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500μmの深度のCa^<2+>トランジエントを1ミリ秒で捉える多光子顕微鏡の試作

初年度に一通り組み上げ・開発した顕微鏡システムの特性を把握し,かつ最高性能を実現できるよう改善すべきところを見極めた.また,実際にラット摘出心を用いてCa2+のウェーヴとトランジエントの測定を試みた.具体的には,ラットの摘出心の経冠動脈にカルシウム蛍光指示薬を負荷し,顕微鏡チャンバーに固定,Tyrode液で灌流した.指示薬としてはFluo3をまず用い,Fluo-4,Calcium Green-1,Indo-1等の指示薬についても適宜試した.実験条件の最適化は,前年度に得られた知見をもとに行い,特に,使用する励起光源の検討(波長,パルス幅,パルスピーク強度,繰り返し周波数),励起焦点数および焦点密度,蛍光指示薬の選択と摘出心への導入条件(温度,蛍光色素濃度,導入時間)に重点をおいて研究を遂行した.また,最適化された実験条件での,蛍光画像検出の時間分解能,観察可能な最大深度を実験的にもとめ,その結果を理論的に解釈した.同時に,これらの実験により得られた結果から,ウェーヴ及びトランジエントの時間発展を解析した.これらのデータを培養心筋,単離心筋,心筋組織塊などで得られた従来のデータと比較し,また,比較対象がないデータについては従来唱えられてきた説との整合性を確かめた.初年度に一通り組み上げ・開発した顕微鏡システムの特性を把握し,かつ最高性能を実現できるよう改善すべきところを見極めた.また,実際にラット摘出心を用いてCa2+のウェーヴとトランジエントの測定を試みた.具体的には,ラットの摘出心の経冠動脈にカルシウム蛍光指示薬を負荷し,顕微鏡チャンバーに固定,Tyrode液で灌流した.指示薬としてはFluo3をまず用い,Fluo-4,Calcium Green-1,Indo-1等の指示薬についても適宜試した.実験条件の最適化は,前年度に得られた知見をもとに行い,特に,使用する励起光源の検討(波長,パルス幅,パルスピーク強度,繰り返し周波数),励起焦点数および焦点密度,蛍光指示薬の選択と摘出心への導入条件(温度,蛍光色素濃度,導入時間)に重点をおいて研究を遂行した.また,最適化された実験条件での,蛍光画像検出の時間分解能,観察可能な最大深度を実験的にもとめ,その結果を理論的に解釈した.同時に,これらの実験により得られた結果から,ウェーヴ及びトランジエントの時間発展を解析した.これらのデータを培養心筋,単離心筋,心筋組織塊などで得られた従来のデータと比較し,また,比較対象がないデータについては従来唱えられてきた説との整合性を確かめた.まず,多光子蛍光顕微鏡用高速マイクロレンズアレイスキャナーの設計,開発を行った.本スキャナーでは,マイクロレンズは螺旋状に配置され,各レンズ間の距離を250μm,視野内の焦点数50点以上の場合,マイクロレンズアレイの回転速度5400rpmにおいて,1/1000秒の走査速度を実現できる.光源に用いる高強度短パルスレーザー光に耐えうる材料として,合成石英を選択し使用した.開発したスキャナー用い,再生増幅モードロックチタンサファイアレーザーを光源とした高速多光子蛍光顕微鏡を試作した.次に,試作した顕微鏡を用いて,ラット摘出心および培養細胞内のCa2+濃度の観察を行った.この実験では,蛍光指示薬Fluo-3AM(0.018mM)を細胞内に導入し,Tyrode液中において試料を観察した.Ca2+ウェーブとCa2+トランジエントとの相互作用によるCa2+ウェーブの消失,細胞内Ca2+濃度(1mM,2mM,3mMの順に変化)の上昇によるCa2+ウェーブの頻度の上昇,および細胞状態の変化(培養会誌10日目,11日目で比較)にともなう筋小包体のCa2+取り込み速度の変化の観察に成功した.また,再生増幅を用いないモードロックチタンサファイアレーザーを光源として用いた場合にも上記試料の観察を行い,高ピークレーザー光による励起時の蛍光の飽和現象が観察像に影響を与える(特に分解能,検出される蛍光強度)という知見を得た.初年度に一通り組み上げ・開発した顕微鏡システムの特性を把握し,かつ最高性能を実現できるよう改善すべきところを見極めた.また,実際にラット摘出心を用いてCa^<2+>のウェーヴとトランジエントの測定を試みた.具体的には,ラットの摘出心の経冠動脈にカルシウム蛍光指示薬を負荷し,顕微鏡チャンバーに固定,Tyrode液で灌流した.指示薬としてはFluo3をまず用い,Fluo-4,Calcium Green-1,Indo-1等の指示薬についても適宜試した.実験条件の最適化は,前年度に得られた知見をもとに行い,特に,使用する励起光源の検討(波長,パルス幅,パルスピーク強度,繰り返し周波数),励起焦点数および焦点密度,蛍光指示薬の選択と摘出心への導入条件(温度,蛍光色素濃度,導入時間)に重点をおいて研究を遂行した.また,最適化された実験条件での,蛍光画像検出の時間分解能,観察可能な最大深度を実験的にもとめ,その結果を理論的に解釈した.同時に,これらの実験により得られた結果から,ウェーヴ及びトランジエントの時間発展を解析した.これらのデータを培養心筋,単離心筋,心筋組織塊などで得られた従来のデータと比較し,また,比較対象がないデータについては従来唱えられてきた説との整合性を確かめた.
機械刺激依存的アクチン骨格再構成を支えるダイナミンナノクリップの役割

