hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リッチ流及びリッチソリトンの比較幾何

本研究では主にリッチ流と曲率が下に有界なアレクサンドロフ空間の幾何学について調べ、代表者が以前に証明したリッチ流方程式の自己相似解である勾配型縮小リッチソリトンのガウス密度についてのギャップ定理を改良した。また、曲率が正定数以上の有限次元アレクサンンドロフ空間のfilling radiusは定曲率球面の値以下であり、等号成立は空間が定曲率球面に等長の場合に限るという比較・剛性定理を証明した。リーマン幾何学における手法の一つであるリッチ流についての研究を行った。特に第2種曲率作用素との関係を調べた。第2種曲率作用素とは曲率テンソルから定まるある自己共役作用素で、対称テンソルに対して作用する。リーマン曲率テンソルから定まるその作用素が、トレースが消える対称テンソルの成す部分空間に制限すると正になるとき、そのリーマン多様体は正の第2種曲率作用素をもつという。その定義は通常の曲率作用素よりもやや複雑であり扱いが難しい。最近のリッチ流に関する大きな進展の一つとして、Bohm-Wilkingによる(第1種)曲率作用素が正である閉多様体についての球面定理がある。彼らの定理は結論だけでなく、その証明に用いられた議論の枠組みが強力であり今後も応用可能であると思われる。それを受けて、同様の主張が第2種曲率作用素に対しても成り立つと期待するのは自然である。実際、第2種曲率作用素が正であるようなリーマン計量を初期計量とするリッチ流は、体積を正規化するリスケールの下で正定曲率計量に収束することが分かる。これはBohm-Wilkingが実際に証明していた定理と、Brendle-Schoenが示したリッチ流の下での正等方曲率条件の保存性を合わせることで示される。本年度はこの主張のBohm-Wilkingの定理に拠らない別証明を考えた。第2種曲率作用素の定義の複雑さなどにより、第1種の場合の証明がそのままでは使えず、証明の大部分を書き換える必要がある。例えば、リッチ流は第2種曲率作用素が正であるという曲率条件を保つのか、第1種または第2種曲率作用素が正であるという曲率条件の間の関係などは知られていないため、これらを示すことが別証明の鍵となると思われる。本年度はリッチ流とアレクサンドロフ空間の幾何学についての研究を行った。以下に得られた成果を具体的に述べる。1、勾配型縮小リッチソリトンに関する以前の結果を改良することができた。具体的には、リッチ流の自己相似解である勾配型縮小リッチソリトンと、そのガウス密度と呼ばれる不変量を考え、「ガウス密度が1に十分近いような勾配型縮小リッチソリトンはユークリッド空間に限る」というギャップ定理を示した。これは以前にリッチ曲率が下に有界であるという仮定の下で代表者が得た定理の仮定を外したものであり、これによりJ.CarrilloとL.Niの予想に完全な回答を与えた。以前の証明ではG.Perelmanの縮約体積の単調性を用いるためにリッチ曲率の仮定が必要であったが、勾配型縮小リッチソリトンから得られるリッチ流の古代解に対しては縮約体積の単調性がリッチ曲率の仮定無しで成り立つことを示すことで、この定理を改良することが出来た。2、曲率が正定数以上であるアレクサンドロフ空間のspreadと呼ばれる不変量に関する定理を証明した。具体的には、曲率が正定数以上の有限次元アレクサンドロフ空間のspreadは正定曲率球面の場合、またその場合に限り最大となるという比較・剛性定理を証明した。距離空間のspreadはM.Gromovが導入したfilling radiusと呼ばれる閉多様体の不変量と関係があり、この定理の系として、境界を持たない曲率が正定数以上の有限次元アレクサンドロフ空間のfilling radiusに対する比較・剛性定理も従う。これはF.Wilhelmが正曲率閉多様体に対して証明した定理をアレクサンドロフ空間に拡張したものである。証明は多様体の場合の議論を参考にしたが、より一般的なアレクサンドロフ空間に対して考えることで、より簡単な証明が得られた。
がん幹細胞‐微小環境相互作用の高機能疾患モデル「がんゼノ患者」による多面的解析

