hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
快刺激映像を用いたアクティビティケアによる認知症高齢者の自律神経活動活性化の試み

平成30年度は,大きく二つの研究活動に取り組んだ.一つ目は,本研究の中心的なデバイスである日立システムズ製疲労・ストレス測定システムを用いた調査であり,「山口ゆめ花博」に山口大学医学部・山口大学医学部附属病院と山口県造園建設協会とで共同出展した「健康の庭」を散策することの心身への影響を検討した.調査では,「健康の庭」を訪れた65歳以上の人のうち,現地でのリクルートに応じ,不整脈のなかった158人(71.2±4.9歳)を対象とし,問診,散策前後の脈拍,血圧,自律神経活動測定,散策後の気分などの主観的評価の聞き取りを行った.散策前後で,脈拍は76.1±12.9/分から73.9±11.8/分,収縮期血圧は142.5±24.4mmHgから139.4±24.1mmHg,拡張期血圧は83.7±12.0mmHgから81.5±11.9mmHgとなり,低下を認めた(p<0.01).また自律神経活動測定では,散策前にLF/HFが高値であった59人は散策後に下がり,低値であった57人は上がって(p<0.01),基準値に近づいていた.散策後の気分は,74人が「とても」,84人が「まあまあ」気持ちがよかったと回答した.これらの結果から,「健康の庭」の散策は,心身に好影響を及ぼしたと考えられた.この結果は,第124回山口大学医学会学術集会で発表し,現在,投稿準備中である.なお,この調査では,ホルター心電計とGPSを併用した観察地点と自律神経活動との関係の検討も行っており,現在,データの分析中である.二つ目は,グループホームでの調査準備であり,研究計画を倫理審査委員会に申請し,平成30年度末に承認を得た.この調査は,認知症高齢者と介護者の両方が快刺激映像によってリラクセーション効果を得ることを目指しており,研究協力者である認知症看護認定看護師とともに実施計画の詳細検討を行っているところである.介入研究であるために倫理審査に時間を要し,グループホームでの調査を当初予定していた年度末に実施できず,この調査を令和元年7月9月に実施することにしたため.グループホームでの調査結果は,終了後すみやかに分析し,年度内に論文を投稿する.同時に当初からの予定であった認知症カフェでの調査の準備にとりかかり,準実験的なアプローチが可能な環境が整い次第,実施する.平成29年度は、全般的な調査準備を行うとともに、当初の計画にはなかった調査の準備にとりかかった。全般的な調査準備として、第一に、本研究の中心となる自律神経活動測定機器(日立システムズ製疲労・ストレス測定システム)一式を購入し、プレテストを行った。この機器は簡単に持ち運びができ、センサーに両手の第2指を2分30秒置くだけで自律神経活動量および自律神経バランスLF/HFを測定できるため、本研究に適している。しかしながら、被験者となるグループホーム入居者は認知症を有しているため、2分30秒を長く感じる可能性もある。よって、ホルター心電計の装着による同時測定を行うのがよいかを検討した。第二に、対象施設となるグループホームの選定を始めており、研究者がこれまでの調査において協力を得た施設を候補として考えているが、被験者に適した対象者の確保については現在も情報を収集しているところである。当初の計画にはなかった調査とは、平成30年9月から11月にかけて開催される「山口ゆめ花博」への参画および効果評価である。山口大学医学部・山口大学医学部附属病院が、この博覧会に「健康の庭」を山口県造園建設業協会とともに共同出展することになり、本研究の代表者(堤)と分担者(野垣)がプロジェクトチームのメンバーとなった。企画会議において「健康の庭」づくりに本研究の考え方や先行する科研研究の成果が反映されることになり、調査の実施についての許可を得ることもできたため、今回の研究の一環と位置づけ、参加者の自律神経活動測定を実施することにした。当初から計画している映像視聴によるデータとゆめ花博参加者のデータの両方から、快刺激映像を用いた介入の有用性について何らかの示唆が得られるものと考え、平成29年度はこの調査について詳細検討を行った。研究機器の試用に時間がかかったこと、当初の計画にはなかった新たな調査への取り組みが開始されたことの二つが大きな要因である。また、研究代表者の入院により、しばらく研究活動が滞ったことも要因の一つであった。平成30年度は,大きく二つの研究活動に取り組んだ.一つ目は,本研究の中心的なデバイスである日立システムズ製疲労・ストレス測定システムを用いた調査であり,「山口ゆめ花博」に山口大学医学部・山口大学医学部附属病院と山口県造園建設協会とで共同出展した「健康の庭」を散策することの心身への影響を検討した.調査では,「健康の庭」を訪れた65歳以上の人のうち,現地でのリクルートに応じ,不整脈のなかった158人(71.2±4.9歳)を対象とし,問診,散策前後の脈拍,血圧,自律神経活動測定,散策後の気分などの主観的評価の聞き取りを行った.

散策前後で,脈拍は76.1±12.9/分から73.9±11.8/分,収縮期血圧は142.5±24.4mmHgから139.4±24.1mmHg,拡張期血圧は83.7±12.0mmHgから81.5±11.9mmHgとなり,低下を認めた(p<0.01).また自律神経活動測定では,散策前にLF/HFが高値であった59人は散策後に下がり,低値であった57人は上がって(p<0.01),基準値に近づいていた.散策後の気分は,74人が「とても」,84人が「まあまあ」気持ちがよかったと回答した.これらの結果から,「健康の庭」の散策は,心身に好影響を及ぼしたと考えられた.この結果は,第124回山口大学医学会学術集会で発表し,現在,投稿準備中である.なお,この調査では,ホルター心電計とGPSを併用した観察地点と自律神経活動との関係の検討も行っており,現在,データの分析中である.二つ目は,グループホームでの調査準備であり,研究計画を倫理審査委員会に申請し,平成30年度末に承認を得た.この調査は,認知症高齢者と介護者の両方が快刺激映像によってリラクセーション効果を得ることを目指しており,研究協力者である認知症看護認定看護師とともに実施計画の詳細検討を行っているところである.介入研究であるために倫理審査に時間を要し,グループホームでの調査を当初予定していた年度末に実施できず,この調査を令和元年7月9月に実施することにしたため.グループホームでの調査を行うことと併行して、それに続く認知症カフェでの調査に向けての環境を整える。具体的には倫理審査のための計画書作成への着手および調査先の選定を行い、スムーズに認知症カフェでの調査に移行できるようにつとめる。グループホームでの調査結果は,終了後すみやかに分析し,年度内に論文を投稿する.同時に当初からの予定であった認知症カフェでの調査の準備にとりかかり,準実験的なアプローチが可能な環境が整い次第,実施する.
マウス自発運動量を指標にした食物のアレルギー誘発性の判定と加工食品評価への応用

