hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
唾液分泌促進ならびに口腔粘膜防御へ果たすシスタチンの役割

シスタチンはシステインプロテアーゼ・インヒビターである。システインプロテアーゼはアポトーシスに関連するため、シスタチンがアポトーシスの制御に関わっている可能性が想定される。シェーグレン症候群では唾液中のシスタチンが減少しており、とくにシスタチンSが減少していた。口唇腺においては、健常者ではシスタチンの強い染色性が認められたが、シェーグレン症候群患者では陽性例が少なく、しかもその染色性はきわめて低かった。以上の結果は、シスタチンがシェーグレン症候群の発症に関与している可能性を示唆している。シェーグレン症候群患者の唾液タンパクは、タンパク濃度が高く、種類としてβ2-マイクログロブリン、ラクトフェリン、Igκ軽鎖、polyIg受容体、リゾチームCなどの増加が報告されている。シェーグレン症候群の研究では、唾液中のバイオマーカー探索を中心として、増加する唾液タンパクの検討が中心に行われている。ところが、シェーグレン症候群患者において減少するタンパクの種類は少ないため、その意義を検討した報告は極めて少ない。そこで、本研究では減少するタンパクに注目し、その機能について明らかにすることとした。方法として、二次元電気泳動を用いたプロテオミックスの手法で、シェーグレン症候群に特徴的なタンパクを同定したところ、シスタチンが得られた。そのシスタチンは、システインプロテアーゼインヒビターであるため、酵素反応の手法を用いて、唾液中濃度を検討した。また、ウエスタンブロッティングによって、シスタチンのサブクラスを検討した。その結果、シェーグレン症候群患者では、非シェーグレン症候群患者や唾液分泌低下のない健常者に比較して、シスタチンSが減少していることが明らかになった。そこで次に、口唇生検で得られた小唾液腺のシスタチンSの発現を検討した。その結果、健常人の小唾液腺で発現しているシスタチンSが、シェーグレン症候群患者ではその発現が減少していた。このようにシェーグレン症候群の発症にシスタチンSの減少が関連する可能性が示唆されたので、今後はシスタチンSのシェーグレン症候群の発症予防に果たす役割について検討をすすめる。唾液分泌機能低下に及ぼすシスタチンの関与を検討し、以下のような結果を得た。プロテオミクス解析によって、シェーグレン症候群と健常者の唾液タンパクのプロファイルの違いが明らかとなった。そのタンパクのひとつに、シスタチンがあり、シスタチンはシェーグレン症候群患者で著明に減少していた。シスタチンは、カテプシン、カスパーゼ、カルパインなどのシステインプロテアーゼを阻害するシステインプロテアーゼ・インヒビターである。ドライマウス外来患者の唾液中システインプロテアーゼ・インヒビター活性を測定したところ、シェーグレン症候群患者において著明に減少していた。Western blotting法によって、唾液中シスタチンSは、シェーグレン症候群は他の群に比較してタンパク量の減少が認められたが、シスタチンSA,SNは群間に差がなかったため、シスタチンSが唾液分泌にかかわるkeyタンパクと考えられた。口唇生検の免疫組織化学的検討では、健常者の口唇腺ではシスタチンの強い染色性が認められたが、シェーグレン症候群患者では陽性例が少なく、しかもその染色性はきわめて低かった。以上のように、通常働いているシスタチンによる何らかの制御機能が破綻し、唾液分泌機能に影響を与えている可能性が示唆された。シェーグレン症候群患者の唾液タンパクは、タンパク濃度が高く、種類としてβ2-マイクログロブリン、ラクトフェリン、Igκ軽鎖、polyIg受容体、リゾチームCなどの増加が報告されている2)。そのシスタチンは、システインプロテアーゼインヒビターであるため、酵素反応の手法を用いて、唾液中濃度を検討したところ、シェーグレン症候群患者では、唾液分泌低下指定ない患者に比較して、減少していることが明らかになった。シスタチンには、S、SN、SA、Cなどのサブクラスがあり、唾液腺では、S、SN、SAが認められている。そこて、ウエスタンブロッティング法で検討したところ、SN、SAは変化なく、シスタチンSがシェーグレン症候群患者において減少していた。以上のことが明らかになったので、今後はシスタチンSの唾液分泌に果たす役割について検討をすすめる。当初の計画からの研究方法の変更があるものの、研究目的に対しては、おおむね順調に進展している。シスタチンS、SN、SA、Cなどのサブクラスに反応する抗体の選択ならびにウエスタンブロッティングの手法の確立に時間がかかったことから、組織学的検討において計画の若干の遅れが認められるものの、ほぼ順調といえる。平成24年度は、臨床材料を用いた唾液のウエスタンブロッティングならびに、唾液腺の組織学的検討を行うことができた。

このようにシスタチンのタンパク発現が確認できたので、さらにmRNAの発現の検討が必要であるが、その経費が25年度に一部繰り越しとなった。次年度は、まずmRNAの発現ならびにその変化のメカニズムの検討をおこなう。臨床で採取した試料の効率的な活用によって研究推進をおこなう。平成23年度予算のうち、176,283円は次年度に繰り越すこととなった。これは、組織学的検討のための予算であったが、その前段階のウエスタンブロッティングの確立の若干の遅れのために、平成23年度中に終了しなかったものである。この研究費については、平成24年度において組織学的検討のために使用する。臨床材料ならびに基礎的検討の物品費、研究成果の発表のための旅費、臨床データの収集とデータ管理の謝金、プライマー作成の外部委託費、研究成果発表の経費免疫組織科学的検討については、外部委託をおこなう(その他の研究費)。臨床データの収集とデータ管理に謝金を使用する(謝金)。研究成果の発表のための旅費(旅費)
妊娠初期における超早産バイオマーカー探索:エクソソーム中胎盤特異的miRNA

妊娠28週未満の超早産は新生児死亡や脳性麻痺の主原因であり、超早産の減少は周産期学の最重要課題である。しかし、その機構は不明であり、これを検出するバイオマーカーも存在しない。そこで本研究では、エクソソーム中胎盤特異的miRNAの機能と早産マーカーとしての意義を明らかにするために、1)超早産例と非超早産例における胎盤特異的miRNAの発現量を比較する、2)妊娠初期に血液採取し、後に早産の有無で胎盤特異的miRNA発現量を比較する、3)胎盤絨毛栄養膜を用い、胎盤特異的miRNAを増減させ、EVT浸潤能や蛋白質変化を解析する。本研究は早産の病態解明とハイリスク患者の同定に役立つと期待される。
嚥下音の時間的・空間的分析と統計モデルによる嚥下機能情報収集システムの開発

