hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アルツハイマー病と歯の喪失・咬合の関連メカニズムの分子基盤

アルツハイマー病と歯の喪失との関連を明らかにするために,アルツハイマー病モデルマウスを用いて抜歯群と非抜歯群を比較した。その結果,Aβ沈着に有意差は認められなかったが,非抜歯群に比較して抜歯群の錐体細胞は有意に減少しており,行動実験の結果が劣っていた。歯の喪失はアルツハイマー病の原因分子であるAβに影響を及ぼさない経路でアルツハイマー病の発症・憎悪に関わっていることが示唆された。アルツハイマー病と「歯・咬合の喪失」の関連メカニズムを分子生物学的および生化学的に解明する事を目的として,アルツハイマー病を実験的に発症させるAPPトランスジェニックマウスを用い,歯・咬合を実験的に改変した状態での脳内アミロイドβ蛋白の動態を解析した.6ヵ月齢のAPPトランスジェニックマウスを上顎両側臼歯を抜歯した抜歯群と未処置の非抜歯群に振り分けた.この時,ステップスルー型受動的回避試験装置を用いて行動実験を行った.抜歯処置から4ヵ月の飼育後,再度行動実験を行い,マウスを屠殺した.マウスの脳組織からアミロイドβ蛋白を抽出し,ELISAキットを用いて抜歯群と非抜歯群における脳内アミロイドβ蛋白の沈着量の差を検討した.さらに,脳組織標本に免疫組織学的染色を施し,脳内のアミロイドβ蛋白の沈着を光顕的に観察した.その結果を以下に述べる.6ヵ月齢で抜歯を行って歯・咬合を実験的に改変させた抜歯群のマウスは未処置の非抜歯群のマウスと比較すると学習・記憶・認知機能の低下が認められることが示唆された.脳内のアミロイドβ蛋白による検討では,モデルとした実験動物の特性により,未だ明らかなアミロイドβ蛋白の沈着は見られないことが明らかとなった。これらの結果から,アルツハイマー病の発症にはAPPから産生されるアミロイドβ蛋白の凝集・沈着が強く関与しているとされる「アミロイドカスケード仮説」と「歯の喪失・咬合の喪失」の間に明確な相関は認められなかったたものの,抜歯により学習・記憶行動に影響を及ぼすことが示された.アルツハイマー病と歯の喪失との関連を明らかにするために,アルツハイマー病モデルマウスを用いて抜歯群と非抜歯群を比較した。本年度では,アルツハイマー病発症前のAPPトランスジェニックマウスを抜歯群,非抜歯群の2群に分け,行動実験により学習・記憶・認知機能を評価し,さらにアミロイドβ蛋白質の動態を中心に比較,検討することを目的で以下の通り実施した. 6ヵ月齢のAPPトランスジェニックマウスを上顎両側臼歯を抜歯した抜歯群と未処置の非抜歯群に振り分けた.この時,ステップスルー型受動的回避試験装置を用いて行動実験を行った.抜歯処置から4ヵ月の飼育後,再度行動実験を行い,マウスを屠殺した.マウスの脳組織からアミロイドβ蛋白を抽出し,ELISAキットを用いて抜歯群と非抜歯群における脳内アミロイドβ蛋白の沈着量の差を検討した.さらに,脳組織標本に免疫組織学的染色を施し,脳内のアミロイドβ蛋白の沈着を光顕的に観察する予定である.その結果を以下に述べる.6ヵ月齢で抜歯を行って歯・咬合を実験的に改変させた抜歯群のマウスは未処置の非抜歯群のマウスと比較すると学習・記憶・認知機能の低下が認められることが示唆された.脳内のアミロイドβ蛋白による検討では,モデルとした実験動物の特性により,未だ明らかなアミロイドβ蛋白の沈着は見られないことが明らかになったものの,抜歯群の方が非抜歯群よりもアミロイドβ蛋白量が少ないという結果が得られた.組織標本の観察は未だ実施されていないが,抜歯による歯・咬合の喪失は,マウスの行動に何らかの影響を及ぼす可能性が示唆された.本年度の結果から,アルツハイマー病の発症にはAPPから産生されるアミロイドβ蛋白の凝集・沈着が強く関与しているとされる「アミロイドカスケード仮説」と「歯の喪失・咬合の喪失」の間に明確な相関は認められなかったたものの,抜歯により学習・記憶行動に影響を及ぼすことが示された.本年度の実験では,アルツハイマー病発症前の「歯・咬合の喪失」の影響を検討したが,次年度より,アルツハイマー病発症後における検討を行い,さらにアルツハイマー病と「歯・咬合の喪失」の関連を明らかにする予定である.現在までにアルツハイマー病発症前における歯の喪失・咬合の喪失についてはほぼ解析が完了しており,すでに次年度の研究に着手している.歯の喪失とアルツハイマー病の関連をアミロイドβ以外の要因,例えばストレスやミクログリアなどを含めた検討が必要と思われる.脳内アミロイドβの蛋白量を定量する試薬,染色を行う試薬を購入し,解析する予定である.
ショウジョウバエを用いたカルモデュリン依存性プロテインキナーゼIIの機能解析

カルモデュリン依存性プロテインキナーゼIIは(キナーゼII)は脳神経系に非常に高い活性を示し、細胞骨格蛋白質など多くの基質をリン酸化し、自己リン酸化により活性調節する自己調節能を有することから、カルシウムによる細胞内の調節因子の1つとして神経系の機能調節や可塑性に重要な働きをするものと考えられる。高等動物の神経系におけるキナーゼIIの生理的機能と病態との関連性を解明するためには、生代学および分子生物学手法に加えて遺伝学的手法の導入が必要であると考え、現在遺伝学的解析が最も進んでいるショウジョウバエをモデル動物とすることにした。本研究ではラットのキナーゼII CDNAをプローブとしてショウジョウバエのCDNAライブラリーをスクリーニングし4種類のCDNAクローンを得た。また遺伝子も〓〓することに成功し、その構造を調ベたところ、4種類のCDNAは1つの遺伝子からスプライシングの違いによって生成することが明らかになった。これらの4種類のCDNAを発現ベクターに組込み培養細胞で発現させ、頭部およびラットのキナーゼIIと酵素学的性質を比較したところ、4種の酵素は基質に対するKu値、自己リン酸化によるCa^<-2>非依存性活性の発現の点において、基本的にはラットのキナーゼIIと同様の性質を示すことが明らかとなった。また受精から成虫までノーサングロットin Sitn hybrirdizationによって4種類のWRNAの発生および組織における特量的発現様式を調ベたところ、4種類はすベての期間で発現しているが量的変動があること、胚発の後期と頭部に強い発現がみられること、胚では神経系に特異的に発現することなどが明らかとなった。今後はキナーゼII遺伝子の発現調節や変異体の分離と同定によりキナーゼIIの生体での作用を解明したい。
第三紀の日本海拡大にともなう古環境変動と珪藻の適応戦略