がん患者由来ゼノグラフト(Patient Derived Xenograft, PDX)とヒトがんの臨床情報を系統的に一体化し、擬似的に各患者とみなして新世代の疾患モデル(がんゼノ患者: Cancer Xenopatient, CXP)として解析した。PDX/NOGのインタラクトーム解析を実施した。特に、CXPについて解析しCSC-niche/PDXにおける相互作用を解析した。インタラクトーム解析から相互作用を遺伝子発現の量、強さ、向き(CSC依存性、niche依存性)を明らかにし、依存性の高い相互作用分子の抽出を試みた。インタラクトーム解析結果をCXPシステムにより多面的・総合的に考察した。平成27年度はがんゼノ患者モデル作出を中心に研究を進めた。過去約5年間に渡り継続・実施してきたがん材料からのPDXの樹立結果をまとめ、報告した("Establishment of patient-derived cancer xenograftsin immunodeficientNOG mice" Tsuyoshi Chijiwa, Yohei Miyagi, Masato Nakamura; International Journal of Oncology, DOI: 10.3892/ijo.2015.2997)。神奈川県立がんセンター/東海大学医学部付属病院にて治療目的手術で採取される各種進行がん材料(約100症例)をNOGマウスに移植した。生着した腫瘍については継代移植と凍結保存を実施した。継代の際には免疫組織化学的にがん細胞・組織の形態学的変化の有無を確認する。継代移植3代を経たものをPDX (Patient Derived Xenograft)株として樹立した(約80株)。このPDXとヒトがんの臨床情報を系統的に一体化し、擬似的に各患者と同等とみなして各種創薬研究に応用展開可能な新世代の疾患モデル(がんゼノ患者: Cancer Xenopatient, CXP)として確立した。また一部のPDX標本/臨床病理標本について、相互作用分子(主として増殖因子とその受容体)の発現を免疫組織学的に検討し、臨床経過と標的分子局在の整合性検討を行った。また各種幹細胞マーカーの免疫組織学的検討によりCSC-niche/PDXを選択的に追跡する技術を確立することを目指し、CSC-nicheを組織学的・免疫組織化学的に解析した。更に、一部のPDX/NOGについて、細胞全RNAを抽出し、継代移植ごとにインタラクトーム解析を実施した。PDXおよびCSC-niche/PDXに、ヒトがん患者材料(血清、がん組織、病理組織材料など)の臨床情報(治療経過、化学療法など)を系統的に一体化する適切なフォーマットが無く、時間を要している。擬似的に各患者と同等とみなし、各種創薬研究に応用展開可能な新世代の疾患モデル(がんゼノ患者: Cancer Xenopatient, CXP)とするための情報の標準化がに時間を要した。樹立されたPDX/NOGをさらに繰り返し継代移植することによりCSC-nicheを濃縮したCSC-niche/PDXの樹立を進めたが、一回の継代に要する時間にばらつきがあり、十分CSCをin vivo濃縮することができなかった。PDX/NOGの継代移植ごとにインタラクトーム解析を一部実施できたが、十分な継代数の解析には至らなかった。そのため、CSC-niche/PDXの樹立過程における相互作用の変化を解析する段階には至っていない。インタラクトームデータベースをもとに、相互作用を遺伝子発現の量、強さ、向き(CSC依存性、niche依存性)から、依存性の高い相互作用分子を抽出する段階には到達できていない。PDX/NOG/CXPモデルについての解析結果と既存の抗癌剤・分子標的薬の効果解析結果との統合的な解析が不十分で、がん幹細胞標的分子の抽出には至らなかった。平成28年度は、神奈川県立がんセンター/東海大学医学部付属病院にて治療目的手術で採取される各種進行がん材料をNOGマウスに移植し、生着、継代移植、凍結保存され、樹立された、がん患者由来ゼノグラフト(Patient Derived Xenograft, PDX)の応用展開研究を実施した。さらに、このPDXとヒトがんの臨床情報を系統的に一体化し、擬似的に各患者と同等とみなして各種創薬研究に応用展開可能な新世代の疾患モデル(がんゼノ患者: Cancer Xenopatient, CXP)として解析に供した。前年度に引き続き、PDX標本/臨床病理標本について、相互作用分子(主として増殖因子とその受容体)の発現を免疫組織学的に検討し、臨床経過と標的分子局在の整合性検討を行う。また各種幹細胞マーカーの免疫組織学的検討によりCSC-niche/PDXを選択的に追跡する技術を確立した。がん細胞依存性(ヒト)の因子および微小環境依存性(マウス)の因子それぞれに対する特異抗体を用い、ゼノグラフト内における因子局在を解析した。前年度に引き続き、PDX/NOGの細胞全RNAを抽出し、継代移植ごとにインタラクトーム解析を実施した。特に、CXPについて優先的に解析を進めた。この経時的な解析により、CSC-niche/PDXの樹立過程における相互作用の変化を解析する。インタラクトーム解析では、バイオインフォマティック処理にてインタラクトームデータベースから相互作用を遺伝子発現の量、強さ、向き(CSC依存性、niche依存性)を明らかにし、依存性の高い相互作用分子の抽出を試みた。インタラクトーム解析結果をCXPシステムにより多面的に解析し、がん幹細胞の環境依存性の本質に迫る重要な相互作用探索を継続して行った。

各種進行がん材料をNOGマウスに移植し、生着、継代移植、凍結保存され樹立されたがん患者由来ゼノグラフト(Patient Derived Xenograft, PDX)の応用展開を図った。このPDXとヒトがんの臨床情報を系統的に一体化し、擬似的に各患者と同等とみなして各種創薬研究に応用展開可能な新世代の疾患モデル(がんゼノ患者: Cancer Xenopatient, CXP)として確立することに努めたが、必要な患者情報の抽出に時間を要し、やや研究の進捗が遅れている。PDX標本/臨床病理標本について、また各種幹細胞マーカーの免疫組織学的検討によりCSC-niche/PDXを選択的に追跡する技術の確立を目指したが、適切なマーカーの選択に遅れが認められる。。CSC-nicheの組免疫組織化学的特性を解析した。また、継代移植ごとに自己複製能と多能性が保持されるかを解析しCSC-nicheを同定するとともに、CSC-nicheを最適に維持できる移植条件を整理したが、確定には至っていない。がん細胞依存性(ヒト)の因子および微小環境依存性(マウス)の因子それぞれに対する特異抗体を用い、ゼノグラフト内における因子局在を解析したが、期待した成果は得られなかった。PDX/NOGの細胞全RNAを抽出し、継代移植ごとにインタラクトーム解析を、特に、臨床情報と一体化されたCXPについて優先的に解析を進めた。この経時的な解析により、CSC-niche/PDXの樹立過程における相互作用の変化の解析を試みたがインタラクトームデータベースを基にした相互作用を遺伝子発現の量、強さ、向き(CSC依存性、niche依存性)を明らかにするには至らなかった。がん幹細胞の環境依存性の本質に迫る重要な相互作用については探索途上にあり、やや進捗が遅れている。平成29年度までに、神奈川県立がんセンター/東海大学医学部付属病院にて治療目的手術で採取される各種進行がん材料をNOGマウスに移植し、生着、継代移植、凍結保存したがん患者由来ゼノグラフト(Patient Derived Xenograft, PDX)の応用展開を図った。さらに、このPDXとヒトがんの臨床情報を系統的に一体化し、擬似的に各患者と同等とみなして各種創薬研究に応用展開可能な新世代の疾患モデル(がんゼノ患者: Cancer Xenopatient, CXP)として確立した。PDX標本/臨床病理標本について、相互作用分子(主として増殖因子とその受容体)の発現を免疫組織学的に検討し、臨床経過と標的分子局在の整合性検討を行った。また各種幹細胞マーカーの免疫組織学的検討によりCSC-niche/PDXを選択的に追跡する技術の確立を目指した。また、自己複製能と多能性が保持されるかを解析しCSC-nicheを同定するとともに、CSC-nicheを最適に維持できる移植条件の確立を目指した。PDX/NOGの細胞全RNAを抽出し、インタラクトーム解析を実施した。特に、臨床情報と一体化されたCXPについて優先的に解析を進め、一部結果を報告した。
副交感ニューロンにおけるF1CRhR/環状AMP信号の映像化

ハムスター顎下神経節細胞に下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド(PACAP)または血管作動性小腸ペプチド(VIP)を作用すると緩徐な膜コンダクタンスの減少と増加を伴う脱分極を発現する。同時に、PACAP, VIPは後ニューロン細胞体の高閾値活性化L型Ca2+チャネルを濃度依存性、電位非依存性に抑制(Endoh and Suzuki準備中)する。これは、Gタンパクのαサブユニットの関与を示唆し、PKA-mediated phosphorylationの関与を示唆する。受容体には、VPAC1またはVPAC2,PAC1の関与が示唆されている(Hayashi et al.,2002)。セカンドメッセンジャーの経路はGsを介するcAMP-kinase, Gq/11を介するIP3-Ca2+-CaM kinase, DAG-kinase Cの経路がある。わたしは、PACAPとVIP作用中のPKAへの活性化状態の変化と[Ca2+]iの変化を捉える。1.ハムスター顎下神経節から単一細胞を酵素処理を行い単離した。2.単一ニューロンをカバーグラスに貼り付けた。3.蛍光反応エネルギー変換法に基づくFlCRhR(蛍光色素を結合したkinase A)を細胞に注入した。4.fura-2を細胞内に注入して細胞内Ca2+濃度を測定した。5.FlCRhRの注入手技が十分でなく、細胞内cAMP濃度変化の解析ができていない。
腸管由来免疫細胞を用いた食品成分の新規免疫機能評価素の開発