細胞膜の変形を認識する伸展刺激依存性機械受容チャネルの細胞内アクチン動態への関与を調べた。細胞遊走の際に形成されるラッフル膜に機械受容チャネル由来のカルシウムイオンの流入が見られた。がん細胞株の機械受容チャネルをRNAi法により発現抑制すると、細胞内カルシウム濃度の上昇が顕著に低下すると共に、細胞遊走能が減少した(未発表)。従って、チャネルを介したカルシウム流入と遊走に必要なラッフル膜形成との関連が示唆された。ダイナミン・コルタクチンもまたラッフル膜形成に必要なタンパクである。ダイナミン・コルタクチン複合体によるアクチン制御機構を明らかにした。ダイナミン・コルタクチン複合体は、数本のアクチン線維をクリップし、アクチン線維の安定性を促進する。このアクチン制御機構は、神経細胞突起伸長、がん細胞の遊走に必要であった。これら結果をまとめ神経突起伸長における重要性につき、J. Neuroscience誌に発表した。得られた知見は、神経再生、がん細胞の転移治療の基盤になると期待される。(1)神経細胞における機械刺激受容チャネルの機能欠失によるアクチン骨格再構成まず、神経細胞を対象とする前に、機械受容チャネルのTRPイソフォームを発現しているがん細胞株におけるアクチン骨格再構成を検討した。このチャネルは、対象としたがん細胞株の細胞膜及びドット状に細胞質に存在した。このチャネルの登現をRNAi法により低下させると成長因子刺激による細胞内カルシウム流入が著しく減少した。この成長因子刺激は、細胞のアクチン骨格の再構成を促進し、糸状仮足や葉状仮足を形成させることが知られている。チャネルの登現を抑制すると、仮足形成が低下した。さらに、成長因子でがん細胞を刺激するとダイナミン2は、通常仮足形成先端部へ局在するが、このチャネルの発現が抑制された細胞では、細胞全体に分布していた。これらの結果から、このチャネル以降のシグナリングにダイナミン2が関与することが示唆された。23年度以降は、このシグナリングを詳細に解析すると同時に、神経細胞での解析を始める。(2)ダイナミン複合体のリン酸化によるアクチン線維束形成への影響機械受容チャネルを介した細胞内カルシウム流入は、タンパクキナーゼを活性化する可能性が高い。ダイナミンは、キナーゼ(CDK5及びPKC)によりその機能が調節されており(Tomizawa et al.,JCB,2002)、コルタクチンもまたCDK5及びPKCによりリン酸化される(Yamada et al.,未発表)。本年度は、コルタクチンがPKC及びCDK5によりリン酸化されることを、in vivo、in vitroで見いだした。さらに、これらリン酸化酵素によりコルタクチンがリン酸化をうける部位を同定した。23年度は、これらリン酸化が、アクチンダイナミクスにどのような影響を与えるのかをin vitroを中心に解析する。ダイナミン・コルタクチンによるアクチン繊維束形成とその制御機構ダイナミン・コルタクチンからなるダイナミンナノクリップは、アクチン線維の安定性に対して、どのような効果があるのかをさらに検討した。ナノクリップによるアクチン線維束形成は、より安定化をもたらすことが判明した。この安定化は、グアニンヌクレオチドの状態によって変化したことから、ダイナミンの酵素活性が、クリップ特性に重要であることがわかった。また、神経細胞においても、ダイナミンナノクリップが重要である証拠を得た。さらに、ダイナミンナノクリップが生理的にどのように働いているのかを詳細に調べるために、種々のダイナミン阻害剤の効果を調べている。アクチン線維束形成には、ダイナミン・コルタクチンのキナーゼによるリン酸化が重要である証拠を得た。来年度以降、コルタクチンをin vitro、in vivoでリン酸化するキナーゼを同定し、機能解析を進める。アクチン重合を指標としたダイナミン阻害剤スクリ-ニングダイナミン阻害剤をアクチン動態変化を指標に評価する系を構築した。来年度以降、この系をもちいて、効果的なダイナミン阻害剤のスクリーニングを進め、細胞レベルでナノクリップの動態を解析できる系を構築する。機械受容チャネルの発現と細胞遊走対象としたがん細胞では、機械受容チャネルファミリーが発現していることを蛋白質レベルで確認した。来年度は、他のイソフォームの発現を遺伝子のレベルで確認する。また、チャネルをRNAi法によりノックダウンすると、遊走が顕著に減少した。この条件下、ダイナミンのラッフル膜への移行が消失し、アクチン線維束の形成も阻害された。

来年度は、どのようにダイナミンに、機械受容チャネルからのシグナルが伝わっていくのかを調べる予定である。神経系細胞では対象の機械受容チャネルは、細胞体及び成長円錐に局在していた。細胞伸展刺激によりカルシウムイオンの流入が起こる事を見いだした。このカルシウムイオンの流入は、速やかな成長円錐の退縮を起こした。ダイナミン・コルタクチン複合体は、成長円錐の糸状仮足上に局在しており、ダイナミンの阻害剤やコルタクチンの発現抑制により、これら分子の機能を抑制すると、速やかな成長円錐の退縮が起こった。その分子機構について、ダイナミン・コルタクチン複合体は、アクチン線維を束化することにより神経系細胞の成長円錐糸状仮足を安定させることが判明した。これら結果の一部をまとめ、米国神経科学会誌に発表した(Yamada et al., J. Neurosci., 2013)。対象の機械受容チャネルをRNAi法により発現抑制するとがん細胞の仮足形成が阻害されるのと同時に、その遊走能も減少した(未発表)。さらに、この細胞では、ダイナミン・コルタクチンは、仮足膜への移行が認められなかった。機械受容チャネルを介したカルシウムイオンの細胞内流入は、タンパクキナーゼC(PKC)を活性化する可能性が高い。リン酸化によるダイナミン・コルタクチンの機能制御の可能性を考え、まず、PKCによってin vitroで、これらタンパクがリン酸化を受けるのかを調べた。コルタクチンは、in vitroでPKCによりリン酸化された。コルタクチンは、そのリン酸化によりそのアクチン束化能が顕著に減少した。今後、ダイナミン・コルタクチン複合体におけるリン酸化の生理的意義を調べていく予定である。機械受容チャネルの機能的発現と、そのチャネルが細胞遊走と関連する証拠が得られた。ダイナミン・コルタクチンのアクチン線維束形成機構のメカニズムも順調に解明されてきており、当初の計画より順調に遂行していると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。ダイナミン・コルタクチンによるアクチン線維束形成機構の詳細について、来年度早々に論文としてまとめる。その知見を元に、がん細胞の遊走機構におけるこれらタンパクの機能解明をおこなっていく。
理科実験マイクロワールドにおける教材提示と教材管理に関する研究

