hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カルコゲナイドガラスへのインプリント加工による高機能赤外デバイス製作に関する研究

赤外域で高い偏光特性を得るためには、使用波長よりも充分に短い周期をもつ金属格子構造を形成することが必要である。このような微細周期構造をインプリント加工によって形成する場合、モールドの作製が重要となる。モールド基板は、高温でも充分な硬度をもち、加工性に優れたSiCを使用した。モールド作製には二光束干渉露光とドライエッチングにより、SiC表面に周期500nmの尖鋭状の格子構造を形成した。この基板をモールドとして、カルコゲナイドガラスへのインプリント加工を行った。使用した五鈴精工硝子(株)製のカルコゲナイドガラスはヒ素やセレンのような有毒元素を含まず(Sb-Ge-Sn-S系)、透過波長域0.8511μmといった特徴を有している。253度に加熱した状態でSiCモールドをカルコゲナイドガラスに押し当てた。結果として破損することなく、均一に転写することができた。その表面にAlを斜め蒸着により、Al格子を形成し、偏光特性を測定した。59μmの波長域において、TM偏光(格子に対して垂直方向の偏光)透過率60%、消光比は20dB以上であり、製品レベルに達する性能を得ることができた。この2年間でカルコゲナイドガラスへのインプリント技術を確立し、ワイヤグリッド偏光子や反射防止機能を持つ素子を製作することができている。また、両面インプリント加工の準備も整えることができている。学会や論文、特許などでも順調に発表することができていることから、問題なく研究が進んでいると考えている。23年度の計画では、モールドの作製を行うことを目標として設定していたが、二光束干渉技術を立ち上げることができたこと加え、モールドの作製、カルコゲナイドガラスへの構造転写、Al蒸着によるワイヤグリッドの作製の一連の工程を行うことができた。偏光機能としても59μmの波長域において、消光比20dB以上の性能が得られ、製品レベルに達することができた。両面インプリント加工技術を確立し、片面に反射防止機能、そしてもう一方の面に偏光機能を形成した素子の作製に取り組む。基板透過率より高いTM偏光の透過率を有するワイヤグリッド偏光子を作製することを目標とする。並行してその成果を学会、並びに論文で発表する予定である。カルコゲナイドガラスの屈折率は2以上であるため、反射損失が大きくなることが課題として残っている。改善策として、金属格子の裏面に反射防止構造を形成し、透過率を高めることが必要と考えている。それゆえ、赤外域で反射防止として機能する構造を設計し、そのモデルに基づいたモールドを作製することが24年度の目標である。光学部品、ステージ、パターニングに必要なレジスト、基板洗浄に必要な薬品などの消耗品を購入する。また、国際会議での発表における渡航費や、論文投稿費などにも費やす予定である。また、国内および国際学会での発表における渡航費や、論文投稿費などにも費やす予定である。
植物テルペン合成系遺伝子のオルガネラ特異的発現による物質生産と生理機能の改変

本年度は、シロイヌナズナの2種のイソペンテニル2リン酸(IPP)イソメラーゼ遺伝子(AtIPP1,AtIPP2)の変異体である、atipp1破壊株とatipp2破壊株のタンパクレベルでの欠失を確認するため、AtIPP2ポリクローナル抗体を用いたウエスタン解析を進めた。野生株とそれぞれの変異体の根、ロゼット葉、茎生葉、茎、花芽、鞘より粗タンパク質を抽出しウエスタンブロッティングに供したところ、野生株の根において30kDa付近に現れる近接した2つのバンドが検出された。また、このバンドのそれぞれ一方がAtIPP1、AtIPP2に対応していることが、各変異体においてバンドの片方のみが消失することから明らかとなった。しかしながら、これら単独破壊株では何ら表現型が見られないことから、それぞれの変異体の掛け合わせによるatipp1/atipp2二重破壊株を作成した。その結果、二重破壊株では発芽時からクロロフィル色素の低下による白化が見られたが、完全に色素合成能を失ってはいなかった。このことから、AtIPP1とAtIPP2は互いに機能相補しており、その酵素機能であるIPPとジメチルアリル2リン酸(DMAPP)との異性化が、細胞質のメバロン酸経路のみならず、メチルエリスリトールリン酸(MEP)経路が働くプラスチドでのテルペノイド合成にも部分的に必要であることが示された。さらに、MEP経路と本酵素の関与を追究するため、MEP経路の最終段階においてIPPとDMAPPの両方の供給を担うAtLYTB遺伝子のプロモーター領域にT-DNAが挿入されたatlytb変異体を用いた解析を行った。本変異体はMEP経路由来のIPP、DMAPPが不足するため、弱い白化形質を示す。ミトコンドリアに局在が確認されたAtIPP2をatlytb変異体で発現させたところ、この白化形質が完全に相補されたのに対し、細胞質型と考えられるAtIPP1を発現させた場合には白化形質が強まる傾向が見られた。これらの結果は、atlytb変異体において不足したプラスチド内のIPPあるいはDMAPPが、AtIPP2の高発現により供給され、またAtIPP1の発現ではさらに減少することを示唆している。今後、atlytb変異体相補に寄与したIPP, DMAPPがメバロン酸経路とMEP経路のどちらから供給されたのかを突き止めることで、IPPイソメラーゼの本来の役割を明らかにして行く。本年度は、まずIPPイソメラーゼのタンパク質レベルでの発現を確認するために、大腸菌を用いたAtlPP2リコンビナントタンパク質の精製を行った。Hisタグ融合タンパク質として得られたAtlPP2タンパク質を抗原としてポリクローナル抗体の作成を依頼し、シロイヌナズナ野生株ws-2とAtlPP1およびAtlPP2変異株についてウエスタン解析を行った。作成したポリクローナル抗体は、多少目的以外のタンパク質と交叉するものの、32kDaのIPPイソメラーゼの発現を検出可能であった。AtlPP1変異株を用いた場合、野生株と同様なシグナルのパターンを示したが、AtlPP2変異体を用いた場合、野生株で検出される30kDa付近のシグナルバンドの消失が確認された。これらのことから、AtlPP2変異株ではAtlPP2タンパク質が確かに欠失していることが確認された。また地上部と根について発現レベルを比較したところ、mRNAレベルでの発現様式と同様に、根においてタンパク質の発現が強いことも確認された。次に植物体においてAtlPP2が関わる代謝経路を明らかにする目的で高発現体の作成を行った。AtlPP2 cDNAをCaMV 35Sプロモータにより発現させるコンストラクトを用い、ステーブルなAtlPP2恒常発現シロイヌナズナ形質転換体を得た。これらの形質転換体植物のホモ接合体を分離し、ウエスタン解析によりAtlPP2タンパク質の高発現を確認した。得られた高発現体を用いて、クロロプラストの色素量とミトコンドリアのユビキノン量の定量を行った。その結果、色素量は野生株の1.2倍と多少増加傾向にあるものの、ユビキノン量には変化は見られなかった。現在、AtlPP2変異株でのテルペノイド化合物の合成量変化の確認を進めており、今後AtlPP1の発現様式の確認と高発現体の作成をあわせて行っていく予定である。