1.腸管免疫応答の解析(1)卵白アルブミン(OVA)特異的T細胞抗原レセプタートランスジェニックマウス(TCR-Tg)にOVAを経口摂取させることにより,粘膜固有層リンパ球のIL-5,IL-6分泌能が亢進した.一方,OVAの経口摂取によりTCR-Tgマウスはその小腸組織において消化管アレルギー様変化が認められ,軟便傾向や体重減少を示し,消化管アレルギーモデルとしての可能性が示された.(2)パイエル板由来樹状細胞をOVA+TCR-Tg由来T細胞+B細胞の培養系に添加することにより、IgA抗体の産生が誘導されることを見出した。2.腸管免疫細胞を用いた評価系による食品成分の免疫機能の解析(1)人乳に多く含まれ,新生児にとって重要な栄養素であるヌクレオチド(NT)の腸管免疫応答に対する効果を調べた.NTをマウスに経口投与すると小腸上皮内リンパ球のサブセットの内のγδTCR発現T細胞の割合が増加した.この機構を検討したところ,γδTCR発現T細胞の発生分化に重要な役割を果たすインターロイキン(IL-)7と,IgA産生に重要なTGF-βの小腸上皮細胞(IEC)による産生が,NTの経口投与により増強されることを見いだした.マウスIECの初代培養系にNTを添加したところ,IL-7の産生増強が認められたことから,NTは直接IECに作用してIL-7産生を増強させる機能をもつことが明らかとなった.一方初代培養系にNTを添加してもTGF-β産生は増強されなかったことより,IL-7とTGF-βでは,NTの経口摂取により産生増強に至るメカニズムが異なることが示唆された.(2)ラップフィルムの可塑剤アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)の投与によりOVAを経口摂取したTCR-Tgにおける小腸組織のヒスタミン含量が変化し,ATBCが腸管のアレルギー反応に影響することが示唆された.1.腸管免疫応答の解析(1)卵白アルブミン(OVA)特異的T細胞抗原レセプタートランスジェニックマウス(TCR-Tg)にOVAを経口摂取させることにより,粘膜固有層リンパ球のIL-5,IL-6分泌能が亢進した.一方,OVAの経口摂取によりTCR-Tgマウスはその小腸組織において消化管アレルギー様変化が認められ,軟便傾向や体重減少を示し,消化管アレルギーモデルとしての可能性が示された.(2)パイエル板由来樹状細胞をOVA+TCR-Tg由来T細胞+B細胞の培養系に添加することにより、IgA抗体の産生が誘導されることを見出した。2.腸管免疫細胞を用いた評価系による食品成分の免疫機能の解析(1)人乳に多く含まれ,新生児にとって重要な栄養素であるヌクレオチド(NT)の腸管免疫応答に対する効果を調べた.NTをマウスに経口投与すると小腸上皮内リンパ球のサブセットの内のγδTCR発現T細胞の割合が増加した.この機構を検討したところ,γδTCR発現T細胞の発生分化に重要な役割を果たすインターロイキン(IL-)7と,IgA産生に重要なTGF-βの小腸上皮細胞(IEC)による産生が,NTの経口投与により増強されることを見いだした.マウスIECの初代培養系にNTを添加したところ,IL-7の産生増強が認められたことから,NTは直接IECに作用してIL-7産生を増強させる機能をもつことが明らかとなった.一方初代培養系にNTを添加してもTGF-β産生は増強されなかったことより,IL-7とTGF-βでは,NTの経口摂取により産生増強に至るメカニズムが異なることが示唆された.(2)ラップフィルムの可塑剤アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)の投与によりOVAを経口摂取したTCR-Tgにおける小腸組織のヒスタミン含量が変化し,ATBCが腸管のアレルギー反応に影響することが示唆された.(1)腸管免疫応答の解析卵白アルブミン(OVA)特異的T細胞抗原レセプタートランスジェニックマウス(TCR-Tg)にOVAを経口摂取させ,腸管組織のT細胞のサイトカイン,細胞表面分子の発現について解析した.OVAの経口摂取により,粘膜固有層リンパ球のIL-5,IL-6分泌能が増強し,腸管上皮内リンパ球のαEβ7インテグリンの細胞表面発現量が低下した.また,OVAを摂取したマウスの脾臓T細胞,パイエル板T細胞上のCTLA-4分子の発現は低かった.一方,OVAの経口摂取によりTCR-Tgマウスの小腸組織において消化管アレルギー様変化が認められ,消化管アレルギーモデルとしての可能性が示された.さらに,パイエル板細胞のサイトカイン分泌応答について解析した.その結果,パイエル板においてIL-2応答してIL-5を分泌する細胞群が存在すること,未感作型CD4+T細胞のIL-6分泌能が高いことを見い出した.(2)腸管免疫細胞を用いた評価系による食品成分の免疫機能の解析ヌクレオチドは人乳に多く含まれ,新生児にとって重要な栄養素である.そこでヌクレオチド摂取の腸管免疫応答に対する効果を調べた.その結果,ヌクレオチドをマウスに経口投与するとIEL(小腸上皮内リンパ球)サブセットの内γδTCR発現T細胞が増加した.現在,可塑剤であるアセチルクエン酸トリブチル(ATBC)の摂取が腸管免疫応答に与える影響について検討中である.

