hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞骨格主導の核機能の制御機構の解明

本研究では、細胞核と細胞骨格の物質・機能両面における相互関連を明らかにするべく、そのコミュニケーションの分子メカニズムの解明に取り組んだ。核膜には「疎水的バリア」としてその選択的透過性を担保する核膜孔複合体(NPC)があり、比較的小さな分子(40kDa)や輸送複合体の通過を許容しているが、如何にしてその厳密な分子選別がなされているかは不明であった。本研究ではまず、レプトマイシンBにより核外輸送を阻害すると、通常は明らかに細胞質側にのみ局在するように見えるスペクトリンやアクチニンが、核内に蓄積することから、ある種の細胞骨格タンパク質は核内外を行き来していることを示した。共沈や定量PCRを用いた解析から、これらの「核内に局在する細胞骨格関連タンパク質」は、転写などの重要な核内機能に関与していることが明らかとなった。更に細胞質を取り払った状態の細胞を用いた輸送実験から、これらのタンパク質は、非常に巨大にも関わらず輸送担体の助けを借りない「自発的核輸送」により核内に移行することを示した。これらのタンパク質分子は両親媒性ヘリックスから成る構造モチーフを持っていたことから、NPC内部の疎水的環境との関わりを更に詳細に解析した。疎水的蛍光プローブを用いてタンパク質の表面疎水性を定量評価すると、これらのタンパク質の表面疎水性は溶液の疎水的性質の増加に対応して有意に上昇することが明らかとなった。この結果は分子動態シミュレーション解析と一致し、「両親媒性タンパク質は構造変化によってその内部の疎水的領域を表面に露出することで、NPC内部の疎水的環境に適応して核膜を通過することができる」という「自発的通過」の概念を提唱した。これらのことから、NPCを介した分子通過は、そもそもそんなに厳密に制御されていない、と考えられる。本研究により得られた分子通過のモデルは、多くの核タンパク質の核移行を説明する一般的機構を示唆し、また一見して核には局在しないタンパク質であっても核内に局在し機能している可能性を示すものである。細胞骨格タンパク質による核機能の制御機構を解明するため、計画初年度となる本年度は、以下の内容の計画を実施した。【1.核移行する細胞骨格タンパク質の検索】両親媒性ヘリックスを持つ数種の細胞骨格タンパク質について、核外輸送阻害剤で処理した細胞における局在を調べたところ、少なくとも4種は核内に蓄積することが分かった。これらのうち、アクチニン(分子量105kDa)スペクトリン(275kDa)に着目し、そのcDNAをクローニングして細胞内発現系および昆虫細胞を用いた発現精製系に組み込み、発現に成功した。【2.核内移行を促す要因の検討】核内外の量比を変化させる要因を探るため、各種の阻害薬剤やシグナル伝達系薬剤を用いて目的タンパク質の局在を調べたところ、アクチンはカルシウムイオノフォアにより核膜へターゲットされること、スペクトリンは恒常的にごく少量が核内に含まれている可能性が高いことが分かった。【3.核内外移行経路の特定】アクチニンとスペクトリンのアミノ酸配列には、核外輸送シグナルはあるが核内輸送シグナルは存在しない。半透過化細胞を用いた核輸送実験から、これらはインポーチンなどの輸送担体がなくても核内に到達できることが証明され、核膜孔の通過には疎水的相互作用が関与していることが示唆された。これらのことから、核内外を行き来する細胞骨格タンパク質について、その存在を検証し、核膜孔通過の分子メカニズムのモデルを組み立てることができた。

翌年度にはより詳細にその動態を解析するほか、これらのタンパク質の核移行が核機能に与える影響にも着目して研究を進める予定である。本研究では、細胞核と細胞骨格の物質・機能両面における相互関連を明らかにするべく、そのコミュニケーションの分子メカニズムの解明に取り組んだ。核膜には「疎水的バリア」としてその選択的透過性を担保する核膜孔複合体(NPC)があり、比較的小さな分子(40kDa)や輸送複合体の通過を許容しているが、如何にしてその厳密な分子選別がなされているかは不明であった。本研究ではまず、レプトマイシンBにより核外輸送を阻害すると、通常は明らかに細胞質側にのみ局在するように見えるスペクトリンやアクチニンが、核内に蓄積することから、ある種の細胞骨格タンパク質は核内外を行き来していることを示した。更に細胞質を取り払った状態の細胞を用いた輸送実験から、これらのタンパク質は、非常に巨大にも関わらず輸送担体の助けを借りない「自発的核輸送」により核内に移行することを示した。これらのタンパク質分子は両親媒性ヘリックスから成る構造モチーフを持っていたことから、NPC内部の疎水的環境との関わりを更に詳細に解析した。疎水的蛍光プローブを用いてタンパク質の表面疎水性を定量評価すると、これらのタンパク質の表面疎水性は溶液の疎水的性質の増加に対応して有意に上昇することが明らかとなった。この結果は分子動態シミュレーション解析と一致し、「両親媒性タンパク質は構造変化によってその内部の疎水的領域を表面に露出することで、NPC内部の疎水的環境に適応して核膜を通過することができる」という「自発的通過」の概念を提唱した。これらのことから、NPCを介した分子通過は、そもそもそんなに厳密に制御されていない、と考えられる。本研究により得られた分子通過のモデルは、多くの核タンパク質の核移行を説明する一般的機構を示唆し、また一見して核には局在しないタンパク質であっても核内に局在し機能している可能性を示すものである。
水中における分子錯体生成機構とその分子認識への応用