本研究の目的は,教材を管理するためのシステムを開発することである.学習支援システムにおいて,教材の再利用は,システムの維持や開発に欠かせない技術である.本システムは,教材を開発するときばかりでなく,学習者がシステムを利用するときにも,教材を構成する部品や他の学習で利用したツールを再利用できるシステムである.一方,自由度の高いシステムでは,教材の再利用を促進するための教材管理機能の開発が重要である.そこで本研究では,教材の開発とともに教材の管理と提示に関する研究開発を行った.本研究では,(1)試行錯誤しながら得た知識を教材とともに蓄積する教材プールの開発した.教材を構成するオブジェクトの組み合わせをコード化して,教材を管理する仕組みを開発した.教材は複数のコードから構成され,その組み合わせとともに教材を教材プールに登録することができる.(2)蓄積した教材を利用者(学習者や教授者)が利用するときに,有用と思われる教材を自動的に提示する基盤技術を開発した.教材プールに登録されている教材の可視化を行うために,教材プールに登録されている教材をコードで分類し,表示する方法を検討した.(3)教材の利用と管理がシームレスに行えるユーザインタフェースを開発した.ここでは,教材プールに登録されている教材を,開発した提示方法で提示するときのデザインについて検討し,操作性を考慮したツールの配置および,提示部品の量やサイズなどについて検討した.本研究の目的は,教材を管理するためのシステムを開発することである.学習支援システムにおいて,教材の再利用は,システムの維持や開発に欠かせない技術である.本システムは,教材を開発するときばかりでなく,学習者がシステムを利用するときにも,教材を構成する部品や他の学習で利用したツールを再利用できるシステムである.一方,自由度の高いシステムでは,教材の再利用を促進するための教材管理機能の開発が重要である.そこで本研究では,教材の開発とともに教材の管理と提示に関する研究開発を行った.本研究では,(1)試行錯誤しながら得た知識を教材とともに蓄積する教材プールの開発した.教材を構成するオブジェクトの組み合わせをコード化して,教材を管理する仕組みを開発した.教材は複数のコードから構成され,その組み合わせとともに教材を教材プールに登録することができる.(2)蓄積した教材を利用者(学習者や教授者)が利用するときに,有用と思われる教材を自動的に提示する基盤技術を開発した.教材プールに登録されている教材の可視化を行うために,教材プールに登録されている教材をコードで分類し,表示する方法を検討した.(3)教材の利用と管理がシームレスに行えるユーザインタフェースを開発した.ここでは,教材プールに登録されている教材を,開発した提示方法で提示するときのデザインについて検討し,操作性を考慮したツールの配置および,提示部品の量やサイズなどについて検討した.本研究の目的は,教材を管理するためのシステムを開発することである.学習支援システムにおいて,教材の再利用は,システムの維持や開発に欠かせない技術である.本システムは,教材を開発するときばかりでなく,学習者がシステムを利用するときにも,教材を構成する部品や他の学習で利用したツールを再利用できるシステムである.一方,自由度の高いシステムでは,教材の再利用を促進するための教材管理機能の開発が重要である.そこで本研究では,教材の開発とともに教材の管理と提示に関する研究開発を行う.本研究の目的は,以下のとおりである.1)試行錯誤しながら得た知識を教材とともに蓄積する教材プールを開発する.2)蓄積した教材を利用者(学習者や教授者)が利用するときに,有用と思われる教材を自動的に提示する基盤技術を開発する.3)小学校の理科を対象としたマイクロワールドを開発する.教材の利用と管理がシームレスに行えるユーザインタフェースを開発する.本年度は,(1)試行錯誤しながら得た知識を教材とともに蓄積する教材プールの開発した.教材を構成するパッドの組み合わせをコード化して,教材を管理する仕組みを開発した.教材は複数のコードから構成され,その組み合わせとともに教材を教材プールに登録することができる.(2)蓄積した教材を利用者(学習者や教授者)が利用するときに,有用と思われる教材を自動的に提示する基盤技術を開発した.教材プールに登録されている教材の可視化を行うために,教材プールに登録されている教材をコードで分類し,表示する方法を検討した.(3)教材の利用と管理がシームレスに行えるユーザインタフェースを開発した.ここでは,教材プールに登録されている教材を,開発した提示方法で提示するときのデザインについて検討し,操作性を考慮したツールの配置および,提示部品の量やサイズなどについて検討した.次年度は,検討した内容を基に実用的なシステムの開発を目指す予定である.本研究の目的は,教材を管理するためのシステムを開発することである.学習支援システムにおいて,教材の再利用は,システムの維持や開発に欠かせない技術である.本システムは,教材を開発するときばかりでなく,学習者がシステムを利用するときにも,教材を構成する部品や他の学習で利用したツールを再利用できるシステムである.一方,自由度の高いシステムでは,教材の再利用を促進するための教材管理機能の開発が重要である.そこで本研究では,教材の開発とともに教材の管理と提示に関する研究開発を行う.本研究の目的は,以下のとおりである.1)試行錯誤しながら得た知識を教材とともに蓄積する教材プールを開発する.2)蓄積した教材を利用者(学習者や教授者)が利用するときに,有用と思われる教材を自動的に提示する基盤技術を開発する.3)小学校の理科を対象としたマイクロワールドを開発する.教材の利用と管理がシームレスに行えるユーザインタフェースを開発する.

本研究では,(1)試行錯誤しながら得た知識を教材とともに蓄積する教材プールの開発した.教材を構成するパッドの組み合わせをコード化して,教材を管理する仕組みを開発した.教材は複数のコードから構成され,その組み合わせとともに教材を教材プールに登録することができる.(2)蓄積した教材を利用者(学習者や教授者)が利用するときに,有用と思われる教材を自動的に提示する基盤技術を開発した.教材プールに登録されている教材の可視化を行うために,教材プールに登録されている教材をコードで分類し,表示する方法を検討した.(3)教材の利用と管理がシームレスに行えるユーザインタフェースを開発した.ここでは,教材プールに登録されている教材を,開発した提示方法で提示するときのデザインについて検討し,操作性を考慮したツールの配置および,提示部品の量やサイズなどについて検討した.さらに,理科の教材開発に必要なメッセージの標準化に関する検討を行った.これを用いて作成した教材は,教材プールに登録し,自動分類することが可能である.
ミトコンドリア増殖を支配する転写因子NRF-1の活性化機構

申請時の研究目的は以下の二つであった。(2)ミトコンドリアでの活性酸素(reactve oxygen species : ROS)生成増大時及びATPレベル低下時のNRF-1活性化機構が(1)の機構と同一であるか検証し、ストレス状況下でのNRF-1遺伝子発現機構を明らかにする。<研究実績概要>(1)transfectionによる強発現実験に必要なPGC-1のfull-lengthのcDNAの単離を試みている最中である。全長サイズが大きいなどの理由で当初の計画よりも時間が費やされており現在に至っている。(2)NRF-1結合配列をもちいたゲルシフトassayを開始した。呼吸鎖阻害剤存在下では一定の傾向が認められた。また、現在個体レベルでのストレス環埠を想定して、培養細胞に低酸素状態を負荷する実験を開始した。培養上清の酸素分圧、pH、乳酸生成の度合いなどの条件を確認する予備実験を行っている。この結果の一部は本年4月の日本麻酔科学会第49回大会で報告する予定である。また、酸素消費量の多い組織の細胞ほど、細胞あたりのmitochondrial DNA(mtDNA)量が多いことが知られているが、コピー数の多様性についての幅に関しては具体的データが知られていなかった。そこで系統の違う株化培養細胞を一同に会してmtDNAのサザンブロットを行い有用な結巣を得た。今後の実験の基礎データになると思われる。
パラジウム-金属トリフラート複合系触媒による新しい炭素-炭素結合形成反応の開発 (アルケン炭素-水素結合の不飽和結合への付加反応)