前年度に引き続き,古日本湖以降の淡水生珪藻化石を分類学的に検討するために,国立科学博物館に保管されていた前期・中期中新世の湖成および海成の堆積物試料を観察した.これらの試料を用いて,この時代の地層から特徴的に産出するとされてきた淡水Actinocyclus属(第三紀から現在にかけて出現するActinocyclus属の多くは海域に分布する)を認定して,それらの殻の形態学的特徴を検討している.上述のActinocyclus属が第三紀の円盤型湖沼珪藻を代表するのに対して,現在の湖沼ではStephanodiscus属,Cyclotella属などが優占することが知られている.後者が優占し始めるのは鮮新世以降であるとされ,これらの変遷史を明らかにして,古日本湖の珪藻フロラおよびその時代の湖沼環境との比較を行なうこととした.このための試料に,鮮新世以降現在までの湖成層が発達する古琵琶湖層および現在の琵琶湖の底に堆積した地層を選定して,珪藻フロラの解析を行なっている.これらの地層の更新世以降の層準には,Stephanodiscus属が連続して認められて,種の絶滅,新しい種の出現(侵入),同一系統にあると推定される種における連続的な形態変化が観察された.それによれば,24万年前に琵琶湖に出現するようになったS.vestibulisから,20万年前に現在の琵琶湖の固有種S.suzukiiの祖先種が分化し,16万年前に現在の琵琶湖の固有種S.suzukiiが,出現したと推定される.このStephanodiscus属の形態変化は,琵琶湖における珪藻の種分化,固有種の進化の一例を示しており,古琵琶湖・琵琶湖の形成史や氷期・間氷期サイクルにともなう環境変化との関連性が指摘される.古日本湖の珪藻化石を分類学的に検討するために,国立科学博物館に保管されていた前期・中期中新世の湖成および海成の堆積物試料を観察した.これらの試料を用いて,この時代の地層から特徴的に産出するとされてきた淡水Actinocyclus属(第三紀から現在にかけて出現するActinocyclus属の多くは海域に分布する)を認定して,それらの殻の形態学的特徴を明らかにした.淡水産と海産,現生と中新世のActinocyclus属の殻形態について相違点を明らかにして,淡水Actinocyclus属の進化系統学上の位置づけ,および古日本湖への海産珪藻の進出プロセスを推定するための基礎データを収集しつつある.観察した試料のうち,壱岐島長者原層,能登中島山戸田層,日本海大和堆より採取された海底コアの湖成層には,Actinocyclus属化石が優占して認められた(長者原層2タクサ,山戸由層1タクサ,大和堆海底コア1タクサ).これらすべてには,殻面縁辺部に胞紋のない領域(marginal hyaline stripes;MHS)が共通して観察された.このような形質を含め,北米中新統湖成層より報告されている淡水Actonocyclus属とのあいだに類似性が指摘される.しかしながら,古日本湖の珪藻の中には,Actinocyclus属の形態的特徴である多孔質の断面構造(bullulate wall)を持たないものも認められている.青森県小川原湖において淡水Actinocyclus属が現在も生育しているとの情報を得たので,それを採集して殻の微細構造を観察した.その結果,小川原湖産のActinocyclus属の殻には,中新世淡水Actinocyclus属と同様にMHSが認められた.一方で,この珪藻にはActinocyclus属に特徴的な殻の断面構造が顕著でないことが指摘される.古日本湖以降の淡水生珪藻化石を分類学的に検討するために,国立科学博物館に保管されていた前期・中期中新世の湖成および海成の堆積物試料を観察した.これらの試料を用いて,この時代の地層から特徴的に産出するとされてきた淡水Actinocyclus属(第三紀から現在にかけて出現するActinocyclus属の多くは海域に分布する)を認定して,それらの殻の形態学的特徴を明らかにした.淡水産と海産,現生と中新世のActinocyclus属の殻形態について相違点を明らかにして,ポーランドにおいて開かれた第17回国際珪藻学会において発表した.上述のActinocyclus属が第三紀の湖沼珪藻を代表するのに対して,現在の湖沼ではStephanodiscus属,Cyciotella属などが優占することが知られている.後者が優占し始めるのは鮮新世以降であるとされ,これらの変遷史を明らかにして,古日本湖の珪藻フロラおよびその時代の湖沼環境との比較を行なうこととした.このための試料に,鮮新世以降現在までの湖成層が発達する古琵琶湖層および現在の琵琶湖の底に堆積した地層を選定して,珪藻フロラの解析を行なっている.これらの地層の更新世以降の層準には,Stephanodiscus属が連続して認められて,種の絶滅,新しい種の出現(侵入),形態から同一系統にあると推定される種における形態変化が観察された.それによれば,現在の琵琶湖に優占するStephanodiscus suzukiiの系統は,およそ16万年前に琵琶湖に出現したと推定される.このStephanodiscus属の変遷史が,古琵琶湖・琵琶湖における珪藻フロラ全体と,ほかの湖の珪藻フロラと,氷期間

氷期サイクルの環境変動とどのようにかかわり合っているのかを総合的に検討している.前年度に引き続き,古日本湖以降の淡水生珪藻化石を分類学的に検討するために,国立科学博物館に保管されていた前期・中期中新世の湖成および海成の堆積物試料を観察した.これらの試料を用いて,この時代の地層から特徴的に産出するとされてきた淡水Actinocyclus属(第三紀から現在にかけて出現するActinocyclus属の多くは海域に分布する)を認定して,それらの殻の形態学的特徴を検討している.上述のActinocyclus属が第三紀の円盤型湖沼珪藻を代表するのに対して,現在の湖沼ではStephanodiscus属,Cyclotella属などが優占することが知られている.後者が優占し始めるのは鮮新世以降であるとされ,これらの変遷史を明らかにして,古日本湖の珪藻フロラおよびその時代の湖沼環境との比較を行なうこととした.このための試料に,鮮新世以降現在までの湖成層が発達する古琵琶湖層および現在の琵琶湖の底に堆積した地層を選定して,珪藻フロラの解析を行なっている.これらの地層の更新世以降の層準には,Stephanodiscus属が連続して認められて,種の絶滅,新しい種の出現(侵入),同一系統にあると推定される種における連続的な形態変化が観察された.それによれば,24万年前に琵琶湖に出現するようになったS.vestibulisから,20万年前に現在の琵琶湖の固有種S.suzukiiの祖先種が分化し,16万年前に現在の琵琶湖の固有種S.suzukiiが,出現したと推定される.このStephanodiscus属の形態変化は,琵琶湖における珪藻の種分化,固有種の進化の一例を示しており,古琵琶湖・琵琶湖の形成史や氷期・間氷期サイクルにともなう環境変化との関連性が指摘される.
舌癌の後発リンパ節転移のスクリーニング―口底のバリアー欠損は転移ルートか―

