1 0 0 0 OA 腱板断裂の臨床における解剖学的基盤
1 0 0 0 OA 「男とぞ思ふ」 -上代における「ヲトコ」と「ヲノコ」-
- 著者
- 土佐 朋子
- 出版者
- 東京医科歯科大学
- 雑誌
- 東京医科歯科大学教養部研究紀要 (ISSN:03863492)
- 巻号頁・発行日
- vol.41, pp.一-十一, 2011-03-30
咀嚼は上下顎の歯で食塊を破壊し粉砕するという一連のリズミカルな運動であり、歯根膜を支配する感覚受容器あるいは咀嚼筋を支配する筋紡錘からの入力により制御されている。一方、力仕事を行う際などにみられる“咬みしめる"といった動作もまた咀嚼筋を支配する筋紡錘により制御されている。申請者は、既に本科学研究費(奨励A特別研究員)の支援により、タングステン微小電極を下歯槽神経に直接刺入し、歯根膜を支配する受容器からの神経電図をヒトにおいて記録する方法を確立している。そこで、平成5年度においては上記のような観点から、微小神経電図法をさらに咀嚼筋のひとつである咬筋の筋紡錘に適用し、その神経発射活動の記録を試み、顎運動制御における咬筋筋紡錘の機能的役割を追求することを目的とした研究計画を立て、研究を進め、現在までに以下のような結果が得られた。1.咬筋筋紡錘の求心神経線維の発射活動が記録可能であった。すなわち、開閉口運動を指示し下顎頭の位置を確認した後、頬骨弓の下縁を触診にて調べ、関節結節前縁の下方10-20mmの位置よりタングステン微小電極(長さ8mm尖端径1mum、尖端抵抗9-10MOMEGA)を経皮的に15-20mm刺入することにより求心神経線維の発射活動が記録された。そして、この活動電位は他動的な開口時に発火がみられたことより、明かに咬筋筋紡錘の求心神経線維のものであると同定された。2.咬筋の表面筋電図を同時に記録し、咬みしめ時における咬筋筋電図および1.で記録された咬筋筋紡錘神経電図における発火様式を比較検討した結果、咬筋におけるalpha-gamma連合の存在が確認された。以上の結果は第36回歯科基礎医学会総会において発表の予定である。
1 0 0 0 在宅における健康モニタリングシステムの開発
本研究は、戸川らがコンセプトを提唱し、実際に研究を進めてきた高齢者の健康状態を在宅でモニタするための技術のさらなる開発を進めるものである。これらの技術の特色は、家屋および家具にモニタ機器を組み込むことにより、被検者の日常生活を妨げずに生理量や行動を計測するというところにある。被検者は無侵襲かつ無拘束で計測が可能であり、計測は自動化されており煩雑な機器操作を求められない。また、計測されていることすら意識させずに在宅で計測が遂行可能である。本研究では、これまでの研究成果を実用化するため、長期間にわたってデータを収集し、得られたデータの解析・解釈の方法を確立することを目的とした。具体的には、このために一般家庭で使用できるシステムを開発することをねらいとした。研究においては以下を行った。まず、独居被験者を対象とした生理量および行動モニタリングのためのシステムを構築し、モニタリング実験を行い、連続3ヶ月以上のメンテナンスなしでのモニタリングが可能であることを実証した。また、3世代家庭においても行動センサを用いてのモニタリングを行なった。また、小型の3軸加速度および3軸磁気センサを内蔵した腕時計型データロガーを開発し、生活行動中の測位が可能であるかどうかについて検討した。また、収集した行動データの定量評価法の開発を試み、具体的な評価法を示した。生理量モニタりんぐについては、ベッド内温度計、浴槽内心電計、トイレ体重計を用いた1ヶ月以上の連続計測を示したほか、トイレ体重計を改良した。また、被験者のプライバシや家庭に導入するモニタ機器のセキュリティに関して検討を行った。結果、本研究においては、長期の在宅健康モニタリングと、それを支援するための定量的評価プロセスが可能であることを示した。なお、被験者のプライバシ保護については更なる議論が必要と考えられた。
