患者の血液を用いて調べる予定であったが、先の基礎的研究(診断法の確立)に時間を要したこと、またその血液提供先(医療機関等)を探しているところであり、臨床応用に向けた本診断法の有用性評価については次年度実施する。蛍光標識ペプチド、酸化LDL抗体、ポリエチレングリコールを用いた血中酸化LDL濃度定量法を確立した。しかし、その基礎的研究に時間を要したこと、また動脈硬化やそれを起因とした疾患(動脈硬化性疾患)の患者からの血液提供先(医療機関等)を探しているため、やや遅れている状況である。

酸化LDLは不安定プラークに高濃度に蓄積され、その血中濃度も上昇することから、血中の酸化LDL濃度を診断指標とすることは動脈硬化の予防・診断において極めて有用なツールになると考えられる。本研究は、最近私達が見出した酸化LDL特異結合性ビオチニル化ペプチドを用いて血中酸化LDL濃度定量法を開発し、動脈硬化の体外診断へ応用することを目的としている。私達は昨年度(2017年度)まで、酸化LDL特異結合性蛍光標識ペプチド、酸化LDL抗体およびポリエチレングリコールを用いた新たな血中酸化LDL濃度定量法を開発しており、今年度(2018年度)は本定量法のさらなる確認(酸化LDLとの特異結合能や検出感度・限界など)を行った。また今年度は、実際に動脈硬化性疾患の患者より採取した血液を用いて、動脈硬化の体外診断としての本技術の有用性を調べる予定にしていた。しかし、この研究を実施するためには、実際に患者や健常者の血液を用いるため医療機関や医師の協力を得て実施する必要がある。そこで私達は、各医療機関に本研究実施に関して協力をお願いし、2018年度後半にある医療機関より協力を頂くことになった。今後は、2019年度にかけて(本研究実施期間を1年間延長して)、この医療機関とともに、動脈硬化の体外診断としての本技術の有用性を調べて、実用化を目指すこととしている。実際に動脈硬化性疾患の患者より採取した血液を用いて、動脈硬化の体外診断としての本技術の有用性を調べる予定にしていたが、この研究を実施するためには医療機関(病院等)に協力をお願いする必要があり、2018年度後半に医療機関へお願いするに至った(その機関とともに、本研究を2019年度にかけて実施する)。今後は、引続き、本ペプチドを用いた血中酸化LDL濃度測定法について十分検証し評価を行った後、実際に動脈硬化や、虚血性心疾患など動脈硬化性疾患の患者の血中酸化LDL濃度を測定し、本技術の体外診断としての有用性を評価していく。次年度は、実際に動脈硬化やそれを起因とした疾患(動脈硬化性疾患)患者からの血液を用いて、実際に臨床使用に向けた本診断法の有用性を評価していく予定である。今後は、医療機関とともに、実際に動脈硬化性疾患の患者より採取した血液を用いて、動脈硬化の体外診断としての本技術の有用性を調べることとしている。今年度において、ペプチド合成費用が当初予定よりも安価で済んだが、次年度においてペプチド合成費用の分が多く計上されるため。今年度は動脈硬化やそれを起因とした疾患(動脈硬化性疾患)患者の血液提供を受けた本診断法の有用性評価を行っていないため、この研究の次年度での実施に残額分をまわす。次年度においては、今年度分の残り分をペプチド合成費用に多く充てたい。
口腔領域混合感染症の発生機序および病原性に関する研究