嚥下機能低下の早期発見は高齢者の健康維持のために大変重要である.本研究では音情報を活用し,侵襲性が低くかつ簡便で,日常的に利用できる嚥下機能情報収集システムに関する検討を行った.特に,日常生活の中で,摂食嚥下に関連する行動を長時間にわたって自動モニタリングする方法や,健診における嚥下機能テストを容易にするシステムを開発し,その有効性を実環境で評価した.さらに,咽喉マイクと集音マイクを併用したり,複数の咽喉マイクを縦方向に配置することで嚥下検出性能を改善できることを示した.また,嚥下造影検査で得られた誤嚥時の嚥下音データを詳細に分析することで,誤嚥自動検出の可能性についても検討した.嚥下機能低下の早期発見は高齢者の健康維持のために大変重要であり,本研究では咽喉付近の嚥下音を収集・分析することで,嚥下障害の発見や診断につながる情報の自動検出を目指している.統計的な機械学習法に基づいて誤嚥の検出を行うため,本年度は高齢健常者及び誤嚥を疑われる患者からそれぞれ嚥下音データを収集する方法について主に検討した.まず,高齢健常者の嚥下音を収集する機会として,病院や職場等で実施されている健康イベントでの嚥下機能検診に着目した.ここでは歯科衛生士や言語聴覚士が主体となり,反復唾液嚥下テスト(RSST)や改定水飲みテスト(MWST),オーラルディアコキネシスなどの嚥下障害のスクリーニングテストが行われている.これらの測定を一部自動化するソフトウエアを検診用途に提供することで,従来の検診作業を効率化するとともに,大量の嚥下音の収集を可能にした.一方,誤嚥の判定にはX線による嚥下造影(VF検査)や内視鏡による診察(VE検査)が必要となる.一般に,VF検査やVE検査をせずに正確に誤嚥しているかどうかを判定することは不可能とされている.このため,誤嚥と対応が付いた嚥下音のデータは世の中にほとんど存在しない.我々は連携病院でのVF検査時に,咽喉マイクを装着させることで,X線画像に基づく誤嚥診断が付与された嚥下音データの収集を可能にした.この結果,多量の誤嚥データが入手可能になった上,音の産生部位と観察された嚥下音の関係についても,X線画像データを利用した詳細な分析が可能になった.多量の誤嚥音データが利用できようになった意義は特に大きく,今後,誤嚥の検出・識別性能の大幅な改善が期待できる.ここでは統計的な学習に基づく嚥下機能情報の検出・判定を目指しており,その実現に向けて鍵となる嚥下音データの収集環境及び収集方法を研究協力機関と連携して確立した.すでに倫理審査機関の承認を受け,実際の嚥下検診や嚥下障害検査時のデータ収集を開始している.嚥下検診を効率的に実施するためのソフトウエア開発を進め,これまで2回の健康イベントで計69名の(健常)高齢者からRSSTなどのテスト時における嚥下音を収集した.また,VF検査時の嚥下音データについても,既に80名以上の患者からVF画像及びそれに対応する嚥下音データを収集した.嚥下機能低下の早期発見は高齢者の健康維持のために大変重要であることが知られている.嚥下障害については主に嚥下造影や内視鏡に基づく診断が行われているが,高価な装置や侵襲性の高い検査が必要である.嚥下機能低下の早期発見という目的のためには,侵襲性が低くかつ簡便で日常的に利用できる嚥下機能情報収集システムが必要だと考えられる.本研究では咽喉マイクを用いて嚥下機能検診を自動化するシステムや,日常生活の中における嚥下関連行動を長時間にわたって自動モニタリングする手法の開発を主に行った.まず,嚥下機能検診の自動化については昨年度問題として残った反復唾液嚥下テスト(RSST)の性能改善に取り組み,病院や職場等で実施された検診の中で得られた多量の嚥下音データを統計モデルの構築に活用することにより,大幅な精度向上を実現した.また,日常生活の中の嚥下関連行動としては咀嚼,嚥下の自動検出・分析を試み,咽喉マイクと集音マイクの双方から得られる時系列情報を再帰型ネットワーク(RNN)で統合することにより,複数の高齢者が話をしながら食事をしているような複雑な場面においても,安定した検出性能が得られることを確認した.そして,さらなる嚥下検出性能改善を目的として複数の咽喉マイク入力とその相互相関を特徴量とする嚥下識別方法を考案し,その有効性を示した.一方,連携病院では昨年に引き続き咽喉マイクを装着した状態で嚥下造影検査を実施し,X線画像に基づく誤嚥診断が付与された嚥下音データの収集を行った.この結果,音の産生部位と観察された嚥下音の関係について,X線画像データを利用した詳細な分析が可能になり,嚥下障害を持つ患者の一部では嚥下音の第3音が消失するという現象を確認することができた.今後は同様の現象を多く発見できるように分析を進めるとともに,自動検出機能の開発を図りたいと考えている.嚥下機能低下の早期発見は高齢者の健康維持のために大変重要である.

本研究では音情報を活用し,侵襲性が低くかつ簡便で,日常的に利用できる嚥下機能情報収集システムに関する検討を行った.特に,日常生活の中で,摂食嚥下に関連する行動を長時間にわたって自動モニタリングする方法や,健診における嚥下機能テストを容易にするシステムを開発し,その有効性を実環境で評価した.さらに,咽喉マイクと集音マイクを併用したり,複数の咽喉マイクを縦方向に配置することで嚥下検出性能を改善できることを示した.また,嚥下造影検査で得られた誤嚥時の嚥下音データを詳細に分析することで,誤嚥自動検出の可能性についても検討した.嚥下音と嚥下機能の関係を詳細に分析することが出来る大量のデータが揃いつつある.これら大量の嚥下音データを利用して機械学習を行い,当初研究計画通りに,嚥下機能を自動収集分析できるシステムのプロトタイプを開発する予定である.一方,多元的な特徴量を自動分析の精度改善に生かすとともに,X線検査画像との対応関係を詳細に分析することで,単なる嚥下機能障害の自動検出だけでなく,その原因の同定に繋がる分析までを行い,効率的なリハビリテーションの提案につなげる.音声言語情報処理今年度は研究協力機関との話し合いの中で,嚥下音データ収集環境の整備を重点的に進めたが,倫理審査など,データ収集が軌道にのるまでに多くの作業時間を要したため,実際の嚥下機能情報収集システム開発への着手が遅れた.データは現在も増強されており,これらの収録データを活用した識別モデルの構築並びにプロトタイピングを実行するため,昨年度に予定していた関連機材の購入を早急に行う.また,国際会議での成果発表や論文投稿も予定通り行う.
通貨の匿名性と課税に関する研究