本研究は、マウス自発運動量を指標とした食物のアレルギー誘発性の判定と加工食品評価への応用として、感作マウスに卵白アレルゲン投与後、直腸温及び自発運動量を測定した。その結果、両測定項目間に高い相関関係が観察され、自発運動量の測定がアレルゲン再暴露によって誘発されるアナフィラキシー症状を客観的に反映し、且つ数値的な判定基準となる可能性が示唆された。しかしながら、興味深いことに、アレルギー原因物質とされるヒスタミンやロイコトリエン投与によっては直腸温の一過性の低下しか観察されず、自発運動量の低下は誘導されなかった。したがって、アレルゲン感作マウスの抗原特異的アナフィラキシー症状は、その原因物質とされるヒスタミンやロイコトリエンの作用のみではない可能性が示された。そこで、アナフィラキシー発症のメカニズムについて、IgE-マスト細胞-ヒスタミン系とともに、IgG-マクロファージ-PAF系の関与についてマスト細胞欠損(WBB6F1-W/W^v)マウスを用いて検討を行った。その結果、マスト細胞の有無にかかわらずアナフィラキシー症状は発症すること、さらにPAF受容体アンタゴニスト投与によってアナフィラキシー症状に対する抑制効果が観察されることが明らかとなった。さらに、非感作マウスに、感作マウス血清から精製されたIgG投与によって、受身的アナフィラキシーが発症することも明らかとなった。以上のことから新しい食物アレルギー症状の実験動物評価指標としての自発運動量の有効性が示され、今後、様々な加工食品のアレルギー判定基準のための研究に広く活用されるものと思われる。さらに、IgG-マクロファージ-PAF系を介した「新アナフィラキシー発症仮説」の検討が急務であることが示された。食物抗原に感作されたか否かは特異IgE抗体価から判定されるが,現実問題としては,食物アレルゲンによるアナフィラキシー症状誘発能の有無が重要課題である。従って動物を用いて生体全体で評価することが必要とされる。そこで感作マウスにアレルゲン投与後,症状のスコア評価,直腸温及びマウスの自発運動量を測定して,各項目間での相関関係を求め,自発運動量の測定が食物摂取によって誘発されるアナフィラキシー症状を客観的に反映しする判定基準となることを明らかにするために,当年度は以下の実験結果を得た。卵白リゾチーム(Ly)をアレルゲンとしてB10.Aマウスを腹腔免疫した。感作マウスに0,1,5,10および20μgのLyを静脈投与し、その後のアナフィラキー症状を直腸温、症状のスコア評価と共に、夜間15時間の自発運動量を測定した。これらの3つの指針の相関関係を求めたところ,3指標間に有意な相関が認められた。また,体温は2時間以内に平常温に回復したが,自発運動量の回復には78時間を要した。この要因の解析のために,肥満細胞から放出されるヒスタミンの影響を調べるために,非感作マウスにヒスタミンを0,1,5あるいは8μmol/mouse静脈投与し、直腸温および自発運動量を測定した。ヒスタミンによって体温低下は認められたが,自発運動量の低下は全く認められなかった。更に、肥満細胞から放出される遅延型メディエーターのロイコトリエンD4を0.05あるいは0.01μmol/mouse静脈投与して、同様に直腸温および自発運動量を測定した。その結果,ヒスタミン同様に体温は低下したが,自発運動量は低下しなかった。自発運動量低下には更に他の要因が影響する可能性が示唆された。

自発運動量の測定はマウスの長時間の体調判定が可能であり,アナフィラキシー症状を顕著に反映し,かつ客観的な数値判断が可能な有益方法であった。本研究は、マウス自発運動量を指標とした食物のアレルギー誘発性の判定と加工食品評価への応用として、感作マウスに卵白アレルゲン投与後、直腸温及び自発運動量を測定した。その結果、両測定項目間に高い相関関係が観察され、自発運動量の測定がアレルゲン再暴露によって誘発されるアナフィラキシー症状を客観的に反映し、且つ数値的な判定基準となる可能性が示唆された。しかしながら、興味深いことに、アレルギー原因物質とされるヒスタミンやロイコトリエン投与によっては直腸温の一過性の低下しか観察されず、自発運動量の低下は誘導されなかった。したがって、アレルゲン感作マウスの抗原特異的アナフィラキシー症状は、その原因物質とされるヒスタミンやロイコトリエンの作用のみではない可能性が示された(論文投稿中)。そこで、アナフィラキシー発症のメカニズムについて、IgE・マスト細胞・ヒスタミン系とともに、IgG・マクロファージ・PAF系の関与についてマスト細胞欠損(WBB6F1-W/W^V)マウスを用いて検討を行った。その結果、マスト細胞の有無にかかわらずアナフィラキシー症状は発症すること、さらにPAF受容体アンタゴニスト投与によってアナフィラキシー症状に対する抑制効果が観察されることが明らかとなった。さらに、非感作マウスに、感作マウス血清から精製されたIgG投与によって、受身的アナフィラキシーが発症することも明らかとなった(論文投稿準備中)。以上のことから新しい食物アレルギー症状の実験動物評価指標としての自発運動量の有効性が示され、今後、様々な加工食品のアレルギー判定基準のための研究に広く活用されるものと思われる。さらに、IgG・マクロファージ・PAF系を介した「新アナフィラキシー発症仮説」の検討が急務であることが示された。
沿岸域における海表面塩分マッピングのための海色衛星データ同化手法の開発

