hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
数センスの発達に関する質的研究方法の開発

前年度に引き続き,小学校・算数「数と計算」領域の学習内容について,数センス育成の観点から内容の系統を概観し,検討した。特に焦点化した内容は,暗算および見積もりである。また同時に,各学習内容で扱われている教材や問題についても吟味した。これまでに,アメリカの教科書やワークブックに関しても,扱われている教材や問題を収集してきている。教材などの収集,およびそれらに関する考察は,今後引き続き行っていく予定である。数センスの育成に対する有効性の観点から,それらの教材の吟味を実施したいと考える。また,小学生を対象とした算数授業を計画・実施し,データ収集を行った。主たる授業のねらいは,数や図形,式を含む柔軟な思考力の育成である。思考の柔軟性は数センスと密接に関連するものである。授業計画に際し,国内外のさまざまな調査問題,および算数・数学に関わるコンテストや検定の問題の収集,検討を行った。それらの問題解決の様相を検討することは,数センスの概念構造を議論する際に有効であると考えられる。授業で収集したデータの分析には質的分析を試み,その方法と結果について検討した。さらに,これまでに収集してきているデータから,子どもの10の理解に関して結果分析を実施した。10のまとまりの理解は,数概念の発達に対して非常に重要なものである。これまでに考察してきている言語構造との関連に加え,10の理解の発達の観点から,データの分析を試みた。ここでの考察から得られた知見をもとに,今後,数センスの概念構造の検討を実施する予定である。前年度には,アメリカにおける数センスに関する研究の動向と検討を行っている。そこでまず,ひきつづき本年度,日本における数センスに関する研究に関して検討を行った。それらの検討結果は各々,「数感覚の育成に関する研究動向の整理と検討-米国における数感覚に関する研究の動向分析-」,「数感覚の育成に関する研究動向の整理と検討II-日本における数感覚に関する研究・実践報告の動向分析-」としてまとめた。また,国内の調査問題や調査結果をもとに,数センスおよび数と計算領域の調査方法,子どもの実態について考察した。考察対象にした調査は具体的には次の三種類である。なお必要に応じて関連する地方自治体の調査も考察対象とした。・昭和5660年度・教育課程実施状況に関する総合的調査研究(文部省)・平成48年度・教育課程実施状況に関する総合的調査研究(文部省)・平成13年度・小中学校教育課程実施状況調査(国立教育政策研究所)考察の観点は「数学の文脈」および「日常の文脈」の二つであり,これらの観点から数センスの概念構造の議論を試みた。さらには,数感覚に関する質的研究方法の課題を検討した。小学校・算数「数と計算」領域にかかわる内容について,その系統を検討し,その中での数センスの位置づけを考察した。その際に,マッキントッシュ,レイズらがまとめた"Number sense : simple effective number sense experiences"を参考とした。
金属添加酸化亜鉛透明導電膜スパッタ成膜過程におけるプラズマ支援効果

酸化亜鉛は低価格で環境に優しく、これまで広く用いられてきたインジウム・スズ酸化物の代替透明導電膜材料として期待されている。誘導結合プラズマ(ICP)で支援したマグネトロンスパッタリングが、アルミニウム添加酸化亜鉛(AZO)薄膜の形成に適用された。ICP支援により、高い透明度と低い電気抵抗をもつ良質なAZO薄膜が得られた。スズ(Sn)添加酸化インジウム(ITO)透明導電膜の代替材料として、AlやGaなどの金属を添加した酸化亜鉛(ZnO系)薄膜が注目を集めている。本研究では、高周波誘導結合プラズマ(ICP)を併用したスパッタリング法(ICP支援スパッタリング法)による安定性の高いアルミ添加酸化亜鉛(AZO)成膜プロセスの開発を行っている。平成20年度に実施した主な内容と成果を計画に従い以下に列挙する。1.真空排気・ベーキング・基板洗浄をルーチン化することで、到達真空度とターゲット・基板の表面初期状態のキャラクタリゼーション手順を確立し、実験の再現性を向上させた。2.直流マグネトロンスパッタリングをICP支援した際の膜質の変化およびその最適化を行った。動作気圧とガス流量、電極間隔、放電電力(電圧・電流)を変化させて得られる膜の成膜速度、透明導電性、その基板面内分布がどのように変化するかを系統的に調査し、2×10^<-3>Ωcm程度の導電率を有する均一性の良いAZO膜が再現性良く作成できるようになった。3.以上の1と2の対策により比較的良好な品質のAZO膜を再現性良く得られたことから、内部コイルアンテナの絶縁被覆の見直しと基板ホルダーの改良は現時点では不要であると判断した。4.膜質と基板入射熱流束の関係を調査するために、サーマルプローブを試作し、基板入射熱流束測定の動作確認試験を行った。ICP電力と熱流束の比例関係を確認し、基板入射熱流束測定の原理実証はできた。しかし、定量性の確保と時間応答の改善が今後の課題である。5.ホローカソードランプを用いた吸収分光システムを構築し、亜鉛原子密度の吸収測定予備実験を行った。ZnとAlともに明瞭な吸収信号を確認し、これらの原子密度を評価できるようになった。6.AZOターゲットに発生するアーキング現象を調査し、そのICPによる抑制効果を確認した。