本研究は、T1/2舌癌症例において、造影CTで認められる顎舌骨筋の部分欠損(以下、顎舌骨筋欠損)は舌・口底から顎下隙への転移経路ではないかと考え、顎舌骨筋欠損の割合、頸部リンパ節転移の関連、顎舌骨筋欠損の内部を通過するリンパ管の有無等を検索し、画像検査で指摘しうる顎舌骨筋欠損が舌癌の顎下リンパ節への転移を予測する指標となり得るか否かを検討するものである。まず舌癌T1/2症例44例において、顎舌骨筋欠損の有無と顎下リンパ節転移の有無の関連を検討した。術前の造影CTで、顎舌骨筋の部分的な断裂あるいは顎舌骨筋を貫通する血管構造が認められたものを顎舌骨筋欠損ありと判断し、欠損の割合について検討した。また頸部リンパ節転移のみられた症例については顎下リンパ節転移の有無を検討した。その結果、患側に顎舌骨筋欠損がみられたのは44例中の61.3%であり、そのうちリンパ節転移ありの症例では66.6%、転移なしの症例では57.7%に顎舌骨筋欠損がみられ、リンパ節転移の有無と顎舌骨筋欠損の有無の間に統計学的な関連はみられなかった。一方、「リンパ節転移あり」の症例のうち、顎下リンパ節への転移があった症例では、全例に顎舌骨筋欠損がみられ、造影CTで指摘しうる顎舌骨筋欠損と顎下リンパ節転移は統計学的な関連がみられた。平成24年度は、口腔領域の手術の既往がない解剖体9体(18側)において、顎舌骨筋欠損の有無について検討した。11側(61.1%)で顎舌骨筋欠損がみられ、そのうち5側(45.5%)に管腔構造が認められた。摘出した管腔構造に対する組織学的な検索では1側においてリンパ管と考えられる構造が認められた。以上より、画像検査で指摘しうる顎舌骨筋欠損は顎下リンパ節転移と関連するが、舌から顎下部へ向かうリンパ管が、この欠損の内部に存在するかどうかについては、更なる検討が必要であると考えられた。平成23年度は、予備研究を行った。すなわち、舌癌T1/2cN0症例およびT1/2で頸部リンパ節に転移をきたした44症例(男性24例、女性20名、年齢2288歳)を対象とし、顎舌骨筋欠損の有無と顎下リンパ節転移の有無の関連を検討した。術前の造影CTにおいて、顎舌骨筋が部分的に断裂し脂肪濃度あるいは唾液腺濃度が認められたもの、顎舌骨筋を貫通する血管構造が認められたものを顎舌骨筋欠損ありと判断し、欠損の有無の割合について検討した。また頸部リンパ節転移のみられた症例については顎舌骨筋欠損の有無と顎下リンパ節転移の有無を比較した。その結果、今回対象とした舌癌T1/T2症例において患側に顎舌骨筋欠損がみられたのは61.3%であり、そのうちリンパ節転移ありの症例では66.6%、転移なしの症例では57.7%であったが、リンパ節転移の有無と顎舌骨筋欠損の有無の間に統計学的な関連はみられなかった。一方、リンパ節転移ありの症例のうち、顎下リンパ節への転移があった症例では、全例に顎舌骨筋欠損がみられ、顎舌骨筋欠損と顎下リンパ節転移には統計学的な関連がみられた。平成23年度の予備研究の結果から、顎舌骨筋欠損の有無と頸部リンパ節転移の有無には関連はみられないが、顎下リンパ節への転移については顎舌骨筋欠損が関連することが示された。したがって、本研究課題では舌癌の顎下リンパ節の転移と顎舌骨筋欠損の有無の関連を検討するものであるが、顎舌骨筋欠損の必ずしもリンパ節転移そのもののしやすさとは関連しないという裏付けを得ることができた。

11側(61.1%)で顎舌骨筋欠損がみられ、そのうち5側(45.5%)に管腔構造が認められた。摘出した管腔構造に対する組織学的な検索では1側においてリンパ管と考えられる構造が認められた。以上より、画像検査で指摘しうる顎舌骨筋欠損は顎下リンパ節転移と関連するが、舌から顎下部へ向かうリンパ管が、この欠損の内部に存在するかどうかについては、更なる検討が必要であると考えられた。平成23年度は、本来の研究計画では、インフォームドコンセントの得られた舌癌T1/2症例に対し、原発巣の切除前にCT-lymphographyを施行し、舌から顎舌骨筋を貫通し、顎下リンパ節へ到達するリンパ流の有無と顎舌骨筋欠損の有無の関連を検討する予定であったが、実施施設の都合でCT-lymphographyが施行できず、研究の達成度は不十分であったと考えられる。しかしながら、その期間に造影CTのデータを用い、本課題の予備研究となる舌癌症例での顎舌骨筋欠損の割合、顎下リンパ節への転移の頻度を明らかにすることができた。平成24年度は、インフォームドコンセントの得られた舌癌T1/T2症例に対し、舌の原発腫瘍周囲に非イオン性ヨード系造影剤を注入し、注入後1015分後に上内頸静脈リンパ節から下内頸静脈リンパ節までの範囲に含めて撮影するCT-lymphographyを施行し、舌癌T1/2症例でのリンパ流の経路と顎舌骨筋欠損の関連を検討する予定である。また、平成23年度にCT-lymphography検査を行うことができなかったため、検査にかかる費用に相当する研究費が未使用となっている。平成24年度はCT-lymphographyを施行するため、前年度の研究費も合わせて使用する予定である。平成24年度は、インフォームドコンセントの得られた舌癌T1/2患者にCT-lymphographyを施行し、得られた画像データの解析を行う予定である。また、The 9th Asian congress of oral and maxillofacial radiology(平成24年9月中国)、第31回日本口腔腫瘍学会(2013/1/24-25、東京)での研究成果発表を予定している。さらに、平成23年度の予備研究の結果を学術誌に投稿予定である。
光音響顕微鏡装置を利用した関節軟骨および軟骨下骨の同時評価法の確立