本研究課題は,情報通信技術の発達が,貨幣,主権国家及び金融機関といった既存の制度を前提としない取引,決済及び支払手段を生み出していることを踏まえ,これらが租税行政に必要な情報取得にもたらす課題を明らかにすることを目的とするものである。補助事業期間の初年度であった本年度は,情報通信技術の発達が急速に進展していることから,その現状把握に大きな時間を割いた。特に,様々な暗号通貨(暗号資産)が登場している現状を前提に,これがどのような影響を租税に与えるかを検討した。本研究課題は,通貨の匿名性という分析視座を採用することによって,現金や暗号通貨といった個々の支払手段に着目した分析をするのではなく,様々な支払手段を考慮に入れた包括的な分析を行うことを目指すものである。そこで,このような観点から問題状況を概観するため,現金の匿名性に関する検討も含めた,基礎的な検討を行った(「通貨の匿名性が課税に与える影響」金子宏=中里実編『租税法と民法』191-208頁(有斐閣,2018))。また,通貨の匿名性に着目する本研究課題は租税法と通貨(金銭)の関係についての考察も当然必要となってくる。この点に関しては以前より研究を進めていたこともあり,既に執筆を進めていた論文をいくつか公刊することができた(「為替差損益に対する課税:貨幣価値の変動と租税法(5),(6・完)」国家学会雑誌131巻11・12号1118-1049頁(2018),132巻1・2号192-131頁(2019))。研究計画で予定していた作業を行うことができ,本研究課題に関わる日本語論文を1つを公刊することができた。また,本研究課題に関連する日本語論文もいくつか公表することができた。研究計画で予定していた作業を引き続き進める。具体的には,初年度に公刊した論文では検討することができなかった論点について検討等を行う。年度末に購入した物品の納入が年度内に間に合わなかったためである。
新規有機π電子系分子の開発と機能性色材への展開

研究の目的は、中性有機π電子系の分子間相互作用を可能にする機能団「トリシアノエテニル(TCE)基」を最大限利用することにより、有機π電子系を凝縮させ、種々の金属色色材をはじめとする種々の機能性材料を開発することである。とくに、これまでに研究してきた1-アリール-2-(2-チエニル)-5-(5-トリシアノエテニル-2-チエニル)ピロール(1)の結晶について金属光沢発現の起源を解明するとともに、TCE基を有する新規π系化合物による薄膜を指向した材料の開発をも目差して研究した結果、以下の成果を挙げることができた。1)金属光沢発現の理論的解明顕微紫外可視近赤外分光光度計を用い、化合物(1)の単結晶の各面に平面(直線)偏光を照射して結晶内のπ分子の配列と金属反射の強さの関係を求めた結果、化合物(1)のTCE基とピロール環が分子間で横方向に連続的に近接することが反射に寄与していることを明らかにした。2)薄膜金属光沢材料への展開金属光沢を有し、かつ安定な薄膜を形成できる化合物の開発は、汎用な用途をもつ金属色材料への利用ができる重要な研究である。N-[4-(トリシアノエテニル)フェニル]アニリノ(TCPA)基を複数個有する化合物が金色薄膜を形成できることを明らかにした。さらに、この知見を展開、形成する薄膜の安定化および化合物について種々検討した結果、TCPA基が二個のメチル基に置換した3,5-ジメチル安息香酸エステルおよびTCPA基が3位と5位に置換した安息香酸エステルが安定な金色薄膜を形成することが分かった。さらに、このエステル基の導入を拡張し、TCPA基を3位と5位に有する安息香酸エステルを合成したところ、安定な金色光沢膜を形成できることも明らかにした。本研究は、中性有機π電子系の分子間相互作用を可能にする機能団「トリシアノエテニル(TCE)基」を最大限利用することにより、有機π電子系を凝縮させ、種々の金属色色材などの機能性材料を開発することを目的としている。さらに、薄膜化を指向した材料の開発をも目差すものである。今年度の研究で、以下の成果を上げることができた。1)金属色発現の理論的考察:1-アリール-2,5-ジチエニルピロールπ系にTCE基を導入した化合物は金属光沢結晶を与えるが、単結晶の各面での光の反射吸収を、偏光を用いて詳細に調べた結果、TCE基とピロールπ系とが分子間で連続的に近づくことが金属反射に重要であることを明らかにした。2)金属光沢発現分子の設計と結晶構造解析:これまでの研究で取り上げた1-アリール-2,5-ジチエニルピロールπ系のとしてチエニル基を種々の芳香族基に換え、TCE基を導入することによっても金属光沢結晶を与えることが分かった。3)機能性金属色色材の設計と合成:1-アリール-2,5-ジチエニルピロールπ系をカルボニルや2,2-ジシアノエテニル基で交差共役系に2個連結させたπ系を合成する手法を確立した。4)簿膜金属光沢材料の開発:TCE基置換ジフェニルアミノ基を2個あるいは3個置換した化合物が、金属光沢薄膜を形成することを見いだした。置換の母核は、ベンゼン環やキシレン体でよく、後者の場合はメチル基に導入するもので、合成が容易に行うことができる。いずれも、安定な金属光沢薄膜となった。

本研究は,中性有機π電子系の分子間相互作用を可能にする機能団「トリシアノエテニル(TCE)基」を最大限利用することにより,有機π電子系を凝縮させ,種々の金属色色材をはじめとする種々の機能性材料を開発することを目的としている。平成19年度は,これまでに研究してきた1-アリール-2-(2-チエニル)-5-(5-トリシアノエテニル-2-チエニル)ピロール(1)の結晶について金属光沢発現の起源を解明するとともに,TCE基を有する新規π系化合物による薄膜を指向した材料の開発をも目差して研究した結果,以下の事柄が主な成果としてあげた。1)金属光沢発現の理論的解明とその応用顕微紫外可視近赤外分光光度計を用い,化合物(1)の単結晶の各面に平面(直線)偏光を照射して結晶内のπ分子の配列と金属反射の強さの関係を求めた結果,化合物(1)のTCE基とピロール環が分子間で横方向に連続的に近接することが反射に寄与していることを明らかにした。この結果は,量子化学計算(ab initio法)によっても支持された。2)薄膜金属光沢材料への展開金属光沢を有し,かつ安定な薄膜を形成できる化合物の開発は,汎用な用途をもつ金属色材料への利用ができる重要な研究である。N-[4-(トリシアノエテニル)フェニル]アニリノ(TCPA)基を複数個有する化合物が金色薄膜を形成できるこれまでの知見を展開,形成する薄膜の安定化および化合物について種々検討した。その結果,TCPA基が二個のメチル基に置換した3,5-ジメチル安息香酸メチル(2)およびTCPA基が3位と5位に置換した安息香酸メチル(3)が安定な金色薄膜を形成することが分かった。さらに,化合物(3)のフェニル基のパラ位にヘキシルオキシ基を導入した化合物は種々の有機溶媒への溶解性もよく,PET基盤に対しても安定な金色光沢膜を形成した。
油汚染地盤の浄化のための新らしい水・油・空気多相流特性試験装置の開発