外洋の海表面塩分(SSS)を測定するセンサーを沿岸域で使用するには水平分解能が粗く(例えばSAC-D/AQUARIUSの水平分解能は約50km)、センサーの観測エラーも大きい。本研究ではSSSと有色溶存有機物(CDOM)が高い相関関係にあることに着目し、世界初の静止海色衛星「千里眼」(COMS/GOCI)から得られる時空間的に高解像度のCDOMプロダクトを利用し、水平解像度500mのSSSマップを作成した。SSSマップ作成領域を、当初計画していた大阪湾から瀬戸内海全域に拡張、諸研究機関が収集している瀬戸内海全域における現場CDOMデータおよび現場表層塩分データをデータベース化し、毎時SSSマップの開発を継続した。その結果、備讃瀬戸や燧灘において過小評価されていた衛星SSSの推定精度を大幅に向上させることができた。しかし、COMS/GOCIは夜間や雲被覆が高い場合には欠測となり、必ずしも毎時データが連続的に得られるわけではない。そこで、グリーン関数法を用いたSSSデータ同化手法によるSSSマップの補完が必要となる。前年度より開発を開始した大阪湾におけるSSSデータ同化手法を、瀬戸内海全域を対象とした陸海統合モデルに適用するための検討を開始した。瀬戸内海全域を対象としたシミュレーションを実施するため、国立環境研究所にて開発された陸海統合モデルを使用した。適切な同化インターバルを評価するため、2015年を実験期間とした計算結果を利用した。海表面塩分場の再現性精度を評価しただけでなく、潮海流、水温・塩分鉛直プロファイル等の再現性にも着目した詳細な調査を実施し、河川出水による低塩分な河川プリュームの再現がある程度できていることを確認した。外洋の海表面塩分を測定するセンサーにはSAC-D衛星(Aquarius)などがあるが、その水平分解能が約50 kmであり、沿岸域で使用するには低く観測エラーも大きい。沿岸域においては、低塩分水で識別可能な河川希釈水(河川プリューム)が、陸域起源のCDOMを含む栄養塩を沿岸海域へ輸送し水産資源や海洋環境にとって非常に重要であるため、漁業者からも関心が非常に高い。沿岸域において衛星データ等から塩分場を推定する手法やデータ同化方法が未だ確立されていないのが現状である。沿岸域においては有色溶存有機物(CDOM)濃度と海表面塩分(SSS)には高い相関関係があることがわかっている。そこで、高い時空間分解能を持つ静止海色衛星COMS/GOCIプロダクトのCDOM濃度データからSSS動的マップを作成する。得られたSSSマップデータを海洋モデルにデータ同化することで、雲や夜間による衛星データの欠測を補完する手法を開発することを最終目標に本共同研究を推進した。これまで、大阪湾を実験海域として、CDOMとSSSの関係性を現場観測によって確かめ、CDOMからSSSを推定する経験式を得ることができ、SSSマップのプロトタイプ版を作成できた。昨年度(平成28年度)は、大阪湾から外洋側へと実験対象海域を拡張して、塩分水平勾配の小さい播磨灘・紀伊水道をはじめとした瀬戸内海周辺海域も解析可能となった。大阪湾、播磨灘、紀伊水道においてSSSマップを検証用データとしたデータ同化用モデルを開発した。沿岸海域において衛星SSSマップを作成した結果、河川プリュームだけでなく黒潮暖水波及などの概要水の流動パターン(水塊・流動構造)も解析可能であることがわかった。瀬戸内海全域において溶存有機物(CDOM)データの研究諸機関からの協力の元に収集を開始し、静止衛星によるSSS推定法を瀬戸内海全域へと適用可能性を拡張した。本研究で開発された静止海色衛星を利用した海表面塩分推定手法が、大阪湾のみならず瀬戸内海全域に対しても、適用可能となる目途がついた。瀬戸内海東部海域(大阪湾・紀伊水道・播磨灘)における海表面塩分データセットが整備できており、中部海域(備後灘や燧灘など)や西部海域(伊予灘や広島湾など)のデータセットの作成に着手した。平成28年度は、瀬戸内海沿岸域に位置する研究関係諸機関(愛媛大学や宮崎県、和歌山県の水産関係研究機関)からの協力が得られる研究ネットワークを構築することができた。今後は推定手法の適用領域を拡張する予定である。外洋の海表面塩分(SSS)を測定するセンサーを沿岸域で使用するには水平分解能が粗く(例えばAQUARIUSの水平分解能は約50km)、センサーの観測エラーも大きい。そこで本研究ではSSSと有色溶存有機物(CDOM)が高い相関関係にあることに着目し、世界初の静止海色衛星「千里眼」(COMS/GOCI)から得られる時空間的に高解像度の高いCDOMプロダクトを利用し、水平解像度500mのSSSマップを作成している。昨年度よりSSSマップ作成領域を大阪湾から瀬戸内海全域に拡張し、毎時の海表面塩分(SSS)マップの開発を継続し、当該年度では、諸研究機関からご提供いただいた現場塩分・CDOMデータを使用してSSS推定精度を向上させ、現場塩分データを用いて精度を評価した。そこでデータ同化手法によるSSSマップの補完が必要となる。

当該年度は、昨年度まで開発・改修された非構造格子海洋モデルFVCOM(Finite-Volume, primitive equation Community Ocean Model)と陸面水文モデルHaRUM(Hydrometeorological and multi-Runoff Utility Model)を結合した陸海統合モデルを使用して6カ月間の長期計算実験を実施し、統合モデルによるシミュレーション結果の再現性を検証した。まず、海表面塩分場だけでなく、潮海流、水温・塩分鉛直プロファイル等の再現性にも着目した詳細な調査を実施し、これらの物理プロパティの再現がある程度できていることを確認した。グリーン関数法を用いたSSSデータ同化モデルの開発を継続し、適切な同化インターバルを評価するための同化実験を開始した。(H29-1)大阪湾を含む瀬戸内海全域における高解像度SSS推定マップの作成COMS/GOCIから得られる高い時空間解像度(水平解像度500m、1日8回)の毎時のCOMS/GOCI標準プロダクトから、約7年分(20112017年)のSSSマップの作成が完了した。SSSマップの推定精度を向上させるため、瀬戸内海全域における現場CDOMデータおよび現場表層塩分時系列データを、諸研究機関からご提供いただきデータベース化した。その結果、備讃瀬戸や燧灘において過小評価されていたSSSの推定精度が大幅に向上した。これは、本研究により確立されたCDOMからSSSを推定する手法は汎用性が高い可能性を示唆するものである。(H29-2)海洋シミュレーション再現性の検証およびSSSデータ同化実験昨年度までに開発した、陸面水文モデルHaRUMと海洋モデルFVCOMを結合した陸海統合モデルによるシミュレーション結果の再現性を検証するため、まず、潮海流、水温や塩分の再現性がどの程度なのかを確認した。その結果、既往研究で記述されている沖ノ瀬還流や西宮還流などの流動場、水温・塩分躍層、海表面水温・塩分といった物理プロパティの再現が、ある程度できていることが確認された。特に台風時などの洪水出水後の河川プリュームの形状や面積の再現が確認できており、データ同化に資するためのモデルパラメータがある程度正しいことがわかった。これらのデータ・パラメータセットを用いて、シミュレーションの再現予測誤差を定量的に計算し、SSSデータ同化モデルを用いて同化実験を開始した。外洋の海表面塩分(SSS)を測定するセンサーを沿岸域で使用するには水平分解能が粗く(例えばSAC-D/AQUARIUSの水平分解能は約50km)、センサーの観測エラーも大きい。本研究ではSSSと有色溶存有機物(CDOM)が高い相関関係にあることに着目し、世界初の静止海色衛星「千里眼」(COMS/GOCI)から得られる時空間的に高解像度のCDOMプロダクトを利用し、水平解像度500mのSSSマップを作成した。SSSマップ作成領域を、当初計画していた大阪湾から瀬戸内海全域に拡張、諸研究機関が収集している瀬戸内海全域における現場CDOMデータおよび現場表層塩分データをデータベース化し、毎時SSSマップの開発を継続した。その結果、備讃瀬戸や燧灘において過小評価されていた衛星SSSの推定精度を大幅に向上させることができた。しかし、COMS/GOCIは夜間や雲被覆が高い場合には欠測となり、必ずしも毎時データが連続的に得られるわけではない。そこで、グリーン関数法を用いたSSSデータ同化手法によるSSSマップの補完が必要となる。
光化学系IIサブユニットの遺伝子置換による耐熱性水分解系の最小化