光音響顕微鏡装置はナノ秒パルスレーザー光を照射し、光音響現象により発生した超音波を超音波振動子で受信し画像化する。この装置を用いて、関節軟骨ならびに軟骨下骨の質的評価を行った。本装置によって正常軟骨では弱い信号強度を示したが、軟骨下骨では強かった。変形関節症モデルにおいては、関節軟骨と軟骨下骨に強い信号強度を示した。血流の増加と関係するものと推察された。変形性膝関節症は関節軟骨ばかりでなく軟骨下骨もその病因に関与する。軟骨下骨の評価方法はMRIやCTでも可能だが、ミクロレベルでの評価は難しい。本研究は、東北大学医工学研究科・医用イメージング研究分野西條芳文教授開発したレーザー光を照射し、光音響現象により発生した超音波を中心周波数40 MHzの超音波振動子で受信し画像化する非侵襲型の「光音響顕微鏡装置」を用いて、正常な関節軟骨ならびに軟骨下骨の質的評価の基礎的なデータの収集、また独自に開発した変形性関節症モデルを用い、関節軟骨・軟骨下骨の経時的変化のデータ収集を目的である。まず関節軟骨および軟骨下骨の評価に最適な半導体レーザー出力、凹面超音波振動子の設定を行った。半導体レーザーはレーザー出力:420μJ、波長:532nmパルス幅3.2ns、繰り返し周波数50Hz、また超音波振動子は中心周波数50MHz、焦点距離15 mmが最適であった。次に正常ラット膝関節から脛骨の関節軟骨-骨複合体を取り出し、評価したところ、超音波では評価できなかった軟骨下骨の描出が可能となった。レーザーは特に赤色に吸収されやすく、海綿骨内の赤血球を反映しているものと推察された。続いてラット膝関節不動化モデルによる変形性膝関節症を作製し、同様の評価を行った。不動化期間が長くなるほど変形が進行するモデルであるが、4、8週と不動化期間が長くなるとともに軟骨下骨の信号強度が増す(レーザー吸収が増す)ことが確認された。関節軟骨と軟骨下骨で統計学的に有意に上昇しており、従来から指摘されている血管新生を指示する結果であった。本研究から、世界で初めて関節軟骨および軟骨下骨の同時評価が可能となり、病勢も反映していることが予想され、今後臨床応用へむけたさらなる研究が必要である。本研究は、東北大学医工学研究科・医用イメージング研究分野西條芳文教授が開発したレーザー光を照射し、光音響現象により発生した超音波を中心周波数40 MHzの超音波振動子で受信し画像化する非侵襲型の「光音響顕微鏡装置」を用いて、正常な関節軟骨ならびに軟骨下骨の質的評価の基礎的なデータの収集を行った。マイクロチップレーザー:出力400 μJ@228A、パルス幅3.4 ns、繰り返し周波数50 Hz、波長532 nm凹面超音波振動子:中心周波数50 MHz、焦点距離15 mmの条件でラット膝関節を取り出し、計測を行った。始めに超音波振動子の焦点を合わせ、1ライン(x方向2 mm 200点、z方向0.75 mm、超音波:1024点光音響:512点)のデータを取得した。超音波の計測後、光音響顕微鏡装置で同様の計測をを行った。取得した信号の平均化(光音響100回、超音波20回)を行い、イメージプロセッシングを行い、B-mode画像を作成した。超音波、光音響顕微鏡装置の画像を重ね合わせると、超音波は軟骨下骨でほとんど反射するのに対し、光音響顕微鏡装置では軟骨下骨よりも深部まで描出が可能であった。超音波は軟骨下骨の表面で99%反射されると考えられているが、光音響では関節軟骨を含む軟骨下骨よりも深部の描出が可能であった。Optical Coherence Tomographyは10μmの解像度を実現しているが、今回得られた画像では解像度が劣る。レーザーの出力や波長、トランスデューサーの感度を調整し、より解像度の高い検出を試みる。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したこに伴い発生した未使用額であり、平成24年度請求額とあわせ、次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。
抗ラミニンγ1類天疱瘡の病態の直接証明

患者血清が標的とするラミニン3量体を同定する為に、ヒト表皮ケラチノサイト培養液をサンプルとして、ウエスタンブロット法にて患者血清との反応性を検討した。まず培養液中にラミニン3量体が含まれている事を非還元下のウエスタンブロットで確認を行った。次に複数の患者血清を用いてウエスタンブロットを行ったが、複数の患者血清に共通のバンドは見出すことが出来なかった。恐らくサンプル内のラミニン3量体の含有量が少なかった事が問題であると考えられ、今後さらに条件を検討していく方針である。疾患モデル開発による自己免疫の直接証明として、前年に引き続きモデルマウス作製実験を行った。前年度はマウスラミニンγ1C末端107アミノ酸を含むリコンビナント蛋白を用い、実験を行ったが、水疱を形成する真の疾患モデルマウスを作製することはできなかった。本年度はこれに代わり、患者血清の大部分が反応する事が示されている、C末端245アミノ酸を含むリコンビナント蛋白を大腸菌より作製し、ウサギに免疫する事でポリクローナル抗体を得た。しかしこの血清を用いて、マウス皮膚凍結切片を基質として蛍光抗体間接法を行ったところ、患者血清とヒト皮膚を用いたときにみられる表皮基底膜へのIgGの結合が明らかには観察できなかった。何故、基底膜への反応がみられなかったのかについては十分な考察はできなかったが、以後の実験には不適と判断した。今後は実験方法を再考し、水疱を形成する真の疾患モデルマウスの作製、さらには疾患メカニズムの解明に取り組みたいと考える。疾患モデルの開発のために、まずマウスラミニンγ1リコンビナント蛋白(C末端の107アミノ酸)を大腸菌を用いて作製した。次にこのリコンビナント蛋白をウサギへ免疫することで、マウスラミニンγ1C末端ポリクローナル抗体(以後、mLMG1c抗体と略する)を産生させ、さらにIgG分画のみに精製した。このリコンビナント蛋白およびmLMG1c抗体を用いて、後述する二つの手法で疾患モデルマウスの作製を試みた。一つはPassive modelと呼ばれる、ポリクローナル抗体をマウスへ投与する方法である。もう一つは、Active modelと呼ばれる、リコンビナント蛋白をアジュバントと共に直接マウスへ免疫する方法である。具体的にはActive modelでは、AdultマウスへmLMG1c抗体を10mg/回皮下、隔日投与で12日間行った。また新生マウスへはmLMG1c抗体を4mg/回腹腔内、連日投与で4日間行った。Active modelではリコンビナント蛋白60μgを等量のアジュバントと混合して皮下へ投与、これを4週毎、計3回(12週間)行った。最終評価はHE組織標本および蛍光抗体法で行った。結果、いずれのmodelでも肉眼的、組織学的に明らかな水疱形成は観察されなかった。蛍光抗体法に関しては、Passive modelでは直接法で表皮基底膜部へのIgG沈着が観察されたものの、補体の沈着は観察されなかった。また間接法においてもIgGの沈着が確認された。現時点までの実験ではモデルマウスは作製できなかったが、蛍光抗体法でIgGが表皮基底膜部へ沈着していることは、患者皮膚における所見と一致する。以上の実験結果からは、水庖の形成にはIgG自己抗体が表皮基底膜部へ反応するだけではなく、さらに別のメカニズムが必要である可能性が考えられる。今後さらなる実験を行っていく予定である。
Conceptualizing a macro model of older adult volunteerism