土壌汚染対策法の施行により、土地売買の際に土壌汚染が発見された場合の浄化が義務付けられたため、汚染浄化の需要が高まってきている。本研究は特に油による土壌汚染に着目し、この浄化の際にいかなる浄化法を用いたとしても重要となる、地盤内の水・油・空気の多相流特性を把握することを目的とするものである。平成16年度は、「平衡土柱法による水・油・空気3相系保持特性試験装置」および、「空気吸引不飽和カラム試験による水・油・空気3相系透過性試験装置」を開発した。後者の実験結果を整理したところ、低粘性油の実験結果は従来の式で非常に精度よく説明可能であったが、高粘性油の場合に水の透過性も減少する点が従来の式では再現できないという興味深い結果が得られた。平成17年度は、昨年までのカラム試験からサイズアップし小型2次元土槽を用いた実験を行った。その結果、従来の揚水法による汚染油の回収の際に、現場において見られていた、回収井戸付近は油が無いのに3mほど離れたところから先に油固めっている状況と酷似した実験結果が得られた。観察の結果、揚水井戸内の水面によって井戸近傍に形成される水分毛管上昇帯のせりあがりがバリアとなり、井戸には油が流入しづらくなっていることがわかった。そこで、回収井戸のスクリーンを全面に設けず、井戸内水面よりも若干上方の位置に部分スリットを設けることで毛管上昇帯のせりあがりを発生しないように工夫したところ、回収効率を向上させることができた。この他にも、部分貫入井戸で、しかも井戸底面閉塞かつ井戸内の水位が浅い場合には、ここにある閾値を超えた油量が流入するとバランスが崩れて井戸内の水分が毛管上昇帯の吸い上げる力で地盤側に流出し、井戸内の水面低下・場合によっては水分消失といった現象が起こることがわかった。今年度の成果として、以下の2つの装置が開発できた。1.平衡土柱法による水・油・空気3相系保持特性試験装置(装置E)2.空気吸引不飽和カラム試験による水・油・空気3相系透過性試験装置(装置A)注)装置Bと装置Cの性能は比較実験の結果、装置Aと装置Eの性能に至らなかった。1.の装置および試験方法について述べる。水を注入したビュレットとカラムの下端部を管路で接続し、カラム側のみ土を充填する。重力排水が終了したときのビュレットとカラムの水面を記録した後、カラム側の土試料に油(灯油とエンジンオイル)を散布するとカラムの水面は低下し、その分の水がビュレットに移動する。乾燥の補正を考慮しつつビュレット側水位の変化を観測し、本研究で提案した計算式により最終平衡時の水・油・空気3相系保持特性曲線を得る方法を開発できた。2.の装置および試験方法について述べる。カラムに土試料を充填し、土試料カラム上端に水・油(灯油とエンジンオイル)をポンプで散布する。真空ポンプで土試料カラム下端から吸引をかけ、流れを定常化させる。この吸引を行うのはカラム内の3相飽和度鉛直分布を均一にするための操作である。定常後、単位時間当たりの水分流量・油分流量・空気流量を測り、マノメータの水位の差から、空気吸引圧を測定する。その後、カラムを分解し飽和度分布を測定した。実験結果を整理したところ、低粘性油の実験結果は従来の式で非常に精度よく説明可能であったが、高粘性油の場合に水の透過性も減少する点が従来の式では再現できないという興味深い結果が得られた。

今後は研究課題名にもあるように、油汚染地盤の浄化にも応用できるよう界面活性剤などが加わったときの透過性評価も視野に入れて研究開発を行いたいと考えている。土壌汚染対策法の施行により、土地売買の際に土壌汚染が発見された場合の浄化が義務付けられたため、汚染浄化の需要が高まってきている。本研究は特に油による土壌汚染に着目し、この浄化の際にいかなる浄化法を用いたとしても重要となる、地盤内の水・油・空気の多相流特性を把握することを目的とするものである。昨年度までに、「平衡土柱法による水・油・空気3相系保持特性試験装置」および、「空気吸引不飽和カラム試験による水・油・空気3相系透過性試験装置」を開発した。今年度は、昨年までのカラム試験から実地盤に近づくために小型2次元土槽を用いた実験を行った。その結果、従来の揚水法による汚染油の回収の際に、現場において見られていた、回収井戸付近は油が無いのに3mほど離れたところから先に油固めっている状況と酷似した実験結果が得られた。観察の結果、揚水井戸内の水面によって井戸近傍に形成される水分毛管上昇帯のせりあがりがバリアとなり、井戸には油が流入しづらくなっていることがわかった。そこで、回収井戸のスクリーンを全面に設けず、井戸内水面よりも若干上方の位置に部分スリットを設けることで毛管上昇帯のせりあがりを発生しないように工夫したところ、回収効率を向上させることができた。この他にも、部分貫入井戸で、しかも井戸底面閉塞かつ井戸内の水位が浅い場合には、ここにある閾値を超えた油量が流入するとバランスが崩れて井戸内の水分が毛管上昇帯の吸い上げる力で地盤側に流出し、井戸内の水面低下・場合によっては水分消失といった現象が起こることがわかった。今後さらに土中で油の透過性、保持特性または回収方法に関する実験を行ない、実地盤における浄化に役立てたいと考えている。
好中球の機能抑制を誘導する歯周炎関連細菌由来産物の細胞への作用機序に関する研究