昨年度の報告書において、Pd(OAc)_2/PPh_3/In(OTf)_3からなる複合触媒が様々なアリールアルケンの二量化反応に有効でることを示したが、この反応が、期待通りアリールアルケンのPd(0)錯体への酸化的付加を経て進行しているかの反応機構について考察した。アリールアルケンの二量化反応はカチオン性パラジウム二価錯体によっても触媒されることが知られているが、α-メチルスチレンとスチレンの1対1混合物をカチオン性パラジウム錯体あるいはPd-In(OTf)_3を触媒に用いて反応させたところ、カチオン性パラジウム錯体を触媒とする反応系では、スチレンのみが二量化したのに対し、Pd-In(OTf)_3を用いる反応系では、α-メチルスチレンが選択的に二量化した。この結果は、Pd-In(OTf)_3を用いる反応系において、ルイス酸であるIn(OTf)_3による活性化によって、より安定なベンジルカチオン種を与えるα-メチルスチレンの方がP4(0)価錯体に酸化的付加し、選択的に二量化したと考察することができる。この結果に加えて、アリールアルケンの二量化反応はPd(OAc)_2の代わりにPd(0)価錯体を触媒前駆体として用いても進行するので、触媒サイクルは期待通りPd(0)【double arrow】Pd(II)の過程を含むことを実験化学的に示すことができた。以上の結果をまとめてChemical Communicationsに速報紙として投稿し、受理された。アリールアルケン同士の二量化反応以外に、芳香族アルデヒドや芳香族イミンをPd(0)価錯体に対する求電子剤として利用する、アルデヒド・イミンへのアルケン炭素-水素結合の付加反応についても検討した。アリールアルケンの二量化反応の反応条件はこの反応には直接適用できなかったので、他のパラジウム錯体・ホスフィン配位子・金属トリフラート・溶媒等の反応条件について改めて詳細に検討したが、この場合にはアルデヒド及びイミンの原料回収に留まり、目的の反応を進行させることができなかった。まず、Pd(OAc)_2/PPh_3/In(OTf)_3からなる複合系触媒を用いてアリールエテンの二量化反応における基質の適用範囲について調べた。申請時においては、スチレン・4-クロロスチレン・4-トリフルオロメチルスチレン・2-ビニルナフタレンが収率よく二量化することがわかっていたが、さらに4-メチルスチレン・4-クロロメチルスチレン・4-ブロモスチレンも二量化体を与えることがわかった。二量化体の収率はそれぞれ85%、73%、70%であった。この反応は官能基選択性が高いことが特長で、一般にPd(0)価錯体に酸化的付加しやすい炭素-ハロゲン結合を持つ基質でも問題なく反応が進行する。アリールエテンの分子間二量化反応が収率よく進行することがわかったので、分子内反応についても検討した。具体的にはアリールエテンの分子間二量化反応において効果的であったPd(OAc)_2/PPh_3/In(OTf)_3を触媒として用いてσジビニルベンゼンをアセトニトリル中80°Cで6時間反応させたところ、期待通り環化生成物である3-メチルインゲンが収率73%で得られた。σジビニルベンゼンの環化反応はIn(OTf)_3触媒単独では全く進行しなかった。さらにスチレンの二量化を一酸化炭素雰囲気下(1 atm)で行うと、一酸化炭素の挿入を伴ってスチレンが二量化し、(E)-1,5-ジフェニル-1-ペンテン-3-オンと(E)-1,4-ジフェニル-1-ペンテン-3-オンが構造異性体の混合物として収率44%で得られた。一酸化炭素の挿入を伴うアリールエテンの二量化はカチオン性パラジウム錯体を触媒に用いても進行するが、その場合一酸化炭素加圧条件が必要である。これに対しPd(OAc)_2/PPh_3/In(OTf)_3複合触媒を用いれば一酸化炭素加圧の条件は必要なく、常圧条件下で反応を進行させることができる。現在、Pd(OAc)_2/PPh_3/In(OTf)_3複合触媒を用いてアルデヒド・イミンを求電子剤に用いるアルケンの付加反応を検討中である。

この結果は、Pd-In(OTf)_3を用いる反応系において、ルイス酸であるIn(OTf)_3による活性化によって、より安定なベンジルカチオン種を与えるα-メチルスチレンの方がP4(0)価錯体に酸化的付加し、選択的に二量化したと考察することができる。この結果に加えて、アリールアルケンの二量化反応はPd(OAc)_2の代わりにPd(0)価錯体を触媒前駆体として用いても進行するので、触媒サイクルは期待通りPd(0)【double arrow】Pd(II)の過程を含むことを実験化学的に示すことができた。以上の結果をまとめてChemical Communicationsに速報紙として投稿し、受理された。アリールアルケン同士の二量化反応以外に、芳香族アルデヒドや芳香族イミンをPd(0)価錯体に対する求電子剤として利用する、アルデヒド・イミンへのアルケン炭素-水素結合の付加反応についても検討した。アリールアルケンの二量化反応の反応条件はこの反応には直接適用できなかったので、他のパラジウム錯体・ホスフィン配位子・金属トリフラート・溶媒等の反応条件について改めて詳細に検討したが、この場合にはアルデヒド及びイミンの原料回収に留まり、目的の反応を進行させることができなかった。
麻酔および手術侵襲時の免疫変動の解析による免疫中枢とその作用機構の解明

モノクロ-ナル抗体2種類を組み合わせる二重染色法を用い,各種麻酔法や各種の手術における免疫変動について検討を行なった。さらに,これらの変動を励起す可手能性のある物質として血漿コルチゾ-ルに注目しそのを変動を比較検討した。また術中に示される免疫変動に対して,その変動を抑制しうる可能性のある薬剤について検討を行なった。(2)胃摘出術を施行された患者において,硬膜外麻酔を主にした群では,他の吸入麻酔薬で認められた免疫抑制現象,すなわちLeu3a/Leu2a比の低下,Inducer T cellの減少,Supporessor T cellの増加等が発現しないことが判明した。硬膜外併用全身麻酔の特殊性が示された。(3)大手術と小手術における術中の免疫変動についてエンフルレン麻酔下で検討した。その結果,大手術群では上記免疫抑制現象が発現したが小手術群では全く励起されなかった。この両群の血漿コルチゾ-ルの変化を比較した場合,前者では数倍から十倍以上もの変動を示したが後者では有意な変化はなく,コルチゾ-ルの免疫への影響が示唆された。(4)胃摘出術患者において硬膜外群とのハロセン群に分け,その血漿コルチゾ-ル値を計測・比較したが,免疫変動に比べ有意差は見出し得なかった。(5)また抗手術侵襲作用を持つとされるウリナスタチン30万単位の投与により,これらの免疫抑制現象の一部が有意に抑制されることが判明し,手術侵襲と免疫,内分泌等の関連が密接であることが示唆された。
病院建築における中間的領域の形成と効用についての研究