1 0 0 0 高発がん家系の解析
わが国における高発がん家系の実態調査を行い、大腸がん、乳がんそれぞれで、全がんの約1〜2%が高発がん家系に由来することを見出した。また、これらの家系では、同一部位がんのみならず、他臓器がんや重複がんの発生頻度が高かった。ことに大腸がん多発家系由来の大腸がんでは、これまでの報告と異なり、わが国では低分化腺がんが比較的多いことが初めて示された。一方小児がん登録調査により、2次がん発生には遺伝的要因が深く関与すること、また親の放射被爆歴の多いことが明らかになった。ついで、このような高発がん家系由来試料を用いることにより、複数の家系で、hMSH2およびhMLH1(大腸がん)、BRCA1(乳がん)遺伝子継世代変異を同定した。また大腸がん抑制遺伝子のひとつが既知のDCC遺伝子よりセントロメア側に存在することを見出した。一方大腸がん多発家系の大腸がんでは約半数にマイクロサテライト不安定性が認められるが、APCおよびDCC変異が低率であることから、その発がん機構は一般大腸がんとは異なることが強く示唆された。さらにマイクロサテライト不安定性を伴う大腸がんではTGFBRII、POLB、B2M、WAF1変異が特異的に生じていることを明らかにした。また肺がんの発生にはマイクロサテライト不安定性は関与していないが、単塩基リピート部の欠失は肺がんハイリスクグループである中国人女性に高頻度に生じていることを見出した。さらに乳がんおよびその前がん病変は全て単クローン性であることを証明した。一方白血病発症ハイリスクグループであるファンコニ貧血の実態を調査し、発症年令や白血病危険率は米国と同様であるが、わが国では約180人に1人がファンコニ貧血遺伝子の保因者であると推定された。
1 0 0 0 咀嚼進行時の食隗の粘弾性変化と義歯の総合的評価に関する研究
本研究は,各種食品の食塊の物性測定を行い,嚥下食前の物性を明らかにし,そこに至るまでの変化を解析して,その動態を調べた.また,義歯装着者に対しても同様に解析し,健常者との比較を試みた.被験食品はせんべい,チーズ,ピーナッツを選択した.被験者は健常者と義歯装着者を,義歯装着者はアイヒナーB4,あるいはC群を選択した.直径12mm,高さ10mmのアクリル製のコンテナーに食塊を格納し,直系5mmのプランジャーを用いて物性を測定した.測定項目は破断エネルギー,弾性率,粘性率,硬さ荷重,付着性,凝集性である.解析には多変量解析を用いた.また義歯装着者の解析には健常者から得られた因子スコア係数を使って,因子スコアを算出した.健常者では凝集性が他項目とは独立していて,咀嚼の進行に伴い収束したが,他の測定項目については,収束しなかったため,残りの5項目について主成分分析,因子分析を行った.その結果,全ての食品において,おおむね因子1は破断エネルギー,硬さ荷重,付着性と,因子2は弾性率,粘性率と相関が高くなった.すなわち,嚥下直前の物性は,食品の相違にかかわらず,各項目の構造的な位置関係が一定になることが示された.義歯装着者は求めた因子スコアから,健常者と比較して,咀嚼回数が少なく健常者の嚥下直前の物性に至る前に咀嚼を終えている被験者,咀嚼回数が多く健常者よりさらに咀嚼が進行した状態で咀嚼の後期に至る被験者の二通り認められた.また凝集性は健常者と同様で,他の物性の項目とは独立して一定の値に収束した.以上結果をまとめると,健常者の嚥下直前の食塊物性は,各項目間の構造的な位置関係が一定になることが示され,いわゆる嚥下閾地の存在が示唆された.また,義歯装着者での解析から,食塊物性からの咀嚼の評価には,凝集性,咀嚼回数,凝集性以外の物性の3者での評価が必要であることが示唆された.