平成21年度の実施内容と成果を以下に列挙する。1.成膜中の気相および表面反応の経時変化を調べた。その結果、成膜開始後、放電およびスパッタは比較的短時間でほぼ定常状態に達するが、基板表面温度は長時間にわたって上昇し、膜堆積過程が成膜中に変化する可能性があることがわかった。膜質の精密制御には、基板表面温度を成膜中一定に保つ工夫が必要であることがわかった。2.基板入射熱流束測定用サーマルプローブの製作と動作確認試験を行なった。ICP支援電力が増加するほどAZO膜の膜質が向上する原因を探るために、基板入射熱流束を調査した。前年度に開発したサーマルプローブをより小型のものに改良した結果、温度平衡型サーマルプローブとして使用する場合、数分の温度緩和時定数で熱流速を定量計測できるようになった。種々の条件下で熱流束を測定し、ICP支援スパッタリングにおける基板入射熱流束は主にICP支援電力で決定されること、通常成膜条件下での基板入射熱流束が数kWm^<-2>程度であることなどが判明した。3.バルクプラズマ診断法の開発とICP支援スパッタプロセスへの適用を行なった。(1)平成20年度に開発済のホローカソードランプを用いた原子吸光分光システムを用いて、AlおよびZn原子の密度計測を種々の条件下で実施した結果、ターゲットおよび膜中のZnとAlの組成比が約50100:1であるのに対し、気相でのZnとAlの密度比が約100010000:1であることがわかった。(2)帯域幅15nm、出力5mW程度の深紫外LED(中心波長405nm)を吸収光源として、スパッタ基底準位Al原子の密度計測を行なった結果、LEDがAl原子の密度測定に十分使えることが確認された。平成22年度の実施内容と成果を以下に列挙する。1.サーマルプローブを用いてICP支援スパッタリングにおける基板入射熱流束を調査した。ICP支援の有無とプローブバイアスの有無の条件下、イオン・電子、中性粒子による寄与を定量的に評価した。また、パルス動作することにより、測定時間を従来法に比べて1/10に短縮できることができた。2.ホローカソードランプを用いた原子吸光分光システムを用いて、AlおよびZn原子の密度計測を調査し、基板入射粒子束を評価した。ICP支援の有無が気相のZnとAlの密度に及ぼす影響を調査し、基板入射粒子束とそれへのICP支援効果を調査した。

その結果、Al原子密度に関しては信頼性の高い計測が可能であったが、Zn原子密度計測に関しては、容器内のOHによると思われる吸収の重畳や容器壁からの再スパッタの影響があり定量的に議論するには問題があった。次に、発光ダイオードを吸収光源としてAl原子密度計測を行い、ホローカソードランプを用いた原子吸光計測とのクロスチェックを行った結果、両者でほぼ同等の密度が計測されることが確認され、発光ダイオードの吸収光源への利用の道が開けた。さらに、ICP支援スパッタにおけるプラズマ中の中性気体温度を直接計測するために波長可変半導体レーザー吸収分光システムの構築も行なった。3.金属添加酸化亜鉛透明導電膜の更なる高品質化を目指して、成膜中の基板温度とターゲット中の添加金属元素濃度が膜質に及ぼす影響を評価した。実験の範囲内では飛躍的な導電性の向上は確認されなかったが、これまでのところ2×10-3Ωcmの導電率が直径5-6cmの領域に渡って分布する結果が得られた。以上、ICP支援電力が増加するほど基板入射エネルギー束が増加し、それに伴い金属添加ZnO膜の膜質が向上することが確認された。得られた成果は、国内および海外で発表し、論文に投稿した。
CM方式での集合住宅建設プロジェクトにおけるリスク分担方法の調査分析

本研究は,建築生産からの観点だけでなく,構造や設備といった専門的分野の研究者,及び発注者やCMRといった実務者を交えた分野横断的な観点から分析を行い,より現実的なリスクマネジメントシステムの構築を行うものである。平成15年度は実際の超高層集合住宅建設工事を調査し,竣工後までのデータを収集し,リスクマネジメントシステム構築手法の先行事例を検討した。また,いわゆる「欲張り法」による評価を行い,試行的なシステムを開発した。平成16年度は,調査で得られた各リスクについて,発生確率,影響度,対策方法・対策費用といった個別の情報を収集・整理し,データベースとして蓄積した。また,各リスクの関係性,発生のメカニズムを明らかにし,構造化を行った後,それらの発生確率と影響度から各リスクや各対策同士の数量的比較を可能にした。以上によって得られたデータベースを実務的に使用するときには,プロジェクトの各主体が入手したい情報に正確にたどり着く必要がある。このための方法としてどのような手法が有効であるかについて,データマイニング,とりわけテキストマイニングの観点から分析・検討を行った。平成17年度は,各リスクの相互関係や発生のメカニズムを明らかにし,リスクの構造化を行った後,それらの発生確率と影響度から各リスク相互の数量的比較や,プロジェクト環境による潜在的なリスク量の確認を可能にした。また,一定のリスク対策予算範囲内で最適なリスク対策の組合せを求めることができる数理的モデルを開発した。以上3カ年の研究を通して,最終的には,これら一連の機能を備えたシステムを構築できたことにより,プロジェクトの関係主体であるシステムユーザーが,日常的な業務を通してリスクを効率よく管理することを可能にする情報基盤を提供できた。建設工事には,多様な不確定要因が伴っている。