このことから、AtIPP1とAtIPP2は互いに機能相補しており、その酵素機能であるIPPとジメチルアリル2リン酸(DMAPP)との異性化が、細胞質のメバロン酸経路のみならず、メチルエリスリトールリン酸(MEP)経路が働くプラスチドでのテルペノイド合成にも部分的に必要であることが示された。さらに、MEP経路と本酵素の関与を追究するため、MEP経路の最終段階においてIPPとDMAPPの両方の供給を担うAtLYTB遺伝子のプロモーター領域にT-DNAが挿入されたatlytb変異体を用いた解析を行った。本変異体はMEP経路由来のIPP、DMAPPが不足するため、弱い白化形質を示す。ミトコンドリアに局在が確認されたAtIPP2をatlytb変異体で発現させたところ、この白化形質が完全に相補されたのに対し、細胞質型と考えられるAtIPP1を発現させた場合には白化形質が強まる傾向が見られた。これらの結果は、atlytb変異体において不足したプラスチド内のIPPあるいはDMAPPが、AtIPP2の高発現により供給され、またAtIPP1の発現ではさらに減少することを示唆している。今後、atlytb変異体相補に寄与したIPP, DMAPPがメバロン酸経路とMEP経路のどちらから供給されたのかを突き止めることで、IPPイソメラーゼの本来の役割を明らかにして行く。
北部沖縄の宗教の社会人類学的研究

第1には、北部沖縄の奥、安田部落において儀礼と村落構造との関係を分析し、次に伊是名島において、シヌグ儀礼、洗骨、祖先祭祀などの観察を通じて儀礼と村落構造との関係を研究し成果があがったが、さらには、台湾高砂族の狩猟儀礼と伊是名のシヌグとの間に類似点があることが明らかになり今後の沖縄研究に新たな知見を与えることができた。第2には、伊平屋島の野甫、本島本部町備瀬、国頭村諸部落における諸行事、儀礼(ウィミー、豊年祭、ウプユミマー、サグンジャミ、男のハシチ、女のハシチ、タムトノーイ、ウンジャミ(海神祭)など)を観察記述し、分析することによって、海上他界観に通ずるニライカナイの観念、祖霊観、山の神と海の神の信仰、方位観などが捉えられた。また女性に観するケガレ観のある村と、それがほとんどない地域があることも明らかになった。これらの儀礼における種々のシンボルの意味も興味深い収穫の一つである。たとえば野甫のウィミーの後のススキ、国頭村の比地、奥、などのウンジャミ祭におけるネズミをいれたパパイヤの実などである。この場合ススキは厄払い、魔よけとして用いられ、ネズミの入ったパパイヤは、イノシシを表し、海の幸を得るために海に流すためのものである。第3は、ユタに関する研究成果である。ユタは沖縄の伝統文化において、客の相談を通じて祖先祭祀、門中関係を明らかにし、村落共同体におけるノロその他のカミンチューの選定を行なうと共に、伝統的な祭祀に対して批判しながら沖縄のコスモロジーを再解釈、再構築、理論化する試みを行なってきている。このことは社会的レベルでは、カミンチューたちとユタとのコンフリクトをおこし、文化的レベルでは、伝統的な沖縄宗教の神学と戦後の混乱、変化への対応を含むユタの新しい神学との対立、葛藤である。つまりユタはシャーマンとしての側面の他に、伝統文化の担い手であると共に再解釈者という面を持つ。研究代表者および研究分担者は単独あるいは2名で1回から2回にかけて北部沖縄において現地調査を行なった。現地調査を行なった部落は本島北部の奥、安田,備勢と沖縄北部の伊平屋島の野甫,島尻,田名諸部落および印是名島の諸部落である。1.沖縄の宗教の社会的基盤となっている門中組織について予備的資料をえた。北部沖縄の祭祀は神人組織によって行われており、神女の選出は特定の門中からなされる。吉田,白川は野甫の神人組織を調査し、神人(カミンチュウ)の門中内における継承についていくつかの事例をえた。2.吉田と板橋はさらに備瀬の神人組織を調査し、神人の選出の過程が野甫のそれと類似する他方において顕著な違いがあることが明らかになった。野甫においては門中におけるチー(血筋)とクジ引きによって神人が選出されるのに対して備瀬においては、特定の門中の出自であることのほかに、カミダーリ(一時的に精神的異常-これに身体的異常がともなうことが多い)になることが神人になるための不可欠の条件である。備瀬の神女の中には、ユタを行なっている者もいる。カミダーリは神が本人に対して神に仕えることを望んでいることの知らせとされており、これがユタになるための要件になっているところが南西諸島に多いが、備瀬ではこれが神人になるための条件の一つになっていることは興味深い。

なお野甫に限らず、伊平屋島にはユタは現在いないが、備瀬には、神女の他にユタを行なっている婦人が2人いる。3.また野甫で豊年祭などの行事や葬儀および洗骨を観察することができ、世界観や他界観についても重要な資料をえた。4.さらに末成は奥,安田,伊是名の調査を通じて、社会組織,儀礼などの変化について有意義な資料をえたほかに、安田部落におけるシヌグ祭りが台湾のプユマ族の儀礼の一つに酷似していることを発見し、新しい知見をえた。研究代表者および研究分担者は単独あるいは3名で1回から2回にかけて,北部沖縄において社会人類学的な現地調査を行なった.調査を行なった部落は本島北部の備瀬と本島北部の伊平屋島の野甫および伊是名島の伊是名である.1,今年度は9月12日から約1週間(旧暦7月20日旧暦7月26日まで)にわたって集中的に行なわれた諸儀礼を中心に観察・調査した.これはウプユミマー,サグンジャミ,男のハシチ,女のハシチ,シニーグ,タムトノーイの諸儀礼である,儀礼のない9月13日(旧7月21日)は,備瀬におけるある有力者の葬儀の調査を詳細に行なうことができ,儀礼と葬儀の関係,死のケガレに対する観念についても捉えることができた.2,伊平屋島の野甫および伊是名島の伊是名については,門中組織,親族関係,村落構造,祭祀組織を中心に調査を行なった. 3.以上の調査の内容について詳細に述べるスペースはないが,前述の儀礼のうちウプユミマーは本質的には海神祭であり,ニライ・カナイの信仰に基づいていることが明らかであり,サグンジャミでは小太鼓を打つ若者を先頭に神女たちが備瀬の名家を訪問し,各家の福祉を祈願してまわる,これは夜を徹しての行事であるが,この儀礼は本質的に来訪神の観念に基づくものである.各家で神女(カミングワ)が庭のコザに座って祈る方向は,家のつくり(東側が上位)に沿って東に向って祈る.ところが神が通るとされる南北に走るナカミチの東側の家は上座が西側になっているものがいくつもあり,沖縄の方位観の研究上,間取りが東西逆になっている家の位置づけを考えなければなるまい.4北部沖縄でも,女性の月経や出産に関するタブーは他の沖縄の地域と同様に弱いが,葬儀の調査を通じて,神女の近親者が死んだ場合,その神女は村の上述の儀礼には49日間出ない習慣である.研究代表者および研究分担者は昨年度に引き続き、北部沖縄の本部町備瀬、国頭村奥間および比地、伊是名町伊是名において、儀礼、社会、民間信仰について社会人類学的な現地調査を行った。1.今年度の3つの研究調査の一つとして、国頭村比地奥間における儀礼、ウンジャミ祭を中心にフィールドワークに基づいて研究を行なった。このウンジャミ(海神様)は、旧7日盆あけの最初の亥の日に行なわれ、その日に行なわれる本祭の前日と翌日あわせて3日にわたる祭りである。現在、比地、奥間、桃源、鏡地、浜、半地の6部落の参加によって行なわれ、各部落から神女たちが集まって祭祀を行なう。日常生活ではこれら6部落(元は5部落)共同で行なう組織はなく、祭りの時のみ共同する神行事である。この祭祀そのものが海神に対する祈願、祖先崇拝、山の神崇拝になっており、この祭りを通じて海の幸、山の幸、社会の繁栄が祈られるのである。2.ユタに関する調査。結論的には、ユタの戦後の行動は、戦中、戦後に沖縄が受けた社会的、文化的な混乱、変化に対する沖縄の伝統文化の側からの一つの反応と見ることができる。その象徴的行動として彼女は戦後、神(キリスト)の指示により、ケガした(伝統の象徴した)沖縄を清めて歩いた。その後の彼女の客の相談の中心は戦中戦後の混乱によって不明になった先祖祭祀に関することであり、彼女はまた地元の村落共同体における神女の選定、神行事に対する批判をくりかえしてきた。
「普通の人の哲学」と「知識人の思想」の葛藤をめぐる戦後思想史-鶴見和子文庫を開く