病院建築において、今日最も大きな関心を寄せられているのは患者の療養的な環境をどのように確保するかという点である。本研究は、これまでの病院があまりに機能的にとらえられすぎており、空間の構成も機能性の面でとらえられることが多かった点を問題としてとらえ、従来の病棟・外来部・診療部門・供給部門・管理部の5部門分類とは別に、これらの中間的な領域の確立があり得るのかどうかを探り、また、それらをどのように評価するかの評価軸を想定することに努めた。また、病棟においても同様の視点によって、病室・通路・その他の諸室といった分け方でなく、患者の利用するコモンスペースに着目してこれらを患者のプライバシー空間と、看護の諸質との中間的なエリアとして考えること、およびそれらを量的に計測することの方法論を考察した。研究の結果として、徐々にではあるが、アトリウム・ホールなどと名付けられた従来の待合スペースと明らかに異なる単機能ではない公的空間(これを本研究で中間的領域と名付けた)の出現が見られる。実際の利用も外来患者だけではなく、入院患者あるいは時として職員などの利用も見られる。病院の規模が拡大し、利用者が増加すれば病院施設の中にある種の街が形成されることもあるだろう。そういったことを予想される実情が見られた。また、こういった空間を含め、病院の療養環境をどのように評価するかの尺度も検討したが、これまでの性能規定的な評価軸よりも、目的規定的な軸が有効であることが予想される。在来の評価手法のレビューと供に、新たな軸の可能性を見つけた。病棟については、患者の利用するコモンスペースについて、セミプライベート、セミパブリックといった中間的な性格を把握するために、廊下からの見えを定量化するなどの方法によって、それぞれの空間の性格付けをすることを試みた。病院の療養環境のあり方が問われている今日、入院患者の生活の視点から病院内環境を考える必要がある。これまで病室の環境条件についてはさまざまな角度から議論されているが、入院患者の生活は病室にのみとどまるものではない。本研究はこのような行為を支える空間をどのような形で設けるかについて考察したものである。複雑で高度な機能を包含する形で病院が作られていたこれまでの病院に、すなわち医療・看護の視点からつくられていた病院には、このような空間はほとんど存在していなかった。本研究では、このような新しい空間を中間的領域と呼ぶこととする。研究の方法としては、病院図面を収集し、上記に述べた中間的領域の可能性のあるスペースを探ることをまず行い、ついで、数病院において患者の行動を観察することにより、中間的領域で行われる可能性のある行為やそこでの環境条件を調査した。既に述べたように、いくつかの例外を除き、在来の病院では病棟・外来部・診療部門・供給部門・管理部の5部門にあてはまらない領域の確立は行われていない。一般に外来ホールなどがその領域とされることがあるが、入院患者の生活を支えるような空間にはとうていなり得ていない。しかし、一部の病院では、「温室」「アトリウム」「ホスピタルラウンジ」といった名称で、中間的領域をめざした計画の萌芽が読みとれる。これらの位置づけとして、病院部門分けの新たな指標の確立が迫られた。さらに患者の行動観察調査によれば、いわゆる病棟のデイルームといったパブリックスペースで行われる行為には限界があり、病棟はもちろん、院内の各場所において家族の面会や独りの瞑想などの行為が行われており、こういった行為を支える場の必要性が観察された。

本研究は、これまでの病院があまりに機能的にとらえられすぎており、空間の構成も機能性の面でとらえられることが多かった点を問題としてとらえ、従来の病棟・外来部・診療部門・供給部門・管理部の5部門分類とは別に、これらの中間的な領域の確立があり得るのかどうかを探り、また、それらをどのように評価するかの評価軸を想定することに努めた。また、病棟においても同様の視点によって、病室・通路・その他の諸室といった分け方でなく、患者の利用するコモンスペースに着目してこれらを患者のプライバシー空間と、看護の諸室との中間的なエリアとして考えること、およびそれらを量的に計測することの方法論を考察した。研究の結果として、徐々にではあるが、アトリウム・ホールなどと名付けられた従来の待ち合いスペースと明らかに異なる単機能ではない公的空間(これを本研究で中間的領域と名付けた)の出現が見られる。実際の利用も外来患者だけではなく、入院患者あるいは時として職員などの利用も見られる。病院の規模が拡大し、利用者数が増加すれば病院施設の中にある種の街が形成されることもあるだろう。そういったことを予想される実情が見られた。また、こういった空間を含め、病院の療養環境をどのように評価するかの尺度も検討したが、これまでの性能規定的な評価軸よりも、目的規定的な軸が有効であることが予想される。在来の評価手法のレビューと供に、新たな軸の可能性を見つけた。病棟については、患者の利用するコモンスペースについて、セミプライベート、セミパブリックといった中間的な性格を把握するために、廊下からの見えを定量化するなどの方法によって、それぞれの空間の性格付けをすることを試みた。
リハビリ用空気圧人工筋肉の製作

○研究の目的高校教科「課題研究」では、ものづくりとしてテーマを決めて実施するのに大変苦労していた。理由としては、生徒が興味を持ち、自ら率先して取り組める最適な内容を見つけることの難しさや、材料等購入のための予算措置が難しいためと考えられている。本研究では、この二つの問題の解決策の手段としての取り組みとして「リハビリ用空気圧人工筋肉の製作」を行った。ゴムチューブをネットで包み、コンプレッサーで空気を送り込んだり、逃がしたりすることでゴムチューブが膨張・収縮し実際の人の筋収縮の動作を制御するものである。○研究方法:本研究では、人工筋肉の作成及びその制作物試験としての制御実験を行った。以下の手順で研究を行った。まず、制作実習としては、1)ゴム製のチューブに合成繊維コードを網状に編んだスリーブを覆い、片方を密閉し、もう片方に外部から空気を供給するための空気供給用チューブを作成した。2)作成した空気圧人工筋肉で使用する制御回路、増幅器、AD/DA変換ボード、足に装着するための装具、全体を制御させるためのプログラミングを準備した。次に制御実験は、1)作成した人工筋肉にコンプレッサーで空気を送り込んだり、逃がしたりすることでゴムチューブが膨張・収縮し実際の人の筋収縮の動作を確認した。2)表面電極から得られた筋電位を用いてコンプレッサーを制御できることを確認した。3)これによって制作した人工筋肉が膨張・収縮することが確認できた。○研究成果:この人工筋肉は、高校生がものづくり教材として興味を持つ事ができ、更に、安価で作成できた。また、軽量で出力密度が高く、メンテナンスが容易で柔軟であるという特性を持つので、リハビリ用等の人間に直接接触する機会の多いシステムに適していた。今後の課題としては、複数回運動による劣化や連続使用の限度の確認等が挙げられた。
受精卵の全能性機能を探り出す研究-リプログラミング因子を一網打尽に捉える-