左室心尖部脱血では自己心拍動に対し「非同期」駆動であっても十分な補助効果を有すると同時に左室容積からの評価では拡張末期容積は比較的大きく駆出後弛緩期の容積は補助率増加につれて減少し,左室ループは「おむすび形」を呈した.この容積変化は大きいが十分な圧負荷軽減が得られ心筋細胞形状も対象値と同様な所見を示し補助効果の大きさを形態学的にも示した.心筋組織内の細胞生化学的分析ではAngiotensin II type 1 receptor心筋組織内mRNA濃度は軽度の上昇を認めたにすぎないが,β1-adrenergic receptor心筋組織内mRNA濃度は「対象値」とほぼ同一値を示した.また「左房脱血群」に比較し平均値比較で約3倍まで上昇し,これら2脱血部位間で有意差を認めた.この現象はG蛋白共役型受容体として先のAngiotensin II type 1 receptorとβ1-adrenergic receptorは同じ仲間であるが受容体共役因子(トランスデューサー)はGs,Gqと異なる.左心補助中にβ1-adrenergic receptor心筋組織内mRNA濃度が上昇することは自己心機能回復後に十分な変力作用(inotropic effect)を有するための反応と考えられ,「Bridge to Recovery」への合理的な反応とも考えられる.一方,左房脱血によるVADでは左心力学的にも圧負荷の軽減は得られず心筋細胞の検討でも細胞内浮腫の出現,ミトコンドリアの大小変化,心筋の錯綜配列などが持続した.また,Angiotensin II type 1 receptor心筋組織内mRNA濃度の比較でも上昇を認め,VAD駆動中も左室に対する圧負荷が存在することを示していた.
1 0 0 0 OA 陰影による三次元運動視のメカニズムの研究
我々は床や壁に映った影(キャストシャドウ)によって、物体の位置や動きを知ることができる。しかし、このようなキャストシャドウによる奥行き知覚が脳のどこで、どのように処理されているのかはわかっていない。そのため我々は、機能的MRI実験によってヒトがシャドウから物体が奥行き方向に動いて見える錯視動画を見ている時に活動する脳部位を調べた。その結果、MT野、V3A野、および右の後部頭頂間溝など、後頭葉から頭頂葉に至る視覚野が活動することがわかった。さらに我々は、サルに同じ動画を見せ、サルもヒトと同じようにシャドウから奥行き知覚を得ていることを明らかにした。
1 0 0 0 摂食・嚥下障害のサイコレオロジカルアプローチ
本研究の目的は,高齢無歯顎者における義歯装着状態の違いが摂食,嚥下機能に及ぼす影響を明らかにすることである.被験者には,無歯顎者,高齢有歯顎者,成人有歯顎者,偏食傾向の者の4群を選択し,5種類の半固形状食品および2mlの冷茶を摂食させた.無歯顎者には3種の義歯装着条件(上下顎義歯装着,下顎義歯撤去,上下顎義歯撤去)を設定し,顎二腹筋前腹筋電図,咬筋筋電図,下顎運動の測定を行った.統計処理には反復測定分散分析とscheffeの方法を用いた.以下に結果示す.1.高齢正常有歯顎者と若年正常有歯顎者では,高齢正常有歯顎者の方が咀嚼所要時間は長かった.2.高齢正常有歯顎者と全部床義歯装着者では,食品によっては,咀嚼所要時間には必ずしも有意差がみられなかった.3.全部床義歯装着者と若年正常有歯顎者では,上下顎義歯撤去時ではすべての食品で若年正常有歯顎者より咀嚼所要時間は長かった.しかし,上下顎義歯装着時では,はんぺん,試験用ゼリー(強度650),芋ようかんで有意差はみられなかった.4.義歯の装着状況で比較すると,上下顎義歯装着時と上下顎義歯撤去時では,上下顎義歯撤去時の咀嚼所要時間が短かった.5.下顎義歯撤去時と上下顎義歯撤去時では,下顎義歯撤去時の咀嚼所要時間が短かった.6.ゼリー,芋ようかん以外では,上下顎義歯装着時と下顎義歯撤去時の咀嚼所要時間に差はみられなかった.7.口腔内条件の違いよりも,食品の好き嫌いが咀嚼所要時間に最も大きく影響を与えた.以上の結果から,高齢者における全部床義歯の装着は,半固形状食品の円滑な咀嚼の遂行,維持に重要であることが示唆された.