本研究では、比較社会学者・鶴見和子(19182006)の多方面にわたる業績を、「普通の人の哲学」と「知識人の思想」の葛藤と交流という枠組みから読解することによって、戦後思想史の中に位置づけ、さらに日本の戦後思想史をポスト占領状況という視界から再考した。各研究者は、京都文教大学図書館に「鶴見和子文庫」として所蔵されている鶴見和子の旧蔵書、草稿・フィールドノート・研究メモ・書簡などの未公開資料を渉猟し、鶴見の業績の現代的意義について考察を深めた。また、「鶴見和子文庫」の未公開資料を整理・分類・データベース化を進め、将来的な公開に向けての準備を整えた。本研究は、比較社会学者・鶴見和子の多方面にわたる業績を、戦後思想史の中に位置づけ、さらに日本の戦後思想史をポスト占領状況という視界から再考する試みである。今年度は、鶴見和子の仕事の全体像を明らかにするための基礎的研究と関連する調査、鶴見和子文庫整理のための基礎作業に着手した。具体的内容は、以下の通りである。2008年7月25、26の2日にわたり、第1回の研究会を開催し、研究計画全体について討議するとともに、鶴見和子文庫の見学を実施した。2008年11月1日、2日に開催した第2回研究会では、鶴見和子の研究対象であり、また資料の整理という点でも先進事例である、南方熊楠記念館、南方熊楠顕彰館を見学した。2009年2月14日に開催した第3回研究会では、連携研究者である遠藤保子、松居竜五両氏と、龍谷大学大学院の溝口佳代氏、研究分担者の佐藤知久氏に報告していただき、研究の分担、資料整理、公開利用方法について議論した。2009年2月20日の第4回研究会では、鶴見和子とも縁の深い、鶴見良行、宇井純両氏の資料を所蔵する埼玉大学教育研究センターを見学し、資料整理、データベース化の実態を見学するとともに、同センターの藤林泰氏より話をうかがった。くわえて、京都文教大学図書館では、鶴見和子文庫未公開資料を整理・分類し、データベース化するための基礎作業を進めてきた。こうした研究会や基礎作業によって、次年度以降の、第2次大戦後の思想潮流をみわたす比較思想史研究へ向かうための基盤づくりができたと考えられる。なお、本研究の成果の公表としては、西川祐子・杉本星子編『共同研究戦後の生活記録にまなぶ-鶴見和子文庫との対話・未来への通信』(日本図書センター)の出版、遠藤保子「鶴見和子の舞踊観-鶴見和子文庫を開く-」(第60回舞踊学会大会報告)などがある。今年度は、前年度の草稿資料調査および国内での現地調査の結果を生かしつつ、鶴見和子の仕事を、「普通の人の哲学」と「知識人の思想」の葛藤と交流をめぐる戦後思想という枠組みの中に、実証的に位置づける作業をおこなった。さらに、鶴見が属した思想の科学研究会に関する研究とも関連づけながら、「ポスト占領期の思想」という問題意識にもとついて、鶴見の仕事を、現代の知的状況にもつながる、より広い問題設定のなかに位置づけることを試みた。<「鶴見和子文庫」整理作業>京都文教大学図書館において、鶴見和子文庫未公開資料の整理・分類作業を、前年より継続。個々の資料の台帳登録作業、および保存用封筒への入れ替え等の作業を行った。現時点では、鶴見和子が倒れる1995年以前から保持していた「東京資料」(通称)のぶんに関しては終了し、ひきつづき1995年以後に鶴見が収集していた「宇治資料」(通称)の整理・分類に取りかかっている。また、貴重資料のスキャニング作業も開始した。<研究会の実施>(於:京都文教大学)。2010年1月30日(土)鵜飼正樹(京都文教大学准教授)「鶴見和子文庫未公開資料から発見された生活綴方文集『私の家』」、猿山隆子(京都大学大学院)「鶴見和子の学習組織論:『生活をつづる会』における話し合いの記録ノートから」2010年1月31日(日)アダム・ブロンソン(コロンビア大学大学院)「教養と自己改造-鶴見和子と河合栄治郎を読み合わせて」、西川祐子(京都文教大学人間学研究所客員研究員)「1950年代を考えるために-『紡績女子工員生活記録集』と『東京南部サークル雑誌集成』の『ならべ読み』」<研究成果の公表>雑誌論文2本、学会報告1件本研究は、比較社会学者・鶴見和子の多方面にわたる業績を、戦後思想史の中に位置づけ、さらに日本の戦後思想史をポスト占領状況という視界から再考する試みである。