光合成における水分解系の最小単位は、光化学系II(PSII)の反応中心を形成するD1/D2ヘテロダイマーである。この研究では好熱性シアノバクテリアThermosynechococcus vulcanusのD1/D2タンパク質の遺伝子を中温性シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942中で発現させ、熱安定なD1/D2ヘテロダイマーを精製することを目的とした。S. elongatus PCC 7942株の染色体上のD1およびD2タンパク質の遺伝子ORFをT.vulcanus由来の各ORFで置換するために、薬剤耐性遺伝子の数に制約されないrpsl2媒介遺伝子置換法を開発した。PSII複合体の精製を容易に行うため、psbB遺伝子にコードされる内部アンテナタンパク質CP47のC末端にヒスチジンタグ(histag)を付加したpsbB変異株を作成した。この株の解析の結果、psbB遺伝子に関してヘテロ型となっていたので、psbB遺伝子のオペロン下流に存在するpsbT遺伝子の5'上流に転写プロモーターを追加した変異株も作成した。また、相同組換え頻度を向上させるため、psbB-psbT遺伝子領域の長いDNAをクローン化したプラスミドを作成した。変異株の培養菌体の可溶化チラコイド膜より、Ni-アフィニティークロマトグラフィーによって、histagの付加されたPSII複合体の精製を行った結果、D1/D2ヘテロダイマーを含む複合体が得られた。光化学系IIは光合成の明反応において水からの電子をプラストキノンに伝達する反応を触媒している。光化学系II複合体の反応中心サブユニットであるD1/D2ヘテロダイマーは光化学反応と水分解を触媒する全ての補因子を結合しているので、理論的にはD1/D2ヘテロダイマーだけで上記の反応を触媒できると考えられる。しかし、複合体からのD1/D2ヘテロダイマーの精製は現在まで成功していない。そこで本研究の目的は遺伝子組換えシアノバクテリアからのD1/D2ヘテロダイマーを単離精製し、最小のタンパク質組成で光-水分解反応をin vitroで検証する系を組み立てることである。実験材料として中温性シアノバクテリアSynechococcus elongatusを用い、耐熱性のD1/D2タンパク質を発現する組換え体の作成を行った。まず光化学系IIの内部アンテナタンパク質CP47のC末端にヒスチジンタグを付加したS.elongatus変異株を作成した。この変異株より光化学系II複合体をNi-キレートカラムを用いたアフィニティークロマトグラフィーで精製した。さらにD1/D2タンパク質の各遺伝子を好熱性シアノバクテリア由来の遺伝子に置換した菌株の作成を行った。遺伝子組換えはrps12媒介遺伝子置換法を使用し、染色体に挿入した薬剤耐性マーカーを別途消去することで、ストレプトマイシンとカナマイシンによる選択のみで多数の遺伝子の置換を可能にした。現在これらの菌株より、熱安定性の差を利用した耐熱性Dl/D2ヘテロダイマーの精製とin vitro酸素発生系の再構成を行っている。光合成における水分解系の最小単位は、光化学系IIの反応中心を形成するD1/D2タンパク質である。この研究では好熱性シアノバクテリアThermosynechococcus vulcanusのD1/D2タンパク質の遺伝子を中温性シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942中で発現させ、熱安定なD1/D2ヘテロダイマーを最小の単位として精製することを目的とした。rps12媒介遺伝子置換法を利用して、内部アンテナタンパク質CP47のC末端にヒスチジンタグ(histag)を付加した変異株を作成した。この株の解析の結果、CP47遺伝子に関してヘテロ型となっていたので、CP47遺伝子のオペロン下流に存在するpsbT遺伝子の5'上流に転写プロモーターを追加した変異株も作成した。

しかし、この株においてもヘテロ型の遺伝子構成が観察されたため、CP47のC末端部分の加工には問題があると考えられた。そこで、現在機能の判明している光化学系IIの別のサブユニットにhistagを付加する実験を行っている。また、作成した変異株の培養菌体の可溶化チラコイド膜より、Ni-アフィニティークロマトグラフィーによって、histagの付加された光化学系II複合体の精製を試みた結果、D1/D2ヘテロダイマーを含む複合体が得られた。
発汗波のパターン分析による顎顔面補綴患者の精神的ストレス評価