小口径血管手術後の長期開存率は極めて不良であり,本研究では臨床応用可能な小口径人工血管の作製と,閉塞原因としての仮性内膜肥厚などの出現機転の解明を目的として実験的臨床的に検討した.試作した人工血管は優れた抗血栓性を示す2-methacryl-oxyethyl phosphoryl-choline(MPC)ポリマーとsegmented polyur ethane(SPU)の混合溶液を直径2mmのDacr on人工血管に吸着させて作製し,長径2cmのMPC人工血管を,micr osur ger yによって家兎頚動脈に移植した.対象としてSPUのみを吸着させた人工血管を作製して,同様に移植した.コントール人工血管の内腔は移植90分で既に赤色血栓が形成され,全例3日以内に閉塞した.一方,MPC人工血管では,移植5日後の内腔面には血栓形成は認められず,移植1週後には内腔全体は薄いフィブリン様の膜で被われ,移植2ヶ月後には新生内膜の形成が認められ,直径2mmと極小口径であるにもかかわらず,移植後早期の開存率は良好であった.本人工血管は,仮性内膜のanchoringを改善することにより,臨床応用への可能性が示唆された.一方,閉塞原因としての仮性内膜肥厚は動脈壁に対する損傷の治癒過程であり,抗PDGF作用を有する薬剤の投与で抑制されたこと,異なるePTFE人工血管で内膜肥厚度に相違が見られるなど,薬剤投与とグラフト構造の改良により,遠隔成績の向上が示唆された.臨床例では晩期閉塞例の検討から,新たな閉塞機序として仮性内膜剥離が問題となる点が示唆された.本研究の課題は世界的にも活発な研究が進められており,今後,更に検討を要するものと考えられる.
子宮頸癌患者手術時採取のヒト黄体組織のインビトロにおける培養実験よりメジュ-ム中に放出されるプロゲステロン、ランドロステンヂオン F2および細胞ホモゲネ-ト抽出液中のサイクリツクADMP、同GMPはいづれも10_-7のモル濃度で抑制されることが観察されたが2の濃度より生理的なものではないが薬理学的量を投与すれば性機能を抑制せしめることが出来ることをましている。ヒトにおいてin uivo、で脈波状にLHRHを投与する。下垂体は大量のLHを放出するためのLH/FSH比は増大する。そのアゴニストの投与は下垂体のダウン調節によりゴナドドロピンの放出は着減する。Yの際初段階において一過性にゴナドトロピンは増量するためこの活用で二次的に性腺もダウン調節をうける。この三つの作用でLHRHアゴニスト投与の際は性機能の一時的静止を誘起出来ることがわかった。また同アゴニストの50μgをプロピレングリュ-ルに溶解膣座薬として使用せしめると微量の持続的吸収DによりFSHの上昇と血中E_2の着明の上昇をもたらし卵胞発育と極めて良好な黄体が生じることが判った。以上の基礎的観察より、LHRHアゴニストの点鼻および膣座薬による子宮内膜症子宮筋腫の患者についてその自覺症状他覺的所見よりその効果を判定腫瘍マ-カ-にて経過を追跡した。子宮内膜症で80%以上の症例に自覺他覺的所見共改善がみられる子宮筋腫ではサイズの減少は希待出来なかったが貧血の改善出血量の軽減が殆んど前例にみとめられた。膣錠による視床下部性排卵障碍〓者の排卵誘発を試みたが血中DHEA-SとLHの下降FSHの上昇によりLH/FSH比の着明の改善がみられ5名の妊娠成功をみた。BBTより判定しても黄体機能の着明の改善が推定された。前者の内膜症加療効果は投与中止により再発率が高くまた症例の中で投与前より悪化してくるものや腫瘍マ-カ-でCA19-9等が上昇してくるものがみられている。長期の観察の必要性がある。