鶴見和子の旧蔵書、未公開の草稿、フィールドノートなどの資料は、京都文教大学に寄贈され、同大学図書館の「鶴見和子文庫」として所蔵されている。本研究では、同図書館との協力の下に、鶴見和子の草稿、ノート類を整理分類、データ化し、第2次大戦後の思想潮流をみわたす比較思想史研究へ向かうための基盤を築くことをめざしている。<鶴見和子文庫の整理作業>京都文教大学図書館において、鶴見和子文庫未公開資料の整理・分類作業を一昨年より継続してきた。現時点では、鶴見和子が倒れる1995年以前から保持していた「東京資料」(通称)に関しては終了し、1995年以降に収集していた「宇治資料」の整理・分類が、全体の3分の2程度まで終了している。残りの資料については、大学の研究費等で対応し、なるべく早く終了させる予定である。<資料の公開とガイドライン>データベース化が完了していないため、ウェブでの資料公開は、現在はできないが、京都文教大学図書館を通じて閲覧申し込みがあった資料に関しては、ガイドラインを作成し、閲覧できる状態にまでは、資料整理をおこなった。<研究会の実施>ポスト占領期における鶴見和子の思想の意義について、議論を深めるため、本年度は以下の研究会を実施した。2011年2月20日(日)(於京都文教大学)松田凡「鶴見和子とカール・ポランニー:自然と地域の概念をめぐって」鶴見太郎「民俗学者の足跡を辿る作業-柳田国男から南方熊楠へ-」高石浩一「河合隼雄と鶴見和子-マンダラと曼茶羅-」<研究成果の公開>データベース化が終了した時点で学際的な公開シンポジウムを実施し、あわせて研究代表者、研究分担者、連携研究者による著書を刊行することをめざしている。
複相鋼におけるミクロ組織レベルの水素拡散解析に基づく微視的水素割れ限界条件の導出

1.水素チャージ材の破面観察および断面観察平成29年度に実施した,二相ステンレス鋼母材および溶接金属の水素チャージ材の低ひずみ速度引張試験について,破断試験片の破面観察を実施した.水素未チャージの母材については,破面全体にわたってディンプルが観察されたのに対し,水素チャージした母材では,擬へき開破面が生じていることが確認できた.一方,溶接金属については,水素チャージによって延性が低下し,擬へき開破面が確認できたものの,母材ほどの違いは生じなかった.続いて,破面観察を実施した試料に対し,断面観察を行い,ミクロ組織と割れ発生位置の関係を検討した.水素チャージした母材における割れの多くは,フェライト相側で生じていると考えられた.一方,溶接金属については,母材に比べて微細な組織であり,特定の組織において割れが発生しているような傾向は確認できなかった.2.微視的応力分布および拡散性水素濃度分布の数値解析二相ステンレス鋼の母材および溶接金属のミクロ組織分布をそのまま有限要素モデル化し,微視的応力分布および拡散性水素濃度分布の数値解析を行った.数値解析結果は,母材のミクロ組織形態では,フェライト相側に応力が集中し,拡散性水素も集積することを示しており,断面観察によってフェライト側に割れが多く観察されたことと対応した.一方,溶接金属のミクロ組織形態では,応力集中や拡散性水素の集積が顕著に生じることにはならず,こちらも断面観察で特定の相で割れが確認されていないという結果と対応した.以上のように,複相鋼における水素割れは,微視的応力分布および拡散性水素濃度分布を支配因子として生じていることがわかる.これらの特性は,従来の試験片レベルの負荷応力および平均水素濃度を指標とした評価では明らかになり得ないものであり,微視的水素割れ限界条件を構成する因子の候補を把握することができた.1.複相鋼のミクロ組織を考慮した水素拡散解析手法の構築水素拡散特性および強度特性が異なるミクロ組織を含む材料モデルにおける水素拡散解析手法を構築した.水素拡散特性および強度特性が大きく異なるミクロ組織によって構成される材料として,フェライト相およびオーステナイト相からなる二相ステンレス鋼に注目した.二相組織モデルを作成し,水素拡散挙動の数値解析を行った.複合組織モデルにおける組織分率や分布形態を変化させ,水素拡散挙動に及ぼす影響を検討した.水素拡散挙動に及ぼすミクロ組織の影響として,オーステナイト相の分率が高く,オーステナイト相が水素拡散方向に対して直角方向に連結して存在するほど,見かけの水素拡散は遅くなることが確認できた.複合組織モデルに対して負荷が作用した状態での水素拡散挙動も検討した.構成するミクロ組織の強度特性が異なるため,巨視的には一様な負荷であっても微視的には不均一な応力分布が形成される.その結果,拡散性水素の集積が生じることが確認できた.このように,複相鋼の構成ミクロ組織の拡散特性と強度特性を考慮して,拡散性水素の分布を数値解析できる手法を構築することができた.今後,水素割れ試験を進め,割れ発生位置との対応関係の考察などを進めていく.2.二相ステンレス鋼における水素拡散挙動に関する実験水素拡散特性および強度特性が異なるミクロ組織を含む二相ステンレス鋼を取り上げ,これに対する水素チャージ試験および拡散係数の測定試験を実施した.水素チャージ試験については,最大で50 ppm程度の拡散性水素を導入できることを確認し,水素割れ発生挙動とミクロ組織の関係の検討に活用できる見通しを得た.また,拡散係数の測定に関しても,試料の厚さを工夫することで,測定できる見通しを得ることができ,引き続き試験を継続している.これらの知見に基づき,水素割れ試験を実施していく.数値解析による検討については,水素拡散特性および強度特性が異なるミクロ組織によって構成される材料モデルにおける水素拡散挙動の数値解析手法を構築することができた.また,構築した数値解析手法を用いて,ミクロ組織の分率や形態の影響を明らかにすることができた.実験による検討については,一定水準の拡散性水素を試験片に導入することができることを確認し,今後実施予定の水素割れ試験に供することができる見通しを得た.1.二相ステンレス鋼の多層盛溶接金属の製作およびミクロ組織観察:二相ステンレス鋼の多層盛溶接継手を製作し,溶接金属試料を準備した.ミクロ組織観察を行い,母材とは大きく組織形態が異なることを確認した.2.複相鋼のミクロ組織のモデル化手法の構築:二相ステンレス鋼のミクロ組織写真に基づいて,有限要素モデルを作成する手法を構築した.本手法により,平成28年度は相の厚さや長さなどをパラメータ化して体系的に作成していた二相組織モデルに加え,実材料のミクロ組織形態に対する数値解析を実施することが可能になった.3.二相ステンレス鋼母材および溶接金属の水素チャージ試験および低ひずみ速度引張試験:二相ステンレス鋼母材および溶接金属に対し,電気化学的に水素チャージを行った.その際,チャージ電流やチャージ時間を変化させ,チャージされる拡散性水素量に及ぼす影響を把握した.その結果,所望の拡散性水素量をチャージできる条件を見出すことができた.この水素チャージ条件の下で,二相ステンレス鋼の母材および溶接金属について水素チャージを行った後に,低ひずみ速度引張試験を実施した.対照材として,水素未チャージ材の試験も実施している.その結果,母材および溶接金属,水素チャージの有無によって,巨視的な破断形態や微視的な破面様相が大きく異なっていることが確認できた.