(1)腸管免疫応答の解析卵白アルブミン(OVA)を経口摂取させたOVA特異的T細胞抗原レセプタートランスジェニックマウス(TCR-Tg)より分離した抗原提示細胞を用いてin vitroにおいてT細胞に抗原を提示させた場合,そのT細胞の応答が低下した.すなわち抗原を経口投与したTCR-Tgの脾臓由来抗原提示細胞を用いてin vitro経口免疫寛容誘導を再現できた.また,OVAの経口摂取によりTCR-Tgにおいて小腸組織のヒスタミン含量の変化,下痢症状,体重減少が観察され,この実験系の消化管アレルギーモデルとしての有用性が確認された.(2)腸管免疫細胞を用いた評価系による食品成分の免疫機能の解析ヌクレオチドの経口投与によりIEL(小腸上皮内リンパ球)サブセットのうちのγδTCR発現T細胞が増加する現象について,その機構を検討した.小腸上皮細胞のサイトカイン産生を調べたところ,γδTCR発現T細胞の発生分化に重要な役割を果たすインターロイキン(IL-)7の産生,およびIgAの産生に重要なTGF-βの産生が,ヌクレオチドの経口投与により増強されることを見いだした。ラップフィルムの可塑剤アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)の経口投与によりOVAを経口摂取したTCR-Tgにおける小腸組織のヒスタミン含量が変化し,ATBCがアレルギー反応に影響することが示唆された.1.腸管に特徴的な免疫応答のin vitro実験系の確立これまでに、パイエル板由来樹状細胞がIgA産生を増強することが知られるインターロイキン(IL)-6を高産生することを見い出した。そこでこの細胞を用いたIgA産生誘導のin vitro実験系を構築することを試みた。その結果、パイエル板樹状細胞を抗原+T細胞+B細胞の培養系に添加することにより、IgA抗体の産生が誘導された。このことから、パイエル板樹状細胞が腸管におけるIgA抗体産生に関与することが示唆され、この系を用いてこのIgA抗体産生誘導機能に対する食品成分の作用を解析することが可能と考えられた。2.腸管免疫細胞を利用した評価系による食品成分の腸管免疫応答への作用の解析(1)これまでに小腸上皮細胞のIL-7の産生、およびTGF-βの産生がヌクレオチドの経口投与により増強されることを見い出した。そこでヌクレオチドによる小腸上皮細胞のサイトカイン産生制御機構について解析した。BALB/cマウス由来の小腸上皮細胞の初代培養系にヌクレオチドを添加したところ、IL-7の産生が増強された。このことより、ヌクレオチドは直接小腸上皮細胞に作用してIL-7産生を増強させていることが明らかとなった。一方小腸上皮細胞の初代培養系にヌクレオチドを添加してもTGF-β産生は増強されなかった。このことより、IL-7とTGF-βでは、ヌクレオチドにより産生増強に至るメカニズムが異なることが示唆された。(2)ラップフィルムの可塑剤アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)の投与により経口免疫寛容誘導が部分的に解除されることが示された。
窒素含有ビスフォスフォネートによる"顎骨壊死"の機序解明と治療・予防を目指して

骨吸収抑制薬bisphosphonate(BP)は,現在世界中で約2億人の患者に投与されている.しかし,顎骨壊死とそれによる顎骨の露出という予期せぬ副作用が最近続発し,この数年で数千人の発症が確認されるに至っている.顎骨壊死は,窒素を含むBP(以後NBPと略)により発症し,窒素を含まないBP(以後non-NBPと略)では発症例は無い.NBPは起炎性であるが,non-NBPに起炎性はなくむしろ抗炎症性ですらある.BPによる顎骨壊死には口腔細菌と抜歯の関与が予想されているが,機序は不明である.これまで我々はNBPsをマウス耳介に注射すると炎症・壊死が生じ,この反応はLPSで増強・促進され,non-NBPのclodronate(Clo)で抑制されることを見いだした.今回,NBPであるzoledronate(Zol,骨吸収抑制・壊死作用最強)を注射した耳介モデルにおいてLPS(E.ooli 055:B5)およびCloを併用投与した場合の組織内サイトカインの動態を検討した.雌性BALB/cマウスの両耳介にtest sampleを20μl/earずつ皮下注射し,両耳を摘出後,耳介抽出液中のIL-1β,IL-18,TNF-αをELISA kitを用いて測定した.1mMのZol投与3日後に耳介を摘出したところ,IL-18の産生増強が認められた.0.1mg/mlのLPSをZolに併用投与したところ,IL-1βおよびTNF-αの産生が増強した.ZolにCloを併用投与すると,これらのサイトカインの産生抑制が認められた.以上の結果はこれまで我々が得たNBPsの炎症・壊死反応と同様,上記サイトカインの産生もLPSは増強し,Cloは抑制することを示す.つまり,NBPによる炎症や壊死に細菌感染が関与する可能性を強く示唆するとともに,Cloの炎症・壊死の予防薬としての有用性を示唆する.骨吸収抑制薬bisphosphonate (BP)は,骨粗鬆症や骨転移性腫瘍,骨量が減少する疾息に対して有効な治療法として使用されている.窒素含有BP(NBP)が発熱などの炎症性副作用をもつことは当初から知られていたが,近年,NBPによる顎骨壊死も大きな問題になっている.NBPsはマウスにおいても炎症・壊死作用を示し,これらの作用はnon-NBPのclodronate (Clo)で抑制されることを報告した.また,NBPsのマウスでの炎症作用の背景には,IL-1産生の亢進があり,NBPによるIL-1産生はLPSで増強・促進されることも報告した.今回,IFNγ産生刺激因子として発見され,IL-1と共通点が多いIL-18の関与を検討した.BALB/cマウスにNBPのAlendoronate (Ale)とZoledronate (Zol)を投与した場合の血清および耳介組織内の炎症性サイトカインをELISA kitを用いて測定した.Ale (40 μmol/kg)を投与したマウスに,3日後,E.coli LPS(0.1 mg/kg)を投与すると,血清IL-1βとIL-18の上昇は著しく増強された.Zolは用量依存的に組織内のIL-18とIL-1βの産生を増加したが,TNF-αとIFN-γの産生は見られなかった.LPSとZolの併用投与は,IL-1β・TNF-α・IL-18の産生を増強し,特にIL-1βの産生増強は顕著であった.ZolとCloの併用投与は,これらのサイトカインの産生を顕著に抑制した.以上のことから(1)Zolの炎症・壊死にはIL-1に加え,IL-18の産生亢進も関与する.(2)NBPによる炎症や壊死に細菌感染が関与する.また,(3)CloはNBPの骨吸収抑制作用を抑制しないことから(報告済み),CloのNBP併用薬としての有効性も示唆された.
リーダー役割回避行動の性差に関する研究