破骨細胞分化を司る接着分子として我々が発見したMac-1(CD18/CD11b)が結合する相手分子について研究を進めた。マウスの骨髄由来の単核球細胞をM-CSFとRANKLで刺激し、破骨細胞分化を誘導する実験系において、先ず中和抗体を用いた実験を行った。Mac-1の相手分子として考えられたICAM-1(CD54)またはICAM-2(CD102)の中和抗体(ラットモノクローナル抗体)を用いた結果、ICAM-2を中和したときのみは骨細胞分化が抑制された。さらに、他のICAM-2の中和抗体(ヤギポリクローナル)を用いても同様の結果が得られたこと、また中和抗体の効果に用量依存性があったことから、Mac-1が結合する相手分子はICAM-2であると考えられた。次にマウスの骨髄由来の単核球細胞をフローサイトメーターで分析した結果、CD19陽性のB細胞と思われる細胞およびTCRbeta陽性T細胞がそれぞれ20%、1%存在していることが確認され、それらの細胞ではICAM-2の陽性率は70%以上であった。破骨細胞分化におけるリンパ球系の細胞の関与を排除するために、リンパ球を欠くマウス(SCIDマウスおよび対照となるマウス)の骨髄由来単核球を用いて破骨細胞分化に及ぼすICAM-2中和抗体の効果を調べたところ、破骨細胞分化は野生型の骨髄由来単核球と同程度に抑制することを確認した。以上の実験結果から、破骨細胞の分化にはは骨細胞前駆細胞が発現するMac-1とICAM-2が重要な働きをしていることがわかった。現在はICAM-2とMac-1の結合による細胞内の情報伝達機構、特にSykおよびAktのリン酸化について詳細に検討している。
1 0 0 0 HERG Kチャネルの異常によるQT延長の分子機序
HERG Kチャネルは心筋の再分極に重要な役割を果たすIkr電流をコードし、また最近QT延長症候群の一つ・LQT2の原因遺伝子であることが判明した。さらに、多くの薬物によっても抑制されることから薬物誘発性QT延長の原因ともなりやすい。そこで、我が国のLQT2家系に認められたHERG Kチャネル遺伝子の機能解析を中心にその抑制機序を検討した。T474I(I-II linker),A614V,V630L(チャネル外孔部)について卵母細胞にて発現実験を行うと、変異種単独では電流を発現せず、野生型との共発現でその機能を抑制するdominant negative suppression(DNS)を認め、A614VとV630Lではさらに不活性化の促進から強い電流抑制を呈した。電位センサーに位置するS4のR534C変異では、単独では小さな電流しか発現しなかったが、野生型との共発現ではDNSを示さなかった。発現電流では活性化曲線のシフトが見られ、S4が電位センサーとして働くことを始めて明らかにした。この変位での電流抑制機序は脱活性化の促進のみでQT延長を来す十分な説明とはならず、未知の抑制機序の関与が考えられたが、調節因子との会合不全を示す所見は得られなかった。HERGのC端側のS818L変異は、単独では電流を発現せず、野生型と変異型cRNAを1:1で混合注入による共発現では電流を発現し、しかもDNSを示さなかった。ところが、変異種を増量した割合で共発現させると、明らかなをDNSが見られ、電流活性化曲線はマイナス側にシフトし、活性化・脱活性化が促進された。これらの結果から、S818L変異は野生型と会合して膜に到達して機能的なチャネルを形成すること、HERGのC端側が一部電流の活性化にも関与しうることが示唆された。このようにHERGの変異部位によって異なる電流抑制機序を発揮し、それはこのチャネルの機能-構造相関にも有意義な情報をもたらした。これいがいに、アシドージスやエストロゲン、抗不整脈薬のシベンゾリンによるこのチャネル抑制機序を明らかにした。
体内に埋込まれた人工心臓に対して非侵襲にエネルギーや情報を伝送する方法として体外結合型経皮エネルギー情報伝送システムはきわめて有用である.本研究ではエネルギー伝送のための磁束と情報伝送のための磁束が直交関係となり,相互干渉のきわめて少ない一体型経皮トランスフォーマの試作と評価を行った.今年度は研究開発中の一体型経皮トランスフォーマの実用化に向けて,着脱の容易が容易になるような機構の導入およびシリコーンによるコーティングを行い,このときのエネルギー及び情報伝送特性を評価した.その結果,試作した経皮トランスフォーマにより,全人工心臓駆動定格消費電力の2倍に相当する40Wのエネルギーを伝送可能であると同時に.4.800bpsの通信速度において1Mbitの情報を誤りなく伝送可能であることを確認した.