私は歯性感染症が発症、進展する上で、起炎菌どうしの相互作用が大きな役割を果たしているものと考え、研究を行った。基礎的研究を行うにあたり、まず臨床検体からの菌の分離状況に注目した。その結果、Streptococcus、Peptostreptococusといったグラム陽性球菌とPrevotella、Fusobacteriumといった嫌気性グラム陰性桿菌との組み合わせが、重症症励に多いことを見いだした。そこで特に分離頻度の多い通性嫌気性グラム陽性球菌であるStreptococcus constellatus、偏性嫌気性グラム陰性桿菌であるFusobacterium nucleatum、Prevotella intermediaに注目し、マウス膿瘍モデルを用いてこれらの菌の病原性の相乗効果について検討した。その結果、あらゆる組み合わせで、菌の病原性の相乗作用が認められた。次にこうした菌の相乗作用の機構の解明を目的に研究を行った。この研究には、S.constellatus、F.nucleatumを用いて、2菌間の病原性の相乗作用の機構についてin vivoにて実験を行った。その結果、F.nucleatumの耐熱性の菌体外産生物質がhostの免疫系に作用し、S.constellatusの病原性を増強していることが判明した。一方、S.constellatusは生菌で存在すればF.nucleatumの病原性を向上させるが、その菌体外産生物質はなんらこの相互作用に寄与しないことが判明した。私はこのS.constellatusの働きについて、酸化還元電位に注目した。すなわち、S.constellatusが局所の酸化還元電位を低下させることにより、他の嫌気性菌の発育を向上させるという仮説をたてた。そこで、S.constellatusとF.nucleatum、P.intermediaについてin vitroにて、菌数と酸化還元電位の変動について検討を行った。するとこれらの菌を単独で液体培地にて培養しても、培地の酸化還元電位は低下しないが、S.constellatusと他の嫌気性菌を混合して培養すると、培地の酸化還元電位は低下し、嫌気性菌は単独培養時よりも増加することが判明した。このことから、S.constellatusが生体においても嫌気性菌との共存下において、局所の酸化還元電位を下げ、嫌気性菌の増殖を促進し、このことが病原性の相乗作用の一因となっていることが示唆された。こうした一連の研究から、菌性感染症の発症、憎悪の機構の一部が解明されたと考える。集中的に口腔感染症患者から採取した材料からの菌分離を行なった。現在まで当大学付属病院歯科口腔外科外来、および入院患者83名の口腔内閉塞腫瘍から菌分離・同定を行った。対象患者は、根尖性歯周炎、辺縁性歯周炎、歯冠周囲炎等である。また、使用培地は、変法GAM寒天培地、ブルセラHK血液寒天培地を好気、嫌気培養に、嫌気性グラム陰性桿菌に対しては、選択培地としてPV加ブルセラHK血液寒天培地を用いた。この結果、好気性菌115株、嫌気性菌214株、計329株が分離された。今後さらに対象症例からの菌分離を行い、口腔領域感染症における起炎菌を検索していく予定である。

平成7年度は口腔領域感染症に関与している主要菌種を調べることが目的であった。本研究に対して同意、協力が得られた約100名以上の口腔感染症患者から得られた材料からの菌検出を目標としていることから、ほぼ順調に研究が進行している。平成7年度に実施した口腔感染症患者から採取した材料からの菌分離を継続して行い、目標とした症例数に到達し、分析を行うことができた。すなわち、当大学付属病院歯科口腔外科外来、および入院患者135名の口腔内閉塞膿瘍から菌分離・同定を行った。その結果、好気性菌167株、嫌気性菌364株、計531株が分離された。また、検出率の高かった好、嫌気性菌のうち数種、数菌株を用いてin vitroでPHメーターを用いて酸化還元電位の測定を行うとともに、平板稀釈法にて菌数測定を行い、相互作用の検討を行った。その結果、嫌気性菌単独培養では酸化還元電位の低下はなく、増菌も全く認められなかった。一方、好気性菌単独培養では、増菌はあったものの酸化還元電位が0mV以下になることはなかった。しかし、好気性菌と嫌気性菌を混合して培養すると酸化還元電位は-100mV前後の著明な低下を示し、嫌気性菌も良好な増菌を示した。以上より、口腔領域混合感染症の発生、進展には酸化還元電位が密接な関連性を持つことが示唆された。私は歯性感染症が発症、進展する上で、起炎菌どうしの相互作用が大きな役割を果たしているものと考え、研究を行った。基礎的研究を行うにあたり、まず臨床検体からの菌の分離状況に注目した。その結果、Streptococcus、Peptostreptococusといったグラム陽性球菌とPrevotella、Fusobacteriumといった嫌気性グラム陰性桿菌との組み合わせが、重症症例に多いことを見いだした。そこで特に分離頻度の多い通性嫌気性グラム陽性球菌であるStreptococcusconstel1atus、偏性嫌気性グラム陰性桿菌であるFusobacterium nucleatum、Prevotella inter mediaに注目し、マウス膿瘍モデルを用いてこれらの菌の病原性の相乗効果について検討した。その結果、あらゆる組み合わせで、菌の病原性の相乗作用が認められた。次にこうした菌の相乗作用の機構の解明を目的に研究を行った。この研究には、S.constellatus、F.nucleatumを用いて、2菌間の病原性の相乗作用の機構についてin vivoにて実験を行った。その結果、F.nucleatumの耐熱性の菌体外産生物質がhostの免疫糸に作用し、S.constellatusの病原性を増強していることが判明した。一方、S.constellatusは生菌で存在すればF.nucleatumの病原性を向上させるが、その菌体外産生物質はなんらこの相互作用に寄与しないことが判明した。