1.水中での強いvan der Waals相互作用.カチオン性ポルフィリンであるTMPyPの自己会合及び他分子との分子錯体生成につき詳細に検討し、水中では有機溶媒中に比べて非常に強いvan der Waals相互作用が、溶質分子間に働くことを明らかにした。本研究は、これまで水中の強い分子錯体形成能として知られていた多くの実験事実を説明することができることより、評価されるべき内容と考えている。2.水中での水素結合.水を含めて、プロトン性極性溶媒中では、溶質分子間の水素結合は形成されないという認識がこれまで受け入れられてきた。しかし生体系と同様に疎小的な環境の近くに水素結合点が存在する場合には、水中においても水素結合の形成が可能であるとの仮説を立て、種々検討してきた。単分子膜界面,ミセル界面、ステロイド骨格近傍、環状オリゴ糖ヘリ部といった、水中に形成されるミクロ疎水場の近くでは、水素結合が水中においても形成されることを、実験事実として示すことに成功してきた。今後、これらの事実の理論的裏付けをしていく必要がある。3.環状オリゴ糖による不斉認識.水中での分子錯体生成機構に関する基礎的研究を基に、シクロデキストリン(CD_x)による不斉誘起や不斉認識について研究した。人工系では実現困難と考えられてきた“鍵と鍵穴"式の不斉認識がCD_xを用いることで可能となることが次第に明らかとなってきた。しかし、水素結合の助けを利用すると、さらに選択的に不斉認識が実現できることも示唆されており、今後の詳細な研究が必要と思われる。4.CD_xを用いる光学分割.CD_xを分離剤として用いる100%光学分割が、キャピラリー電気泳動で実現できた。今後は、単離できるスケールでの光学分割につき、さらに研究を進める予定である。1.水中での水素結合錯体、水中での水素結合錯体生成を証明することは極めて困難であり、事実現在なでにそのような報告例は非常に少い。今回、ビリルビンとβーシクロデクストリン(βCDx)とのキラル錯体生成につき、円二色性(CD)スペクトルを用いて詳細に検討した結果、化学的にではあるが水中における水素結合がこの錯形成の結合力であることを証明することができた。βーCDxの小素結合点である水酸基を全てメチル化した場合には錯体ができないこと、βーCDxの第2水酸基を酸解離させた場合には、CDシグナルが消失すること、βーCDxの疎水性空洞を第2のゲスト分子で埋めつくしたときには、錯形成が促進されること、錯形のカルボクシラ-トとβーCDxの第2水酸基との間に形成される二点水素結合が、キラルビリルビンーβーCDx錯体生成と推進力であることが証明された。さらに胆汁酸とビリルビンとのキラル錯体形成についても詳細に検討した。水と同様にプロトン性極性溶媒であるメタノ-ルを媒体として用いた対照実験から、水中ではビリルビンのカルボキシラ-トイオンと胆汁酸の3ーおよび12ーαー水酸基との間の二点水素結合が、ビリルビンキラル錯体の主たる結合力であることを明らかにした。2.水中での強いvan der Waals力。カチオン性ポルフィリン(TAPP)と1ーメチルアクリジニウムクロリド(MA)との分子錯体の生成定数(K)を、水ーアセトニトリル混合溶媒中で測定し、溶媒の極性パラメ-タであるE_T(30)値とKとの関係を求めた。

その結果、KとE_T(30)との間には良好な相関々係が認められ、Diederichらおよび我々が主張してきたように、水中では有機溶媒中よりも極めて強いvan der Waals力が疎水性溶質間に働くことがさらに確められた。今後、水中の強いvan der Waals相互作用の機構を詳しく研究する予定である。1.水中での水素結合錯体.希薄な水溶液中におけるホスト-ゲスト間水素結合を、分光学的手段によって直接証明することは極めて難しい。今回、ビリルビン-β-シクロデキストリン(BR-β-CDx)錯体が、β-CDxの第2級水酸基とBRのカルボキシラートととの間に形成される水中での水素結合によって生成することを、円二色性スペクトル(CDスペクトル)及び熱力学的パラメータの測定から明らかにした。まず、BR-β-CDx錯体生成に、β-CDxの疎水的空洞が関与していないことを、β-CDx空洞に強く包接されることが分っている第2のゲスト分子の添加効果から見い出した。さらに錯形成に対するpH効果から、β-CDxの第2級水酸基側へり部が結合部位であることを証明した。最後のパーメチル化β-CDx(TMe-β-CDx)との錯形成結果から、水素結合の形成を明らかにした。2.環状オリゴ糖の水中における不斉認識.これまでの研究から、シクロデキストリン(CDx)による不斉認識には、必ずしも水素結合が必須ではないことがわかっている。今回、1,1'-ビナフチルにカルボキシル基を導入した軸キラル化合物をゲスト分子に用い、CDxによる不斉認識における水素結合の関与をさらに検討した。1,1'-ビナフチル-2,2'2ジカルボン酸(BNC)をゲストにした場合、TMe-β-CDxはかなりの選択性でもって、BNCのR-エナンチオマーと錯形成する。pHを上げ、BNCをジアニオンとすると、不斉認識されなくなる。これらの事実は、TMe-β-CDxのエーテル酸素と、BNCのカルボキシル基間に形成される水素結合が不斉認識に関与していることを示唆する。3.キャピラリー電気泳動による光学分割.これまでの基礎研究を基にして、CDxによる光学分割をキャピラリー電気泳動法によって試みた。ほとんどのビナフトールやビナフタレンカルボン酸およびマンデル酸の100%光学分割に成功することができた。
健康長寿の切り札、天然化合物を用いたTTR アミロイド―シスの予防戦略

アルツハイマー病と同じく21世紀の病気となるSSA患者を未病の状態で食い止め、ヒトの健康寿命を延ばすことである。さらに同様のメカニズムで起こるFAP患者・遺伝子保因者にもサプリメントとして投与しその病態を制御する道を切り開く。最終的には高齢者にSSAやFAPの予防として天然化合物のサプリメントを飲んでもらうことをゴールとして研究を遂行する。
深海掘削試料解析・孔内長期観測による地球ダイナミックスの研究

本計画は掘削研究船ジョイデス・レゾリューションを用いて、深海底の掘削を行い、海底堆積物と岩石の柱状試料(コア)を連続的に採取し、また検層装置(ロッキング)などによって地殻の諸性質を直接測定することにより、地球内部および地球環境ダイナミックスの2大テーマの解明を目指す国際共同研究である。日本からは、掘削船の各航海に研究者を乗船・参加させて船上での共同研究を推進し、また研究船白鳳丸を用いて掘削候補地点の事前海底探査を行う。平成12年度においては、日本近海、赤道太平洋周辺の掘削を行い次ぎの成果を上げた。(1)南海トラフにおける付加体の変形の研究南海トラフはフィリピン海プレートが西南日本へ年間約4cmの速度で沈み込む場所である。ここでは、プレートの運んできた堆積物がはぎ取られて、陸側へ押し付けられて、付加体を作っている。ODP第190次航海では、室戸沖と足摺沖において2つの横断線(トランセクト)を横切る掘削を行なった。A.南海トラフ付加体の急激な成長南海トラフ陸側斜面を覆う堆積物の年代と付加された堆積物の性質から付加体は、過去200万年の間に少なくとも40km、最大55km、トラフ側へと成長した。B.プレート境界滑り面の発達室戸トランセクトと足摺トランセクトのおいて、デコルマン滑り面の位置の特定を行なった。その結果、滑り面は、両者で同一の地層(600万年前の泥岩層)に存在することが分かった。C.沈む込む堆積物と地震活動室戸沖では、堆積物は含水粘土鉱物をほとんど含んでいないのに対して足摺沖では多量に含まれる。この水はプレート境界の摩擦の大きさを左右し、地震活動に関係する可能性が指摘できる。(2)巨大海台の形成過程の研究オントンジャワ海台において基盤玄武岩の掘削を行い、これが120Maのものであり、また熱水変質の少ないこと、海上で形成された証拠がないことが分かった。このことは、白亜紀の地球環境研究に大きな意義を持つ。(3)海洋環境、地下微生物圏の研究南海トラフ、赤道太平洋などで黒潮変動、深層循環、地下微生物圏の研究で成果が上がった。(4)孔内地震観測シャツキー海台付近で孔内地震観測ステーションを設置した。本計画は掘削研究船ジョイデス・レゾリューションを用いて、深海底の掘削を行い、海底堆積物と岩石の柱状試料(コア)を連続的に採取し、また検層装置(ロギング)などによって地殻の諸性質を直接測定することにより、地球内部および地球環境ダイナミックスの2大テーマの解明を目指す国際共同研究である。日本からは、掘削船の各航海に研究者を乗船-参加させて船上での共同研究を推進し、また研究船白鳳丸を用いて掘削候補地の事前海底探査を行う。本年度は、インド洋、南大洋、西太平洋にて掘削を行なった。インド洋の東経90度海嶺では、グローバルな地震計ネットワーク敷設の一貫として海底地震計設置用の孔井を掘削した。