本研究は、リーダー役割回避行動の性差が生じる基礎的メカニズムを、実験的研究と実態調査から明らかにしようとするものであった。実際には、実験的研究として、(1)場面想定実験による、リーダー役割の責任代表性の程度、課題の性別適合性、および集団の性別構成の媒介効果の検討、(2)女子大学生4名の討議集団13組の観察による、個人特性およびリーダー役割の責任代表性と出現リーダーの関連の検討、を行った。また、コミュニティ集団から得られるサンプルに偏りがあったため、実態調査の対象を職場集団に切り替えた。具体的には、4年制大学卒業者への2回の郵送調査を行い、職場の業績規範および男女差別的風土と管理職就任意欲の変化との関連の検討を行った。これらの研究から新たに見出された知見は次の4点である。1.場面想定実験から、リーダー役割の責任代表性が低い場合、および課題が女性適合的である場合には、リーダー役割回避行動の性差が消失することが確認された。ただし、女子大学生討議集団の観察では、責任代表性の低いリーダー役割と比べて責任代表性の高い役割を特に回避する傾向は見られなかった。これは性役割規範の顕現しにくい同性集団であったためと考えられる。責任代表性と性役割規範との関連をさらに検討する必要がある。2.集団の性別構成は単独では効果をもたないが、上記2要因の調整変数として作用することが示唆された。3.職場の業績規範が高いと女性の管理職就任意欲が上昇する傾向にあり、職場規範の重要性が示された。差別的風土の効果は認められなかったが、これは差別的職場に属する回答者が比較的少なかったためと思われる。4.討議集団の観察から、リーダーシップ能力の自信とリーダー役割への関心度が高いほど集団討議に積極的に参加し、それがリーダー出現につながることが示唆された。影響欲求と性役割志向性の効果は認められなかった。
両眼視差の分布にもとづく運動知覚

両眼視差分布の変化に基づく運動知覚の諸特性について実験的に調べ,輝度分布の変化に基づく運動知覚の特性と比較した.マトリクス状に並んだ個々の長方形領域が,ランダムな2値の奥行をもつような両眼立体視パタンをランダムドットステレオグラムで作成し,コンピユ-タ制御により2台のディスプレー上に提示した.2フレームの仮現運動を生起させ,パタンが左右どちらに動いたかを判定させた.凸の長方形の割合を変化させることで,パタンの複雑さをコントロールした.1.フレーム間移動量が大きいほど正答率はチャンスレベルに近づいた.2.パタンが単純な方が,正しい運動方向の判断可能域が大きかった.3.単純なパタンでは,移動と共に奥行を反転させても,正しい運動方向の判断ができた.4.複雑なパタンでは,移動と共に奥行を反転させると,逆転運動が知覚された.5.逆転運動は,ISIが短かい時または提示時間が短かい時に,より高い割合で生じた.従来一般に採用されている運動知覚の分類では,形態に感受性がないが時空間パラメータに敏感な単眼性のフーリエ運動と,より高次の形態を手がかりとした非フーリエ運動にわけられる.しかし,非フーリエ運動であるはずの両眼立体視による運動においても,奥行に基づいて,フーリエ運動と非フーリエ運動に似た2種類の運動検出メカニズムが存在すると考えられる.これらの結果は,両眼視差に基づく運動知覚と輝度に基づく運動知覚において,運動検出の原理が共通であることを示している.両眼視差分布の変化に基づく運動知覚の諸特性について実験的に調べ,輝度分布の変化に基づく運動知覚の特性と比較した.マトリクス状に並んだ個々の長方形領域が,ランダムな2値の奥行をもつような両眼立体視パタンをランダムドットステレオグラムで作成し,コンピユ-タ制御により2台のディスプレー上に提示した.2フレームの仮現運動を生起させ,パタンが左右どちらに動いたかを判定させた.凸の長方形の割合を変化させることで,パタンの複雑さをコントロールした.1.フレーム間移動量が大きいほど正答率はチャンスレベルに近づいた.2.パタンが単純な方が,正しい運動方向の判断可能域が大きかった.3.単純なパタンでは,移動と共に奥行を反転させても,正しい運動方向の判断ができた.4.複雑なパタンでは,移動と共に奥行を反転させると,逆転運動が知覚された.5.逆転運動は,ISIが短かい時または提示時間が短かい時に,より高い割合で生じた.従来一般に採用されている運動知覚の分類では,形態に感受性がないが時空間パラメータに敏感な単眼性のフーリエ運動と,より高次の形態を手がかりとした非フーリエ運動にわけられる.しかし,非フーリエ運動であるはずの両眼立体視による運動においても,奥行に基づいて,フーリエ運動と非フーリエ運動に似た2種類の運動検出メカニズムが存在すると考えられる.これらの結果は,両眼視差に基づく運動知覚と輝度に基づく運動知覚において,運動検出の原理が共通であることを示している.
鉄を含有する複合酸化物半導体電極による水の光分解

酸化チタンのバンドギャップ3eVより小さい2eVのバンドギャップの鉄複合酸化物、P-CaFe_2O_4、P-Sr_7Fe_<10>O_<22>、n-ZnFe_2O_4を合成し、これによる水の光分解について研究した。特にP-CaFe_2O_4は表面準位によるフェルミレベルピンニングが生じており、本研究では、これについて一応の改善が得られた。得られた知見をまとめると以下のようである。1)P-CaFe_2O_4の固有抵抗を下げるため、Caを他の一価金属で微量置換した。例えばNaをわずか置換すると抵抗は12オーダー小さくなった。また多量の置換はむしろ再結合準位を増加させ、光電流を小さくさせる。また、最も問題であったフェルミレベルピンニングによる非オーミック接触がPt-Pd合金スパッタおよびこれの熱処理によって解決できた。酸化物サンプルの表面にPt-Pdをスパッタした後、600650°Cで熱処理する時、最もオーミックコンタクトが取れた。2)P-CaFe_2O_4電極のオーミックコンタクトの成功のため、これによる水に光カソード分解電流が著るしく増加した。酸中での光電流は数10mA/cm^2にまで増加したが、同時に電極の光溶解も著しい。中性およびアルカリ中では光溶解は抑制されたが、光電流は小さくなってしまった。ところがその表面にPt-Pd合金を電着させると、貴金属の電極触媒作用のため、水素発生光電流は増加した。3)上記のように改善されたP-CaFe_2O_4電極とn-ZnFe_2O_4を組み合せたP/n接合型光電池により水の光分解を試みた。実際水素対酸素ガスの量は2対1であって水の完全光分解が生じていた。P-CaFe_2O_4電極の改善はうまくいっているが、未だn-ZnFe_2O_4電極の改善はできておらず、これがさらに改善されれば、太陽光による水の光分解効率は著しく増加すると考えられる。
がんの微小環境因子が放射線感受性に影響を及ぼす機構に関する研究