悪天候,災害,事故をはじめ,設計図書の不備による工事のやり直しや遅延,それにともなう工事予算の増加などである。これらのリスクは,事業の実施に少なからぬ影響を及ぼしている。これまでの建設工事では生産者,特にゼネコンが潜在的に予算を捻出してこうしたリスクに備えていた。建設工事のリスク管理は担当する技術者の経験や勘に基づくことが多かったものの,経済情勢の良好な期間は事業者からの受注金額に余裕があったため,事業への悪影響が表面化することは少なかった。ところが,近年の経済情勢では建設工事費が劇的に削減される一方,事業者によるリスクへの引き当て手段は放置されてきた。その結果,下請業者への価格ダンピング強要,事業途中での建設業者の倒産,事業の中断などの重大な結果が表面化するに至っている。そこで本研究では,申請者らによるこれまでの理論研究を発展させ,(1)実際の建設工事でのリスク管理状況の把握,(2)科学的リスク管理手法の適用,(3)リスク管理の費用対効果の評価,を行い,その結果からわが国の集合住宅建設プロジェクトにおけるリスク対策費の最適配分方法を導出することを目的とした。本年度は兵庫県下での実際の集合住宅建設工事を調査し,(1)について竣工後までのデータを収集した。(2)については,リスクマネジメントシステム構築手法の先行事例を継続的に検討中である。(3)については,いわゆる「欲張り法」による評価を行い,試行的なシステムを開発した。建設プロジェクトにおいて、リスクはプロジェクト全体を通して発生し、かつ様々な主体が関係している。建設プロジェクトには、災害に加えて品質やコスト、工期遅延等のリスクが存在し、さらに最近では、騒音問題・土壌汚染等の環境問題、完成した建築物の瑕疵や維持・管理に対するクレーム問題等、ますます多様化している。このような現状から、建設プロジェクトにおけるリスク分析は、プロジェクト全体(企画時から竣工後まで)を通し、かつ複数の主体について行う必要がある。本課題は、建築生産からの観点だけでなく、構造や設備といった専門的分野の研究者、及び発注者やCMRといった実務者を交えた分野横断的な観点から分析を行い、より現実的なリスクマネジメントシステムの構築を行うものである。

今年度は、まず、超高層集合住宅建築プロジェクトにおいて発生するリスクを、実際のプロジェクトにおける調査を基にライフサイクルを通して各主体別に抽出した。さらに、そこで得られた各リスクについて、発生確率、影響度、対策方法・対策費用といった個別の情報を収集・整理し、データベースとして蓄積した。また、各リスクの関係性、発生のメカニズムを明らかにし、構造化を行った後、それらの発生確率と影響度から各リスクや各対策同士の数量的比較を可能にした。このように現場の人間の経験・知識が蓄積されたデータベースは、以下の点で実務的に有効なものである。1)予想されるリスクの事前把握と可能なリスク対策メニューの作成2)メニューの中から当該プロジェクトで採用するリスク対策の選択基準の提示以上によって得られたデータベースを実務的に使用するときには、ユーザー(プロジェクトの各主体)が入手したい情報に正確にたどり着く必要がある。このための方法としてどのような手法が有効であるかについて、データマイニング、とりわけテキストマイニングの観点から分析・検討を行った。建設プロジェクトにおいて、リスクはプロジェクト全体を通して発生し、かつ様々な主体が関係している。そのリスクには災害に加えて品質やコスト、工期遅延等が存在し、さらに最近では、騒音問題・土壌汚染等の環境問題、完成した建築物の瑕疵や維持・管理に対するクレーム問題等があり、ますます多様化している。とりわけ超高層集合住宅建設プロジェクトでは、超高層であるという理由から、長い工期で通常の集合住宅よりも高い付加価値を持った建築物を建設する必要がある。そのうえ、分譲であるという理由から、完成物件の所有者となる入居者からの直接的クレームが多い。本年度は、まず建設プロジェクトにおいて発生するプロジェクトリスクを、ライフサイクルを通して主体別に抽出し、どの関係主体のリスクであるかを明らかにした。さらに各リスクの発生確率、影響度、対策方法・対策費用といった個別の情報を収集・整理し、データベースとして蓄積した。このように、経験・知識が蓄積されたデータベースは、それ自体が実務的に有効なものとなった。次に、各リスク同士の関係や発生のメカニズムを明らかにし、リスクの構造化を行った後、それらの発生確率と影響度から各リスク同士の数量的比較や、プロジェクト環境による潜在的なリスク量の確認を可能にした。また、一定のリスク対策予算範囲内で最適なリスク対策の組合せを求めることができる数理的モデルを開発した。最終的には、これら一連の機能を備えたシステムを構築できたことにより、プロジェクトの関係主体であるシステムユーザーが、日常的な業務を通してリスクを効率よく管理することを可能にする情報基盤を提供できた。
幾何学的測度論と双曲型作用素・数値計算の融合