本研究は地域における福祉系NPO団体において、「組織キャパシティー」という概念を基にしたメゾレベル要因以外に、どのようなマクロレベル要因がNPOのボランティアマネージメントに影響しているか、を明らかにすることが研究目的である。2018年度の研究では、日本のボランティアマネージメントの文献調査を行い、調査結果に基づいてマクロレベルのデータを収集することを段階的目標とした。ボランティアマネージメントに関する先行研究は大きく分けて2つのアプローチが主流であった。先ず、参加するボランティアの属性に着目するもの、参加に伴うボランティアの心的作用に着目するものであった。NPOを取り巻くマクロレベルの環境といった要因について理論化したものはSHRM(構造的側面)などがあるが、実際に日本の高齢者ボランティアに焦点をあてた実証的研究は見当たらなかった。海外ではマクロレベル関連要因を見た研究はケース研究もしくは国レベルのプロフィール研究をもとに行っていることがわかった。人口、政策、市場やケア(介護)状況、福祉レジームの特徴などを用いて国レベルや団体レベルの比較を行っている。本研究では、先行研究の文献調査結果を踏まえて、同じように地域レベルで人口、政策、市場やケア状況のデータを収集し、地域ごとのボランティア組織のデータと統合し、新たなデータをもとに分析を行う準備を進めたいと考える。先行研究の文献調査を終えて、これからデータ収集を行う。データ収集を行うにあたって、研究チームと一緒にどのデータを集めるか更に決定していく必要があるので、次年度の目標として位置付けることにした。2019年度は研究分担者や研究協力者に相談しながらパブリックデータを選別し、オリジナルデータの統合へ向けて研究を進めていきたい。オリジナルデータを統合するにあたっては、データの信頼性や妥当性、フォーマットを合わせること等のタスクを次年度予定している。個人的な理由のため研究協力者と会うための渡米が出来ず、また休職中のために研究に必要な人材の雇用等ができなかったため、次年度使用額が生じた。次年度から復職する予定なので、研究分担者と研究協力者と共に本研究で使うデータベース作成の準備を進める。
聴覚障がい者とのストレスフリーな対話に向けたフィンガースペリングの新認識システム

本研究の目的は,聴覚障がい者との円滑なコミュニケーションを実現する第一歩として,視覚言語の一種であるフィンガースペリング(指文字)を高精度に自動認識するシステムを確立することである.日本語の指文字には,手の位置や形状を固定して表現する静止文字と,手を動かして表現する動作文字が存在する.平成30年度では,これまで2年間の調査で明らかになった誤認識しやすい文字の認識精度改善と,これまでに培ってきた手法を動員し,指文字によるタイピングシステムのプロトタイプを構築した.以下で具体的に述べる.平成29年度において,手骨格情報を高精度で推定できるOpenPoseを用いて静止文字の認識精度改善を図ったが,この調査において手を下向きにして表現する文字の精度が低いことが分かった.原因調査の結果,手を下向きにした際のOpenPoseの骨格推定能力不足が判明した.このため平成30年度では,擬似的に下向きの文字を上向きの文字とするよう画像処理することで,精度情報を図った.結果として,下向き文字の認識精度を平均で9.6%改善し,平均認識率90%を達成した.また,平成30年度では,これまでに提案した手法を動員し,指文字によるタイピングシステムのプロトタイプを構築した.具体的には,連続表現された文字をスポッティングし,得られたひらがな列を,既存のひらがなー漢字変換システムmecab-skkservを用いて漢字に変換して提示できるようになった.本システムに関するユーザアンケートの結果,実用化に向けて処理の高速化を図る必要があるものの,コミュニケーション手段の一つとして,有用であるということを確認した.以上より,平成28年度30年度の研究の成果により,システムの処理速度に課題は残るものの,聴覚障がい者とのコミュニケーションにおいてシステムの能力不足による意思疎通ストレスを軽減できるようになったと考える.本研究の目的は,聴覚障がい者との円滑なコミュニケーションを実現する第一歩として,視覚言語の一種であるフィンガースペリングを高精度に自動認識するシステムを確立することである.フィンガースペリングとは,書記言語の綴を一文字一文字指の形で表現するもので,日本語のものには,手の位置や形状を固定して表現する静止文字に加え,手を動かして表現する動作文字が存在する.平成28年度では,フィンガースペリング認識の根幹を成す静止文字の認識精度向上と,表現する文字を連続的に切り替えた際の各文字の時系列的な切り出しを図るスポッティングシステムについて検討した.以下で具体的に述べる.前年度までに提案していた輝度勾配に基づく画像特徴量ベースの静止文字認識に加え,本年度では,通常の画像に加え対象物までの距離も測定できるRGB-Dカメラを用いて,距離情報に基づく手形状特量量も抽出し,静止文字の認識精度を検証した.その結果,画像特徴量ベースのものよりも高精度に静止文字を認識できるようになった.また,表現する文字を連続的に切り替えた際の各文字の時系列的な切り出しを行うために,まずこの分野でよく用いられているSOM(自己組織化マップ)と呼ばれる手法と,前年度までに使用していた画像特徴量を用いて,スポッティングシステムを確立した.このシステムにより,各文字の認識と連続表現された文字の分離を静止文字・動作文字に関わらず同時にできるようになった.しかし,SOMを用いたスポッティングシステムでは,各文字の認識精度が低いという問題が生じた.そこで,本年度では高い認識精度を維持しつつスポッティングができる手法として,静止文字のスポッティングにSVM(サポートベクトルマシン)を,動作文字の認識に動作前後の手の方向に基づくルールベースの手法を用いることで,SOMを用いたものよりも高精度なスポッティングシステムを確立した.本研究では,フィンガースペリング認識における静止文字・動作文字の認識精度向上,連続表現された各文字の時系列的な切り出しを図るスポッティングシステムの確立,フィンガースペリングによる単語認識,フィンガースペリングによるタイピングシステムの確立を順次達成することを目指している.本年度では,静止文字・動作文字の認識精度向上を計画していたが,動作文字の認識精度については,前年度までのものから大きな進展は見られなかったものの,前述の通り,静止文字の認識精度が向上した.また,本年度では,スポッティングシステムの検討のみを計画していたが,前述の通り,システムの検討のみならず,複数のスポッティングシステムを確立した.このため,概ね順調に進展していると判断する.静止文字・動作文字の認識精度向上は,フィンガースペリング認識システムの根幹を成すため,次年度も引き続き検討したいと考えている.本研究の目的は,聴覚障害者との円滑なコミュニケーションを実現する第一歩として,視覚言語の一種であるフィンガースペリングを高精度に自動認識するシステムを確立することである.フィンガースペリングとは,書記言語の綴を一文字一文字指の形で表現するもので,日本語のものには,手の位置や形状を固定して表現する静止文字に加え,手を動かして表現する動作文字が存在する.平成29年度では,平成28年度に引き続きフィガースペリング認識の根幹を成す静止文字の認識精度向上と,連続的に表現された各文字を時系列的に切り出すスポッティングシステム,それに基づく単語認識システムについて検討した.以下で具体的に述べる.平成29年度では,静止文字の認識精度向上のために,まず昨年度まで使用していた識別手法であるSVM(サポートベクトルマシン)に用いられているカーネル関数について最適なものを探索し,これまでの線形カーネルからより複雑な識別境界面を作成できるRBF(Radial Basis Function)カーネルへ変更することで精度向上を実現した.