がんの微小環境はその治療効果に影響を及ぼすことから、機構の解明が必要とされている。本研究において、細胞集団が分泌する液性因子が放射線感受性に及ぼす影響を調べた。その結果、照射細胞由来の因子は周りの細胞のミトコンドリアの膜電位活性を低下させ、活性酸素を増加させることがわかった。さらに、ミトコンドリアの変化を介して、遺伝子突然変異を引き起こす可能性が示唆された。しかしながら、これらの液性因子による変化は、放射線照射をされた細胞の53BP1フォーカス形成を指標として調べたところ、放射線感受性には影響していないことが分かった。本研究の目的は、正常細胞とがん細胞が分泌する因子が放射線感受性を変化させるか否かについて調べることである。21年度の目標であった、分泌因子の影響を調べるための共培養実験系の確立を試みた。これは、LacZ導入がん細胞株を樹立し、正常細胞との共培養の際、がん細胞のみβ-Gal陽性細胞として青色に染まることを利用し、それぞれの細胞を区別しやすくするための手法である。U251、RKO、HeLaの各がん細胞株にLacZ遺伝子含有プラスミドを導入した。しかし、導入効率は良かったものの、β-Gal陽性細胞の割合は極めて低く、現在、手法の改善を検討中である。一方、放射線照射細胞からの分泌因子による影響は、照射細胞の培養上清を非照射細胞へ処理する系(メディウムトランスファー法)でも解析できることから、この系を確立した。この手法を用いて、照射細胞の培養上清が突然変異誘発、細胞内酸化レベル、DNA損傷に影響を及ぼすか否かについて検討を行った。その結果、CHO細胞へ4GyのX線を照射さいた際、培養上清を非照射細胞へ処理すると、突然変異頻度が約2.5倍高くなることが分かった。この突然変異の増加はアスコルビン酸処理により顕著に抑制された。細胞内酸化レベルについては、顕著な変化は見られなかったが、遅発性誘発長寿命ラジカルの生成が分泌因子の作用により細胞内で生成することが分かった。また、DNA損傷の誘発については、微小核形成を指標に検討をしたが、CHO細胞では顕著な誘発効果は見られなかった。メディウムトランスファー法の結果を総合的に考察すると、照射細胞が分泌する因子は、致死的な影響は極めて少なく、非致死的な突然変異生成などの影響が大きく表れることが示唆される。従って、がん組織における放射線照射された細胞が分泌する因子は、劇的な細胞環境の変化をもたらすのではなく、比較的持続的に非致死的な影響をもたらす可能性が示唆される。その結果、X線照射された細胞は分泌性因子の質や量を変化させていることが示唆された。これは照射細胞の培養上清を経時的に回収しそれを未照射細胞へ処理する実験により明らかになった。本研究において、分泌因子が作用した細胞内のミトコンドリアの膜電位活性が低下するということがわかった。この現象は比較的短時間で及ぼされていることがわかった。さらに、ミトコンドリア膜電位の低下から1時間後の段階で、ミトコンドリア内の活性酸素レベルが急激に増加することが分かった。このことから、放射線照射された細胞の周りでは分泌因子の作用を介したミトコンドリアの膜電位の低下、それに続く活性酸素の生成が引き起こされる可能性が示唆された。直接照射された細胞においても、照射後にミトコンドリアの膜電位低下が見られたが、その変化のレベルを比較すると分泌因子を介した場合と大差がなかった。このことは、細胞がミトコンドリアの膜電位を変化させる過程は、放射線による細胞内損傷の程度に依存しないと考えられる。また、放射線照射細胞の培養上清に分泌される因子は、未照射細胞処理において遺伝子突然変異を引き起こすことがわかった。さらに、突然変異の生成や発がんに関わる長寿命ラジカル(Koyama et al.1998 Mutat Res)のレベルもこの分泌因子の処理により増加することがわかった。本研究において明らかになった分泌因子を介したミトコンドリア機能変化は、細胞のセンサーとそれに対する応答システムであると捉えることができる。がんの微小環境においても、様々な抵抗性獲得機構にこのような応答システムが利用されている可能性が考えられる。
一酸化窒素の超局所投与に向けた有機化学的アプローチ

私は、容易なフロキサン誘導体合成法を確立するために、以下の3点について、環上に2つの脱離基を有するフロキサンを共通の中間体として用いて検討した。まず一つ目に、昨年度中に見出したカルボン酸から発生させた炭素ラジカルを用いて、3位選択的なラジカル置換反応の最適化を行った。結果として、対応する種々のアルキルフロキサンを効率的に合成できるようになった。さらに、残りの4位の脱離基に対してもアルコキシ化や光異性化後の3位へのラジカル置換反応を用いることで、望みの置換基を導入できることを見出した。二つ目に、フロキサン環上に脱離基としてハロゲノ基やトリフルオロメタンスルホニルオキシ(TfO)基を持つフロキサンに対して、鈴木ー宮浦クロスカップリングなどのカップリング反応を用いてアリール基の導入を検討した。その結果、3位にブロモ基やクロロ基を持つ3-ハロフロキサン類からはカップリング反応によるアリール化が低収率ながらも進行することを見出した。本反応は、フロキサン環上で遷移金属を用いてカップリング反応を行った初めての例である。三つ目に、有機金属種であるGrignard反応剤を用いてフロキサン環上へのアリール基の導入を試みた。これまでに報告のあった2例以外では、副反応として開環してしまうことが報告されていたが、3-クロロフロキサン類を用いると良好な収率でアリール化反応が進行することを見出した。本反応は、カップリング反応を用いるよりも汎用性の高い3-アリールフロキサンの誘導化反応になる可能性があると言える。以上に示したように、環上に脱離基を二つ持つフロキサンを共通の中間体とし、種々の反応を用いて異なる二つの置換基を有するフロキサン誘導体の新規合成法を見出すことができた。今後は、本研究により網羅的な誘導体合成が加速され、当初の目的であった一酸化窒素の超局所投与に向けたドナーを開発できると考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。私は、容易なフロキサン誘導体合成法を確立するために、フロキサン環上の4位に脱離基を持つブロモフロキサン(4-Br)やトリフルオロメタンスルホニルオキシフロキサン(4-OTf)を基質として鈴木ー宮浦クロスカップリングなどのカップリング反応を用いたアリール基の導入検討を行うことにした。しかしながら、4-Brや4-OTfの効率的な合成報告例は今までなかったため、これらの置換基を導入する反応の検討から始めた。まず4-OTfは4位にニトロ基を持つフロキサンから2段階かけて高収率かつ簡便に合成できることがわかった。4-Brはフロキサン環構築反応としてよく用いられる二量化反応によって得ることができた。今後は、得られた4-OTfや4-Brを用いてカップリング反応などの条件検討を始めていく予定である。次に、上記のカップリング反応と並行して、アリール金属種を求核剤としたフロキサン環上での求核置換反応による種々の検討を行った。まず、容易に合成できる3,4-ビス(アリールスルホニル)フロキサン(BASF)を基質として、ソフトな求核剤であるアリール亜鉛反応剤との反応を調べた。その結果、4位で反応が進行した生成物が10%で得られ、さらに副生成物として溶媒であるTHFが3位に付加した化合物も得られた。この理由が、ラジカル反応によるものだと考え、カルボン酸から炭素ラジカルを生成する手法をBASFに用いた。その結果、3位にのみ選択的にラジカル付加した生成物が良好な収率で得られることを見出した。今後は、ラジカル反応剤を用いた条件を最適化し、フロキサン環上に光増感剤ユニットや酵素との反応部位の導入を試みる予定である。当初はフロキサン環上の脱離基の導入を検討し、そこからカップリング反応等による多様な置換基の導入へと導いていく予定であった。しかし現在は、その過程で見つかった従来からの課題であるフロキサンに対して二つの異なる置換基を逐次的に導入する方法の開発を行っている。これまでの結果よりその解決のきっかけを既につかんでおり、条件の詳細な最適化を行うことで残り一年の研究により当初の目的を大きく超える成果を挙げられると考えている。本成果は、新しい医農薬品の分子骨格となる可能性があり、多くの研究者から注目される成果となると期待できる。