非線形偏微分方程式・変分問題で、幾何学的測度論に関連する問題が重要な研究対象となってきた。この問題は変分問題を出発点として、放物型などへも拡張されてきた。しかしながら、正則性の問題などから、双曲型への拡張はあまり行われてこなかった。本研究では幾何学的測度論と双曲型との融合をメインテーマとし、特に自由境界問題についての研究を行ってきた。物理的イメージとして、液滴の付着問題、弾性体ボールの衝突問題などにあたり、数学的手法と共に数値解析法の開発も行ってきた。現在、表面張力に駆動される液滴の運動を粒子法で再現したり、マルチフェイズ(多数の重なり合う泡構造)の問題についても数値結果を得た。非線形偏微分方程式・変分問題で、余次元が存在する幾何学的測度論に関連する問題が重要な研究対象となっている。本研究では幾何学的測度論と双曲型との融合をメインテーマとして研究を進めてきた。具体的な問題としては自由境界問題であり、近似弱解の構成(離散勾配流による)から始め、1次元の特殊な場合には解の存在も明らかになった。物理的イメージとして、液滴の付着問題などを想定しており、液的の挙動については十分に信頼に足るアルゴリズムを得ている。薄膜と流体の連成解析へも行い、弱連成の場合でも破綻無く計算できることを示した。この方法では、天井を伝うドロップレットの記述も出来ることが分かり、表面張力が十分強力な場合の数値計算方法に端緒を開いたと確信している。ラグランジェアンから変分問題(離散勾配流)を用いて離散的ラグランジェアンとよべる新たな近似解の構成方法の構築に成功した。これは自由境界・体積保存問題など方程式では取り扱いにくい問題群に対して有効な方法論となってきている。昨年度の研究ではスカラー関数(空間1次元)と2次元流体の連成にほぼ成功し、引き続き空間2次元の場合、3次元の流体との連成が成功している。また、ベクトル値についての取り扱いがうまくいき論文としてとりまとめた。離散解(時間差分)の真の解への収束可能性については様々なエネルギー評価が問題となるがこの方面では自由境界を与える測度の項についてスムーシングを行い解の存在の一端を示したと考えている。(スムーシングをしたあとでも自由境界は存在する。)計算ライブラリーの整備についても進んできた。また連成解析ソフトウェアの開発も端緒についたと考えている。当初考えていた、スカラーのモデリングは無事に終わり、ベクトルの場合でも2次元リングの場合について論文としてまとめることができた。このため、当初の予定通りの進捗状況であると考えている。基盤となる、剥離現象は、机に貼り付けたセロテープをはがす問題と同等と考えることが出来る。定常自由境界問題の汎関数は、はがれる仕事部分に特性関数を含む非凸(不連続)なエネルギーが現れ、このAction functionalに対して離散的ラグランジェアンをうまく導入することができはじめた。今後はそれをさらに進めて3次元の流体との連成解析をめざす。また、解の存在についても証明を試みる。該当なし
環境化学物質のトキシコグライコミクス研究及びコンビナトリアル化学への応用

糖鎖の変化が環境化学物質によって引き起こされていることを明らかにし、環境化学物質が糖鎖関連酵素の作用を阻害することで引き起こされる生体影響を解明する方法論としてトキシコグライコミクスと呼べる研究基盤の構築を図った。それというのも、環境化学物質と糖鎖工学を結びつけたトキシコグライコミクス研究は独創的な発想によって生まれたものの、これまでは研究例がほとんど見られなかった。さらに、積層型マイクロチップ上でコンビナトリアル化学の適用により、新規な化学物質影響評価手法が確立できたと考えている。試料にトキシコグライコミクス研究に最適なキチナーゼとキチンを用いた。本研究室ではすでに代表的な化学物質である多環芳香族炭化水素の一種ベンゾピレンが糖鎖関連酵素であるキチナーゼの活性を阻害することを発見している。これをバッチ反応で糖加水分解反応を行い、MSで分析する。次に、マイクロチップ上で反応を行い、バッチ反応と比較してチップの有用性を確認した。その際、マイクロチップは多くの試料を一度に分析可能な積層型チップを用いマイクロチップ-MS実験系を確立した。酵素は生体内に存在するシアリダーゼ、フコシダーゼ、マンノシダーゼを用いることで環境化学物質による酵素活性の阻害実験を行った。さらに、積層型マイクロチップ上で多種類の糖加水分解酵素を用いた反応を行い、酵素反応中に環境物質を曝露した場合と、していない場合との酵素活性を比較し、糖鎖・環境化学物質相互作用マップを構築した。生体中酵素のモデルとして野菜から抽出したキチナーゼを用いて、同様の実験を行った。これにより環境物質の生体への影響を数値として捉えることができた。これらのことから、トキシコグライコミクス研究において必要な酵素阻害評価を、多層反応を積層マイクロチップを用いて行う積層型マイクロシステムとMSを用いて行うことで、一度に多検体の分析が可能となった。糖鎖が生物の進化・分類に重要な役割を担ってきたという事実は、糖鎖が環境の影響を受けることを裏付けている。糖鎖構造の変化には酵素が深く関与していることから、本研究では環境化学物質の糖鎖関連酵素に対する影響を解明することを目的とし、環境化学物質が糖鎖関連酵素の作用を阻害することで引き起こされる生体影響を明らかにする方法論を"トキシコグライコミクス"と提唱してこの研究基盤を樹立することを目指した。酵素は、様々な生物において免疫と深く関わっているキチナーゼやリゾチームを用いて環境化学物質による酵素活性の阻害評価実験を行った。最初に、代表的な環境化学物質である多環芳香族炭化水素(PAHs)をこれらの酵素に作用させ、PAHsが酵素活性に影響を与えるのか検討した。その結果、PAHsはリゾチーム活性に影響を与えなかったが、キチナーゼ活性を阻害することを明らかにした。次に、糖加水分解酵素であるアミラーゼに対して既に阻害が明らかになっているフィチン酸に注目した。