またケルゲレン海嶺の掘削では、それが単純なプルーム起源の海台ではなく、大陸地殻の断片を巻き込んだものであることが示された。南大洋では、南極-オーストラリア-ニュージーランドの間の海洋循環経路の確立とその影響が調べられ、またオーストラリア南縁で、温帯大陸棚における炭酸塩堆積物の発達過程を研究した。西太平洋のウッドラーク海盆では、大陸地殻のリフティングに伴う断層を掘削した。事前調査としては、九州・パラオ海嶺の岩石学的調査を中心に行なった。ODPの計画運営活動に関しては、理事会、科学委員会、各ハパネル・委員会へ出席し、日本の成果の発表と計画への意志反映を行なった。本計画は堀削研究線ジョイデス・レゾリューションを用いて、深海底の堀削を行い、海底堆積物と岩石の柱状試料(コア)を連続的に採取し、また検層装置(ロッキング)などによって地殻の諸性質を直接測定することにより、地球内部および地球環境ダイナミックスの2大テーマの解明を目指す国際共同研究である。日本からは、堀削船の各航海に研究者を乗船・参加させて船上での共同研究を推進し、また研究船白鳳丸を用いて掘削候補地点の事前海底探査を行う。平成11年においては、日本近海から南大洋にかけての堀削を行い次のような成果が上がっている。(1)太平洋プレート海洋地殻上部の化学組成と物性の研究国際深海堀削計画Leg185はSite801で海洋地殻を約450m堀削さらにSite1149では海洋地殻の堆積層全部(410m)と変質した海洋基盤(133m)の堀削を行った。Site1149はSite801のように中期白亜紀の火山砕屑物と石灰質なものも持たない。この違いは伊豆-ボニンとマリアナの2つの島弧から噴出される火成岩の地球化学的な差のいくつかを説明するかもしれない。(2)堀削による地下深部生物圏の研究第185次航海では,地下生物圏(Deep Biosphere)に関する研究のための汚染状況試験が行われた。この結果掘削に時間がかかる分,汚染を受けやすい環境に試料がさらされるということがわかった。また微生物的な痕跡が170Maの火山ガラス中に観察され,これは極端に深い地下深部の生物圏(海底下930m)が活動的であるという興味深い証拠である。(3)日本海溝における沈み込み帯ダイナミックスと古海洋環境の研究Leg186は,Site1150およびSite1151において水深2000mに海底下1200m堀削を行い均質な珪藻質シルト質泥および泥岩を回収と孔内検層を行なった。今回得られた堆積物は、東北日本の層序・古生物・古海洋変動・テクトニクス等を論じるうえでの貴重な試料となる。(4)海底孔内地球物理複合観測所のシステムと設置本研究では、海底孔内観測システムの設置をSite1150およびSite1151において行い、9月にROVを用いてシステムを起動し,長期観測に入った。ODPの活動に関しては、理事会、科学委員会、各パネル・委員会へ出席し、日本の成果の発表と計画への意志反映を行った。本計画は掘削研究船ジョイデス・レゾリューションを用いて、深海底の掘削を行い、海底堆積物と岩石の柱状試料(コア)を連続的に採取し、また検層装置(ロッキング)などによって地殻の諸性質を直接測定することにより、地球内部および地球環境ダイナミックスの2大テーマの解明を目指す国際共同研究である。
ビンクリスチン母集団パラメータの算出

○研究背景・目的:ビンクリスチン(VCR)は非ポジキンリンパ腫(DLBCL)の世界的な標準治療として確立されているCHOP療法の一薬剤として広く用いられている抗悪性腫瘍薬である。DLBCLに罹患した場合、CHOP療法の治療強度を維持したまま治療を完遂することが第一目標となるが、最近では治療経過中にVCRによる重篤な末梢神経障害などの有害事象が出現し、治療強度を低下させざるを得ない状況が散見される。VCRによる有害事象が出現する要因として、ヒトにおいて血中濃度とVCRの抗腫瘍効果及び末梢神経障害作用の関連を示したデータが乏しいこと、感染症の発症予防目的で併用される新規抗真菌薬によりVCR血中濃度が上昇することや、さらにVCRの薬物代謝酵素がCYP3A4だけではなくCYP3A5も関与することが考えられるが、VCRの投与量設定に関してはこれらの影響を考慮した目安すらないのが現状となっている。我々はVCRによる有害事象発現率の軽減と治療強度の維持または向上を目指し、併用薬や遺伝子多形を影響因子に組み込んだ新たな投与設計方法として母集団(PPK)パラメータを構築することを目的とする。○研究成果:VCRおよびアゾール系抗真菌薬のイトラコナゾール、ボリコナゾール、フルコナゾールの測定方法の検討を行った。VCR測定に関してはHPLCでの測定方法の確立を試みたが、臨床濃度を検出するためには感度に限界があり、LCIMS等での測定方法の確立が必要と考えられた。一方、アゾール系抗真菌薬に関してはHPLCによりイトラコナゾール、ボリコナゾール、フルコナゾールの臨床濃度を検出可能な同時定量方法を確立した。
外来抗原のカテプシンBによるプロセッシングとインバリアント鎖による抗原提示制御

免疫応答の主経路の初発反応である抗原のProcessingの中で、MHC class IIに提示される外来抗原のProcessing proteasesがCathepsin Bであることを決定し、これで作られた抗原ペプチットがMHC class IIに結合する理由と機構を明らかにした。更にInvariant chain (Ii-鎖)とCystatin類との構造類似性から、MHC Class IIのIi-鎖への結合部位を推定した。Cathepsin Bの特異的阻害剤CA-074、Cysteine protease共通の阻害剤E-64、CathepsinB特異的モノクローナル抗体およびCathepsin Bの特異的合成基質を使用して、B型肝炎と狂犬病のウイルスワクチンに対する抗体産生ならびにTリンパ球の免疫応答(抗原-抗体反応依存性細胞分裂ーH^3-thymidine取込み)は此等Cathepsin B阻害剤により特異的に抑制されることを証明した。更にCathepsin Bの第3基質結合ドメインとDR-7のβ-鎖57番以後7アミノ酸シークエンスの同一性から、Cathepsin Bに結合して切断された抗原のC末の構造はDR-7に結合可能な構造であることを示した。他のカテプシン群には此の強いホモジ-が存在しない。Ii-鎖はCystatin類と50%のホモロジーがあることを見出し、ヒト脾臓より精製したIi-鎖は実際にCathepsin LとHを強く阻害するが、Cathepsin Bの阻害は極めて弱い事を示した。此等のことからIi-鎖による抗原ペプチットの提示調節機構をも追求できた。
河床底下傾向にある扇状地河川における河相の変質とその回復手段に関する基礎的研究