二相組織における水素割れを特徴付ける破壊形態が得られたものと考えており,詳細な観察を実施している.数値解析による検討については,すでに,水素拡散特性および強度特性が異なるミクロ組織によって構成される材料モデルにおける水素拡散挙動の数値解析手法を構築することができていたが,ミクロ組織形態がやや実材料との乖離があるものであった.今年度は,ミクロ組織形態についても,母材および溶接金属の観察結果に基づいて作成する手法を構築することができ,数値解析手法そのものについては,ほぼ構築を完了したと判断している.実験による検討については,水素チャージ条件を明確にすることができ,チャージする拡散性水素量を制御することが可能になった.これは実験を実施するうえで重要な進展であった.また,水素チャージ後の低ひずみ速度引張試験ならびに破面観察まで完了し,二相ステンレス鋼における水素割れの特徴を明らかにするための実験結果を得ることができた.1.水素チャージ材の破面観察および断面観察平成29年度に実施した,二相ステンレス鋼母材および溶接金属の水素チャージ材の低ひずみ速度引張試験について,破断試験片の破面観察を実施した.水素未チャージの母材については,破面全体にわたってディンプルが観察されたのに対し,水素チャージした母材では,擬へき開破面が生じていることが確認できた.一方,溶接金属については,水素チャージによって延性が低下し,擬へき開破面が確認できたものの,母材ほどの違いは生じなかった.続いて,破面観察を実施した試料に対し,断面観察を行い,ミクロ組織と割れ発生位置の関係を検討した.水素チャージした母材における割れの多くは,フェライト相側で生じていると考えられた.一方,溶接金属については,母材に比べて微細な組織であり,特定の組織において割れが発生しているような傾向は確認できなかった.2.微視的応力分布および拡散性水素濃度分布の数値解析二相ステンレス鋼の母材および溶接金属のミクロ組織分布をそのまま有限要素モデル化し,微視的応力分布および拡散性水素濃度分布の数値解析を行った.数値解析結果は,母材のミクロ組織形態では,フェライト相側に応力が集中し,拡散性水素も集積することを示しており,断面観察によってフェライト側に割れが多く観察されたことと対応した.一方,溶接金属のミクロ組織形態では,応力集中や拡散性水素の集積が顕著に生じることにはならず,こちらも断面観察で特定の相で割れが確認されていないという結果と対応した.以上のように,複相鋼における水素割れは,微視的応力分布および拡散性水素濃度分布を支配因子として生じていることがわかる.これらの特性は,従来の試験片レベルの負荷応力および平均水素濃度を指標とした評価では明らかになり得ないものであり,微視的水素割れ限界条件を構成する因子の候補を把握することができた.数値解析による検討については,平成28年度に,基本的な手法を構築することができたので,今後は,本数値解析手法を用いて,ミクロ組織の影響を体系的に検討していく.
海産ポリエーテル毒シガトキシンの全合成研究

シガトキシン類は南方海域で起こる食中毒シガテラの主要原因毒のひとつであり、細胞膜の電位依存性Na^+チャネルに特異的に結合してチャネルを強力に活性化する作用を有する。13個の59員環エーテルが縮合した梯子状ポリエーテル構造を基本骨格とし、33個の不斉中心を有する巨大分子シガトキシンの全合成は有機合成化学の非常にチャレンジングな課題であり、詳細な作用機構の解明、微量検出法開発に必要な抗体調製のためにも化学合成による量的供給が強く望まれている。本研究では、巨大ポリエーテル分子シガトキシンの全合成およびその構造を基盤とした新しい人工活性分子の創製を目指し、その一貫としてF環部9員環エーテル構築法の開発を目的とした。シガトキシンの分子中央部に位置するF環部不飽和9員環エーテル(オキソネン環)は遅い配座交換を起こしており、ここでの柔軟性が分子全体のNa^+チャネルとの相互作用に重要な役割を果たすと考えられる。しかし、中員環エーテル、特にオキソネン環の閉環反応はトランスアンニュラー相互作用やエントロピー的要因から極めて困難な問題であり、シガトキシン全合成における中心的課題のひとつである。そこで、エーテル結合体の構築ののちSmI_2を用いる分子内Reformatsky反応により炭素-炭素結合形成を行うことでこれらの問題点を克服し、オキソネン環を含む3環性モデル化合物の合成にはじめて成功した。合成したモデル化合物は室温におけるNMRシグナルの広幅化を与え、シガトキシンのF環部を再現した。さらに、温度可変NMRスペクトルの測定により、平衡に関与する二種類の配座異性体の構造を決定した。
造血系細胞における接着分子(VLA-4/VCAM-1)の機能に関する研究

造血幹細胞の増殖と分化はストローマ細胞によって調節されている.この調節過程において接着分子VLA-4/VCAM-1の相互作用が重要であることがいくつかの実験系から示唆されている.我々は既に作製したマウスのVLA-4,VCAM-1に対するモノクローナル抗体を用いて,造血系におけるVLA-4/VCAM-1の発現とその機能を調べるとともに,マウスVCAM-1のcDNAクローニングを試み,以下の様な成果を得た.1.抗体によるFACS解析および免疫組織化学から,VLA-4は骨髄,脾臓,胸腺などの主要な造血組織の血液細胞に発現されており,特に幹細胞および前駆細胞に強く発現されている.一方,VCAM-1は血液細胞には発現されず,ストローマ細胞および血管内皮に特異的に発現されていることが分かった.2.VLA-4抗体の添加によりリンパ球系およびミエロイド系細胞の増殖が阻害されたが,VCAM-1抗体の添加ではT・Bリンパ球の分化のみが阻害された.従って,VLA-4は幹細胞が種々の造血系へと分化していく際に広範に機能しているが,VCAM-1はリンパ球系前駆細胞の分化過程においてストローマ細胞上で機能していることが示唆された.3.SRaプロモーターを用いた発現系を用いてマウスVCAM-1をコードするcDNAをクローニングすることに成功した.単離したcDNAは2種類(cMV6,cMV8)あり,それぞれ1.4kb,3.5kbのmRNAと対応する.抗体を用いた免疫沈降実験からマウスVCAM-1には107kDおよび42kDの2種類の蛋白が認められたが,COS細胞への遺伝子導入実験より,cMV6は42kD(S-VCAM)を,cMV8は107kD(L-VCAM)をコードしていることが分かった.得られたcDNAクローンの塩基配列から,L-VCAMは7個のlgドメインを持ち,ヒトVCAM-1と類似の構造を示すが,S-VCAMは4個のlgドメインをもつGPI結合型の分子であることが判明した.マウスにおける2種類のVCAM-1分子は単一の遺伝子のalternative splicingにより生じたものであることが強く示唆された.このGPI結合型のVCAM-1は他の動物種には認められず,マウスに特有なフォームであることも分かった.造血幹細胞の増殖と分化はストローマ細胞によって調節されている.この調節過程において接着分子VLA-4/VCAM-1の相互作用が重要であることがいくつかの実験系から示唆されている.我々は既に作製したマウスのVLA-4,VCAM-1に対するモノクローナル抗体を用いて,造血系におけるVLA-4/VCAM-1の発現とその機能を調べるとともに,マウスVCAM-1のcDNAクローニングを試み,以下の様な成果を得た.1.抗体によるFACS解析および免疫組織化学から,VLA-4は骨髄,脾臓,胸腺などの主要な造血組織の血液細胞に発現されており,特に幹細胞および前駆細胞に強く発現されている.一方,VCAM-1は血液細胞には発現されず,ストローマ細胞および血管内皮に特異的に発現されていることが分かった.2.VLA-4抗体の添加によりリンパ球系およびミエロイド系細胞の増殖が阻害されたが,VCAM-1抗体の添加ではT・Bリンパ球の分化のみが阻害された.従って,VLA-4は幹細胞が種々の造血系へと分化していく際に広範に機能しているが,VCAM-1はリンパ球系前駆細胞の分化過程においてストローマ細胞上で機能していることが示唆された.3.SRaプロモーターを用いた発現系を用いてマウスVCAM-1をコードするcDNAをクローニングすることに成功した.単離したcDNAは2種類(cMV6,cMV8)あり,それぞれ1.4kb,3.5kbのmRNAと対応する.抗体を用いた免疫沈降実験からマウスVCAM-1には107kDおよび42kDの2種類の蛋白が認められたが,COS細胞への遺伝子導入実験より,cMV6は42kD(S-VCAM)を,cMV8は107kD(L-VCAM)をコードしていることが分かった.得られたcDNAクローンの塩基配列から,L-VCAMは7個のlgドメインを持ち,ヒトVCAM-1と類似の構造を示すが,S-VCAMは4個のlgドメインをもつGPI結合型の分子であることが判明した.マウスにおける2種類のVCAM-1分子は単一の遺伝子のalternative splicingにより生じたものであることが強く示唆された.このGPI結合型のVCAM-1は他の動物種には認められず,マウスに特有なフォームであることも分かった.
超音波法を用いた深筋膜の形態的・力学的特性の解明：人間の身体能力の開発に向けて