本反応は、フロキサン環上で遷移金属を用いてカップリング反応を行った初めての例である。三つ目に、有機金属種であるGrignard反応剤を用いてフロキサン環上へのアリール基の導入を試みた。これまでに報告のあった2例以外では、副反応として開環してしまうことが報告されていたが、3-クロロフロキサン類を用いると良好な収率でアリール化反応が進行することを見出した。本反応は、カップリング反応を用いるよりも汎用性の高い3-アリールフロキサンの誘導化反応になる可能性があると言える。以上に示したように、環上に脱離基を二つ持つフロキサンを共通の中間体とし、種々の反応を用いて異なる二つの置換基を有するフロキサン誘導体の新規合成法を見出すことができた。今後は、本研究により網羅的な誘導体合成が加速され、当初の目的であった一酸化窒素の超局所投与に向けたドナーを開発できると考えられる。まずはカップリング反応によるアリール基導入の条件検討だけでなく、ラジカル反応剤を用いても条件検討を行う。これと並行してラジカル反応の条件を最適化し、フロキサン環上に望みの置換基を逐次的に導入できる方法を開発する。最終的には、光増感剤ユニットや酵素との反応部位の導入を試み、生理学ツールとして用いることができるようなフロキサン誘導体の合成に取り組む予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
大脳皮質可塑性の引き金ニューロン群における単一細胞遺伝子プロファイリングと遺伝子ネットワーク解析

私は主にCAGE方式で微量生物学的サンプルを使用しての、プロモーター分析に適したプロトコルの確立に取り組みました。私が研究を始めたとき、分析に利用可能なサンプルには、マイクログラム単位のmRNAを使用する、という強い制限がありました。まず最初に、始めのステップである、キャップトラッピングを置き換え、異なった法則に基づく同等な方法、オリゴキャッピング方法により改良を詳しく調べました。少量サンプルではこの方法は使えませんでした。それにもかかわらず、これらの結果はマイクログラム単位でのサンプルを分析する科学者の役にたち、そしてそれら商用簡略版を作る目的で特許出願しました。私の研究の2番目の段階では、私は「オリゴキャッピング」か「キャップトラッピング」の代わりに「ストランドスィッチ」法の使用について詳しく調べ、これはおよそ1000の要素の改良を導きます。トリエステ(イタリア)の高度研究の国際的な学校との共同では、私たちはいくつかのサンプルは、私の研究以前に存在していた、CAGEプロトコルではサンプルを分析することができなかったサンプルを分析している。私たちは、同じ出版物でこの研究とともに、CAGEプロトコルの開発を図解するように期待します。また、私は他のプロジェクトにも参加しました。一つ目は、煩雑なトランスクリプトーム解析の研究おいて、チームに参加する前に準備したライブラリから得られたCAGEデータの分析検討を担当しました。この結果はNat. Genet. 2006Jun. 38(6):626-35およびJ Physiol.2006Sep 1;575(Pt 2):321-32で発表しました二つ目は、理研BSIとの共同研究で、私はCAGEを分析しました。これは、マイクロアレイを含めた広範な遺伝子解析のアプローチであり、われわれの共同研究の最初の記事として、私が投稿しました。三番目のプロジェクトにおいて、ハイスループットシーケンシング分野で開発した方法の利点を用いて、われわれのグループで調製した試料の後処理を行った。この試料のシーケンスは、現在進行中であり、この共同研究に共同研究者として十分に貢献できると期待している平成17年度は、少量サンプルからのCAGEタグ(5'末端配列タグ)を作成する手法の開発を目標として研究を行った。完全な5'末端を持つmRNAを得るために、キャップ構造を酵素で除去したmRNAにRNAオリゴヌクレオチド結合させる、「オリゴキャッピング法」を使用した。トータルRNAを用いる時は非mRNAを前もって不活性化しておく必要がある。工程を単純化して効率化し、且つ精製過程で生じる損失を防ぐために、大量サンプルからの作成法よりフェノール・クロロホルム抽出を用いた精製過程を除き、同一チューブ内で連続する酵素反応を行うための共用緩衝液を使用した。ライゲーションの最適条件検討のため、トータルRNAをランダムオリゴヌクレオチドによって置換したモデル実験を行った。同様にRNAからDNAへの逆転写反応が究明課題であった。PCR法によって増幅されるシークエンスに不適当なcDNAを産生するセルフプライミングの問題を克服するために実験手法を修正した。この3月中には増幅工程の開発を完了して、上記改良を合わせて、100細胞程度からCAGEタグを作成することが可能になると思われる。4月初旬には最初のCAGEタグを作成できると考えており、ライブラリーの品質を確認するための小規模シーケンスを行った上で、ロシュ・ダイアグノスティクスより商業化されているパイロシーケンス法とナノテクノロジーに基づいた新しいシーケンス技術を用いて、100万ものCAGEタグを解析する予定である。これにより、過去のCAGE技術を用いたプロジェクトと比較して約10倍多く解析できることになる。平成18年度に微量サンプルからCAGEタグ(5'末端配列タグ)を作成する単純手法の開発を確立した。この手法を効果のあるものにするにはそれぞれの段階で高収率を得る必要がある。したがって、一本鎖連結、および逆転写という2つの主要な反応に関する知識の増加にかなりの努力をした。今年の予算はほとんど酵素、デオキシおよび、リボヌクレオチド、また精製キットの購入に使った。RNAリガーセは低効率で、最高でも約20%と言う低いものと報告されています。典型的なRNAライゲーションは、20年前に確立された実験同様、低温、高ATP濃度下で実行される。反応バッファを変更した後に、我々はRNAを破損することなく、温度と反応時間を上げて、またATP濃度を抑えることによって、効率を倍にすることができた。(ATPは必要だがRNAと活性部位において競合するように抑制的である)。この実験(結果)は人工RNAにおいてもたらされた。我々は全RNAサンプルにこのプロトコルを適合させようとしています。逆転写酵素,その頑強な酵素が現代生物学において広く使われたが、驚いたことに逆転写に関するいくつかの重要な特色が研究者によって無視されていた。特に、反応がプライマーなしで起き、そしてそれが我々の場合、逆転写の後のcDNAsを増幅するためのプライマーによってもたらされたたシーケンスに頼っているが故に、非常に問題であると言うことに注目した。現在の努力は大部分のcDNA分子が逆転写プライマーによってもたらされるのか、または全RNA中の内在性RNAによるものではないのか、の確証に焦点を合わせています。この問題の解決が単一チューブCAGEライブラリ開発を完了させ、生物学的関連サンプルからライブラリを作る出すことになる。