ミング因子を突き止める挑戦的研究を行った。受精卵の雄性前核と雌性前核を採取し、網羅的遺伝子発現解析を行い、in silicoに胚の転写開始やクロマチンリモデリングなどに関連する遺伝子を中心にリプログラミングに関わると強く示唆される有力な遺伝子を抽出することができた。発生学的に運命付け(プログラム)された細胞を細胞・分子機能的に変化させることをリプログラミングといい、iPS細胞の樹立報告以来その機構解明は基礎生物系のみならず医・薬学応用への展開も大いに期待されている。本研究では、究極のリプログラミング能力を示している受精卵(マウス)を対象にリプログラミング因子を突き止める挑戦的研究を行う。卵子細胞内では精子と融合後、生物学的に最も劇的な変化がエピジェネティックレベルで雌・雄性前核形成から融合過程で観察できる。この受精卵の雄性前核と雌性前核を採取し、網羅的遺伝子発現解析を行い、リプログラミングに関連する生体内因子を一網打尽にとらえる。今年度は、前核内物質の初期化にかかる重要性に関して、受精卵前核の核膜崩壊をおこした有糸分裂期を対象に、除核(染色体)しドナー細胞(マウスES細胞)核を移植する細胞核移植を行った。その結果、40%以上の効率で胚盤胞期まで発生することができた。核膜崩壊をおこしていない間期から前核を取り出した受精卵では胚盤胞期へ全く発生しないことから受精卵前核に重要要素が含まれることを確認した。マウス野生型(BDF1xBDF1)の自然交配により受精卵を採取し、雌雄前核の採取をマイクロマニピュレーター操作により行った。微量サンプルからDNAマイクロアレイ解析を行うための品質が担保したRNAを獲得するため、前核採取と保存を継続し行っている。本研究によって受精卵の性質を探ることにより体細胞リプログラミング現象の分子メカニズム解明へ向けこれまでにない貴重な知見が得られる。卵子細胞内では精子と融合(受精)後、生物学的に最も劇的な変化がエピジェネティックレベルで雌・雄性前核形成から融合過程で観察できる。この受精卵の雄性前核と雌性前核を採取し、網羅的遺伝子発現解析を行い、リプログラミングに関連する生体内因子を一網打尽にとらえることを目的としている。今年度は、(1)受精卵雌雄前核網羅的遺伝子発現解析のため、実験動物マウスを用いて受精卵より雌雄前核の採取を行った。顕微鏡下にマイクロマニピュレーション手技により雌雄前核を取り出し、前核群と除核細胞質群に分け、網羅的遺伝子発現解析を行った。サンプルが微小なため、種々のRNA増幅試験を行った上で、RNAをリニア増幅することでマイクロアレイ解析が可能であった。得られた遺伝子発現データから、in silicoにリプログラミングや胚の転写開始に関連する遺伝子群を抽出しGO term解析を行った。染色体関連としてクロマチンリプログラミングに関連する遺伝子を中心に有力な遺伝子を抽出することが可能であった。今後は、細胞での発現動態を検証したのち、遺伝子機能との関わりを提示することで、さらなる発展性へ向けた確個たるエビデンスを提示していく。受精卵は細胞核リプログラミング現象に関して2つの非常に興味深い事象を提示している。卵子と精子が融合(受精)後雌性及び雄性由来の前核を形成する。同一細胞内でありながら前核内では劇的に異なるエピジェネティック変化が起こる。雄性前核内では受精後能動的脱DNAメチル化が雄ゲノム全体でおこるのに対し、雌性前核ではDNAメチル化が維持され、細胞分裂に依存する受動的な脱DNAメチル化が引き起こされる。これまで、前核微量サンプルから高品質のゲノムを抽出する方法を確立した。網羅的遺伝子発現データの解析から、前核成分では、Wntシグナル伝達系が発現量高値であった。前核と細胞質成分ではそれぞれで発現が有意に高い集団があり、細胞質成分で発現が高いグループには、DNA methyltransferase 3l, 3a, 3b (Dnmt3l, Dnmt3a, Dnmt3b)やPou5f1やSox2などのリプログラミング因子が多数含まれていた。結果として、これまで知られてきたリプログラミングの多くは、細胞質成分に含まれており、前核成分には新たなリプログラミング因子が存在することが強く示唆された。さらに、前核に“閉じ込められていた"これらリプログラミング関連因子は想定以上に多数におよび、30倍以上の差で前核内に極めて高発現している遺伝子数は200近くにも達した。これまで、微量生体試料である受精卵の雌雄前核に含まれる遺伝子転写産物を網羅的遺伝子発現解析する系を構築した。これによりこれまで捉えることが不可能であったリプログラミング関連因子を捉えることができた。本プロジェクト目的達成のためには、技術的及び想定した仮定の上でもチャレンジングな項目があった。

今年度までに、サンプル回収から網羅的遺伝子発現解析にいたる技術的障害をクリアし、極めて精度が高いサンプリングをすることが可能であった。仮定項目では、微小サンプルから得られた遺伝子発現データは想定以上に極めてユニークな機能付が可能であり、今後大きな発展が期待できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。
マトリックスタンパク質による新規のアレルギー性炎症機序の解明

2型免疫反応がアレルギー性炎症の主体であることはよく知られている。2型サイトカインであるIL-4やIL-13によるアレルギー炎症の形成機序を明らかにするために,IL-4やIL-13の誘導産物の一つである細胞外マトリックスタンパク質であるペリオスチンに着目して,その機能解析や疾患との関連性について解析を進めた。その結果,ペリオスチンがアトピー性皮膚炎の慢性化機序において必須な役割を果たしていることを見出した。IL-4やIL-13は線維芽細胞に作用してペリオスチンを産生する。ペリオスチンはケラチノサイト上のインテグリンに結合しTSLP産生を誘導する。TSLPはTh2細胞分化を誘導する。つまり,アトピー性皮膚炎の病態形成においてIL-4/IL-13-ペリオスチン-インテグリン-TSLPより成る悪性回路が存在し,それがアトピー性皮膚炎の慢性化を起こしていることを明らかにした。また,抗avインテグリン中和抗体はモデルマウスにおけるアトピー性皮膚炎の出現を阻害することから,ペリオスチンがアトピー性皮膚炎の治療標的となりうることを示した。さらに,アトピー性皮膚炎以外に数多くの炎症疾患(特発性間質性肺炎,薬剤性間質性肺炎,強皮症,胆管細胞癌, IgG4関連性硬化性唾液腺炎,好酸球性中耳炎,アレルギー性鼻炎/慢性副鼻腔炎,増殖糖尿病網膜症)にペリオスチンが関連することを示し,ペリオスチンはアトピー性皮膚炎を始めとするさまざまな炎症疾患に関与しているエフェクター分子であることを明らかにした。一方,ペリオスチンは,創傷治癒機序に重要な役割を果たしており,これがペリオスチンの生理的作用の一つとなっていることも見出した。ペリオスチンによる慢性化機序は生体側の反応によるアレルギー性炎症の慢性化機序を示した世界で初めての例だと言える。また,ペリオスチンを標的としたアレルギー疾患治療薬の開発は,細胞外マトリックスタンパク質を標的とした全く新規の作用機序を持つ治療薬の開発につながると期待される。また,抗alphavインテグリン中和抗体はモデルマウスにおけるアトピー性皮膚炎の出現を阻害することから,ペリオスチンがアトピー性皮膚炎の治療標的となりうることを示した。