深筋膜は骨格筋を全身に渡って包み込み、骨格筋の収縮によって生じた力を関節をまたいで伝達する役割がある。深筋膜は密着する筋のサイズや形状に対応した構造を持ち、骨格筋と相互的に作用することで、その収縮を最適に補助すると予想される。本研究では幅広い運動習慣や年代の方々を対象に、深筋膜の形態的・力学的特性を定量し、骨格筋のサイズや筋力との関連性を調査することにより、深筋膜の可塑性や身体運動パフォーマンスとの関係に迫る。また、調査した深筋膜の特性を装具などに応用し、身体運動パフォーマンスの向上を目指す。
微視的変形機構を考慮した繊維強化複合材の変形の力学特性と強度評価

先進材料として多用されつつある複合材の変形及び破壊のメカニズムは従来の材料とは異なり,異種材料界面の破壊の発生及びその拡大に支配されるところが大きい.したがって,その界面近傍の微視的な変形・破壊挙動を明らかにし,複合材の巨視的な強度を評価することは,複合材の利用の安全性あるいは機能の向上とも深く関わりを持ち重要である.本研究では,昨年の研究成果を踏まえて研究を実施し以下の結果を得た.1.繊維強化複合材の破壊様式のうち,異種材料の界面から発生する破壊挙動に注目し,単繊維とマトリクスからなる微視的単位要素にマクロに均一な各種衝撃荷重を加え,界面における変形の不均一の発生と成長ならびにマトリクスにおける変形の局所化の様式を,各種材料の組み合わせならびに各種寸法・形状について,理論的な面から,有限要素法を援用した変形の局所化解析により検討を加え,その挙動の特徴を明らかにした.2.複合材に用いられている繊維ならびにマトリクス材の複合負荷ならびに繰り返し負荷の下での変形応答を,軽容量の試験機と試験データ取り込み実験的に検討し,上記1のモデル化において使い易い形の構成式として表示した.3.単位繊維とマトリクスからなる微視的単位要素の集合体としての複合材の巨視的な変形挙動を,非局所的な性質を示す連続体として表現する手法を提案し,その有限要素法を定式化した.4.3.において定式化した巨視的な連続体に各種負荷を加え,微視的な変形・破壊挙動が如何なる形式で巨視的な変形・破壊挙動と関連しているかを詳細に検討した.先進材料として多用されつつある複合材の変形及び破壊のメカニズムは従来の材料とは異なり,異種材料界面の破壊の発生及びその拡大に支配されるところが大きい.したがって,その界面近傍の微視的な変形・破壊挙動を明らかにし,複合材の巨視的な強度を評価することは,複合材の利用の安全性あるいは機能の向上とも深く関わりを持ち重要である.本研究では,昨年の研究成果を踏まえて研究を実施し以下の結果を得た.1.繊維強化複合材の破壊様式のうち,異種材料の界面から発生する破壊挙動に注目し,単繊維とマトリクスからなる微視的単位要素にマクロに均一な各種衝撃荷重を加え,界面における変形の不均一の発生と成長ならびにマトリクスにおける変形の局所化の様式を,各種材料の組み合わせならびに各種寸法・形状について,理論的な面から,有限要素法を援用した変形の局所化解析により検討を加え,その挙動の特徴を明らかにした.2.複合材に用いられている繊維ならびにマトリクス材の複合負荷ならびに繰り返し負荷の下での変形応答を,軽容量の試験機と試験データ取り込み実験的に検討し,上記1のモデル化において使い易い形の構成式として表示した.3.単位繊維とマトリクスからなる微視的単位要素の集合体としての複合材の巨視的な変形挙動を,非局所的な性質を示す連続体として表現する手法を提案し,その有限要素法を定式化した.4.3.において定式化した巨視的な連続体に各種負荷を加え,微視的な変形・破壊挙動が如何なる形式で巨視的な変形・破壊挙動と関連しているかを詳細に検討した.先進材料として多用されつつある複合材の変形及び破壊のメカニズムは従来の材料とは異なり、異種材料界面の破壊の発生及びその拡大に支配されるところが大きい。したがって、その界面近傍の微視的な変形・破壊挙動を明らかにし、複合材の巨視的な強度を評価することは、複合材の利用の安全性あるいは機能の向上とも深く関わりを持ち重要である。本研究では、1.繊維強化複合材の破壊様式のうち、異種材料の界面から発生する破壊挙動に注目し、単繊維とマトリクスからなる微視的単位要素にマクロに均一な変形を加え、界面における変形の不均一の発生と成長ならびにマトリクスにおける変形の局所化の様式を、各種材料の組み合わせならびに界面の形状について、衝撃荷重を受ける場合を含めて、理論的な面から、有限要素法を援用した変形の局所化解析により検討を加え、その挙動をモデル化した。2.複合材に用いられている繊維ならびにマトリクス材の各種条件下での変形応答を、軽容量の試験機と試験データ取り込み実験的に検討し、上記1のモデル化において使い易い形の構成式として表示した。これらについては、次項に示すように、一部公表している。3.単繊維とマトリクスからなる単位要素に各種変形を加えてその変形・破壊挙動を、実験的に詳細に検討し、1.のモデル化の妥当性の評価ならびに高精度化のための資料とする。4.単位繊維とマトリクスからなる微視的単位要素の界面の変形・破壊挙動を統計的に平均化操作を加えることにより、非局所的な性質を示す複合材の巨視的な変形・破壊挙動を表現する手法を提案する。3、4については、現在研究が進行中で、次年度において完成させる予定である。先進材料として多用されつつある複合材の変形及び破壊のメカニズムは従来の材料とは異なり,異種材料界面の破壊の発生及びその拡大に支配されるところが大きい,したがって,その界面近傍の微視的な変形・破壊挙動を明らかにし,複合材の巨視的な強度を評価することは,複合材の利用の安全性あるいは機能の向上とも深く関わりを持ち重要である.〓本研究では,昨年の研究成果を踏まえて研究を実施し以下の結果を得た.1.繊維強化複合材の破壊様式のうち,異種材料の界面から発生する破壊挙動に注目し,単繊維とマトリクスからなる微視的単位要素にマクロに均一な各種衝撃荷重を加え,界面における変形の不均一の発生と成長ならびにマトリクスにおける変形の局所化の様式を,各種材料の組み合わせ