私が研究を始めたとき、分析に利用可能なサンプルには、マイクログラム単位のmRNAを使用する、という強い制限がありました。まず最初に、始めのステップである、キャップトラッピングを置き換え、異なった法則に基づく同等な方法、オリゴキャッピング方法により改良を詳しく調べました。少量サンプルではこの方法は使えませんでした。それにもかかわらず、これらの結果はマイクログラム単位でのサンプルを分析する科学者の役にたち、そしてそれら商用簡略版を作る目的で特許出願しました。私の研究の2番目の段階では、私は「オリゴキャッピング」か「キャップトラッピング」の代わりに「ストランドスィッチ」法の使用について詳しく調べ、これはおよそ1000の要素の改良を導きます。トリエステ(イタリア)の高度研究の国際的な学校との共同では、私たちはいくつかのサンプルは、私の研究以前に存在していた、CAGEプロトコルではサンプルを分析することができなかったサンプルを分析している。私たちは、同じ出版物でこの研究とともに、CAGEプロトコルの開発を図解するように期待します。また、私は他のプロジェクトにも参加しました。一つ目は、煩雑なトランスクリプトーム解析の研究おいて、チームに参加する前に準備したライブラリから得られたCAGEデータの分析検討を担当しました。この結果はNat. Genet. 2006Jun. 38(6):626-35およびJ Physiol.2006Sep 1;575(Pt 2):321-32で発表しました二つ目は、理研BSIとの共同研究で、私はCAGEを分析しました。これは、マイクロアレイを含めた広範な遺伝子解析のアプローチであり、われわれの共同研究の最初の記事として、私が投稿しました。三番目のプロジェクトにおいて、ハイスループットシーケンシング分野で開発した方法の利点を用いて、われわれのグループで調製した試料の後処理を行った。この試料のシーケンスは、現在進行中であり、この共同研究に共同研究者として十分に貢献できると期待している
骨の質的因子と力学機能を考慮したインプラント周囲顎骨の適応性解明

本研究では、骨質解析によるインプラント周囲顎骨の荷重支持機能の定量評価とオステオンが新生される荷重環境の解明、および骨の質的因子と力学機能を考慮したインプラント周囲顎骨の最適化手法確立の2点を目的とする。方法として、1)骨梁三次元ネットワークの構造解析、2)オステオンの走行・骨細胞動態とリモデリング機序、3)生体アパタイト結晶配向とコラーゲン線維走行の異方性を解析し、骨質を考慮したインプラント周囲顎骨のバイオメカニクスシミュレーションを実現する。研究は、生前に歯科インプラントが埋入され機能していたヒト顎骨の構造解析と荷重条件をコントロールした動物実験による2パートから行われている。ヒト試料に関しては、歯科インプラント周囲顎骨におけるオステオン分布、生体アパタイト結晶の配向性、コラーゲン線維の走行異方性について概ね解析を終了した。これらの結果について、日本口腔インプラント学会をはじめとする学会発表を行った(第48回デンツプライシロナ賞受賞)後、現在学術雑誌への投稿準備を進めている(追加実験を並行して実施中)。動物実験については、尾部懸垂マウスを用いた研究を進めており、大腿骨へのインプラント埋入を安定して行えるように手技を確立し、脱灰標本および研磨標本を作製して骨の質的因子について検索を開始したところである。同時に、インプラント周囲顎骨におけるコラーゲン線維走行異方性を考慮した三次元有限要素解析を進めており、より材料工学的に実際に近い複合材料としての顎骨解析を目指し、研究を進めているところである。ヒト試料に関しては概ね解析を終了しており、学会発表後に学術雑誌への投稿準備を進めていることから、当初の予定よりもかなり速いペースで研究が進んでいる。一方、動物実験については、尾部懸垂マウスを用いた研究モデル構築と、難易度の高い大腿骨へのインプラント埋入について手技を確立するのに時間を要したため、骨の質的因子については検索を開始したところであることからやや進捗は遅れているといえる。SHGイメージングを用いたコラーゲン線維の異方性解析について、当初はいかに解析結果を算出するかについて試行錯誤を行うこととなったが、ImarisおよびImageJを併用した角度分布解析により、線状構造については定量評価が可能となった。ただ、オステオン内部のコラーゲン線維は環状を呈することが多く角度を定義することが難しいため、今後の課題としたいと考えている。2019年度に導入予定の新型micro-CTは撮像分解能が0.5マイクロメートルであり、骨小腔、骨細管を三次元的に撮像可能である。世界的にみても、骨の構造特性はミクロとナノオーダーの間のメゾスケールまで解析が進み、血液供給経路の解析についても今後急速に構造特性と機能の両面から進めるシステムにシフトしていくと考えられる。今後本研究はできうる限りミクロ/ナノ構造と機能、そして細胞動態に着目し、骨構造と力学機能についてその一端を解明していく予定である。単に1つの骨研究として進めるのではなく、従来の骨解析と工学的手法を用いた新しい定量解析をより明確に連結し、メカノバイオロジーをも考慮したアプローチで、骨の特性の理解をさらに深めていく。

2019年度に導入予定の新型micro-CTは撮像分解能が0.5マイクロメートルであり、骨小腔、骨細管を三次元的に撮像可能である。世界的にみても、骨の構造特性はミクロとナノオーダーの間のメゾスケールまで解析が進み、血液供給経路の解析についても今後急速に構造特性と機能の両面から進めるシステムにシフトしていくと考えられる。今後本研究はできうる限りミクロ/ナノ構造と機能、そして細胞動態に着目し、骨構造と力学機能についてその一端を解明していく予定である。単に1つの骨研究として進めるのではなく、従来の骨解析と工学的手法を用いた新しい定量解析をより明確に連結し、メカノバイオロジーをも考慮したアプローチで、骨の特性の理解をさらに深めていく。多光子励起位相差顕微鏡使用時の消耗品費としての使用を予定している。