上顎腫瘍摘出後の発音障害を改善するために顎義歯が用いられる.顎義歯によって発音障害に対する一定の効果が得られても患者の不満感が残ることがあった.この不満感の客観的評価ができれば意義のあるものとなる.精神的発汗に伴って生じる発汗波の計測によって,発音時の不満感から生じる精神的ストレスの客観的評価を計測するシステムを用いて,その有効性を検討した.その結果,発語時における発汗量の計測が発語時における精神的ストレスの評価に有用となる可能性が示唆された.上顎顎欠損患者が顎義歯装着によって構音機能の改善がはかられている場合においても,発語時における不満を患者が訴えることは臨床の場で経験されてきた.しかしこの不満感の客観的評価ができないため,これらの患者の不満感は見過ごされてきた.これらの患者の発語時における不満を客観的に評価することができれば,顎欠損患者(悪性腫瘍摘出患者)のQOL評価の観点から有意義である.24年度までに,患者の不満感を客観的に評価するために,流量補償方式換気カプセル型発汗計を用いた精神的ストレス評価システム「精神的発汗波パターン分析システム」を開発した.研究者所属機関の倫理委員会の承認を得た.25年度の研究実績として,1.上顎顎義歯を装着した上顎顎欠損患者(無歯顎者を除く)5名に対して,義歯を装着した状態,非装着の状態で日本語単音表と北風と太陽(イソップ童話)を音読させ,それぞれの状態における,手掌部から得られる精神的発汗波パターンのデータを採得した.同時に,義歯装着時,非装着時における発語明瞭度試験も併せて行った.なお,測定は,いずの場合も温度は23°C±5°C,湿度は65%RH±20%RHの室中で行った.また義歯に対する満足度に関してvisual analogue sclae(以下VAS)を用いた調査を行った.2.対照のための被験者として,上顎に通常の部分床義歯を装着した患者5名に対しても1.の被験者と同様の測定を行った.なお1,2いずれの被験者も事前に研究の説明を説明し同意の得られたものとし,義歯作製は所属機関の咬合・義歯補綴科で行った.口腔腫瘍摘出患者の発音機能評価に関する研究を行っている.申請者らは,これまでの研究で,これらの患者の発音に対する不満感を精神的ストレスとして捕えられることの可能性を示した.今回申請する研究は,この研究結果をもとに,精神的発汗に伴って生じる発汗波のパターンを分析することによって,発音時の不満感から生じる精神的ストレスの客観的評価を可能とするシステムを開発し,その有効性を検討することを目的とした.発汗量変化率については,顎義歯装着時におけるに発語に伴う発汗量の増加率は非装着時における発汗量増加率よりも減少したが,統計学的な有意差は認められなかった.発汗波パターン数増加率については,顎義歯装着時におけるに発語に伴う発汗波数との増加率と非装着時における発汗波数増加率は同程度の値を示し,両者の間には有意差は認められなかった.顎義歯装着時におけるに発汗量の増加率は,非装着時における発汗量増加率よりも減少し,顎義歯の装着によるストレスの軽減傾向を示すものであった.このことは本システムを用いたストレス評価の可能性を示唆するものと考えられる.しかしながらこれらの減少傾向に統計学的な有意差はなかった.この原因としては,限られた被験者数のデータであることなどが考えられる.今後研究を進め被験者数を増やし,データを蓄積することによって,発汗量と義顎歯のもたらす発語時の精神的ストレスの改善効果がより明らかになるものと考えられる.これらの研究によって,発汗波の計測が顎義歯の新たな客観的評価法の一つになるものと考えられる.上顎腫瘍摘出後の発音障害を改善するために顎義歯が用いられる.顎義歯によって発音障害に対する一定の効果が得られても患者の不満感が残ることがあった.この不満感の客観的評価ができれば意義のあるものとなる.精神的発汗に伴って生じる発汗波の計測によって,発音時の不満感から生じる精神的ストレスの客観的評価を計測するシステムを用いて,その有効性を検討した.その結果,発語時における発汗量の計測が発語時における精神的ストレスの評価に有用となる可能性が示唆された.上顎顎欠損患者が,顎義歯装着により発語機能に一定の改善が得られているにも関わらず不満感を感じていることは臨床の場で古くから指摘されていた.発語明瞭度試験などの従来の機能試験ではこの不満感に対する客観的評価が行えないため,これらの発語に関する不満感は見過ごされていた.したがって臨床の場で,これ等の患者の発語時における不満感の客観的評価が容易に行うことができれば,顎義歯のQOL評価の観点からきわめて意義のあるものとなる.23年度研究実勢として,1.発汗波パターン分析によるストレス評価システムの構築:申請した流量補償方式換気カプセル型発汗計(SKN-2000,西澤電機計器製作所)とパーソナルコンピュータからなる発汗波パターン分析システムを構築した.予備実験として健常者を対象に,発音試験を行った場合の手掌部における精神的発汗動態を計測し,発汗量とリズムの変化を任意の計測部分で即時に算出できるシステムを構築した.2.倫理委員会での承認と被験者の募集

ならびに選定:本研究の実施計画に対し,岡山大学大学院医歯薬学総合研究科倫理委員会の承認を得た(受付番号1220,平成23年10月25日開催).現在被験者の募集選定を行っている.被験者は,上顎顎欠損者として,悪性腫瘍の摘出手術後,上顎骨部分欠損を生じ,岡山大学病院補綴科(咬合・義歯)で顎義歯による補綴治療を行った患者を対象とする.倫理委員会の承認を受けた実験趣旨,並びに内容等についてインフォームドコンセントの得られた者としている.上顎顎欠損患者と通常の上顎部分歯牙欠損患者が被験者として研究へ参加され,23年度に構築した精神的ストレス評価システムを用いて,発汗波データをはじめとする発音時における各種データの採得ができた.以上のことから研究はおおむね順調に進展しているものと考えている.交付申請書の計画で示した,精神的ストレス評価システムの構築を,申請した流量補償方式換気カプセル型発汗計(SKN-2000,西澤電機計器製作所)とパーソナルコンピュータを用いて構築することが出来た.また本研究の実施計画に対し,岡山大学大学院医歯薬学総合研究科倫理委員会の承認を得ることができた(受付番号1220,平成23年10月25日開催).現在被験者の選定を行っているところである.以上のことから研究はおおむね順調に進展しているものと考えている.1.研究参加被験者の増加:できる限り参加者を募り,症例数の増加を図る.2.測定値の分析発音時における発汗波パターン,発語明瞭度,義歯満足度(VAS値)について,統計学的分析を行い,開発した精神的ストレス評価システムの有用性を立証する予定である.1.上顎顎義歯の作製:上顎顎義歯の作製と装着後の経過観察を咬合・義歯補綴科(平成34年4月科名変更)で行う.2.ストレス評価システムを用いた発汗波パターン分析と顎義歯による機能回復評価:被験者に発語表を音読させ,その際における手掌部の精神的発汗波パターンの測定を,本ストレス評価システムを用いて,発語開始前から発語終了後まで連続的に行う.測定データから発語に伴う発汗波パターンの変化を,顎義歯装着,非装着それぞれの場合について求める.発語時における快適性指数IgAの測定,(2)発音の満足度に対する主観的評価(visual analogue scale; VAS),(3)健康関連QOLの評価を行う.(4)発語機能評価を行う.1.精神的ストレス評価システムの保守:センサー固定テープ,メディアなどの消耗品を購入する.2.研究課題に関する調査,報告:研究課題に関連する学術大会に参加し,資料収集,成果発表などを行うための費用.24年度に購入予定であった消耗品の使用量が予定よりも節約できた為に生じた「次年度使用額(B-A)」をこの費用に当てる.3.プログラムソフト:統計学用ソフトの購入.1.データ管理用パーソナル・コンピュータの設置:LANと接続しない研究用の独立した物を設置する.2.発汗計を用いたストレス評価システムの運用費:システムの保守,センサー固定用テープ,記録用メディアなどの消耗品など.3.研究課題に関する調査:研究課題に関連する関係学会への参加
モジュレーションバリア構造を用いたTHz QCLs の動作高温化に関する研究