フィチン酸は、大豆や穀類などに含まれており、私たちが毎日体内に取り入れている物質である。この物質をヒトの免疫システムにおいて重要な役割を果たしているリゾチームに作用させ、リゾチームが酵素活性に影響を与えるのか検討した。その結果、フィチン酸はヒト由来リゾチームを阻害して免疫機構に影響を与える可能性が示唆された。また、この酵素反応系において積層型マイクロチップ上でコンビナトリアル化学の適用を検討するために、単層マイクロチップで酵素反応を行い、バッチ反応との比較を行った。その結果、マイクロチップを用いると酵素反応は早く進行することがわかり、マイクロチップの有用性を確認することができた。これにより、積層型マイクロチップを用いることにより、新規で一斉分析可能な化学物質影響評価手法を確立することが可能となった。
癌治療を目指したCDK阻害蛋白質p27Kip1の分解抑制の研究

癌細胞の無限増殖能は細胞周期制御機構の破綻によるところが大きく、細胞周期のG1期からS期への進行を制御しているG1サイクリン依存性キナーゼ(G1-CDK)の異常な活性化がその原因のひとつである。G1-CDKの活性はその阻害タンパク質(CKI)によって制御されている。今回我々はCKIのひとつであるp27^<Kip1>の存在量を肺癌組織において検討した。非小細胞癌を調べた結果、adenocarcinomaおよびsquamus cell carcinomaのいずれも、正常肺組織に比べてp27^<Kip1>の存在量が低いことがわかった。さらにそれらの組織抽出液ではp27^<Kip1>の分解活性が優位に高いことを見い出した。他のグループからの結果を総合すると、ヒトの大腸癌、胃癌、乳癌や肺癌の悪性度とCKIであるp27^<Kip1>の分解活性が正の相関を示すと考えられる。そこで我々はp27^<Kip1>の分解メカニズムを解明することを目的に、分子生物学的、生化学的手法を用いて解析した。その結果、p27^<Kip1>の分解はユビキチンープロテアソーム系と限定分解というふたつの経路で実行されることを突き止めた。p27^<Kip1>のユビキチン化はSCF^<Skp2>というSCFユビキチンリガーゼが実行し、ユビキチン化されたp27^<Kip1>はプロテアソームによって分解される。一方でp27^<Kip1>はサイクリンと結合する領域内で限定分解され、失活することがわかった。いずれの分解機構もG1後期からS期にかけて活性が高く、細胞周期のS期への進行に寄与していると考えられる。今後は各種の癌においての分解がどちらのメカニズムに寄与しているかの解析を行うこと、および限定分解酵素の同定が急務である。さらにp27^<Kip1>分解阻害剤、分解抵抗性p27^<Kip1>の作成による遺伝子治療への応用が期待される。CDK阻害蛋白質p27^<Kipl>は、CDK-Cyclin複合体に結合してその活性を阻害することで細胞周期を抑制的に制御してい名重要な因子である。細胞周期がG1からS期に進行するにはp27^<Kipl>が分解することが必要である。一方で、ヒトの大腸癌、乳癌、肺癌、胃癌等において、予後(悪性度)とp27Kiplの分解活性が正の相関を示すことが報告されている。ところがp27^<Kipl>の分解のメカニズムは不明の点が多く、その解明は急務である。我々は以下に示すようにユビキチン-プロテアゾーム系で分解されるだけでなく、ユビキチン非依存的に限定分解を受け失活すること見い出した。1. p27^<Kipl>のインビトロユビキチン化の系を構築し、p27^<Kipl>がユビキチン化されることを証明した。またこのユビキチン化活性は細胞周期依存性にG1-S移行期にもっとも高いことがわかった。2. p27^<Kipl>のアミノ酸残基134番、153番、165番目のリジンをアルギニンに置換したところユビキチン化が抑制された。3.細胞内およびインビトロにおいてp27^<Kipl>が22kDaに限定分解を受けることを見い出した。

これはp27^<Kipl>がユビキチン化以外にプロセシングを受けていることを示唆する。この反応はATP依存的であり、lactacystin、chymostatin、PMSFで抑制されたが、antipain、pepstatin、leupeptin、E64では影響を受けなかった。4.プロセシングされた22kDa蛋白(p27^<Kipl>Δ22k)は、p27^<Kipl>のN末端より3540アミノ酸が切断されたものであると予想され,この蛋白はCDK阻害活性が野生型に比べ1/100に低下していた。今回の研究の結果,p27^<Kipl>の分解にはユビキチン化だけでなく他のプロセシング機構も関与していることが示された。ユビキチン化やプロセシングに直接関与している酵素の同定が今後の課題である。このプロセシング酵素が同定され、阻害剤が見つかれば新しい癌治療薬になるであろう。癌細胞の無限増殖能は細胞周期制御機構の破錠によるところが大きく、細胞周期のG1期からS期への進行を制御しているG1サイクリン依存性キナーゼ(G1-CDK)の異常な活性化がその原因のひとつである。G1-CDKの活性はその阻害タンパク質(CKI)によって制御されている。今回我々はCKIのひとつであるp27^<Kip1>の存在量を肺癌組織において検討した。非小細胞癌を調べた結果、adenocarcinomaおよびsquamus cell carcinomaのいずれも、正常肺組織に比べてp27^<Kip1>の存在量が低いことがわかった。