また,平成29年度では,深層学習手法の一種で人物の姿勢や手の形状を推定できるOpenPoseを用いて,手の骨格情報を抽出し,その形状から静止文字を認識する手法を確立した.本手法は,これまで使用してきたRGB-Dカメラではなく,一般的なウェブカメラでも動作し,かつこれまでの手法と同程度の認識精度を達成した.さらに,平成29年度では,昨年度までに提案したスポッティングシステムを基に,連続表現されたひらがなの文字列から単語へ変換するシステムについて検討した.具体的には,提案システムで取得したひらがなの文字列をサーバへ転送し,形態素解析システムであるMecabを用いて単語へ変換し,その単語を返すクライアントサーバシステムを検討し,現在構築中である.本研究では,フィンガースペリング認識における静止文字・動作文字の認識精度向上,連続表現された各文字の時系列的な切り出しを図るスポッティングシステムの確立,フィンガースペリングによる単語認識,フィンガースペリングによるタイピングシステムの確率を順次達成することを目指している.平成29年度では,スポッティングシステムと単語認識システムの確立を計画していた.単語認識システムにおいては,現時点ではひらがなへの切り出しや形態素解析といった個々のシステムは揃っているものの,それらを繋げるクライアントサーバーシステムの構築までには至っていない.しかし,これらを繋げることで確立できるため,この点については,概ね順調に進んでいると判断する.一方,これまでに作成したスポッティングシステムにおいて,少人数の実験では高精度に文字の切り出しを行えていたが,実験参加者を増加させた実験においては,参加者毎に文字の切り替え速度の違いや,同じ文字でも参加者毎に微妙に異なる手の表現の違いを吸収することができず,正確に文字を切り出すことができないという問題が生じた.この原因としては,静止文字の学習データ不足や,動作文字認識において,表現スピードを閾値処理していることが挙げられる.この問題は,単語認識やタイピングシステムの根幹をなすシステムであるため,これを解決もしくは緩和しなければ,最終的なシステムに大きな影響を与える.上述の理由から,システムの困難部分に問題が生じているため,全体としてやや遅れていると判断した.本研究の目的は,聴覚障がい者との円滑なコミュニケーションを実現する第一歩として,視覚言語の一種であるフィンガースペリング(指文字)を高精度に自動認識するシステムを確立することである.日本語の指文字には,手の位置や形状を固定して表現する静止文字と,手を動かして表現する動作文字が存在する.平成30年度では,これまで2年間の調査で明らかになった誤認識しやすい文字の認識精度改善と,これまでに培ってきた手法を動員し,指文字によるタイピングシステムのプロトタイプを構築した.以下で具体的に述べる.平成29年度において,手骨格情報を高精度で推定できるOpenPoseを用いて静止文字の認識精度改善を図ったが,この調査において手を下向きにして表現する文字の精度が低いことが分かった.原因調査の結果,手を下向きにした際のOpenPoseの骨格推定能力不足が判明した.
太陽風加速に対する太陽微細磁場構造の役割

光球の対流運動により光球の磁場分布は時事刻々と変化する。それに応じて上空のコロナが加熱され・太陽風が形成されるが、その様子は大局的な磁場構造によって異なる。これは光球の対流運動で生じるエネルギーが磁場を介して上空に輸送・散逸される過程の性質が磁場の構造分布によって変わるためであるが、具体的な過程は明らかになっていない。本研究では、微細磁場構造がコロナ加熱・太陽風加速に果たす役割を調べるために超高解像度の全球磁気流体力学シミュレーションを行い、光球からのエネルギー輸送と上空での散逸過程が全球規模の磁場分布の違いによってどのように異なるかを明らかにする。
ランダム行列理論を用いた確率モデルの研究

一次元多核成長模型に代表される一次元KPZ普遍クラスに属する非平衡確率モデルの数理構造について研究した。特にランダム行列理論との関連について考察した。まず、外場のある多核成長模型の高さゆらぎについて研究を行い、それが外場のあるランダム行列の最大固有値ゆらぎや、ある境界条件をもった非交差多体ブラウン運動模型の一番外側の粒子のゆらぎと等しいことを示した。さらに、私は両側が任意の場所にピン止めされた非交差多体ブラウン運動の相関関数の振る舞いの考察を試みた。これは、外場のある多核成長模型の数理構造の一般化とみなせる。また各粒子の軌跡を界面とみなすならば、この系は界面の運動の境界条件依存性を考察することになる。このような系の相関関数の解析は、ランダム行列理論の直交多項式の方法の一般化や離散化が必要になってくる。この研究は現在も継続中である。次に私はこれまで議論されて来なかった多核成長模型の多時刻相関関数を考察した。そのために、ヤング図形の確率的な時間発展を考察した。そのグリーン関数や多時刻の分布関数はシューア関数の積で書けることが分かった。それを用いることにより、多核成長模型の高さの多時刻分布関数はダイソンのブラウン運動模型と呼ばれる動的なランダム行列模型の最大固有値の運動と等しいことが分かった。さらにこのヤング図形の時間発展のグリーン関数は、連続極限においてダイソンのブラウン運動模型のグリーン関数に一致することを明らかにした。したがって、このヤング図形の時間発展はダイソンのブラウン運動模型の固有値の離散化とみなせることが分かった。一次元多核成長(PNG)模型は界面成長の模型であり、Kardar-Parisi-Zhang (KPZ)普遍クラスに属することが知られている。最近PNG模型において、高さゆらぎのスケーリング指数だけでなく分布関数そのものが厳密に計算され、それがランダム行列の最大固有値分布(Tracy-Widom分布)に等しいことが判明し注目されている。本年度は無限系PNGモデルについて両端に外場を加えた時に、高さゆらぎがどのように変化するのかを考察した。具体的には、高さゆらぎの同時刻多点分布関数を解析的に導出した。その結果、外場の大きさがある一定の値に達すると分布関数が変化することがわかった。これによってPNGモデルの高さゆらぎの性質を、境界条件によって詳細に分類することができた。さらに、上で得られた分布関数がランダム行列理論としてどのように解釈できるかを考察した。その結果、PNGモデルの高さゆらぎの分布関数は、外場の値が一定の値に達すると、外場のあるランダム行列の最大固有値分布に等しいことが判明した。またPNGモデルと関連する非交差ブラウン粒子系を議論し、外場のあるランダム行列が確率過程としてどのような意味を持つのかを考察した。以上のように、本研究では1+1KPZ系の高さゆらぎについて、スケーリング指数では得られないような詳細な情報を、ランダム行列理論の視点を持つことで解析することが出来た。この結果は低次元非平衡系のゆらぎに関する理解とランダム行列の数理構造およびその確率過程としての意味の両方に影響を与えるものである。
Bioinformatics による、卵巣明細胞腺癌における代謝異常の解明