同時に実現困難の期待される別々の注入、発光と引き抜き三機構をより高い設計自由度のモジュレーション発光層(変動的な高さバリアと井戸)を用いて、一つの構造の統合を実現する。発光バリアは他のバリアより低く設計すると同じ振動子強度維持する同時に表面ラフネス(IR)散乱が減少します。細高いエクステンションバリアを用いて、下発振準位から引き抜き準位振動子強度増やすとIR散乱を利用する、効率よく引き抜きを実現します。上発振準位から引き抜き準位空間的の分離もできる、高温のリーク電流を減少する。本研究は初めての高温動作実験デモを報告しました。高出力の素子(ピーク250mWと平均2.2mW)も実現しました。テラヘルツ量子カスケードレーザ(THz QCLs)はワットクラスの高出力、連続動作、狭線幅などの特徴を有する小型の半導体テラヘルツ光源として、分光、リアルタイムイメージング、ローカル超高速大容量無線通信など幅広い産業への応用が期待されている。しかしながらその最高動作温度は199.5 K (@3.2 THz)と低く室温での動作にはまだ至っていない。本研究では、量子カスケード(QC)活性層に、緻密で理想的な波動関数設計を可能にするモジュレーションバリア構造を導入することによって、発振下位準位へのリーク電子注入や熱励起LOフォノン散乱を大幅に抑制することで、これまで困難であったTHz QCLsの室温動作を実現すること目的とする。モジュレーション法を用いたAl1-xGaxAs/Al1-yGayAs系THz QCLsの作製を行う。初めにこれまで一般的に用いられてきた3量子井戸型共鳴トンネル注入機構QC構造に対してモジュレーション法を適用する。発光層には低バリア層を、引き抜き/注入層にはエクステンションバリア層を挿入することで、効率的な電子注入と電子引き抜き、高い発光再結合確率、リーク電流の低減を実現し、THz QCLsの高温動作化を図る。次に、上記量子構造をベースにして"高LOフォノンエネルギー増加法"を適用する。この方法を適用することで、熱励起LOフォノン散乱及びサーマルバックフィリングを抑制しながら効果的に温度特性の向上を図り、電子冷却温度(230K)以上で動作可能なTHz QCLsを実現する。さらに、モジュレーション法を用いた“間接注入機構で対角遷移発光機構"のQC構造を作製する。電子注入効率と選択性を改善することで、THz QCLsの室温動作化を実現する計画である。初年度は違い高さのバリア層を利用して、こういうモジュレーション構造のTHz QCLsの発振を成功した。初年度は違い高さのバリア層を利用して、こういうモジュレーション構造のTHz QCLsの発振を世界中に初めて成功した。高温動作は最初の112Kから修正後の構造の145K実現しました。また予想通りの電子冷却動作温度以上更新していませんですが、こういう構造の基本設計方向と特性に目処が立った。発光層中にあるAlGaAs障壁層のエネルギー準位を他の障壁層のそれより低く設計することで、振動子強度の大きさを保ちながら界面粗さ散乱強度を減少させることが期待できる。そのため、モジュレーションのないこれまでのQC活性層に比べ、より大きな利得を得ることが期待できる。従って発光層バリアの最適化を行うことでTHz QCLsの温度特性の向上を図る。同じ高さのバリア層と井戸層を用い膜厚のみを調整していたため、一部の問題が改善したと同時に、他の部分が悪化するケースが多くある。例えば発光準位の重なりを増やした時、電子注入の選択性が悪くなるなど、同時に改善することは難しい。今後は本研究提案した“モジュレーション活性層"の設計に用いて、バリア層と井戸層の高さを一つのパラメータとして適切な部分の厚さと組成をより自由に調整できる。この後実施する間接注入型THz QCLsの設計に進んで行く予定しております。だか初年度後半から別に分担したTHz QCLsの液体窒素温度動作の高出力化と連続動作化の割合が大きくなりました。THz QCLsの高温動作について、今年度は研究テー研究時間分配によって少々遅れる可能性を懸念する。本研究では、量子カスケード(QC)活性層に、緻密で理想的な波動関数設計を可能にするモジュレーションバリア構造を導入することによって、発振下位準位へのリーク電子注入や熱励起LOフォノン散乱を大幅に抑制することで、これまで困難であったTHz QCLsの室温動作とより高い出力を実現すること目的とする。モジュレーション法を用いた3量子井戸型共鳴トンネル注入機構THz QCLsの実現:電子引き抜き井戸層中に高いエネルギーをもつ極薄膜障壁層(エクステンションバリア)を挿入することで、その付近で界面粗さ散乱確率が増大し効率的に電子を引き抜きぬくことを実現する。同時に発光層中にあるAlGaAs障壁層のエネルギー準位を他の障壁層のそれより低く設計することで、振動子強度の大きさを保ちながら界面粗さ散乱強度を減少させることも実現します。

この設計は所望の準位への電子注入効率と選択性を改善し、注文効率を改善の同時に光利得の低減に繋がる界面粗さ散乱の影響を排除する。現時点は高温動作より高出力化の方が結果が出てきます。高温動作は昔同じ構造の素子から約30K上がり、160Kまで達成しました。発光層のより大きく光利得を得るため、77Kの平均出力はsub mWを実現しました(低温のピーク出力は250mWを到達する)同時に実現困難の期待される別々の注入、発光と引き抜き三機構をより高い設計自由度のモジュレーション発光層(変動的な高さバリアと井戸)を用いて、一つの構造の統合を実現する。発光バリアは他のバリアより低く設計すると同じ振動子強度維持する同時に表面ラフネス(IR)散乱が減少します。細高いエクステンションバリアを用いて、下発振準位から引き抜き準位振動子強度増やすとIR散乱を利用する、効率よく引き抜きを実現します。上発振準位から引き抜き準位空間的の分離もできる、高温のリーク電流を減少する。本研究は初めての高温動作実験デモを報告しました。高出力の素子(ピーク250mWと平均2.2mW)も実現しました。初めてのモジュレーション構造THz QCLsの発振を実現した今、今後の方針は計画通り●モジュレーション法を用いた高Al組成共鳴トンネル注入機構Al1-xGaxAs/Al1-yGayAs THz QCLsの高温動作の実現上述したモジュレーション法を用いた3量子井戸型共鳴トンネル注入機構QCL構造に、"高LOフォノンエネルギー増加法"を適用する。高LOフォノンエネルギー増加法は、Al1-xGaxAs/Al1-yGayAs系QC構造のAl組成を増加させることによって、全体の等価的なLOフォノンエネルギーを増大させて熱励起LOフォノン散乱とサーマルバックフィリングの効果を抑制させる方法である。熱励起LOフォノン散乱とサーマルバックフィリングを抑制することで光利得を大きくすることができるため、THz QCLsの動作温度の向上につながる。しかしながら、非常に高いAl組成になるに従い、発光層での界面粗さ散乱の大きさが無視できなくなり、却って光利得が減少してしまい、熱励起LOフォノン散乱を低減した効果が得られなくなる。そこで、発光層においてモジュレーション法を適用し、発光層中にある障壁層のAl組成を他の部分より意図的に小さく設計することで、光利得の低減に繋がる界面粗さ散乱の影響を排除する。このモジュレーション構造を最適化することで、THz QCLsの高温動作を実現する。●モジュレーション法を用いた高Al組成間接注入型Al1-xGaxAs/Al1-yGayAs THz QCLsの実現“間接注入機構で対角遷移発光機構の構造"において、モジュレーション構造を適用する。これを適切に行うことで、間接注入機構のおける所望の準位への電子注入効率と選択性を改善することができる。また発光機構の対角遷移割合も大きくすることができ電子&電子散乱確率を低減させることができるため、THz QCLsの高温化が期待できる。テラヘルツ
樹木病害におけるエチレン生成と組織変化