我々は、Porphyromonas gingivalis(P.gingivalis)の培養上清が、ヒトT細胞の表面抗原に与える影響について、検討を行った。その結果、培養上清で前処理された細胞は、CD4の発現が0%となりCD8,CD2も有意に減少していた。また、培養上清を還元剤で活性化すると、CD4,CD8,CD2に加えてCD11a,CD18,TCR-γδも有為に減少していた。さらに、この培養上清の活性は、システインプロテアーゼ阻害剤によってほとんど消失することがわかった。このことからP.gingivalisはT細胞の表面抗原を切断するシステインプロテアーゼを産生し、このタンパク分解酵素がT細胞の活性化や免疫機能を障害することで、歯周病の病因に関与している可能性が示唆された。以上よりP.gingivalisは有するタンパク質分解酵素により細胞表面の抗原を破壊し、細胞機能を抑制させる可能性が示唆されたが、B.forsythusはP.gingivalisと類似した酵素活性を持つが、PMNsの細胞接着に関与するLFA-1分子や殺菌能に関して異なった影響があったことから、P.gingivalisとは異なった作用機序が考えられる。歯周炎関連細菌由来産物の好中球機能への影響とその機序を解析する目的で以下の実験を行った。歯周炎関連細菌であるPorphromonas gingivalis(P.g.)菌、Actinobacillus actinomycetemcomitans(A.a.)菌、Prevotella intermedia(P.i.)菌の培養上清画分を採取し、硫酸アンモニウムで蛋白画分を塩折し細菌由来産物として調整した。P.g.菌の培養上清画分の精製に関しては、ヒト好中球のfMLP或いはPMA刺激によるH_2O_2産生能の低下を指標としてフローサイトメーターを使用してさらに精製中である。また、この抑制効果とともに、好中球の細胞膜表面レセプターの変化、即ち、fMLPレセプター、FCレセプターの減少が認められることから、これらの関連性についても検討中である。歯周炎関連細菌由来産物のヒト多形核白血球(PMN)への機能的影響とその機序を解析する目的で以下の実験を行った。その結果、培養上清で前処理された細胞は、CD4の発現が0%となりCD8,CD2の有意に減少していた。又、培養上清を還元剤で活性化すると、CD4,CD8,CD2に加えてCD11a,CD18,TCR-γδも有意に減少していた。このことからP.gingivalis、T細胞の表面抗原を切断するシステインプロテアーゼを産生し、このタンパク分解酵素がT細胞の活性化や免疫機能を障害することで、歯周病の病因に関与している可能性が示唆された。さらに、P.gingivalisと同様の酵素を有しているBacteroides forsythus(B.forsythus)のヒト多形核白血球(PMNs)への影響を調べ、P.gingivalisと比較し、その効果と作用機序について検討した。その結果、リン酸緩衝生理的食塩水(PBS)で処理した場合と比較して、B.forsythus超音波破砕抽出物(B.forsythus S.E.)で処理されたPMNsは、LFA1分子,CR3及び殺菌能の有意な増加が、FcR,H_2O_2産生能に有意な減少が認められ、CR1に関しては、有意差が認められなった。一方、P.gingivalisは、B.forsythusと同等の酵素活性濃度に希釈したものを用いて同様の実験を行ったところ、FcR,LFA-1分子,CR1,H_2O_2産生能及び殺菌能の有意な減少が認められ、LFA-1分子,CR1及び殺菌能においてB.forsythusの実験とは異なる結果を示した。

以上より、P.gingivalisは有するタンパク分解酵素により細胞表面の抗原を破壊し、細胞機能を抑制させる可能性が示唆されたが、B.forsythusはP.gingivalisと類似した酵素活性をもつが、PMNsの細胞接着に関与するLFA-1分子や殺菌能に関して異なった影響があったことから、P.gingivalisとは異なった作用機序が考えられる。
大学の上級管理職養成のための基礎的研究とアクションリサーチ

本科研では大学の上級管理職の育成に関する基礎的な研究とアクションリサーチを行うことを目的としている。2018年度は主に以下の5つの作業を行った。第一は、昨年度に実施してきた学長・学長経験者に対するインタビュー調査の追加実施と、それらの分析である。学長自身が考える学長のリーダーシップ像、学長たちがどにょうに育ってきたのか、どのような能力養成を望ましいと考えているかについて、複数回の口頭発表をするとともに、「名古屋高等教育研究」に論文を投稿し掲載された。第二は、学長研修の試行、アクションリサーチの実施である。2018年12月末に各種大学団体の後援を得て、私立大学の初任者学長セミナーを実施した。当初20名の定員で募集をしたが、非常に反響が大きく、就任1年未満の初任者学長・学長就任予定者30名が参加した。班別討議等を通じて、初任者学長の研修ニーズを具体的に把握するとともに、ネットワーク構築をサポートする礎を構築できた。このセミナー実施の概要を新聞記事に寄稿し、大きな反響を得ている。第三は、海外の大学上級管理職研修の大学院で行われているケースメソッド教授法について学び、日本での研修等におけるその適応可能性を探ると同時に、ケースディスカッションとケースライティングについて学んだ。第四は、大学の財務担当理事に対するアンケート調査を実施した。2019年2月に実施し、42%の財務担当理事から回収できた。このアンケートで、大学の財務運営の課題、財務分析の実態、財務担当理事の仕事についての基礎的な事実を把握し、次年度の財務担当理事研修にむけた準備をしている。第五は、次年度に実施予定の教学担当理事に対するアンケートの実施に向けた準備を行った。当初の計画通りに進捗し、成果を上げているため。2019年度は、以下のように研究を進める予定である。第一は、これまでの研究で明らかになった知見を書籍としてまとめ、今後の研修等で教材として活用することである。多くの大学上級管理職と研究や研修を通じて接する中で、そうした需要がかなり高いことを改めて知ったためである。第二は、学長等の人材がどのように育つのか、どのような仕事をしているのかについて、さらにインタビュー調査を行うことで、その知見を深めていくことである。とくに、2018年度に実施した私立大学の初任者学長セミナーの参加者へコンタクトすることを通じて、どのように学長人材が育つのかをさらに研究していくことである。第三は、当初の計画では初任者向け研修は、一度きりの試行の予定であったが、大学団体、参加者の学長からの強い要望を受けて、今年度も同様のセミナーを実施する。第四は、2018年度末に実施した財務担当理事へのアンケート調査を分析し、学会発表や学術的な論文にまとめる。また、財務分析等を積極的に行っている大学の財務担当理事に対するインタビュー調査も実施する。第五は、財務担当理事へのアンケートの結果を回答者にフィードバックする機会として財務担当理事向けの研修を企画・実施することで、財務担当理事が業務で直面している困難、研修に期待することなどをより具体的に把握し、今後行われていく研修の参考になる知見を得ることである。第六は、今年度末に実施予定の教学担当理事に対するアンケート調査の内容を検討し、予定通りに実施することである。初年度は主に以下の5つの作業を行った。第一は、日本における既存の大学上級管理職の研修・教育プログラムについての実態把握とその整理である。大学団体等へのインタビュー調査等からその概要を明らかにし、『大学経営・政策研究』に論文「大学上級管理職向け研修の現状と課題」を発表した。第二は、学長・学長経験者に対するインタビュー調査である。学長のリーダーシップ、学長に必要な能力やスキルについて、学長自身がどのように捉えているのか、またそれらをどのような経験や学習を通じて獲得してきたのかについて尋ねた。国公私立の学長・学長経験者10名に対する調査を実施し、その内容を分析している。第三は、大学経営におけるリーダーシップ、組織文化などに関する理論的な検討である。とりわけ学術上級管理職の役割に焦点を当てて検討を行った。第四は、アクションリサーチに向けた試行・準備である。研究代表者が所属する大学経営・政策コースの秋学期の授業で、学長や学長経験者を招いた授業を試行した。また、海外の大学院プログラム等で多く用いられているケースメソッドの手法を習得すべく、研修等への参加を行った。第五は、次年度に実施予定の総務・財務担当副学長向けのアンケートに向けた準備で、各大学の経営情報をウェブサイト等から入手し、財務情報の分析を開始した。研究計画に掲げた内容をほぼ実施できたため。