一方,ペリオスチンは,創傷治癒機序に重要な役割を果たしており,これがペリオスチンの生理的作用の一つとなっていることも見出した。ペリオスチンによる慢性化機序は生体側の反応によるアレルギー性炎症の慢性化機序を示した世界で初めての例だと言える。また,ペリオスチンを標的としたアレルギー疾患治療薬の開発は,細胞外マトリックスタンパク質を標的とした全く新規の作用機序を持つ治療薬の開発につながると期待される。Th2型免疫反応はアレルギー炎症惹起に重要であるが、その分子機序には不明な点が多い。我々は,これまでTh2型サイトカインであるIL-4やIL-13の誘導産物であり,細胞外マトリックスタンパク質であるペリオスチンが,アレルギー炎症の発症機序において重要な役割を果たしていることを明らかにしている。本研究では,ペリオスチンを中心とした炎症増幅・遷延化経路の分子的機序をさらに明らかにすること,ペリオスチンとその受容体であるインテグリンの結合を標的とした阻害剤を作製してアレルギー疾患に対する治療薬の開発につなげること,さらにはペリオスチンが関与している疾患の解析を目的としている。当該年度の研究において,ペリオスチンが,間質性肺炎,強皮症,IgG4関連性硬化性唾液腺炎,慢性副鼻啌炎,好酸球性中耳炎,増殖糖尿病網膜症,胆管細胞癌など数多くのアレルギー性疾患以外の炎症性疾患に関与していることを明らかにした。また,ペリオスチンは,創傷治癒機序に重要な役割を果たしており,これがペリオスチンの生理的作用の一つとなっていることも見出した。さらに,間質性肺炎モデルマウスを用いた解析により,ペリオスチンは線維芽細胞に作用してケモカイン,炎症性サイトカインの産生を誘導し,それが炎症細胞の浸潤とそれに引き続く肺線維化につながることを明らかにした。また,創傷治癒モデルマウスを用いた解析により,ペリオスチンは線維芽細胞の増殖を誘導することも見出した。このように,ペリオスチンは幅広く炎症疾患の発症に関与しているとともに,線維芽細胞に対する作用がその分子機序の一つであることを明らかにすることができた。これらの結果は,ペリオスチンを標的とした治療薬の開発が,アレルギー疾患以外の炎症性疾患にも適用される可能性があること,その作用部位として線維芽細胞への結合が含まれることを示している。本研究の目的は,(1)ペリオスチンを中心とした炎症増幅・遷延化経路の分子的機序をさらに明らかにすること,(2)ペリオスチンとその受容体であるインテグリンの結合を標的とした阻害剤を作製してアレルギー疾患に対する治療薬の開発につなげること,(3)ペリオスチンが関与している疾患の解析である。(1)については,ペリオスチンが線維芽細胞に作用して,細胞増殖,ケモカイン,炎症性サイトカインの産生を誘導することを明らかにし,一定程度の目的を達成することができた。(3)については,間質性肺炎,強皮症,IgG4関連性硬化性唾液腺炎,慢性副鼻啌炎,好酸球性中耳炎,増殖糖尿病網膜症,胆管細胞癌など数多くのアレルギー性疾患以外の炎症性疾患に関与していることを明らかにし,大きな進展を示すことができた。(2)については,現在も研究を進めており,まだ目的を達成するには至っていない。
体育・スポ-ツ・レジャ-科学に関する文献情報検索システムの実用化の関する研究

昭和63度に実施した基礎的研究に基づき、かつ本年度備品として購入したモデム一式を最大限活用することを骨子として、平成元年度の研究を以下のとおり進めた。まず、レジャ-・レクリエ-ション科学雑誌文献の検索において必要とされる専用シソ-ラスの検討を前年度に引き続いて続行し、その一応の確定をすることができた。その際、専門学術誌である『体育学研究』および『レクリエ-ション研究』の関連文献からキ-ワ-ドを収集・選択すると共に、LRTAおよびLORETOのシソ-ラスにある全用語を翻訳し、それらをすべてカ-ド情報化することによって整理作業を行った(研究成果報告書参照)。また本年度、モデムによる通信実験に着手した。とくに鹿屋体育大学システムへのアクセス実験の過程において、文献検索情報の本体であるイメ-ジ情報をどのような手段で転送するかが解決すべき具体的な課題として提起されるに至り、この問題を検討する中でファクシミリ通信装置が今後、本格的な検索システムを構築するに当たってハ-ドウエア面における重要な要素を構成するであろうことが示唆された。この点については研究経費の関係から実際的な検討を進めることができなかったが、システムの概念を確立できたことは大きな成果であった。またこの通信実験を進める中で、鹿屋体育大学システム担当者との間でデ-タベ-スの蓄積に関する将来的な分担方式について改めて確認をすることができた。最後に、国際情報交換システムを確立するための通信実験の一環として、カナダ・ケベック大学の総合デ-タベ-ス・システムであるINFOPUQ、および、イギリス農業経済局のCAB INTERNATIONALへのアクセスを行い、この点に関する技術的な問題点はとくに存在しないことが確認された。本年度は、鹿屋体育大学の文献情報検索システムが、スポーツ関係、特に、人文社会科学系のデータベースの構築に重点をおいているため、それとの役割り分担を考慮して、本研究では、主として、レジャー・レクリエーション研究のデータベースの構築と互換システムの可能性を検討することとした。そのため、まずシソーラスの作成に着手したが、既に、作成されているイギリス農業経済局(Bureau of Agricultural Economics)発行の"LRTA"(Leisure,Recreation and Tourism Abstracts)のためのキーワード集、および、欧州を中心とレジャー・レクリエーション情報センターの発行している"LORETO"(Leisure,Recreation and Tourism THESARUS)および、カナダのスポーツ情報センター発行のSports Thesaurus,1987の各用語を翻訳、カード作成の上、とりあえず、レジャー・レクリエーション研究シソーラス試案を作成した。しかし、日本体育学会が、本年になって体育学専門用語集を発表したので、それとの照合をはかり、より完璧なシソーラスの完成を期することとした。なお、研究分担者の一人が、たまたま、在外研究でカナダに出張したので、特に、ケベック大学におけるフランス語圏を中心とするレジャー科学情報システムの調査研究を深めた。これによって、ケベック大学データバンクシステム、カナダのスポーツ情報センター(SIRC)の情報蓄積や交換の現状を知ることができ、なお、日本からのアクセスの可能性についての理解も深めた。なお、英語圏のレジャー関係情報については、アメリカのDIALOGを活用しており、本研究では、それらを今後活用することとした。以上、シソーラス試案の作成と、英語圏、仏語圏におけるレジャー・レクリエーション研究関係論文の検索につきある程度の可能性を見出すことができた。昭和63年度に実施した基礎的研究に基づき、かつ本年度備品として購入したモデム一式を最大限活用することを骨子として、平成元年度の研究を以下のとおり進めた。