さらにそれらの組織抽出液ではp27K^<Kip1>の分解活性が優位に高いことを見い出した。他のグループからの結果を総合すると、ヒトの大腸癌、胃癌、乳癌や肺癌の悪性度とCKIであるp27^<Kip1>の分解活性が正の相関を示すと考えられる。そこで我々はp27^<Kip1>の分解メカニズムを解明することを目的に、分子生物学的、生化学的手法を用いて解析した。その結果、p27^<Kip1>の分解はユビキチンープロテアソーム系と限定分解というふたつの経路で実行されることを突き止めた。p27^<Kip1>のユビキチン化はSCF^<Skp2>というSCFユビキチンリガーゼが実行し、ユビキチン化されたp27^<Kip1>はプロテアソームによって分解される。一方でp27^<Kip1>はサイクリンと結合する領域内で限定分解され、失活することがわかった。いずれの分解機構もG1後期からS期にかけて活性が高く、細胞周期のS期への進行に寄与していると考えられる。今後は各種の癌においての分解がどちらのメカニズムに寄与しているかの解析を行うこと、および限定分解酵素の同定が急務である。さらにp27^<Kip1>分解阻害剤、分解抵抗性p27^<Kip1>の作成による遺伝子治療への応用が期待される。
口腔内常在菌菌体物質によるリンホカイン産生増強作用の機序の解析

歯周疾患関連口腔内細菌を抗原とする感作T細胞活性化のモデルを作製し,感作T細胞活性化に関与する複雑な細胞相互作用の検討を試みた.抗原としてE.coli,St.aureus,B.gingivalis,C.albicans及び馬赤血球をマウス腹腔内に投与したマウス由来の腹腔内滲出細胞(PECs)より精製されたT細胞をそれぞれの抗原とともに細胞培養を行い, ^3H-TdRの取り込みを指標にT細胞活性化を検討した.その結果(1)抗原投与マウスからのPECs中のT細胞群をそれぞれの投与抗原の共存下で培養すると高い^3H-TdRの取り込みを示す.また抗原非存在下でも正常マウス由来のT細胞に比べると高い^3H-TdRの取り込みを示した.(2)この抗原非存在下での^3H-TdRの取り込み増加はT細胞群を抗Ia^k処理すると著しく低下し, Mφを加えても回復を示さなかった.しかし抗原特異的な^3H-TdRの取り込み増加はMφを加えることで回復した. (3)T細胞群を抗Mac-1抗体で処理しても^3H-TdRの取り込みは抑制され, Mφを加えるとその^3H-TdR取り込みは回復した. (4)T細胞群を抗Lyt-1,抗Lyt-2あるいは抗IL2R処理し抗原共存下で培養すると抗Lyt-1及び抗IL2R処理T細胞群は^3H-TdRの取り込みが抑制された.以上の成績より,抗原を投与されたマウスの腹腔内滲出細胞中のT細胞群は正常マウス由来のものに比べ細胞分裂が激しく行われており, Ia陽性とIa陰性のT細胞が含まれ,抗原特異的T細胞はIa陽性で他にIL2R及びLyt-1抗原を持ち,抗原とMφの双方の刺激により分裂を起こすと考えられる.このように抗原の刺激を受けた生体はきわめて複雑な細胞相を持ち,その相互作用あるいは調節を受け細胞増殖を示す.種々な口腔細菌の侵入を受ける歯周疾患においても,このような複雑な機序によりT細胞が疾患の誘発及び経過に関与すると考えられ,今後さらに感作T細胞の役割について解明していきたい.歯周疾患関連口腔内細菌を抗原とする感作T細胞活性化のモデルを作製し,感作T細胞活性化に関与する複雑な細胞相互作用の検討を試みた.抗原としてE.coli,St.aureus,B.gingivalis,C.albicans及び馬赤血球をマウス腹腔内に投与したマウス由来の腹腔内滲出細胞(PECs)より精製されたT細胞をそれぞれの抗原とともに細胞培養を行い, ^3H-TdRの取り込みを指標にT細胞活性化を検討した.その結果(1)抗原投与マウスからのPECs中のT細胞群をそれぞれの投与抗原の共存下で培養すると高い^3H-TdRの取り込みを示す.また抗原非存在下でも正常マウス由来のT細胞に比べると高い^3H-TdRの取り込みを示した.(2)この抗原非存在下での^3H-TdRの取り込み増加はT細胞群を抗Ia^k処理すると著しく低下し, Mφを加えても回復を示さなかった.しかし抗原特異的な^3H-TdRの取り込み増加はMφを加えることで回復した. (3)T細胞群を抗Mac-1抗体で処理しても^3H-TdRの取り込みは抑制され, Mφを加えるとその^3H-TdR取り込みは回復した. (4)T細胞群を抗Lyt-1,抗Lyt-2あるいは抗IL2R処理し抗原共存下で培養すると抗Lyt-1及び抗IL2R処理T細胞群は^3H-TdRの取り込みが抑制された.以上の成績より,抗原を投与されたマウスの腹腔内滲出細胞中のT細胞群は正常マウス由来のものに比べ細胞分裂が激しく行われており, Ia陽性とIa陰性のT細胞が含まれ,抗原特異的T細胞はIa陽性で他にIL2R及びLyt-1抗原を持ち,抗原とMφの双方の刺激により分裂を起こすと考えられる.このように抗原の刺激を受けた生体はきわめて複雑な細胞相を持ち,その相互作用あるいは調節を受け細胞増殖を示す.種々な口腔細菌の侵入を受ける歯周疾患においても,このような複雑な機序によりT細胞が疾患の誘発及び経過に関与すると考えられ,今後さらに感作T細胞の役割について解明していきたい.