卵巣内膜症性嚢胞内の酸化ストレス環境下において卵巣明細胞腺癌が発生し、卵巣明細胞腺癌では転写因子HNF1βが高発現していることが知られている。今回、HNF1βが卵巣明細胞腺癌細胞の酸化ストレス耐性をもたらすことが明らかとなった。さらにHNF1βはGLUT1の発現を亢進することによって、糖の取り込みを亢進させていた。HNF1βとその下流遺伝子は、卵巣明細胞腺癌では低メチル化によって発現が亢進していた。1)卵巣明細胞腺癌を特徴づける遺伝子群(OCCC signature)は、卵巣明細胞腺癌で高発現しており、そのマーカー分子として知られる転写因子HNF1βによってもたらされていることを明らかにした。2)卵巣癌細胞株および臨床サンプルを用いて、メチル化DNAマイクロアレイを行い、HNF1βおよびその下流遺伝子が、卵巣明細胞腺癌では低メチル化、非明細胞腺癌では高メチル化されていることを明らかにした。すなわち、明細胞腺癌とそれ以外の組織型を区別する遺伝子群は、エピジェネティックな機序で制御されている。3)HNF1βがGLUT1の高発現をもたらし、グルコースの細胞内への取り込みを増していることを明らかにした。癌細胞へのグルコース取り込み亢進は、癌細胞に特有の嫌気性解糖(ワールブルグ効果)をもたらすことが知られているが、卵巣明細胞腺癌においては、HNF1βがその代謝異常の原因となっていることが明らかとなった。4)HNF1βがin vitroでは卵巣明細胞腺癌細胞の増殖を抑制するが、in vivoでは腫瘍形成を促進することを明らかにした。そして、HNF1βがリン酸化ERKの活性化をもたらしていることを明らかにした。したがって、MAPK経路の活性化は、HNF1βによる腫瘍形成促進の原因の一つであると考えられる。5)HNF1βの発現が酸化ストレス耐性をもたらすことを明らかにした。このことは、卵巣内膜症性嚢胞内の鉄濃度の高い酸化ストレス環境下において、HNF1β発現が明細胞腺癌細胞の生存・増殖に寄与していることを示唆している。1)卵巣明細胞腺癌で高発現しているHNF1βが、癌細胞におけるGLUT1遺伝子発現を亢進させる事で、糖取り込み能を亢進させていることを明らかにした。このことは、癌細胞における糖代謝およびエネルギー産生能亢進、そして低酸素環境下における癌細胞の生存と密接に関わっていると考えられる。2)卵巣明細胞腺癌において、HNF1β発現が、酸化ストレス環境下におけるアポトーシス耐性をもたらすことを明らかにした。このことは、卵巣内膜症性嚢胞という、強い酸化ストレス環境下における細胞の生存と、そこからの明細胞腺癌の発生のために、HNF1βが必須であることを示している。以上1)2)の結果は、HNF1βが卵巣明細胞腺癌の発生と増殖に必須であることを示しており、HNF1β経路が新たな治療ターゲットになることを示唆している。本研究を始めるにあたって、卵巣癌において、明細胞腺癌とそれ以外の組織型を発現マイクロアレイによって比較し、その遺伝子発現プロファイル解析の結果、卵巣明細胞腺癌における糖代謝異常と、酸化ストレス耐性が、卵巣明細胞腺癌で高発現しているHNF1βによってもたらされると仮説を立てた。そして、その仮説を検証するための実験を行ったところ、予測通り、HNF1β分子が糖取り込みや、酸化ストレス耐性に関与していることが明らかとなった。このように、当初の研究の目的に従って研究を進め、仮説を証明できたため、おおむね順調に研究は進展していると考えられる。卵巣明細胞腺癌における、HNF1β発現亢進による糖代謝異常に関して、現在論文を投稿中である。酸化ストレス耐性に関しては、そのメカニズムを検証中であり、現在のところ、卵巣明細胞腺癌細胞株を用いた発現マイクロアレイのデータから、HNF1βが強力な抗酸化剤であるHO-1の発現を亢進させるのではないかと考えており、それを検証するための実験を遂行しつつある。すなわち、HNF1β遺伝子の過剰発現や、HO-1遺伝子の過剰発現・発現抑制を行い、Western blotting、chromatin immunoprecipitation、ルシフェラーゼアッセイによって、HNF1β分子がHO-1遺伝子の転写に与える影響を調べる。遺伝子導入、抑制のための試薬、抗体、ルシフェラーゼアッセイのための試薬、論文投稿料、学会参加のために使用する予定である。
プラスチックパッケ-ジの内部応力の評価

最近の電子デバイスでは、樹脂で素子を封止するプラスチックパッケイジが多く用いられているが、樹脂をモ-ルドする際に発生する応力が素子の機能に大きな影響を及ぼし、素子機能の低下の一つの大きな原因になっている。本研究では、樹脂をモ-ルドする際の樹脂の相変化過程での力学的性質を実験的に調べ、その結果をもとに、プラスチックパッケイジ内に発生する内部応力の評価を行った。封止用のエポキシ樹脂を用いて、その熱膨張特性や収縮特性、粘弾性特性、接着強度を測定した。これらの結果をもとに、樹脂の温度変化過程での内部応力の発生機構を力学的モデルを用いて考察した。このモデルにもとずいて、樹脂内に金属片を埋め込んだモデルの内部応力を有限要素法により解析し実験との比較を行った。さらに、このモデルの内部応力に対して強度評価を行った。1。実験での封止樹脂は、約120°Cの高温域では比較的大きなクリ-プを生ずる粘弾性的性質を持つ。また、120°C近傍で樹脂の力学的性質が大きく変化する。2。樹脂と金属の接着強度則は、垂直応力とせん断応力の組合せ状態では、応力の多項式で表示できた。3。樹脂の粘弾性的性質を考慮して内部応力の解析すると、弾性的性質のみを考慮して解析した場合に比べて、その値が2割程度小さくなる。4。内部応力は埋め込まれた金属片の角に集中する。5。このモデルの初期破損は樹脂と金属の接着界面よりも、埋め込まれた金属片の角での樹脂部で生ずる。1。2。3。4。5。
メタノール直接合成複合触媒の開発・研究