ならびに各種寸法・形状について,理論的な面から,有限要素法を援用した変形の局所化解析により検討を加え,その挙動の特徴を明らかにした.2.複合材に用いられている繊維ならびにマトリスク材の複合負荷ならびに繰り返し負荷の下での変形応答を,軽容量の試験機と試験データ取り込み実験的に検討し,上記1のモデル化において使い易い形の構成式として表示した.3.単位繊維とマトリクスからなる微視的単位要素の集合体としての複合材の巨視的な変形挙動を,非局所的な性質を示す連続体として表現する手法を提案し,その有限要素法を定式化した.4.3.において定式化した巨視的な連続体に各種負荷を加え,微視的な変形・破壊挙動が如何なる形式で巨視的な変形・破壊挙動と関連しているかを詳細に検討した.
中性子ビーム有効利用のための高圧下X線構造解析装置の開発

実験室において77K-500K,0-10GPaまでの温度圧力範囲でのX線回折実験が行える装置の開発を行った。また、広い開口角を持つダイアモンドアンビルセルを開発し、非常に広範囲の逆空間の高精度な測定が可能になった。2009年度の主な成果は、微小焦点高輝度X線回折装置を用いて、高圧下での粉末・単結晶試料からのX線回折から構造解析が可能になったことである。高圧下でのX線回折測定は、従来、放射光施設などの強力なX線源が必要不可欠であり、ビームタイムによる実験の制約があったが、本手法によって、実験室でいつでも高圧下X線回折が行える環境が整った。この成果は、微小焦点X線源と共焦点ミラーによって高輝度X線が得られる、という技術的革新の上になりたっているものの、実際には放射光に比べて指向性が悪い、波長が比較的長い、等の細かな問題が数多くあり、それらを一つ一つ解決する作業が2009年度の主な仕事であった。本装置を用いて、すでにある種の有機物や層状化合物の新規高圧相の発見に成功しており、現在その成果をまとめている段階である。また、現在低温高圧下でX線回折実験が行えるよう、装置開発を進めている。本装置が完成することで、限られた中性子ビームタイムを有効に利用するための多様な予備実験が可能になると期待される。本プロジェクトの目的は、主に1)-70°Cから100°Cまで±0.1°Cで温度制御でき、最大100GPaの圧力領域における粉末あるいは単結晶試料のX線回折実験が可能な装置・ソフトウェア環境の整備、および2)氷の高圧相および含水物質、特に地球内部へ水を運搬すると期待される含水鉱物の状態方程式・結晶構造の決定、であった。この点について、特に1の装置開発に関わる部分については平成22年度までに予定通り完了することができた。当初の計画では、-70°C100°Cまでの温度領域を目標にしていたが、200°Cまでは高温にできることを確認でき、目標以上の性能を持つ装置が完成した。2つの目的については、特に塩を含む氷の高圧相について顕著な進展が見られた。すなわち、氷高圧相であるVI相において、NaClが5wt%以上溶け込みうることがあきらかになった。また、これまでNaClが固溶すると報告されていたVII相へは、非平衡状態でのみ固溶可能であり、時間と共に、純粋な氷とNaClとに分離してしまうこともまた、明らかになった。イオンの氷結晶への固溶は、そのイオンの周囲の電荷バランスを変え、分子の配向状態を変えることができると考えられるため、氷の物性や熱力学的性質に重大な影響を与えうる。例えば、土星などの氷惑星の衛星には、衛星内部に塩分を含む海が存在すると考えら得ており、それらの衛星内部の層構造に対して、本研究の成果が制約を与えうる可能性がある。本研究の成果は、国内での学会発表によって報告された。
ラット切歯歯髄幹細胞による臼歯歯髄の再生：自己幹細胞移植による歯髄再生への展開