材線虫病におけるエチレン生成と内部病微との関係を明らかにするために、まず接種苗における線虫の初期移動と内部病微の関係を詳細に検討した。その結果、線虫の移動経路が皮膚の樹脂道から放射樹脂道を通って木部に達すること、線虫の移動部位と初期病微の発生部とはよく対応することが明らかにされた。ヒノキ漏脂病の病微進展とエチレン生成の関係を解析するために、石川県金沢市湯涌に試験地を設けた。漏脂病の発病時期と初期病微の詳細を明らかにするため、若齢の林分から2個体を選んで伐倒し、高さ10cm毎の樹幹断面における傷害樹脂道の形成状況を観察した。その結果、樹皮年輪から推定した傷害樹脂道の形成時期および形成位置は、年を追って樹幹上部へと広がる傾向があること、および樹幹下部ほど樹脂道形成が激しく、1年輪に2層以上にわたって形成されることが漏脂病の特徴であることが明らかにされた。このような、激しい傷害樹脂道形成におけるエチレンの役割を明らかにするため、湯涌の激害林分から、健全木2本と激害木3本を選び、それぞれの病患部でない部位の樹皮の一部を切り取ることにより傷害を与えた。その後、時期別に傷害部の直上部から樹皮を採取し、新たに形成された樹脂道を観察した。また,1995年8月に健全木3本と激害木4本にコルクボーラーで傷を付け、ガラス管を取り付けて、傷害部から発生するエチレンをトラップした。その後2時間毎にガラス管内の気相を採取し、携帯用GCであるエチレンアナライザーで分析した。その結果、傷害樹脂道は12月3月には形成されず、6月までに師部年輪最内層に数列形成された。また、被害木の生成するエチレンは、健全木に較べて著しく多かった。このことから、傷害に対してエチレンを大量に生成する個体は、傷害樹脂道形成および樹脂の生産が過剰となり、漏脂病を発症するのではないかとの仮説を得た。
層状鉄マンガン鉱床におけるレアアース回収手法の開発と資源ポテンシャル評価

本年度は北海道国力地域および和歌山県龍神地域の鉄マンガン鉱石試料について,薄片観察,粉末X線回折(XRD),蛍光X線分析装置(XRF)および誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)を用いた基礎記載・全岩化学分析を行い,基礎データの蓄積を行った.さらに,これらの試料について,昨年度と同様に(1)試料の粒径,(2)リーチング液の種類,(3)リーチング時間,の条件を変えた化学リーチング実験(全120パターン)を行い,リーチング条件について検討を進めた.その結果,以下の成果が得られた.(1)国力および龍神の鉄マンガン鉱石は,塩酸・硫酸いずれの酸を用いてもレアアース抽出率は4050%程度であり,国見山アンバーと類似した結果が得られた.(2)酸濃度を1 mol/L以上に上げると,レアアース抽出率は6080%に増加することが分かった.(3)レアアース元素ごとの抽出率を見てみると,中希土類(NdTm)の抽出率が高くなる傾向が見られた.本年度は,昨年度の結果と同様に「アパタイトをレアアースホスト相とする,より低変成の層状鉄マンガン鉱床」であれば,塩酸・硫酸のどちらを使っても効率的なレアアース回収が可能であることを確認した.また,酸濃度を上げることで抽出率を増加できることも分かった.以上のことから,本研究はおおむね順調に進展しているといえる.令和元年度は,まず未検討の鉱床の試料について,基礎記載・全岩化学分析・化学リーチング実験を行い,平成30年度に明らかとなった結果について検証を進める.また,本研究結果をもとに,日本列島のアンバー鉱床のレアアース資源ポテンシャル評価を行い,研究をとりまとめる.本年度はまず,岐阜県根尾地域に分布する鉄マンガン鉱石の採取を行った.また,既に確保済みの高知県国見山地域,高知県安芸地域およびキプロスの鉄マンガン鉱石試料について,薄片観察,粉末X線回折(XRD),蛍光X線分析装置(XRF)および誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)を用いた基礎記載・全岩化学分析を行い,基礎データの蓄積を行った.さらに,これらの試料について(1)試料の粒径,(2)リーチング液の種類,(3)リーチング時間,の条件を変えた化学リーチング実験(全120パターン)を行い,最も効率のよいリーチング条件の把握を行った.その結果,以下の成果が得られた.(1)安芸およびキプロスの鉄マンガン鉱石のレアアースホスト相はアパタイトであり,塩酸・硫酸いずれの酸を用いても80100%近いレアアースを回収することが可能である.また,比較的大きめの粒径でも充分な抽出率が得られた.(2)一方,国見山鉄マンガン鉱石のレアアースはマンガンのケイ酸塩鉱物と共存していると考えられ,リーチングによる抽出率は40%程度と低い.また,最小の粒径でもリーチングの効率は上がらなかった.(3)国見山の試料は付加プロセスで強い変成作用を受けており,かさ密度が大きく,浸透率が低い.逆に,変成度の低いキプロスの試料はかさ密度が小さく,浸透率が高いことも明らかとなった.このような物理的要因もレアアースの抽出率に大きく関わっていると考えられる.(4)以上の結果から,アパタイトをホスト相とする低変成の鉄マンガン鉱床が開発対象として最も有望であるといえる.本年度行った基礎記載・全岩化学分析・化学リーチング実験により,「アパタイトをレアアースホスト相とする,より低変成の層状鉄マンガン鉱床」であれば,効率的なレアアース回収が可能であることが明らかとなった.また,よりコストの低い硫酸を用いたリーチングでも十分にレアアースを抽出できることも分かった.このような成果から,付加体中の層状鉄マンガン鉱床が,有望かつ即効性のある新規レアアース資源として開発の対象となりうることを示すことができた.以上のことから,本研究は当初計画以上に進展しているといえる.本年度は北海道国力地域および和歌山県龍神地域の鉄マンガン鉱石試料について,薄片観察,粉末X線回折(XRD),蛍光X線分析装置(XRF)および誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)を用いた基礎記載・全岩化学分析を行い,基礎データの蓄積を行った.さらに,これらの試料について,昨年度と同様に(1)試料の粒径,(2)リーチング液の種類,(3)リーチング時間,の条件を変えた化学リーチング実験(全120パターン)を行い,リーチング条件について検討を進めた.その結果,以下の成果が得られた.(1)国力および龍神の鉄マンガン鉱石は,塩酸・硫酸いずれの酸を用いてもレアアース抽出率は4050%程度であり,国見山アンバーと類似した結果が得られた.(2)酸濃度を1 mol/L以上に上げると,レアアース抽出率は6080%に増加することが分かった.(3)レアアース元素ごとの抽出率を見てみると,中希土類(NdTm)の抽出率が高くなる傾向が見られた.本年度は,昨年度の結果と同様に「アパタイトをレアアースホスト相とする,より低変成の層状鉄マンガン鉱床」であれば,塩酸・硫酸のどちらを使っても効率的なレアアース回収が可能であることを確認した.