次に,東京医科歯科大学において研究開発中の補助人工心臓MedTech Heartの実用化を目指し,薬事法により定められているEMCに関する性能評価を行った.その結果,試験項目の一つであり,空間を介して外部に対し放出する電磁波を測定・評価する放射性妨害波試験においてCISPRの限度値を超過した.電磁波の放射源の一つとして各部を電気的に接続するためのケーブルがアンテナとして動作していることが明らかとなったため,ケーブルのシールド,さらに施したシールドを接地し再度放射性妨害波の測定を行った.その結果,外部に対して放出する電磁波の強度をCISPRの限度値以下に低減することができた。また,本対策を行っだ状態において外部電磁界に対する耐性を評価する放射イミュニティ試験を行った.その結果,誤作動は一切確認されなかった.本研究において行ったEMC対策の手法はMEdTech Heartを実用化する上できわめて有用であると同時に、医療現場における電磁環境向上にも大いに貢献するものと考えている.
本研究により1)アルドステロン(Aldo)負荷高血圧ラット(Aldoラット)での高血圧、血管炎症の発症機序の一部にはミネラロコルチコイド受容体(MR)活性化によりアンジオテンシン変換酵素(ACE)の発現増加が生じ、心血管局所でのAng II産生と作用の増加が関与する。この、“局所レニン・アンジオテンシン系"の活性化が血管壁での各種向炎症性遺伝子群mRNAの発現増加および酸化ストレス増加を介してAldoによる心血管障害に関与することが明らかとなった。2)ラット大動脈由来初代培養血管内皮細胞を用いた検討で、AldoはMRを介した低分子量蛋白Raclの活性化によりNAD (P) H oxidaseを介してO_2^-産生を誘導することが明らかとなった。3)内皮保護作用を示す抗血小板薬のシロスタゾール投与がAldoラットでの血中酸化ストレスマーカーの低下、尿中NO排泄量の増加、および血管壁でのNADPHオキシダーゼや向炎症性因子の遺伝発現減少を伴った"Aldo誘導性血管炎"の改善効果を示すことを明らかにした4) Aldoによる糸球体障害機序としてメサンジウム細胞でのMRを介したSGK-1とNFkB活性化経路が関与することを明らかとした。以上の研究成果によりAldoが心血管および腎組織に直接作用して臓器障害に至る分子機構の一端が解明された。
1 0 0 0 妊娠時の睡眠障害に関与する母体の免疫システムについての基礎的研究
今年度の研究ではラットを用いた実験系において、1)妊娠初期に特有な生殖器官由来の催眠性サイトカインに着目し、そのサイトカインの中枢性作用を阻害したときに生じる睡眠変動について解析を深めるためのさらなる追試を行った。また、2)高齢雌ラットにおいてエストロゲン補填の処置を行い、睡眠一覚醒パターンを記録するのと同時に血中サイトカイン量ならびに脳内アセチルコリン(ChAT)活性を測定し、女性特有な睡眠パターンに対するエストロゲンの総合的な作用に検討を加えた。1)研究代表者による先行研究で、ラットにおいてもヒトと同様、妊娠のきわめて初期に過剰睡眠が誘発されることがこれまでに確かめられている。この時期、着床に重要な役割を担う顆粒球・マクロファージ・コロニー刺激因子(GM-CSF)の中和抗体をラットの脳室内に連続投与すると、対照IgGを投与された妊娠ラットにおける増加した睡眠パターンと比較して、ノンレム睡眠の約25%、レム睡眠の約60%が有意に減少し、最終的な出産を迎えられない母親ラットも数匹確認された。2)高齢雌ラットにおいては、細菌毒の一種であるリポポリサッカライド(LPS)に対する弱まった感受性が、エストロゲン補填処置(ERT)によって回復することが、これまでの研究で示唆されている。追究の結果、SD系雌ラットでは、明期のノンレム睡眠量が明らかに減少する一方、暗期のレム睡眠が増加するという、睡眠-覚醒パターンにおける日内リズムの狂いが著しく観察され、それが一週間のERTで若齢レベルに若返ることが示唆された。その際、E_2処理された群でLPS刺激後の血中TNFα量が有意に増え、IL-1量には変化は見られなかった。脳内ChAT活性は特定の部位でE_2による上昇効果がみられており、この作用がレム睡眠リズムの回復に関係していると考えられる。