歯周疾患の誘発及びその経過に口腔内常在菌とその菌に対する免疫応答が重要な役割を持つことはよく知られている。歯周疾患患者のTリンパ球が正常人のものに比べ著しく活性化されていることはすでに明らかにした。しかしこの活性化がどのような機序で起こり細胞が増殖するのかは不明である。そこでこれらの問題を明らかにする目的から、まず歯周疾患関連口腔内細菌を抗原とするTリンパ球活性化のモデルをマウスで作製するために種々な抗原(菌体抗原としてE.coli,St.aureus,B,gingivalis,C.albicans,異種赤血球抗原として馬及び羊赤血球)をマウス腹腔内に投与し、そのマウス脾臓細胞や腹腔滲出細胞を用い、種々に精製した細胞群による抗原共存下での細胞培養を行い、【^3H】-TdRの取り込みを指標にTリンパ球の分裂を検討した。その結果、次のような成績を得た。(1)一定量(細菌抗原500μg,赤血球抗原は1×【10^8】

cellsまたC.aloicansは1×【10^7】cells)の抗原を投与されたマウスの712日後の腹腔滲出細胞(PEOs)のナイロンファイバー通過細胞がそれぞれの抗原特異的なT細胞分裂が認められること、脾臓細胞では特異的なT細胞の分裂は弱いことが認められた。(2)抗原を投与されたマウスのPECsは、抗原を共存させなくても正常マウスのものに比べ高い【^3H】-TdRの取り込みを示した。(3)抗原を投与されたマウスの脾臓細胞は抗原による【^3H】-TdRの取り込み増加は極めて弱いが非特異的なmitogen(Con A)によるT細胞の分裂は著明に高められる。(4)細菌抗原の中でB.gingivalisを投与されたマウスがB.gingivalisによる抗原特異的なT細胞分裂が極めて強く行われることが認められ、Con Aに対する反応も高められた。以上の成績から細菌抗原に特異的なT細胞分裂の系が確立され、新たにB.gingivalisにより感作T細胞分裂増強が認められることが明らかになった。
自由電子レーザーを用いた時間分解測定による分子における電荷移動過程の解明

採用最終年度となる本年度は、採択課題の最終目標であるヨウ素含有有機分子に対するX線自由電子レーザー(XFEL)照射に誘起される電子緩和過程と分子解離過程の相関を明らかにすべく、ジヨードメタン分子を対象として以下の成果を挙げた。まず、XFEL照射で生成する解離イオンの運動量多重同時計測で得られた測定結果を、理論モデルに基づいて解析することで、対象分子のXFEL誘起クーロン爆発過程では分子内の二つのヨウ素イオン間の反発としてクーロンエネルギーが主に放出されていることを突き止め、この研究成果を学術論文として発表した。続いて、XFELパルスと近赤外レーザーを用いた時間分解測定で得られた解離イオン収量の時間変化を可視化するプログラムを作成した。さらに、同一種類の各イオンを運動エネルギーの大小で区別し、収量曲線を得る解析プログラムを実装した。これにより、電子緩和過程によって異なる運動エネルギーを持って生成したイオンの収量変化を個別に得ることができ、電子緩和過程と分子解離過程の相関を議論することが可能となった。最後に、時間分解イオン収量測定の結果として、得られた収量曲線はその時間構造によっていくつかのパターンに大別することができた。ヨウ素イオン系列では、4価から6価の高い価数を持つイオン種では短い緩和時間が得られた。これは分子内のオージェ緩和過程の時定数と同程度であり、XFEL照射に誘起された電子緩和過程の途中で生成する過渡電子状態を観測しているものと解釈している。一方1価イオンでは長い緩和時間が得られ、原子間の電子緩和過程を観測しているものと考えている。また、中間の価数を持つイオン種では、運動エネルギーの大小によって時間構造が異なっており、イオン生成に関与する電子緩和過程に依存した解離イオンの運動エネルギー変化を観測している。現在以上の結果をまとめており、論文として発表予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。採用期間一年目の本年度は、X線自由電子レーザー(XFEL)照射に誘起される分子中の電荷移動過程の解明を目指して以下の項目を行った。対象としたヨウ素含有分子は、解析の基盤を確立するために比較的簡素な構造であるジヨードメタンを選定した。始めに、大学で保有するフェムト秒レーザーを用いてポンプープローブ測定を行った。本測定により、解離生成するヨウ素分子イオンの収量に変化が見られ対象分子が300フェムト秒程度の時定数を持つ分子運動を行うことが明らかとなった。これにより、SACLAでのXFELを用いた測定の際に大きな問題となる観察対象とする現象の時間スケール、すなわちXFELとフェムト秒レーザーの遅延時間幅を決めることができた。続いて、SACLAを用いて対象分子にXFELを照射し、多価分子イオンの生成に引き続くクーロン爆発の結果生じるイオンフラグメントを検出した。この測定ではXFELのみを照射しているが、これにより高い電荷を持った分子イオンが生成し、クーロン爆発してイオンフラグメントが生じることを見出した。その結果、これまで開発してきたイオン運動量多重同時計測法をこの分子にも適用可能であることを示し、各イオンフラグメントの三次元運動量を測定することに成功した。以上で得られた成果を学術論文誌に投稿した。最後に、本課題の最も大きな特色であるSACLAを用いた時間分解測定を行う上で、最も大きな技術的課題となるXFELと光学レーザーの時間的ばらつきの問題の克服を目指した。