本研究の目的は,扇状地河川の河相相互作用系の素過程ならびにその土砂供給・流況変化に対する応答性状を明らかにし,それらを総合化することで,河相の変質の予測と評価に寄与することである.本研究により得られた成果は次の通りである.1.土砂供給・河川流況による河相変化の比較研究同一規模の流域を持つ扇状地河川であるが,ダム等によるピーク流量と供給土砂量の減少がみられる手取川とそうでない安部川における河相変化について比較した.これにより,植生の繁茂率が洪水ピーク流量の減少に影響されている面が明らかにされた.2.樹林化の素過程河道が樹林化されていく素過程を伏流過程的側面,土砂水理学的側面,生態学的側面から検討した.河床低下傾向にある河川での地形変動と相乗した樹林化のメカニズムの一般形を示すとともに,洪水による樹木への変形作用がむしろ樹林化を促進する場合があることを指摘した.3.洪水流量減少による樹林化のモデリング手取川,安倍川の比較研究により明らかにされた洪水ピーク流量の減少による樹林化をモデル化した.植生の発生とその洪水による破壊という側面を考慮できる本モデルは,流況変化による植生動態を予測できるモデルとして有効である.今後,土砂輸送モデルとの組み合わせにより,より一般的なモデルへの発展が期待される.4.生息環境の水理学的評価手法の開発IFIM/PHABSIMを基礎とした評価手法において,生物の様々な生活ステージとその連結性を考慮できる手法を提案した.本手法により,河川における様々な地形要素の重要性がより明確になった.土砂輸送モデルと組み合わせにより,土砂供給,流況が変化した河川での生息場評価を可能にした.5.総合化上記,14を総合化して,我が国における扇状地河川の近年の河相変化とそれによる生物生息場の変質を総合的に議論できる枠組みを整えた.本研究の目的は,扇状地河川の河相相互作用系の素過程ならびにその土砂供給・流況変化に対する応答性状を明らかにし,それらを総合化することで,河相の変質の予測と評価に寄与することである.本研究により得られた成果は次の通りである.1.土砂供給・河川流況による河相変化の比較研究同一規模の流域を持つ扇状地河川であるが,ダム等によるピーク流量と供給土砂量の減少がみられる手取川とそうでない安部川における河相変化について比較した.これにより,植生の繁茂率が洪水ピーク流量の減少に影響されている面が明らかにされた.2.樹林化の素過程河道が樹林化されていく素過程を伏流過程的側面,土砂水理学的側面,生態学的側面から検討した.河床低下傾向にある河川での地形変動と相乗した樹林化のメカニズムの一般形を示すとともに,洪水による樹木への変形作用がむしろ樹林化を促進する場合があることを指摘した.3.洪水流量減少による樹林化のモデリング手取川,安倍川の比較研究により明らかにされた洪水ピーク流量の減少による樹林化をモデル化した.植生の発生とその洪水による破壊という側面を考慮できる本モデルは,流況変化による植生動態を予測できるモデルとして有効である.今後,土砂輸送モデルとの組み合わせにより,より一般的なモデルへの発展が期待される.4.生息環境の水理学的評価手法の開発IFIM/PHABSIMを基礎とした評価手法において,生物の様々な生活ステージとその連結性を考慮できる手法を提案した.本手法により,河川における様々な地形要素の重要性がより明確になった.土砂輸送モデルと組み合わせにより,土砂供給,流況が変化した河川での生息場評価を可能にした.5.総合化上記,14を総合化して,我が国における扇状地河川の近年の河相変化とそれによる生物生息場の変質を総合的に議論できる枠組みを整えた.本研究目的は,扇状地河川の河相相互作用系の仕組みと土砂供給・流況変化に対する応答性状を明らかにし,河相の変質の予測と回復に役立てる事である.本年度の成果は以下の通りである.・土砂供給・河川流況の違いによる河相応答の相異同程度の勾配・計画流量を持つ二つの河川(安部川と手取川)がもつ河相の違いについて,上流域のダム等の有無,流況の経緯,土砂供給の特性を観測資料等によって把握する一方で,航空写真から画像解析によって植生域の経時的な変遷を量的に捉えた.その結果,河床低下傾向にありかつ樹林化の著しい手取川ではダム建設後,大洪水の頻度減少により植生域が固定し,比較的大きな洪水後も植生域面積が減少しにくくなった.植生の成長と破壊のモデルを考案し,これと流れ・流砂の数値解析を組み合わせることで,このような洪水頻度の減少による河道樹林化の進行過程を表すことができた.さらに,ダム等の建設による河相変化の予測を,この方法を用いることで,回復の数値目標設定などへの応用が期待される.・生息環境の水理学的評価手法の開発河川環境保全機能における河川水理学の貢献は生息環境評価にあるが,本研究ではIFIM/PHABSIMを基礎とした評価手法を発展させた.特に移動床水理学的なアプローチと,生物の各生活ステージ(定位.摂食,産卵,避難)における各ハビタート空間分布の互いの空間連続性を考慮したモデルの考案により,季節的な流量変化や平水→洪水という中での生物の移動にまで踏み込んだ評価にまで発展させた.