当初20名の定員で募集をしたが、非常に反響が大きく、就任1年未満の初任者学長・学長就任予定者30名が参加した。班別討議等を通じて、初任者学長の研修ニーズを具体的に把握するとともに、ネットワーク構築をサポートする礎を構築できた。このセミナー実施の概要を新聞記事に寄稿し、大きな反響を得ている。第三は、海外の大学上級管理職研修の大学院で行われているケースメソッド教授法について学び、日本での研修等におけるその適応可能性を探ると同時に、ケースディスカッションとケースライティングについて学んだ。第四は、大学の財務担当理事に対するアンケート調査を実施した。2019年2月に実施し、42%の財務担当理事から回収できた。このアンケートで、大学の財務運営の課題、財務分析の実態、財務担当理事の仕事についての基礎的な事実を把握し、次年度の財務担当理事研修にむけた準備をしている。第五は、次年度に実施予定の教学担当理事に対するアンケートの実施に向けた準備を行った。当初の計画通りに進捗し、成果を上げているため。学長・学長経験者へのインタビュー調査を通じて、何が学長のリーダーシップで必要な能力なのか、それをどのように身につけてきたのかについて、事前に想像していた以上に大きな幅があることが分かった。そこで、当初の計画では初年度に10名ほどのインタビュー調査のみを考えていたが、同様の調査をさらに継続することにしている。とりわけ、理事長・理事会との関係のあり方が多様である私立大学の学長に対するケースを増やす必要性を感じている。今年度は、昨年度に収集した経営情報を分析しつつ、大学の改革状況を把握する訪問調査を重点的に実施する予定である。今年度末に総務・財務担当副学長に対するアンケート調査の実施を行いたい。2019年度は、以下のように研究を進める予定である。第一は、これまでの研究で明らかになった知見を書籍としてまとめ、今後の研修等で教材として活用することである。多くの大学上級管理職と研究や研修を通じて接する中で、そうした需要がかなり高いことを改めて知ったためである。第二は、学長等の人材がどのように育つのか、どのような仕事をしているのかについて、さらにインタビュー調査を行うことで、その知見を深めていくことである。とくに、2018年度に実施した私立大学の初任者学長セミナーの参加者へコンタクトすることを通じて、どのように学長人材が育つのかをさらに研究していくことである。第三は、当初の計画では初任者向け研修は、一度きりの試行の予定であったが、大学団体、参加者の学長からの強い要望を受けて、今年度も同様のセミナーを実施する。第四は、2018年度末に実施した財務担当理事へのアンケート調査を分析し、学会発表や学術的な論文にまとめる。また、財務分析等を積極的に行っている大学の財務担当理事に対するインタビュー調査も実施する。第五は、財務担当理事へのアンケートの結果を回答者にフィードバックする機会として財務担当理事向けの研修を企画・実施することで、財務担当理事が業務で直面している困難、研修に期待することなどをより具体的に把握し、今後行われていく研修の参考になる知見を得ることである。
東アジアの「吉地」の研究：伝統的地理思想による地形評価と土地利用

本年度は、風水地理思想をはじめとした東アジアの伝統的地理思想において、いかなる場所が「吉地」とされるのか、各種の文献資料から洗い出すことを目標とした。またこの前段階の作業として、本研究で対象とする韓国、沖縄、台湾の基本的な資料探しと対象地域の状況把握も行った。特に7月に東京で行った分担者の浦山、協力者の研究打合せでは、風水地理思想以外の「伝統的地理思想」、「吉地」の定義、「非吉地」の存在など根本的な議論を行った。これらの議論を踏まえ、代表者の澁谷が10月に韓国を訪れ、韓国における研究協力者の崔元碩と研究課題について議論するとともに、関連資料の収集を行った。特に崔元碩氏の著書である『山の人文学』(韓国語)等において、すでに「吉地」について触れられているなど、韓国において一定程度の「吉地」研究が進展しつつあることが理解された。11月には、代表者の澁谷と分担者の浦山が、風水地理思想以外の論理による「吉地」「非吉地」概念と目される、長崎県対馬における天道信仰と「シゲ地」について予備的な調査を実施した。これらの調査研究を基に、6月には歴史地理学会大会において、他のメンバーと連名で「沖縄の風水思想における気脈概念と山の認識」を発表し、9月の日本地理学会秋季大会では、代表者の渋谷が「韓国の「美しい林全国大会」における「村の林」の評価と風水思想の論理」を発表した。さらには2月に中国・福州市で行われた国際シンポジウム「Ecological Landscape and Cultural Heritage in Rural Society」において代表者の澁谷と、協力者の鈴木が発表を行った。他方、渋谷が論文「朝鮮時代の地誌と地理書にみる「水口」概念」を発表するとともに、協力者の崔元碩の代表的な韓国語による論文「朝鮮後期嶺南地方士族村の風水言説」を日本語に翻訳発表した。予想をこえて韓国語の資料、および朝鮮時代の漢籍資料が多かったため、翻訳・読解にやや時間を要している。また、後に研究を行う台湾の「吉地」資料については、やや情報が不足している。2019年度は、韓国の「吉地」について調査研究を行う予定であるので、その中で早めに韓国語の資料の読解を行うこととしたい。また6月に韓国に赴いて、研究協力者の崔元碩氏と協力し、主として朝鮮王朝期の資料に表れる「吉地」像に関する研究作業を進めて行きたい。
放射線影響による正常・乳癌細胞相互作用における分子メカニズムの多面性の解明