メタンからメタノールの直接合成において、メタノールおよびホルムアルデヒドの収率が安定して4%を超えることは難しく、この値が目標値とされている。本研究では、この反応に対する有効触媒を開発することを目的とし、前年度には酸化モリブデンが触媒として有効であること、また、原料ガス中に水蒸気を添加させることによりメタノール、ホルムアルデヒドの収率が約4.5%まで向上することを見出した。また、触媒活性物質としては、水蒸気を添加することによって触媒表面上に生成するモリブド珪酸塩であることを見出した。本年度はさらなる高収率化を図るため、シリカ担持モリブド珪酸触媒を用いて、水蒸気過剰雰囲気下におけるメタノールとホルムアルデヒドの選択性、収率を検討した。触媒は、シリカ上にモリブド珪酸水溶液を浸し、蒸発乾固させて調製した。原料ガスとしてメタン1.8L/hr、酸素0.2L/hr、水蒸気を用いた。反応は600°Cで固定床流通反応装置を用いて行い、生成物はガスクロマトフラフィーで分析した。一般にモリブド珪酸塩は300°Cで分解すると報告されているが、600°Cでも水蒸気過剰雰囲気下では、その構造が保たれていることが赤外分光測定により確認された。メタンの部分酸化反応を行ったときの水蒸気添加効果の測定では、原料ガス中への水蒸気導入量が増加するに伴い、メタノールとホルムアルデヒドの選択性は増加し、一酸化炭素と二酸化炭素の選択性は減少した。また、最大収率としては約9%の値が得られ、いままで達成が困難であるといわれていた4%をはるかに凌ぐものであり本研究によって開発した触媒の有効性を示すものである。さらに、原料ガス中の酸素濃度による反応性について検討したところ、原料ガスがメタン1.2L/hr、酸素0.8L/hrのとき、さらにメタンの転化率が増加し、それによりメタノールとホルムアルデヒドの収率の向上が認められた。本研究では、メタンを水蒸気の存在下で直接部分酸化させメタノールを合成する反応スキームを取り上げ、この反応に対する有効触媒の開発ならびに調製条件の検討、さらには反応機構の解明を行うことを目的とする。本年度は含浸担持およびゾルゲル法により調製した酸化モリブデン/シリカ系触媒を取り上げ、EXAFS、XPS、IRおよび質量分析計を用いて触媒表面での反応活性種を探るとともにメタノールの高収率化を図った。触媒は、ゾルゲル法においてはモリブデン酸アンモニウムをエチレングリコールに溶解し、加熱攪拌しながら珪酸エチルおよび水を加えてゲル化、焼成(600°C、2時間)することによって調製した。また、含浸担持触媒は、シリカ上にモリブデン酸アンモニウム水溶液を浸し、蒸発乾固の後、焼成(600°C、2時間)させて得た。水蒸気過剰雰囲気下でのメタンの部分酸化反応を行った結果、ゾルゲル法触媒におけるメタノール、ホルムアルデヒドの収率は含浸担持触媒を用いた場合よりも高く、600°Cでは4.1%となった。原料ガス中の水蒸気添加量を変化させた場合、含浸法触媒では添加量の増加と共にメタノール、ホルムアルデヒドの選択性、収率は共に減少し、炭酸ガスの生成量が増大した。一方、ゾルゲル法触媒においては添加量の増加と共にメタノール、ホルムアルデヒドの選択性、収率は共に増加し、炭酸ガスの生成量は減少する結果となった。水蒸気添加量8L/hでは選択性が50%、収率約4.5%にまで向上した。IRによる触媒表面の観測によりゾルゲル法触媒においてはモリブド珪酸塩の形成が反応に大きく寄与していることを見出した。モリブド珪酸塩は一般には300°Cの温度で分解するが、600°Cの温度でも水蒸気過剰雰囲気下ではシリカ、酸化モリブデン、水との平衡反応によりモリブド珪酸塩が恒常的に触媒表面上に存在し、反応に大きく寄与するものと考えられる。

さらに、原料ガス中の酸素濃度による反応性について検討したところ、原料ガスがメタン1.2L/hr、酸素0.8L/hrのとき、さらにメタンの転化率が増加し、それによりメタノールとホルムアルデヒドの収率の向上が認められた。
矯正治療に用いる骨形成因子複合化吸収性骨膜下インプラントの開発と臨床応用

矯正用インプラント使用患者へのインプラント設置、撤去時の侵襲は歯根や歯槽骨に与える影響が大きい。そこで歯科矯正の治療期間は確実な固定源として使用し、矯正治療後には生体内で吸収されて撤去を必要としない、歯科矯正治療専用の新しい体吸収性インプラントの開発を本研究の目的とした。加えて,臨床応用を前提として,吸収性インプラントを口腔内の予定する設置部位へ安全かつ確実に植立することが可能なスクリューインプラント植立システムを構築するため、現在臨床にて使用されているチタン製スクリューインプラントを用いながら検討を加えることも研究目的に加えた。まず、in vitroにて吸収性インプラントマテリアルに、加水分解の制限を目的として表面コーティングを行い、その物性に与える影響について検討を行い、以下の結果を得た。吸収性マテリアルであるポリ乳酸の表面硬さは、実験開始後2週から6ヵ月において、コーティングを行わなかった群に比較して、スパッタリングにてコーティングを行った群の低下率は有意に低い値を示した。また、6ヵ月時の吸収性マテリアルの比較では、コーティングを行わなかった群に比較して、スパッタリングにてコーティングを行った群の引張強さ、分子量は有意に高い値を示し、スパッタリングにより加水分解を制限することができ、強度低下の抑制が認められた。次いで、臨床応用を前提としたインプラントを応用とした矯正歯科治療方法の確立においては、外科治療用チタンプレートを応用して矯正治療を行った。その結果、臼歯部の遠心移動や圧下をともなう整直によって良好な咬合関係が獲得されただけでなく、歯周病の善も認められた。よって、スケルタルアンカレッジの応用は、固定源となる歯が欠損していたり、歯周病に罹患して、固定源として用いることが不可能な矯正歯科治療において、その確保のためにきわめて効果的であると考えられた。これらの基礎研究、臨床研究より、矯正治療に用いる骨形成因子複合化吸収性骨膜下インプラントの開発と臨床応用の可能はきわめて有効であり、継続研究によって近い将来における臨床応用が期待できるものと考えられる.矯正用インプラント使用患者へのインプラント設置、撤去時の侵襲は歯根や歯槽骨に与える影響が大きい。これらの基礎研究、臨床研究より、矯正治療に用いる骨形成因子複合化吸収性骨膜下インプラントの開発と臨床応用の可能はきわめて有効であり、継続研究によって近い将来における臨床応用が期待できるものと考えられる.吸収性ポリ乳酸(PMMA)を骨膜下インプラントとして応用し,さらに短期間で確実にかつ強固な骨性結合が得られ,骨表面に自由に固定源の部位を設定でき,加えて生体内で吸収され矯正治療後に撤去の必要がない歯科矯正治療専用の新しいインプラント開発を本研究の目的とした。平成15年度の研究結果として,矯正用インプラント材料としてポリ乳酸を選択し,矯正治療応用への可能性について検討した.まず,現在ポリ乳酸が主成分であり,吸収性骨接合材として臨床応用されているスクリュータイプを用い,骨内に植立して矯正力に生体内で耐えうるか検討した.12ヵ月齢のビーグル犬の第4小臼歯を抜歯後3ヵ月の治癒期間をおき,下顎骨第一大臼歯近心根根尖部に吸収性ポリ乳酸からなる吸収性骨接合材をねじ込み固定した.固定直後より第3小臼歯を遠心方向に牽引する100gfの超弾性スプリングによる矯正力を加え,歯の移動を含む,吸収性骨接合材の矯正治療への可能性について検討した.その結果,矯正力を加えた第三小臼歯は経時的に遠心に移動した.また,矯正力を付与した6ヵ月までにポリ乳酸製骨接合材が脱落したものは認められなかった.さらに組織学的検索から,吸収性インプラント材の周囲には炎症性細胞の浸潤を含む炎症性反応は認められなかった.これらの所見より,吸収性骨接合材が矯正治療のマテリアルとして使用可能であることが示唆された.