その際、専門学術誌である『体育学研究』および『レクリエ-ション研究』の関連文献からキ-ワ-ドを収集・選択すると共に、LRTAおよびLORETOのシソ-ラスにある全用語を翻訳し、それらをすべてカ-ド情報化することによって整理作業を行った(研究成果報告書参照)。また本年度、モデムによる通信実験に着手した。とくに鹿屋体育大学システムへのアクセス実験の過程において、文献検索情報の本体であるイメ-ジ情報をどのような手段で転送するかが解決すべき具体的な課題として提起されるに至り、この問題を検討する中でファクシミリ通信装置が今後、本格的な検索システムを構築するに当たってハ-ドウエア面における重要な要素を構成するであろうことが示唆された。この点については研究経費の関係から実際的な検討を進めることができなかったが、システムの概念を確立できたことは大きな成果であった。またこの通信実験を進める中で、鹿屋体育大学システム担当者との間でデ-タベ-スの蓄積に関する将来的な分担方式について改めて確認をすることができた。最後に、国際情報交換システムを確立するための通信実験の一環として、カナダ・ケベック大学の総合デ-タベ-ス・システムであるINFOPUQ、およびイギリス農業経済局のCAB INTERNATIONALへのアクセスを行い、この点に関する技術的な問題点はとくに存在しないことが確認された。
メタボリックシンドロームに及ぼす歯周病の影響についての総合的研究

歯周病は生活習慣病の一つとして位置づけられており、近年、メタボリックシンドロームを形成する個々の病態である肥満や糖尿病が歯周病を重症化させるとの報告が散見される。一方、歯周病の存在が動脈硬化を進行させ、心筋梗塞などを惹起すると考えられているが、その機序については不明な点も多い。また、メタボリックシンドロームと歯周病は、血管障害、炎症性因子の関与など共通点が少なからず認められるが、両者の関係を血管機能も含めて検討した報告はない。そこで、本研究では、メタボリックシンドロームに及ぼす歯周病の影響について総合的な検討を行った。当院歯周病科通院中の患者を対象に、ウエスト周囲径、血圧、空腹時血清脂質、空腹時血糖等、メタボリックシンドロームの診断評価に関する測定を実施し、同時に、口腔内所見や歯周病の評価を行った。さらに、頸動脈エコーにより内膜中膜肥厚度を計測し、また、脈波伝導速度、足関節/上腕血圧比、足趾/上腕血圧比を算出することにより、動脈硬化の状態を判定した。その結果、メタボリックシンドロームを有する群では、有意に残存歯数が少なく、プロービング時の歯肉出血陽性歯が多いこと、4mm以上の歯周ポケットおよびアタッチメントロス4mm以上が有意に多いことが判明した。また、メタボリックシンドローム構成因子の保有数と歯周病について検討したところ、構成因子数が多くなるほど歯周病の頻度が高くなることが認められた。さらに、歯周病の重症度は動脈硬化の程度と相関していた。本研究により、メタボリックシンドロームが歯周病に深く関わることが明らかとなっただけではなく、歯周病と動脈硬化との密接な関連が示唆された。今後、歯周病治療がメタボリックシンドロームの病態に及ぼす影響について検討を加えていく予定である。内臓脂肪蓄積を基盤とし,高血圧症,耐糖能異常,脂質代謝異常などが合併したメタボリックシンドロームは,心血管病易発症状態として捉えられ注目されている.一方,歯周病はさまざまな全身疾患と関連を有し,歯周病が心血管疾患や糖尿病の病態に影響を与えることが報告されている.われわれは,本研究課題に対して愛知学院大学歯学部倫理委員会の承認を得た上で,愛知学院大学歯学部附属病院歯周病科通院中で本研究に同意の得られた患者におけるメタボリックシンドロームと歯周病の関連について,血管機能およびサイトカインを含めて検討した.口腔内所見,う蝕,修復物・補綴物の状態,さらに,歯周病所見は歯周病専門医により診断され,歯周組織の診査は,15mmの歯周プローブ(UNC15,Hu-Friedy, USA)を使用し,第3大臼歯を除く全歯を6点法でプロービングデプス(PD),アタッチメントレベル(AL),プロービング時の歯肉出血(BOP)を測定し,評価した.また,デンタルX線写真から,歯槽骨吸収状態を,Scheiの方法に準じて,第3大臼歯を除く全歯の近遠心の歯槽骨吸収率を計測し,その平均や,20%以上および50%以上の歯槽骨吸収を示す比率をそれぞれ計算した.なお,メタボリックシンドロームの診断は,平成17年日本内科学会等内科系8学会合同で発表された診断基準を用いた.これまでの解析において,歯周病患者におけるメタボリックシンドロームの有病率は約40%と高い傾向が認められた.さらに,メタボリックシンドローム保有群では現在歯数が有意に少なく,逆にBOP陽性率,プラークスコアが高い傾向を認めた.こうした結果は,歯周病とメタボリックシンドロームが密接に関連することを示唆している.

今後,さらに人数を増やして解析を行うとともに,歯周病治療がメタボリックシンドロームに及ぼす影響について前向き研究を行う計画である.我々は、メタボリックシンドロームと歯周病の関連についての総合的研究を実施するにあたって、当院歯周病科通院中で本研究に同意の得られた患者における血管機能およびサイトカインを含めた検討を行った。口腔内所見、う蝕、修復物・補綴物の状態、さらに,歯周病所見は歯周病専門医により診断され、歯周組織の診査は、15mmの歯周プローブ(UNC15, Hu-Friedy, USA)を使用し、第3大臼歯を除く全歯を6点法でプロービングデプス(PD)、アタッチメントレベル(AL)、プロービング時の歯肉出血(BOP)を測定し、評価した。また、デンタルX線写真から歯槽骨吸収状態を、Scheiの方法に準じて第3大臼歯を除く全歯の近遠心の歯槽骨吸収率を計測し、その平均や20%以上と50%以上の歯槽骨吸収を示す比率をそれぞれ計算した。メタボリックシンドロームの診断は日本内科学会における診断基準を用い、メタボリックシンドローム構成因子との関連を検討した。これまでの解析において、歯周病患者におけるメタボリックシンドロームの有病率は高く、さらにメタボリックシンドローム保有群では現在歯数が有意に少なく、逆にBOP陽性率、プラークスコアが高い傾向を認めた。メタボリックシンドローム構成因子との関連においては、空腹時血糖と中性脂肪が歯周病と強い相関を認めた。こうした結果は、メタボリックシンドロームを保有する患者において、歯周病の存在を示唆するのみでなく、診断基準でメタボリックシンドロームを保有しないとされる患者においても、メタボリックシンドローム構成因子に注目し、歯周病診断にあたる必要があることを示していると考えられた。現在、さらに人数を増やして解析を行うとともに、歯周病治療がメタボリックシンドロームに及ぼす影響について前向き研究を行っている。