このモデルは流況変化による生息環境の変化だけでなく,洪水の頻度の変化に伴う地形変化による生息環境変化の予測へと発展させることができる.来年度は,人的インパクトが河相変化全体のプロセスに与える影響を総合的に検討し,代替シナリオ(貯水池土砂排砂,人工洪水等)を作成し,これらの成果を組み込んだ量的な基準づくりを目標とする.本研究目的は,扇状地河川の河相相互作用系の仕組みと土砂供給・流況変化に対する応答性状についてひきつづき検討する一方で,それらを総合化することで河相の変質の予測と回復に役立てる事であった.本年度の成果は次の通りである.・樹林化過程のモデル化手取川などの河床低下傾向にある河川の樹林化過程を予測する手段について,次の検討を行った.(1)上流域のダム等の有無,流況の経緯,土砂供給の特性を観測資料等によって把握する一方で,航空写真から画像解析によって植生域の経時的な変遷を量的に捉え,大出水のない間の植生域拡大の機構と洪水による破壊過程を考察した.(2)それらに基づき,植生侵入・破壊についてモデル化(破壊可能な条件,植生域拡大・植生侵入過程)を行い,これと流れ・流砂の数値解析を組み合わせることで,河道全体の樹林化率のみならず,植生域の空間分布の変遷まで推定する方法を提案できた.本手法により,洪水頻度の減少による河道樹林化率と植生域の空間分布の応答特性を予測する基礎が得られた.ダム等の建設による河相変化の予測ならびにその回復のための数値目標設定などへの応用が期待される.・生息環境の水理学的評価手法の開発河川環境保全機能における河川水理学の貢献は生息環境評価にあるが,本研究ではIFIM/PHABSIMを基礎とした評価手法を昨年度よりさらに発展させた.特に移動床水理学的なアプローチにより,交互砂州等により影響される瀬淵構造が供給土砂の減少によって変質する過程を表現し,それを利用して,魚類生息場の変質を議論した.これにより,瀬淵構造の消失による流れの空間的変化の減少,河床材料の撹乱頻度の減少の影響を評価できるようにした.その一方でこれより大きなスケールでの生息環境評価として河道を1次元に捉えたモデルについても提案し,流況変化や土砂供給の変化による河道全体の生息環境の変化の予測に繋ぐことができると考えている.・総括これらの成果を総括し,河川の流況や土砂供給の変化が河相,河川景観に与える影響を明らかにした.さらに,考慮するスケールに対応した変化予測手法についてとりまとめている.
ヒト肝組織画分を用いたフェネチルアミン系薬物の代謝に関する研究

違法ドラッグは正規の医薬品ではないため、人体投与等の臨床実験が倫理的に不可能であり、ヒト代謝経路の不明なものが多いことから、代謝物の同定はおろか、質量スペクトルや保持指標といった基礎データすら存在しないのが現状であり、違法ドラッグ類の代謝物の分析・同定は困難を極めている。そこで本研究では、ヒト肝ミクロゾーム等の肝組織画分を用いたフェネチルアミン系違法ドラッグ類のin vitro代謝実験を行い、代謝経路の検討および代謝物の同定を試みた。また、国内外の関連学会に参加し、新たに流通している乱用薬物についての情報を収集し、標準品の合成を行った。当所ですでに合成したフェネチルアミン系薬物の標準品を用いて実験を実施した。ヒト尿中代謝物が同定されているβ-ケトアンフェタミン類のうち、メチロンおよびbk-MBDBについてヒト肝ミクロゾームを用いたin vitro実験を行ったが、メチロンおよびbk-MBDBの酵素反応は観察されなかった。そこで次に、新規麻薬であるN-OH-MDMAについて、ヒト肝ミクロゾームを用いたin vitro実験を行ったところ、MDMAおよびMDAの生成が確認された。さらに複数の新規乱用薬物についてもin vitro実験を実施し、引き続き代謝物の構造推定ならびに合成を実施した。2.情報収集および新規乱用薬物の合成カナダで開かれた国際学会IATDMCT(International Association for Therapeutic Drug Monitoring & Clinical Toxicology)に参加し、新たに出現している乱用薬物の最新情報を入手した。特にフルオロメタカチノン類の流通が拡大しているとのことから、当所で直ちにこれらの標準品を合成し、各種分析データの採取を行った。
ナトリウムイオン／プロトン交換輸送体１抑制による神経膠腫細胞浸潤制御

神経膠腫の有効な新規治療法の開発を目指し、すでに有望な知見が得られていた5-(N-ethyl-N-isopropyl)-amiloride (EIPA)の腫瘍細胞浸潤抑制活性の利用を企図した前臨床試験データの蓄積と、産業化を見据えた企業との連携を模索した。EIPAの作用機序の探索において、特徴的な血管が神経膠腫細胞浸潤に寄与することを見出し、さらにその過程にTGFβ1の活性化過程が関与することの示唆を得た。またEIPAの標的であるナトリウムイオン/プロトン交換輸送体1が、他のがん転移にも寄与することを見出したことで、EIPAをがん浸潤抑制治療に用いることの蓋然性の補強をも得た。これまですでに、in vitroの細胞レベルで有効性を見出していたNHE1を標的としたグリオーマ細胞の潜行性浸潤の抑制を、動物実験においてin vivoでも有効であることを確認している。このNHE1抑制には阻害剤である5-(N-ethyl-N-isopropyl)-amiloride (EIPA)を用いているが、上記の効果がin vivoにおいても腫瘍細胞にのみ及んでいるのか、すなわち、グリオーマ細胞浸潤における正常脳組織側における変化、役割について検討した。その結果、従来から知られているとおり、腫瘍塊の内部に大量の宿主由来のマクロファージ様細胞が存在していることが確認されたが、これらの細胞が強くNHE1を発現していることが観察された。これらマクロファージ様細胞は腫瘍塊内部にほぼ均一な形で分布しているが、腫瘍塊の辺縁部に分布するものに特にNHE1発現が強く、これらの細胞がNHE1を利用した特殊な機能を果たしている可能性が示唆された。この観察から、脳に常在するマイクログリア細胞や脳内の病変部に骨髄から動員されてくるマクロファージ様細胞におけるNHE1発現に注目し、いくつかの解析を行った結果、i)マイクログリア細胞を細菌の侵入を模したリポポリサッカライド(LPS)刺激した際のNHE1発現の上昇、ii)培養単球/マクロファージ細胞とされるU937細胞のフォルボールエステルによるマクロファージへの分化誘導に伴うNHE1の発現上昇、加えてLPS刺激によるさらなる二倍程度の発現上昇を見出した。さらに、予備的検討ながらNHE1ノックダウンによりU937細胞のスーパーオキサイド産生が抑制されるという結果を得ており、上記防御系細胞の機能発現においてNHE1が、重要な機能を果たしている可能性が強く示唆された。本研究においては、深刻な予後不良疾患であり長らくその改善も見られていない、神経膠腫の新規な効果的治療法の開発を目指した研究を行った。すなわち、in vitro実験および動物実験において有望な知見が得られていたナトリウムイオン/プロトン交換輸送体1(NHE1)の阻害剤である5-(N-ethyl-N-isopropyl)-amiloride (EIPA)の腫瘍細胞浸潤抑制活性の利用を目指した、前臨床試験データの蓄積と産業化を見据えた種々のデータの採取である。EIPAのin vivoにおける作用機作について、腫瘍細胞を一義的な阻害剤の標的と考えていたが、実際の腫瘍組織においては腫瘍細胞の浸潤に対してある種の血管成分が貢献していることが新たに判明し、その血管新生の抑制にEIPAが寄与する可能性が示された。この血管成分はTGFβ受容体の一つであるEndoglin陽性であり、対して血管新生の重要な誘導因子であるVEGFに対する受容体の陽性血管の腫瘍浸潤への寄与が少ないことが併せて観察された。すなわち神経膠腫の正常組織内への浸潤は、TGFβによって惹起された血管を用いて行われるため、その血管新生を抑制することで浸潤抑制が可能なのではないかという示唆を与えた。このことは、本研究において同時に進めている、他の腫瘍の浸潤や転移におけるNHE1抑制治療の妥当性の検討においても示唆が得られている。頭頸部扁平上皮がんのリンパ節転移において、高転移性亜株の腫瘍細胞において低転移性の親株細胞に比してNHE1発現が亢進しており、その恒常的ノックダウンにより転移性が減弱されることが観察された。この系においてはすでに、転移におけるTGFβ1を含む4つの分泌性因子の寄与が示唆されており、NHE1とTGFβ1が関連する可能性が示されており、今後TGFβ活性化におけるNHE1に寄与という新規の問題が呈示された。細胞浸潤の抑制による新規グリオーマ治療法の開発をめざし、すでにグリオーマ細胞における発現亢進を見出しているナトリウムイオン/プロトン交換輸送体1 (NHE1)の、機能抑制による腫瘍細胞浸潤の抑止の可否を、in vivoにおいて検討した。この目的のために、ヌードマウスを用いた潜行性浸潤モデルの構築も併せて行った。このモデルにおいては、潜行性浸潤を再現するために、体温によって固化するコラーゲンゲル包埋を腫瘍細胞の移植時に行うという手法を開発した。