本研究では、放射線照射後に発現変動する分子をターゲットにして、正常細胞の機能は損なわず、癌を縮小させたり、癌の再発や転移を防ぐことで、放射線治療効果を向上させるために役立つ知見を提示することを目指している。3次元細胞培養にて正常の基底膜構造を維持する乳腺上皮細胞や浸潤性の高い乳癌細胞株を用いて、放射線照射後の分子変動と分子メカニズムの解析を行った。β1インテグリンと関連分子の発現亢進が放射線照射後の浸潤性獲得と正常構造の破綻に関わっていた。一方、高浸潤性乳癌細胞において、放射線照射後にインテグリンが細胞表面で発現上昇することが、放射線照射後の浸潤性に関わっている事が示唆された。本研究は、X線等の放射線の影響によって発現亢進される分子をターゲットにし、正常と癌細胞間の相互作用を考慮した上で、それぞれの細胞における分子メカニズムの違いを理解することによって放射線治療に役立つ知見を提示する事を目的としている。特に、放射線照射後に、正常細胞の機能は損なわず、癌細胞の増殖・浸潤等の悪性化を防ぐことができる分子シグナルに着目し放射線治療効果を上げることが可能かを検討する。本研究は、複数の細胞(正常乳腺細胞と乳癌細胞)を細胞外基質を用いた3次元環境で培養するin vitro3次元細胞共培養系を用いることが適切と考えられる。このような実験系を用い、放射線照射後の正常・癌細胞間において発現亢進する分子の情報伝達を3次元共培養下でリアルタイム追跡する事を試みている。本年度は、正常細胞と乳癌細胞の3次元培養の条件を絞り込み、放射線照射後に乳癌細胞特異的に発現変動が認められる分子をマイクロアレイ解析により同定した。マイクロアレイにおいて発現上昇が見られた分子に関し、タンパク質でも同様の発現の上昇を確認した。また、イメージング解析を遂行するためのVenus等の蛍光タグを付けた分子の遺伝子構築を進め、タンパク質発現の確認を行った。さらに、分子メカニズムの解析に用いるため、ターゲット分子をノックダウンした細胞の作成を行った。今年度に構築したシステムを用い、放射線照射によって癌細胞特異的に変化する分子メカニズムの詳細を解析する。本研究は、正常細胞と癌細胞間における放射線照射後の遺伝子発現と分子メカニズムの違いに着目し、正常細胞に対しては放射線防護的に、癌細胞に対しては放射線感受的に機能する、新規ターゲットを発見する事を目的としている。平成25年度は、3次元培養をした乳腺上皮細胞のマイクロアレイ解析により、X線照射後に正常構造を喪失した乳腺上皮細胞にて、遺伝子とタンパク質レベルで発現上昇する複数の分子を同定した。今年度は、これらの結果を用いて、さらに解析を進めており、正常構造の維持と同定したインテグリン関連分子の発現との間で相関を確認した。X線照射後に発現亢進が確認された分子は、細胞接着分子であるインテグリンの細胞内輸送の制御に関わる事が報告されており、本研究の実験系(X線照射後に正常構造を喪失した乳腺上皮細胞)においてもインテグリンの発現量との相関が見られた。特に、乳腺上皮細胞の正常構造と極性は細胞外基質による3次元培養によって維持され、その際、照射後の浸潤様形態の出現やインテグリン関連分子の発現も抑制された。また、X線照射によって正常極性が破綻した環境下では、上皮観葉転換(Epithelial-Mesenchymal Transition)の形態獲得や、浸潤能の亢進が確認された。これらの結果から、細胞外微小環境と正常組織の3次元構造・極性の維持によってインテグリンの発現が変動し、X線照射後の浸潤能獲得の抑制に関与する事が示唆された。X線照射後のインテグリンと関連分子の時間による発現量と局在の変化を解析している。本研究では、放射線照射によって発現亢進される分子をターゲットにし、正常と乳癌細胞間の相互作用を考慮した上で、それぞれの細胞における放射線照射後の分子メカニズムの解析を行っている。即ち、放射線照射後に、正常細胞の機能は損なわず、癌の再発や転移を防ぎ、放射線治療効果を上げるために役立つ知見を提示する事を目的としている。これまで、細胞外微小環境を考慮した3次元細胞培養実験系を用いて、放射線照射後の浸潤癌再発の細胞形態と細胞表面受容体やその下流分子の発現との相関に関して詳細を解析した。3次元細胞培養において正常の細胞極性構造を維持した乳腺上皮細胞では、放射線照射後の極性構造破綻や浸潤能獲得と伴い、インテグリンとそのリガンドの過剰発現が確認された。最終年度には、悪性度の高い乳癌細胞において、放射線照射後にインテグリンの発現をフローサイトメトリーによって解析し、細胞表面での発現上昇を確認した。さらに、細胞外微小環境だけでなく、インテグリンの細胞内輸送制御に関連する複数の細胞内分子の変動も確認された。これらのデータから、放射線照射後の正常の極性構造の破綻と関連した分子とその下流のシグナルの一端が解明された。また、乳腺の正常細胞だけでなく、高浸潤性乳癌においても、放射線照射後にインテグリンシグナルの発現上昇を伴う事が確認されたことから、インテグリンと関連分子をターゲットにすることによって、放射線照射後に正常極性構造を失うことを防ぎ、癌の浸潤性も抑制できる可能性が示唆された。これらの結果は、日本癌学会学術集会(ポスター発表)とGI-CoREシンポジウム(招待講演)にて発表を行い、論文として纏めている。

本研究では、放射線照射後に発現変動する分子をターゲットにして、正常細胞の機能は損なわず、癌を縮小させたり、癌の再発や転移を防ぐことで、放射線治療効果を向上させるために役立つ知見を提示することを目指している。3次元細胞培養にて正常の基底膜構造を維持する乳腺上皮細胞や浸潤性の高い乳癌細胞株を用いて、放射線照射後の分子変動と分子メカニズムの解析を行った。β1インテグリンと関連分子の発現亢進が放射線照射後の浸潤性獲得と正常構造の破綻に関わっていた。一方、高浸潤性乳癌細胞において、放射線照射後にインテグリンが細胞表面で発現上昇することが、放射線照射後の浸潤性に関わっている事が示唆された。乳腺上皮細胞を用いたX線照射後の3次元細胞培養により、正常極性構造の維持と遺伝子・タンパク質レベルでの発現量が相関する3つのインテグリン関連分子を同定できた。これらの分子が、X線照射によって、正常極性の維持と破綻した構造間で発現量が変動し、異なるシグナルの調節に関わる可能性を検討しており、当初の計画に沿って進捗している。医歯薬学放射線照射後の、正常構造の維持と破綻に関わる分子メカニズムを細胞外の微小環境の影響を考慮し解析を行う。また、ターゲット分子をノックダウンした細胞を作製し、正常と癌細胞の照射後の3次元極性構造への影響を検討する。乳腺上皮細胞と癌細胞の3次元共培養系の構築に必要な培養の条件検討を行った。正常上皮細胞のモデルとしてはMCF10A、乳癌細胞はMDA-MB-231とHs578Tを用い、X線照射により癌細胞特異的に発現が変動する分子の同定を行った。また、シグナルに変化が見られるX線の線量や、照射後の時間経過に伴うターゲット分子とその周辺分子の蛋白質発現の相関や変動等の検討を行った。さらに、着目した分子のプラスミド構築等を進める事により、次年度の解析に必要な実験系を整えた。本研究では、3次元培養した細胞の形態観察と画像の取得が必要であり、今年度末から次年度にデジタルカメラが附属した倒立ルーチン顕微鏡が必須だったため、購入に向けて10月から機種検討やデモを実施した。デモを行った最初の顕微鏡は画像の質が希望に沿わなかったため、数回に渡り複数の機種を検討し、さらにオプションの部品を工夫する事によって必要な仕様を満たす機種を決定する事ができた。これらの過程に4ヶ月程の時間がかかり、2月にライカ製ルーチン倒立顕微鏡を発注、3月に納品された。顕微鏡購入後の残額は、3月と次年度の研究遂行に必要とされる物品類を購入した。H26年度の未使用額のうち、3月の納品分の物品は会計処理の都合により4月支払となったが、研究の進捗には影響されない。放射線照射後、正常・癌細胞の形態変化と分子シグナルを解析する。照射後の標的分子の発現量の変動に伴う局在の変化も、共焦点レーザー顕微鏡によって時間ごとに追跡し、正常と癌細胞で比較を行う。さらに、免疫沈降やプルダウンアッセイにより、タンパク質結合と相互作用を生化学的に解析する。H26年度の未使用額(1,124,618円)のうち、H26年度3月に納品された物品(1,073,358円)は4月に支払が完了した。また、51,260円はH27年度の経費と合わせ、必要な試薬・物品等の消耗品費として使用する事を計画している。
歯牙形成における分化関連因子Pax6,Lef1遺伝子の発現解析と歯牙再生誘導の試み