また,酸濃度を上げることで抽出率を増加できることも分かった.以上のことから,本研究はおおむね順調に進展しているといえる.平成30年度はまず,「アパタイトをレアアースホスト相とする,より低変成の層状鉄マンガン鉱床」に着目し,確保済みの鉱床や新規鉱床から得られた試料について,基礎記載・全岩化学分析・化学リーチング実験を行い,平成29年度に明らかとなった結果について検証を進める.令和元年度は,まず未検討の鉱床の試料について,基礎記載・全岩化学分析・化学リーチング実験を行い,平成30年度に明らかとなった結果について検証を進める.また,本研究結果をもとに,日本列島のアンバー鉱床のレアアース資源ポテンシャル評価を行い,研究をとりまとめる.
世界初のフリーラジカル二次元可視化技術を用いた動脈硬化の病態形成機序の解明

本研究の成果は、大きく2つに分けられる。一つは、フリーラジカルのin vivoでの生成を電子スピン共鳴法の応用によって実現すること、もう一つは、Tfamが抗酸化に作用し、ApoE欠損マウスにおいて、動脈硬化を抑制するかを明らかにすること、である。フリーラジカル可視化の前段階として、まず心臓でのフリーラジカル産生をin vivoでとらえるために、われわれはスピンプローブとして、MC-PROXYLを用いて心臓におけるフリーラジカル産生を確認した。心筋梗塞を作成したマウスに経時的にin vivo ESRによって計測を行った。その結果、発症後徐々にフリーラジカルが局所で産生されていることが明らかとなった。(2006年日本循環器学会、心不全学会、過酸化脂質学会にて発表、現在論文投稿中)また、PEDRIを用いた評価法で、現在その応用を図っており、心臓の横断像をとらえることには成功している。ApoE欠損マウスは、自然発症の動脈硬化モデルであり、われわれは全身性にTfamを過剰発現したマウスとこのApoE欠損マウスを交配させた。ApoE(-/-)TfamTGにおいては、ApoE(-/-)に比して、大動脈における動脈硬化層が減少しており、動脈硬化においても、ミトコンドリア由来の酸化ストレスが重要な役割を果たしていることが示唆された。今後さらに組織学的および分子生物学的解析を通して、発展させる予定である。また、PEDRIの解像度をさらに高めることで、血管におけるフリーラジカルのリアルタイム解析が進行中である。In vivo ESRの妥当性の評価として、心筋梗塞後の心不全モデルマウスにおいて検討した。試験管内にフェントン反応によって活性酸素を産生させ、in vivo ESRに用いるプローブである膜透過性の高いmethoxy-PROXYLを投与すると、過酸化水素の濃度依存性にESRのシグナル強度が減衰することが明らかとなった。そこで、麻酔下にmethoxy-PROXYLをマウス尾静脈より投与すると、心筋梗塞マウスの心臓において、sham手術群より早いシグナル減衰が認められ、この作用は、活性酸素消去剤であるtironやDMTUの同時投与によって完全に消去された。TFAM過剰発現マウスにおいては、各臓器においてヒトTFAMが発現しており、特に心臓・平滑筋では、mtDNAコピー数の増加が認められた。さらに、TFAM過剰発現によって、心筋梗塞モデルの予後を著しく改善し、心筋リモデリングを抑制した。(Ikeuchi et al,Circulation 2005)また、赤血球中のSOD活性の、加齢による減少を抑制することも明らかとなった。以上のことから、ミトコンドリア由来の活性酸素を消去することにより、活性酸素産生に起因する種々の病態を改善する可能性が示唆された。
矯正力による歯の移動の際の応力分布と歯周組織変化との関連に関する三次元的研究

1.歯に矯正力を加えた際の歯周組織の初期変化について実験動物(ネコ)に対して、矯正力として100g4日間、100g7日間、200g4日間、200g7日間の条件を設定し、上顎犬歯の遠心移動を行なった。(1)組織学的観察すべての実験歯において歯頚部圧迫側歯根膜に変性組織が観察された。これらは、ヘマトキシリンーエオジン染色でエオジン好性の均質で無構造な領域(無細胞帯)と、その間にはされた線維芽細胞の核の濃縮した変性領域(内変性帯)に区別された。(2)組織切片の三次元構築像からの観察変性組織については、すべての実験歯の歯頚部圧迫側歯根膜に、限局した内変性帯とそれを環状に取り囲むように存在する無細胞帯が観察された。破骨細胞については、4日間例でいずれも無細胞帯の周囲に少数が観察された。7日間例においては、矯正力の大きさが100gの場合、破骨細胞は圧迫側である遠心から頬側を通り、近心根尖側にいたるまで広範囲に分布しており、また歯根膜に近い骨髄内には背部骨吸収が認められた。一方、矯正力の大きさが200gの場合、破骨細胞は歯頚側と根尖側にわかれ狭い分布を示し、さらに歯槽骨のかなり深部の骨髄にまで背部骨吸収が観察された。これより、100gの力の方が200gの力に比べ、歯の移動に対してより至適な矯正力であったと考えられた。2.歯の三次元的移動量の計測について歯の三次元的移動量の計測については、実験前後でネコから歯列模型を作製し、歯列模型三次元形測定装置によりその表面形状を詳細に計測した。その際、水平、垂直測定精度を、ともに0.05mmまで可能とする改良を加えた。実験動物(ネコ)に装着する矯正装置を確立し、作用力と作用時間を変えて犬歯の傾斜移動を行った。組織学的検索に、実験動物をブアン固定液にて潅流固定を行った。その犬歯のセロイジン包埋し、連続薄切し、H.E.にて染色し検鏡した。次に顕微鏡写真を撮影し、トレ-ス後、三次元画像構築ソフト(Nikon COSMOZONE)に入力し、三次元的再構築した。また、実験前後、ネコ上顎歯列を印象採得し、石膏模型を作り模型計測した。今回得られた知見は、歯周組織の変化において、長軸方向および横断での周囲で、牽引側と圧迫側の変化勾配が見られた。破骨細胞の分布は、圧迫されざ滅し硝子変性を起こしている歯根膜のまわりに存在した。作用時間のパラメ-タを変えた結果、1日では破骨細胞が出現するものとないものとがあった。力の大きさを変えた結果、力が大きくなればなるほど、歯周組織の変化勾配が急になった。今後の研究では、模型計測から、移動量、移動方向を測定し、初期応力値を有限要素法より求め、組織学的な破骨細胞の分布および骨の吸収量と、応力分布を比較検討し、その相関を調べる。実験動物(ネコ)に対して、100g4日間例、100g7日間例、200g4日間例、200g7日間例、の条件にて左側犬歯をして実験歯として実験を行った。所定の作業期間終了後、ブアン固定液にて灌流固定を行った。この犬歯をセロイジン包理し、硬化後基準点を設定し横断切片を30μ間隔で作成した。