本研究は、自己幹細胞移植によるラット臼歯歯髄再生の実験系の構築、および血管内皮細胞・幹細胞混合移植による組織再生促進の検証を目的とした。生活断髄後のラット上顎第一臼歯歯冠歯髄腔にラット骨髄間葉系幹細胞(MSC)を添加したPLLA/ハイドロゲル混合三次元スキャホールドを埋植すると、術後1週で歯髄様組織が形成された。さらに、MSCとラット血管内皮細胞を混合移植すると、MSC単独移植と比較して血管新生関連因子や象牙質シアロリンタンパクの遺伝子発現が亢進し、スキャホールドの吸収が迅速であるとともに、完全な被蓋硬組織形成が生じた。ラット切歯歯髄より単離した幹細胞を用いて同様の解析を実施中である。これまでに申請者らは、複合型スキャホールドを幹細胞とともにラットの臼歯に移植すると、歯髄様組織が再生可能であることを確認している。そこで、本研究課題では、この成果を発展させつつ臨床応用への技法を創成することを最終目標とする。すなわち、単離・培養したラット切歯歯髄幹細胞を、ラットの臼歯歯髄腔へ3次元複合型スキャホールドとともに移植し、歯髄幹細胞を用いた再生実験系確立をはかることを目的とする。実験動物として雌性Wistarラットを用い、まず、磁気分離法により切歯歯髄組織よりCD146(MCAM)/MAP1B陽性の歯髄幹細胞およびCD31+CD146+MAP1B-血管内皮細胞を単離、増殖させた後、凍結保存した。次いで、ラット組織に適合化した流動性スキャホールドを選定するため、PuramatrixとMatrigelを冠部歯髄を除去したラット臼歯に注入し組織培養行った。そして、培養1週間経過後の組織に対してTUNEL法を用いて染色し、アポトーシスを生じた細胞を検索したところ。Matrigelの方が有意に歯髄組織細胞のアポトーシスが少ないことが分かった。以上より、三次元複合スキャホールドとしてPLLA/Matrigelがラット歯髄組織に適合したスキャホールドであることが示唆された。そこで、PLLA/Matrigel三次元複合スキャホールドとラット間葉系幹細胞とを混合し、PLLA/Matrigel/ラット切歯歯髄幹細胞の複合体を作成したのち、冠部歯髄組織を除去したラット臼歯への埋植を行った。現在は、再生した歯髄様組織のDSPP発現の免疫組織化学的解析、ならびに、リアルタイムPCRによるCD146, CD105,およびCD166 mRNAの定量的発現解析を実施中である。申請者らは、複合型スキャホールドを幹細胞とともにラット臼歯に移植すると、歯髄様組織が再生可能であることを確認している。本研究課題ではこの成果を発展させつつ臨床応用への技法を創成することを最終目標として、自己歯髄幹細胞移植による臨床応用を想定した術式の検証をすることを目的とし、研究を実施している。具体的には、単離・培養したラット切歯歯髄幹細胞を、ラットの臼歯歯髄腔へ三次元複合型スキャホールドとともに移植し、歯髄幹細胞を用いた再生実験系確立をはかることを目的とする。本年度は、前年度の実績に基づき選択したPLLA/ペプチドハイドロゲル混合型三次元スキャホールドをラット間葉系幹細胞とともに、根部歯髄を残し冠部歯髄のみを除去したラット上顎第一臼歯へ移植し、歯髄再生の様相を検証した。幹細胞・スキャホールド混合移植3日経過例では、スキャホールドに沿って細胞が観察されたが充実性組織は観察されなかった。その結果、幹細胞・スキャホールド混合移植後7日経過例では、ほぼ全ての移植部が歯髄様の充実性組織で満たされていた。一方、幹細胞を混合せずスキャホールドのみを移植した群においては、移植後7日経過しても移植部に充実性組織形成は認められなかった。また、各群とも観察期間を通じ明白な好中球浸潤は観察されなかった。さらに、移植後7日経過例において、CD43陽性T細胞様細胞の密度を移植組織と正常組織と比較したところ、有意差は認められなかった。以上より、幹細胞混合三次元複合型スキャホールド移植7日間で,正常歯髄と組織学的に類似した歯髄様充実性組織の再生が可能である事が確認された。PLLA/ペプチドハイドロゲル混合型三次元スキャホールドをラット間葉系幹細胞とともに、根部歯髄を残し冠部歯髄のみを除去したラット上顎第一臼歯へ移植する事で、移植後1週という短期間で、正常歯髄と組織学的に類似した歯髄様充実性組織の再生が可能である事が確認されたことから、一定の成果が得られ概ね順調に進展しているものと判断した。申請者らは、複合型スキャホールドを骨髄間葉系幹細胞とともにラット臼歯歯冠歯髄腔に移植すると歯髄様組織が再生可能であること、およびラット臼歯、切歯においてCD146およびMAP1Bを発現する幹細胞様細胞が存在することを確認している。本研究課題では、これらの成果を発展させつつ臨床応用への技法を創成することを最終目標として、自己歯髄幹細胞移植を想定した歯髄再生過程の検証を行うことを目的としている。本年度は、骨髄間葉系幹細胞と血管内皮細胞との混合移植の効果について解析し、混合移植により組織再生が促進することを確認した。すなわち、混合移植群では幹細胞単独移植群と比較して血管新生関連遺伝子(Cxcl1など)や象牙質シアロリンタンパク遺伝子の発現が亢進しており、スキャホールドの吸収が迅速であるとともに完全な被蓋硬組織形成が生じることを認めた。

さらに、切歯歯髄組織よりラット切歯歯髄幹細胞様細胞(CD146陽性/MAP1B陽性細胞)を磁気分離後、これらがCD146、MAP1B、CD90、CD105などの幹細胞関連遺伝子を発現することを確認し、ラット切歯歯髄幹細胞の培養実験系を確立した。現在、これらCD146/MAP1B陽性幹細胞の臼歯埋入動物実験を行い、再生した歯髄様組織に対して骨マトリックスタンパクや血管新生関連遺伝子の発現を解析し、歯髄組織再生の評価を行っている。さらに血管内皮細胞の培養系の樹立を目指し、ラット切歯血管内皮細胞(CD146陽性/MAP1B陰性細胞)を単離分離し、血管内皮細胞マーカー(VEGFRなど)の遺伝子発現解析を行っている。血管内皮細胞の培養系の樹立後、前述のラット切歯歯髄幹細胞様細胞とともに混合移植を行い、歯髄組織の再生が促進できるかについて解析を進める予定である。本研究は、自己幹細胞移植によるラット臼歯歯髄再生の実験系の構築、および血管内皮細胞・幹細胞混合移植による組織再生促進の検証を目的とした。生活断髄後のラット上顎第一臼歯歯冠歯髄腔にラット骨髄間葉系幹細胞(MSC)を添加したPLLA/ハイドロゲル混合三次元スキャホールドを埋植すると、術後1週で歯髄様組織が形成された。さらに、MSCとラット血管内皮細胞を混合移植すると、MSC単独移植と比較して血管新生関連因子や象牙質シアロリンタンパクの遺伝子発現が亢進し、スキャホールドの吸収が迅速であるとともに、完全な被蓋硬組織形成が生じた。ラット切歯歯髄より単離した幹細胞を用いて同様の解析を実施中である。概ね当初の予定通り、歯髄幹細胞および血管内皮細胞の単離を行うとともに、スキャホールドの選別についても解析することができたため、上記のように判断した。同一の動物モデルを用いて、ラット切歯歯髄幹細胞移植、あるいは血管内皮細胞と幹細胞との混合移植を試み、歯髄組織再生の状況を解析する。また、再生組織に対する評価として、血管新生やアポトーシス関連分子の発現状況、あるいは象牙芽細胞マーカーや免疫担当細胞関連分子の発現状況を、免疫組織化学染色法、ウェスタンブロット、リアルタイムPCRなどを用いて解析を進める予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。保存治療系歯学当初予定の通り、PLLA/ペプチドハイドロゲル混合型三次元スキャホールドとラット切歯歯髄幹細胞のラット臼歯in vivo埋植試験を行う予定である。すなわち、ラット切歯歯髄幹細胞、あるいはラット間葉系幹細胞を添加した三次元スキャホールドを作成し、前年度と同様の術式を用いて歯冠歯髄腔内の歯髄組織を除去後、三次元スキャホールドを埋入したのち、移植した臼歯スキャホールドが再生組織に置換された割合、再生細胞の密度などを組織学的に検索する。また、歯髄組織の再生状況を評価するため、再生組織における血管新生、アポトーシス関連タンパクの発現状況、あるいは象牙芽細胞、線維芽細胞・免疫担当細胞関連抗原や遺伝子などの発現状況を、免疫組織化学染色法、ウェスタンブロット、リアルタイムPCR等により解析する予定である。研究経費の効率的な運用に努めた結果、当初計画と比較して物品費、旅費の支出が少額となった。消耗品の必要量が経過を僅かに下回ったため引き続き研究経費の効率的な運用に努める予定であるが、研究遂行に際して物品費が多額となると思われるため、これに充当する予定である。