潜行性浸潤モデルとして広く認められているものは現在のところ存在しないため、グリオーマ細胞浸潤の研究・治療法開発のための有益なツール足ると考え、特許申請の手続きを検討中である。本法を用いて、NHE1阻害剤であるEIPAによるグリオーマ細胞浸潤に対するNHE1抑制の効果を検討し、これまでのところ、in vivoにおける70%程度の浸潤抑制効果を観察している。本抑制の時間経過を観察したところ、EIPAによるNHE1抑制は潜行性浸潤の開始を遅らせることに寄与していることが判明した。このような作用形態であるため、実際の治療における使用法としては、診断がつき次第可及的速やかに投与を開始し、外科的切除の効果を高めることに留意すべきであると考えられた。一方、愛媛大学病院脳神経外科の臨床検体の解析より、これまでのところ、グレード4のグリオーマ患者のおよそ5割においてNHE1遺伝子の発現亢進が観察されており、EIPAなどの阻害剤の使用が有効である可能性がある患者の割合がこの程度であることが期待される結果である。今後は、臨床検体の組織染色におけるNHE1蛋白質の発現亢進の検討に入る予定である。これまでのところ、最大の関心事であったin vivoにおけるNHE1抑制のグリオーマ細胞浸潤に対する抑止効果が観察されていることから、研究計画の達成度については申し分ないと考えている。しかしながらその作用機序の解明について上記のように新しい観点が必要となってきており、研究の展開としては大変興味深い状況である。さらに、課題であった他のがんにおけるNHE1を標的とすることの有用性について、おおきな進展が得られている。別研究テーマとして展開していた扁平上皮がん(舌がん)の流入域リンパ節への転移において、ほぼ100%もの高転移性を示すヒト扁平上皮がん細胞が、正常扁平上皮組織および非転移性の腺がん細胞に比して非常なNHE1発現亢進を示すことを見出した。マウス舌への本細胞の移植後約二週間後から、ほぼ100%リンパ節への転移が観察されるが、本系におけるEIPAの腹腔への投与により流入域リンパ節である顎下リンパ節の腫脹が抑制されることを見出している。上記の別テーマの研究は、転移標的組織構築が転移に先立って再構成されることに対して、原発巣の腫瘍細胞がどのような働きかけを行うかを追求したもので、リジルオキシダーゼ様蛋白質2 (LOXL2)を始めとした数個の候補責任因子をすでに見出し、報告している(Oral Oncology, 48, 663-758, 2012)。LOXL2の阻害剤であるD-penicillaminの投与においても、上記同様顎下リンパ節の腫脹が抑制され、さらに興味深いことにその抑制効果はEIPAと相加的であった。このことから、作用機序の異なるEIPAとD-penicillaminの併用による効果的な転移抑制という治療戦略が立てられると考えられるに至っており、予想外の成果となっている。しかしながらこの結果はC6細胞においてのみ得られており、ヒトグリオーマ細胞のマウス脳への移植は、知られているように著しく低効率に留まっており有意なデータは得られていない。
自脱コンバイン各部の最適負荷制御による省燃費・高作業効率化に関する研究

研究目的扱胴の脱穀能力を保持したまま負荷変動を減らすため、扱歯の形状・配列・本数等の違いによる脱穀性能と脱穀部負荷の分布を明らかにした後、適正本数・配列を求め、扱深さ制御、刈高さ制御、選別・2番環元部の定回転数制御による燃料消費量の減少と作業の高効率化を計る事を目的とする。研究成果の概要1.扱歯の形状の違いによる脱穀性能の測定自脱コンバインに塔載されている扱胴の扱歯には、脱粒歯、補助脱粒歯、処理歯の3種類がある。扱歯の脱粒作用を左右する要因は、歯高、歯幅、歯の線材と扱胴のなす角、歯の傾斜角等がある。本研究では、穀粒層の中を扱歯が通過する時に扱歯にかかる力を測定した。扱歯は、駆動軸と直角なロッド先端の鉄板に取り付け、無段変速機付きの三相誘導電動機により駆動される。扱歯の回転半径と駆動軸の回転数は、実際のコンバインの場合と等しい。実験は、扱歯の種類と傾斜角を変えて、駆動軸回転数・トルク、ロッドの曲げとねじりモーメントを測定した。その結果脱粒歯の方が処理歯よりも曲げ・ねじり・トルクの総てにおいて大きな値を示し、傾斜角の増加と共に二次関数的に増加する事が判った。2.稲の茎及び枝梗の引張り強さと穂全体の脱粒力の測定もみを枝梗からはずす力を測定するために、引張試験機を用いて穂先全体をしごく実験を行った。脱粒性の異なる6品種(日本晴、中生新千本、ミネユタカ、金南風、農林22号、農林2.3号)を供試し、その結果、脱粒易の品種(金南風)ではもみ数が増えても脱粒力はあまり変化しないのに対し、脱粒難の品種(日本晴、ミネユタカ)では、もみ数が増加するに従って二次関数的に脱粒力が大きくなる結果が得られた。3.コンバイン各部の最適負荷制御選別・2番環元部を本来の駆動系から切離しPV-MF型油圧駆動系に変更し、現在試作中である。
植物の細胞機能や発生・分化における細胞壁多糖・糖タンパク質の機能の解明