頭部神経堤細胞初代培養系の培養条件等を検討し最適化することに成功した。歯牙形成における最も重要な上皮間葉相互作用をin vitroでmimicすることで、形態形成に不可欠な遺伝子発現を解析することを目的としてこの系を用い、頭部神経堤細胞分化関連因子である、Pax, RUNX1,2,3, Id2遺伝子およびそれらの変異型(ドミナントネガティブ変異体、活性型変異体を含む)数種をレトロウイルスベクターにて強制発現させ、歯牙形成や顎顔面部の形成過程を確認したところ、RUNXをはじめとするいくつかの遺伝子によって著しく形成促進もしくは遅滞を認めた。また、これらのノックアウトマウス解析も並行して行ったところ、顔面形成の変異を認めるものが一部確認された。最終目標である、歯牙再生誘導を可能ならしめるためには、歯牙形成における分化制御機構における、これらの遺伝子の寄与を長期にわたって分析することが重要と考えられる。具体的には、同じ頭部神経堤細胞塊から、上皮系細胞群と間葉系細胞群を分離し、各々を適当なscaffold内で培養したのち、同系マウス腎皮膜下へ移植して、細胞塊間の相互作用評価と、その結果としての歯牙硬組織形成を試みたが、こちらは満足な結果に至っていない。しかしながら、その上で数種の遺伝子の強制発現、もしくは、dominant negative変異体による機能阻害による効果についてはいくつかの知見が得られた。歯牙形成における最も重要な上皮間葉相互作用をin vitroでmimicすることで、形態形成に不可欠な遺伝子発現を解析すべく、まず、頭部神経堤細胞初代培養系の培養条件等を検討し最適化することに成功した。この系を用い、頭部神経堤細胞分化関連因子の発現解析として、Pax, RUNX1遺伝子およびその変異型など数種をレトロウイルスベクターにて強制発現させ、歯牙形成や顎顔面部の形成過程を確認したところ、RUNX1をはじめとするいくつかの遺伝子によって著しく形成促進もしくは遅滞を認めた。このin vitroの培養系では困難な、長期にわたる形成過程の分析が必要と考えられたため、さらに一歩進めて、これら細胞群の相互作用の長期解析と、歯牙形成を同時に解析できるin vivo実験系を検討中である。具体的には、同じ頭部神経堤細胞塊から、上皮系細胞群と間葉系細胞群を分離し、各々を適当なscaffold内で培養したのち、同系マウス腎皮膜下へ移植して、細胞塊間の相互作用評価と、その結果としての歯牙硬組織形成を計る。その際、特にkey roleを果たす遺伝子群の発現解析とdominant negative変異体による機能阻害実験、およびトランスジェニックマウス解析実験などと通して、分化誘導の主体となる一連の遺伝子発現系列を明らかにしていく予定である。また、Scaffoldに関しては胸骨再生などの分野ですでに臨床応用に成功している、生体材料学の京大再生研・田畑教授らのグループと共同で、コラーゲン含有スポンジやPGA/PLGA素材などを用いた、細胞増殖・分化誘導系を開発し、機能評価を進めている段階である。歯牙形成における最も重要な上皮間葉相互作用をin vitroでmimicすることで、形態形成に不可欠な遺伝子発現を解析することを目的としてこの系を用い、頭部神経堤細胞分化関連因子である、Pax,RUNX1,2,3,Id2遺伝子およびそれらの変異型(ドミナントネガティブ変異体、活性型変異体を含む)数種をレトロウイルスベクターにて強制発現させ、歯牙形成や顎顔面部の形成過程を確認したところ、RUNSをはじめとするいくつかの遺伝子によって著しく形成促進もしくは遅滞を認めた。また、これらのノックアウトマウス解析も並行して行ったところ、顔面形域の変異を認めるものが一部確認された。よって、各種細胞群の相互作用と歯牙形成を同時に長期解析できるin vivo実験系をひきつづき検討中である。また、その上で数種の遺伝子の強制発現、もしくは、dominant negative変異体による機能阻害による効果も検討している。Scaffoldに関しては胸骨再生などの分野ですでに臨床応用に成功している、生体材料学の京大再生研・田畑教授らのグループと共同で、条件検討を同時並行している。

具体的には、同じ頭部神経堤細胞塊から、上皮系細胞群と間葉系細胞群を分離し、各々を適当なscaffold内で培養したのち、同系マウス腎皮膜下へ移植して、細胞塊間の相互作用評価と、その結果としての歯牙硬組織形成を試みたが、こちらは満足な結果に至っていない。しかしながら、その上で数種の遺伝子の強制発現、もしくは、dominant negative変異体による機能阻害による効果についてはいくつかの知見が得られた。
物理学・化学・生物学の統合解析で明らかにする浅水湖における富栄養化プロセス

生態系に重大な悪影響を及ぼす富栄養化は世界各地の湖沼で顕在化しており,持続的な水資源利用等の観点からその解決が急務となっている.しかしながら栄養塩や酸素循環動態の解明に必要な流体力学的な物質輸送過程も浅水湖での知見は乏しい.本研究では富栄養化が進行する茨城県霞ヶ浦における水環境形成メカニズムを解明するために,物理学・化学・生物学の学際的アプローチによる高解像度の実地計測とそれを統合させた最先端の解析モデルを開発する.生態系に重大な悪影響を及ぼす富栄養化は世界各地の湖沼で顕在化しており,持続的な水資源利用等の観点からその解決が急務となっている.しかしながら栄養塩や酸素循環動態の解明に必要な流体力学的な物質輸送過程も浅水湖での知見は乏しい.本研究では富栄養化が進行する茨城県霞ヶ浦における水環境形成メカニズムを解明するために,物理学・化学・生物学の学際的アプローチによる高解像度の実地計測とそれを統合させた最先端の解析モデルを開発する.