神経電位活動の光学的測定法は、中枢神経系のシステムレベルでの“機能"や“機能構築"の研究で新しい強力な実験手段とストラテジーとなってきている。ところが、この方法は、二次元計測に限られ、「三次元計測」が出来ないことが一つの大きな難点となており、それを克服するための新しい方法の開発が緊急性を要する重要問題になっていた。このような状況を背景にして、本研究は、「中枢神経系におけるニューロン活動を光学的シグナルとして三次元的に計測する方法を開発し、確立する」ことを目的として行われた。この研究を推進するに当たっては、これまでわれわれのグループで開発してきた「ニューロン電位活動の光学的多チャンネル二次元計測システム」をベースにして、「三次元計測法」をハードとソフトの両側面から検討し、その開発とその適用についての研究を進めた。(1)光学切片法の基本的手法の開発:原理的には光学顕微鏡による三次元画像法に準じる方法で、「形態画像の鮮明度」を「光学的シグナル」に置き換えて処理する。対象標本を光照軸(Z軸)に沿って移動させて焦点面をずらしながら光学切片を作る。各々の切片(焦点面)から光学シグナルを多エレメントフォトダイオードを用いて同時記録し、フォトダイオードに対応する二次元平面(x,y)とZ軸方向に沿って得られるシグナル系列をもとにして、ニューロン活動領域の三次元像を求める手法を開発した。これを主として脳幹に適用し、舌咽神経核、迷走神経核、三叉神経脊髄路核などに対応するニューロン活動領域の三次元像を再構成する方法を導いた。(2)共焦点レーザ走査蛍光顕微鏡を用いる方法:共焦点光学系では合焦点位置と光学的に共役な位置(共焦点面)にピンホールを置き、焦点面を移動させて、厚みのある組織標本を光学的にスライスすることにより、複数の焦点面からシグナル系列が得られる。この方法により、特に脳皮質の層構造に対応するニューロン活動の三次元像を再構成する方法の開発を手がけたが、まだ未完成であり、今後も続けて検討することになった。
1 0 0 0 下顎片側遊離端義歯の最後方歯の近遠心径が咀嚼混合能力に及ぼす影響
I.目的本研究では咀嚼機能の観点からみた片側性遊離端義歯の人工歯部歯列の近遠心径についての臨床的示唆を得ることを目的としている.初年度は実験的に下顎の片側性遊離端義歯を対象にして人工歯部歯列の近遠心径を変化させた時にこれが咀嚼の混合能力に及ぼす影響を検討し第二大臼歯を半歯に短縮しても咀嚼の混合能力は低下しないことを明らかにした.そこで平成15年度は,上顎の片側遊離端欠損の症例で検討を行った.II.方法被験者は上顎第一、第二大臼歯の遊離端欠損を有しかつ対合には天然歯もしくは固定性の補綴装置が装着されている患者8名(男性2名,女性4名,平均年齢61.5歳)を選択した.実験義歯は片側性の設計で白金加金を用いてワンピースキャストで製作した.上顎第二小臼歯に近心レストとバックアクションクラスプ,上顎犬歯および第一小臼歯にエンブレジャーフックを設置した.人工歯部歯列の頬舌径は顎堤頂を中心軸として幅を7mmとし,光重合レジンを用いて口腔内で直接製作した.人工歯部歯列の近遠心径は以下の3種類に変化させた.Aは欠損部に隣接する上顎第二小臼歯の遠心面から対合の下顎第二大臼歯の遠心面(平均18.2mm)までとした.順次近遠心径を13,9mmとし,それぞれB, Cとした.咀嚼機能の評価は当教室で開発した混合能力試験で行い,被験試料を義歯装着側で10回咀嚼させ混合値(MAI)を算出した.3回試行しその平均値を各歯列の代表値とした.各歯列間の比較はTukey法により有意水準5%で行った.III.結果とまとめ歯列の近遠心径がAとBの間には,混合値に有意な差は認められなかったが,AとCおよびBとCの間には有意差が認められた.この結果から,人工歯部歯列の近遠心径を13mmより短くなると混合能力が減少すると考えられた.このことから,下顎と同様に上顎の片側性遊離端義歯においても第二大臼歯を半歯に短縮しても咀嚼機能が低下しないことが示唆された.