1,イネのペクチンアラビノース側鎖が花粉細胞壁の形成発達に,雌しべにおけるペクチンのメチル化度調節が花粉管メカニカルガイダンスに重要であること及び器官脱離時の離層において特徴的な細胞壁の再編が生じることが示された。2,シロイヌナズナ切断花茎の組織癒合ではオーキシンや転写制御因子等の下流でXTH20等が髄の細胞分裂に関わり,根で地上部ジベレリンや短日/低温に応答する鉄輸送体やCLE6ペプチド,導管液タンパク質や糖質に関連する遺伝子が地上部の生育に関わることが示された。3,細胞表層プロテオグリカンであるアラビノガラクタン-プロテインの糖鎖が細胞形態や分化に不可欠であることが示された。1,組織癒合と器官間相互作用におけるアポプラストの機能:傷ついたシロイヌナズナ花茎の組織癒合過程では,傷の上側に溜まったオーキシンによって誘導されたANAC071転写因子がXTH20/XTH19の遺伝子発現を誘導し,これらのXTHが髄の細胞分裂に必須であることが判明した。また,ケイ素を欠乏させたイネでは,セルロースやリグニンなどの二次細胞壁成分が増加し,SWN等の転写因子の発現を介してそれらの合成に関係する遺伝子の発現が誘導されている可能性が示された。2,発生・発達過程における細胞壁マトリックス多糖の機能:トマトの器官脱離時の離層において細胞壁の再編がおこり一種のキャップ構造を構築すること,また落花と落果にでは異なる細胞壁再編がなされていることが示された。また,受精直後の初期果実形成において,ペクチンの急速な脱メチルエステル化が果皮で,胚珠においてアラビノガラクタンの蓄積が生じることを示した。UDP-arabinose mutase: UAM3を特異的に発現抑制させたイネでは,1次枝梗数が減少し,葯の形態と花粉の形成に異常が生じており,UAM3が花粉の形成発達や枝梗発達に重要である可能性が示された。3,細胞間情報分子としてのプロテオグリカンの機能:コムギ由来AGPの糖鎖構造を明らかにした(ケンブリッジ大・Paul Dupree教授との共同研究)。また,AGP特異的に結合するヤリブ試薬のターゲット構造が,AGP糖鎖主鎖のβ-1,3-ガラクタンであることを示した(ケンブリッジ大・Paul Dupree教授,東京工業大学・川内進准教授との共同研究)。(1)組織癒合の解析:初期から中期において,ジャスモン酸およびRAP2.6L(転写制御因子)によって発現が誘導される細胞壁関連遺伝子:Expansin (EXP10)の発現はジャスモン酸によって誘導され,ジャスモン酸合成酵素(DAD)の発現にはARF6 /ARF8を介したオーキシン情報伝達が必要であることが判明した(Plant Biotech. in press, 2014)。現在,Expansinの多重遺伝子抑制RNAi形質転換体の作出を進めている。また,RAP2.6Lによって発現が誘導されると考えられるPolygalacturonaseやリセプターキナーゼの多重欠損変異体の作出を進めている。(2)器官間相互作用の解析:シロイヌナズナにおいて地上部のジベレリンに応答して根で発現する遺伝子として鉄輸送関連遺伝子(IRT1, FRO2)(Plant Cell Physiol. in press, 2014))およびペプチドホルモン遺伝子(CLE6)を同定し,その発現制御機構を明らかにした(東北大・山口との共同研究)。さらに、根の中心柱で生産されたCLE6がおそらく導管液を介して地上部に輸送され,ジベレリンに応答した地上部の成長促進に寄与していることが明らかとなった(Plant J. in press, 2014:熊本大・澤との共同研究)。1発生・発達過程における細胞壁マトリックス多糖の機能:イネの花器官形成や稔実性に異常が観察されたアラビノース転移酵素、GRP、THRGP、ペクチンメチル化関連酵素遺伝子のRNAiおよび変異体について、相補性試験を含めた解析を進める。また、細胞壁に変化が確認された細胞壁改変イネについて、種々の環境ストレス耐性について調査を行う。Ca欠乏下のトマト果実の成熟過程における組織別の細胞壁架橋の変化について調査を行う。2組織癒合と器官間相互作用におけるアポプラストの機能:シロイヌナズナ花茎の組織癒合過程で, PDCB(Callose binding plasmodesmal neck protein)およびMMP (Matrix metalloproteinase)の発現および機能解析を進めた。ポプラの導管液中で冬季に増加するタンパク質XSP25, XSP24およびグCIN(Cell wall invertase)とSWEET(ショ糖排出トランスポーター)に関して,短日に反応する遺伝子と低温に反応する遺伝子に分かれることが判明した。3細胞間情報分子としてのプロテオグリカンの機能:ダイコンのAGP糖鎖にL-Fucを含む新規な構造が含まれていることを明らかにした。また、AGP糖鎖分解酵素遺伝子を利用して植物生体体内でAGP糖鎖をオリゴ糖に分解したところ、胚軸の成長が著しく阻害され、AGP糖鎖が情報分子として働くことが示唆された。イネ培養細胞では,糖鎖末端に4-メチルGlcAとL-Araを含みβ-1,6-ガラクタン鎖長が6以上のオリゴ糖が,病害応答反応を誘導することがわかった。1発生・発達過程における細胞壁マトリックス多糖の機能:アラビノース転移酵素、ペクチンメチル化関連酵素遺伝子は、イネの花器官形成や花粉管ガイダンスに重要であることが示された。

細胞壁タンパク質THRGPの変異体では、ラミナジョイントの角度が広がるなどの特長的な異常が観察された。Ca欠乏下のトマト果実では、果皮の側鎖を持つペクチン量の減少に伴い硬度が上昇するなどの変化が観察された。2組織癒合と器官間相互作用におけるアポプラストの機能:シロイヌナズナ切断花茎の組織癒合過程で初期に発現するPlasmodesmal callose binding protein(PDCB)とEXPANSINが、傷の上下で発現し、ジャスモン酸情報伝達変異体やRAP2.6L-SRDX形質転換体で、発現が大きく減少することを見出した。冬季のポプラの導管液中で顕著に増加するタンパク質や糖質に関連するXSP25、XSP24、SWEET、CINの発現に対する環境要因やABAの影響を明らかにした。3細胞間情報分子としてのプロテオグリカンの機能:真菌由来のAGP糖鎖分解酵素をデキサメタゾン(Dex)処理により発現誘導することで人為的にAGP糖鎖を引き起こす系をシロイヌナズナで確立した。この植物では、Dex処理で胚軸成長の著しい抑制が起こり、この時AGP糖鎖が分解されていることと、AGP糖鎖に由来するオリゴ糖が蓄積していることが確認できた。AGP糖鎖の分解が病害応答の誘導やCellwall integrityの攪乱を引き起こす可能性が強く示唆された。当初予定していた細胞壁多糖やタンパク質等の動態や機能に関する研究が順調に進展し、7編以上の論文を発表することができたので。1.ペクチンアラビノース側鎖が花粉細胞壁の形成発達に、雌しべにおけるペクチンのメチル化度調節が花粉管メカニカルガイダンスに重要であることが示された。ラミナジョイント発達など、新規機能をもつ細胞壁タンパク質THRGPを同定した。また、器官脱離時の離層においてエクスパンシン、XTHによる特徴的な細胞壁の再編が生じることが示された。2.花茎の組織癒合では、癒合の後期および初期に発現するPlasmodesmatacallose binding protein (PDCB)が癒合の細胞分裂に関与することが判明した。一方、ポプラの根では冬季に増加する導管液タンパク質(XSP25,XSP24)やグルコースの産生に関与するショ糖排出輸送体(SWEET)や細胞壁インベルターゼ(CIN)の遺伝子発現が短日や低温およびABAによって誘導され、根におけるショ糖やブドウ糖、果糖の含量も短日や低温で増加することが判明した。3.AGP糖鎖主鎖であるβ-1,3-ガラクタンを破壊した植物は胚軸や子葉の表皮細胞が丸く膨れ、組織形態が異常になっていた。また、表層微小管を観察したところ、配向が著しく乱れていた。これらの結果から、細胞表層(細胞膜外側)のAGPと細胞内部の表層微小管との間に何らかの連絡があり、特にAGPの糖鎖がこの制御で重要な働きをすることが示唆された。1,イネのペクチンアラビノース側鎖が花粉細胞壁の形成発達に,雌しべにおけるペクチンのメチル化度調節が花粉管メカニカルガイダンスに重要であること及び器官脱離時の離層において特徴的な細胞壁の再編が生じることが示された。
ジルコニアと陶材間における結合様式と結合強度および新たな内部構造解析

ジルコニアフレームに陶材を焼成した修復方法が審美修復の目的として臨床応用されている.しかし未だ陶材の破折や剥離が起こることがあり,この原因の一つは,ジルコニアと陶材の界面での結合が問題となっていると考えられる.そこで筆者らは,界面に化学的な結合があるとの知見を過去に報告した.本研究の目的は,ジルコニアと陶材間の化学結合状態を詳細に解析し,結合強さの向上と安定の得られる焼成条件を追求し,補綴装置製作時の新しい焼付方法を確立することである.そうすることで,長期安定性に優れた補綴装置の臨床応用を喚起することへと繋がると考える.過去の研究では,化学的な結合分析を行うためにEPMAによる元素分析を行なった.その結果ジルコニア側から陶材側への推移は認められなかったが,陶材に含まれる酸素のみがジルコニア側に偏位しており,化学結合の存在が示唆された.筆者らは、酸素の偏位幅が増加することで,化学結合の構造が変化し,さらには結合強さも強くなると想定している.また焼成前後の試料を画像データ化し,偏差カラーマップ等を作成することで視覚的な変化を評価することも行う予定である.本実験では,この焼成時の温度を変え元素分析の推移を調べることで,さらなる結合強さの向上と臨床的に安定した歯冠修復物の製作方法の確立が可能であると考えた.さらに接着せん断強さを調べることで,各焼成温度でいかに強固な結合を得ることができるかがわかり,ジルコニアと陶材の焼成機構の構造改変の一助となり得ると考えている.本実験では,以前行った実験のサイズにて計画していたが,今回はさらに前実験に加え,接着強さをみるために曲げ試験を行う必要があった.そのため前回の試料サイズで実験は可能であったが,より接着強さの規格に準拠した試料サイズにて行う方が研究の信頼度が高いと判断し,試料サイズの変更を行った.そのため用意した試料ではなく,一から試料の作製に期間が必要となってしまった.また焼成前後の試料の画像化を行うためにSTLデータ化する必要があった.当初,マイクロCTにて形態学的な観察を行う予定であった.マイクロCTにてSTLデータ化することで3Dソフト上で重ね合わせを行い,焼成前後の変形量や表面の変化を観察することを検討していた.しかし使用予定であった当大学の施設のマイクロCTのトラブルにて使用が困難となり,マイクロCTを使用できるようにするために時間を必要としてしまった.実際に使用すると,試料のサイズ,硬さなどが影響しジルコニア試料の表面のハレーションが強く,精度のよいSTLデータの取得が困難となった.現在,条件のよい撮影が可能となり,予定通り焼成を開始し順次実験を遂行していく予定である.現在試料を作製し順次進行している.しかし陶材の焼成温度が高温の場合,陶材が溶け液だれが起こることがわかったため,温度を低くし行なっていく予定である.ジルコニアフレームに陶材を焼成した修復方法が審美修復を目的として臨床応用されている.しかし未だ陶材の破折や剥離が起こることがあり,この原因の一つは,ジルコニアと陶材の界面での結合が問題となっていると考えられる.そこで筆者らは,界面に化学的な結合があるとの知見を過去に報告した.本研究の目的は,ジルコニアと陶材間の化学結合状態を詳細に解析し,結合強さの向上と安定の得られる焼成条件を追求し,補綴装置製作時の新しい焼付方法を確立することである.そうすることで,長期安定性に優れた補綴装置の臨床応用を喚起することへ繋がると考える.過去の研究では,化学的な結合分析するためにEPMAによるによる元素分析を行った.その結果,ジルコニア側から陶材側への推移は認められなかったが,陶材に含まれる酸素のみがジルコニア側に偏位しており,化学結合の存在が示唆された.筆者らは,酸素の偏位幅が増加することで,化学結合の構造が変化し,さらには結合強さも強くなると想定している.また焼成前後の試料を画像データ化し,偏差カラーマップ等を作成することで視覚的な変化を評価することも行う予定である.本実験では,この焼成時の温度を変え元素分析の推移を調べることで,さらなる結合強さの向上と臨床的に安定した歯冠修復物の製作方法の確立は可能であると考えた.さらに接着せん断強さを調べることで,各焼成温度でいかに強固な結合を得ることができるかがわかり,ジルコニアと陶材の焼付機構の構造改変の一助となり得ると考えている.本実験では,以前行った実験のサイズにて計画していたが,今回はさらに前実験に加え,接着強さをみるために曲げ試験を行う必要があった.そのため前回の試料サイズで実験は可能であったが,より接着強さの規格に準拠した試料サイズにて行う方が研究の信頼度が高いと判断し,試料サイズの変更を行った.そのため用意した試料ではなく,一から試料の作製に期間が必要となってしまった.また焼成前後の試料の画像化を行うためにSTLデータ化をする必要性があった.当初,マイクロCTにて形態学的な観察を行う予定であった.マイクロCTにてSTLデータ化することで,3Dソフト上で重ね合わせを行い,焼成前後の変形量や表面の変化を観察することを検討していた.しかし使用予定であった当大学施設のマイクロCTのトラブルにて使用が困難となり,マイクロCTを使用できるようにするために時間を必要としてしまった.