1 0 0 0 OA イントロンレスRNAの核外輸送の分子メカニズム
タンパク質をコードするmRNAは核外に輸送されて翻訳されるため、mRNAの核外輸送は遺伝子発現の重要な制御ステップのひとつである。スプライシングされたmRNA上に形成されるEJC(exon junction complex)と呼ばれる複合体中のREF(RNA export factor)が、mRNAの核外輸送を担っているとのモデルが考えられている。最近我々は、mRNAのキャップ構造にもREFが結合することを見出した。REFのRNA結合部位を調べたところ、キャップ構造よりも100塩基下流の部位に結合することが示された。REFはDExD box型RNAヘリカーゼであるUAP56/BATと強固に2量体を形成していることから、UAP56によるRNPリモデリングが生じ、キャップ構造から下流のmRNA上へ移動する機構があるのかもしれない。REFはCBP20に主として結合していたが、この複合体にはSRPK1もカップリングしており、リン酸化制御を示唆するデータが得られた。このことは、キャップ構造によってRNA上に呼び込まれるREFがイントロンレスmRNAのスプライシングに依存しない核外輸送を担っている可能性を示している。また単純ヘルペスのmRNAはウイルスタンパク質ICP27がREFと相互作用することにより核外へ輸送されているが、我々の解析ではICP27は、PMLをコードするmRNAのスプライシングを制御するスプライシング調節因子としての機能を有することが判明した。ICP27のRNA認識機構は予想外に複雑であることが判明したので、CLIPと呼ばれる新しい研究手法でICP27の標的遺伝子転写産物の解析を進めた。このことは、ウイルス感染のより、感染細胞の特定のmRNAのスプライシングパターンが変化することを意味しており、極めて興味深い。
1 0 0 0 聴覚中枢線維損傷後の機能的回復に関する神経生理学的研究
聴覚中枢損傷後の機能的な回復に関する基礎的な情報を得ることを目的として、脳の中でも再生した神経線維が再びシナップスを形成するかどうか、もしシナップスが再形成された場合には、その機能的性質は正常なシナップスと比べてどのような違いがあるのかという点について、マウスの下丘交連を矢状断し、その後の神経線維の再生の現象を利用して形態学的および生理学的な方法により検討した。その結果、次のことが明らかとなった。(1)金属およびガラス電極を用いた微小電極法による実験から、切断された交連線維は再生し、タ-ゲットである下丘で再びシナップスを形成することが確認され、再形成されたシナップスの機能的性質については、音刺激に対する応答を抑制するものが主で、加算的なものも少数認められた。(2)抑制性シナップスが認められることは再生した交連線維が下丘に対して抑制性の介在ニュ-ロンにも結合することを示している。(3)再形成されたシナップスは正常群と比べると下丘の比較的表層に分布する。(4)再生した下丘交連の神経細胞をペロキシダ-ゼでラベルすると、正常群に比べて軸索の走行はかなり乱れていた。(5)以上の結果は下丘において再形成されたニュ-ロン・ネットワ-クが多様であることを示唆する。シナップスの機能に関しては正常群と比べて大きな違いは統計学的にはないと思われるが、再生した軸索は走行が乱れるので、下丘のシステムとしての機能には微妙な変化が起こっていると考えられる。