本年度は施設によって測定されたタイミングモニターの画像データを処理し、信号解析を行うプログラムを開発し、SACLAで行われた実際のビームタイムにおいて稼動させ、その性能を試験した。その結果、開発したプログラムによりXFELと光学レーザーの時間的ばらつきの測定データをビームタイム中に即時解析が可能であることを検証した。本年度は、課題申請時に立案した研究計画に基づき、採用初年度に達するべき以下の成果を挙げた。始めに、X線自由電子レーザーSACLAでの時間分解測定に向け、実験室でフェムト秒レーザーを用いた予備測定を行った。これにより、観測対象とする分子運動の時間スケールを明らかにし、SACLAでの実際の時間分解測定を行う際の測定条件の設定に明確な指針を得た。次いで、SACLAを用いて、X線パルスのみを分子に照射した実験を遂行し、解離フラグメントイオンの価数や運動エネルギー分布を測定し、時間分解測定に必要となる知見を整えた。さらに理論グループとの共同研究により、この測定で得られたデータを解析し、学術論文として投稿したことで当初の研究計画以上の成果を得た。さらに、SACLAでの時間分解測定の実施に向けて最大の課題となるX線自由電子レーザーと同期フェムト秒レーザーのばらつきを即時解析するシステムの構築を行った。SACLAの一般ユーザーに先立ち、施設が準備したばらつきを測定する共用装置と持ち込んだ実験系を同期し、X線自由電子レーザーと同期フェムト秒レーザーのばらつきを即時解析するシステムを構築し、その運用試験を終えている。以上の成果から、次年度はSACLAを用いた時間分解測定の実現が大いに期待できる。

まず、XFEL照射で生成する解離イオンの運動量多重同時計測で得られた測定結果を、理論モデルに基づいて解析することで、対象分子のXFEL誘起クーロン爆発過程では分子内の二つのヨウ素イオン間の反発としてクーロンエネルギーが主に放出されていることを突き止め、この研究成果を学術論文として発表した。続いて、XFELパルスと近赤外レーザーを用いた時間分解測定で得られた解離イオン収量の時間変化を可視化するプログラムを作成した。さらに、同一種類の各イオンを運動エネルギーの大小で区別し、収量曲線を得る解析プログラムを実装した。これにより、電子緩和過程によって異なる運動エネルギーを持って生成したイオンの収量変化を個別に得ることができ、電子緩和過程と分子解離過程の相関を議論することが可能となった。最後に、時間分解イオン収量測定の結果として、得られた収量曲線はその時間構造によっていくつかのパターンに大別することができた。ヨウ素イオン系列では、4価から6価の高い価数を持つイオン種では短い緩和時間が得られた。これは分子内のオージェ緩和過程の時定数と同程度であり、XFEL照射に誘起された電子緩和過程の途中で生成する過渡電子状態を観測しているものと解釈している。一方1価イオンでは長い緩和時間が得られ、原子間の電子緩和過程を観測しているものと考えている。また、中間の価数を持つイオン種では、運動エネルギーの大小によって時間構造が異なっており、イオン生成に関与する電子緩和過程に依存した解離イオンの運動エネルギー変化を観測している。現在以上の結果をまとめており、論文として発表予定である。次年度は、本年度得られた成果をもとに、以下の項目を実施する。始めに、本年度にSACLAを用いて行った実験で得られたデータを解析するために開発したプログラムを時間分解測定で得られたデータの解析に拡張する。これについては、実験室で行ったフェムト秒レーザーを用いた予備実験に使用した解析プログラムをベースとし、本年度から既に取り組んでおり、計画通り次年度前半には開発を完了する見通しである。続いて、SACLAでの時間分解測定の対象分子については、本年度測定を行ったジヨードメタン分子によって計画以上のデータを取得しているので、継続してこの分子を測定対象とする。本年度にSACLAで行ったジヨードメタンのクーロン爆発によって生成したイオンフラグメントの三次元運動量多重同時計測の結果を解析し、理論計算との比較を通して解離する親分子イオンの価数分布や、生成イオンフラグメントの価数及び運動エネルギー分布が得られている。以上の測定結果から得られた情報をもとに時間分解測定の実現に向けた測定条件の決定と準備を行い、SACLAでの時間分解測定に臨む。年度後半には、得られたデータの解析を行い、初年度に得られたX線自由電子レーザーのみを照射して得られるデータをもとに結果を解釈し、学術論文として発表する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
自然災害時の精神障害者の生活再構築を目指したサポート体制への一試案

様々な自然災害が発生した際に、精神障害者への生活の再構築を目指した支援体制の一試案の作成を目的として、自然災害における精神障害者の支援体制に関する実態を調査した。調査の対象としたのは、地域で暮らす精神障害者をサポートしている看護職である。その結果、災害時の支援やその対策については、施設ごとに委ねられており、統一された見解がないといったことや、支援することになる人たちが現在のところ危機意識を感じていないなどといったことがあげられた。支援者の認識や日頃の取り組みと、支援者や支援団体同士のネットワークが課題であると考えられた。さらに、実態調査をもとに、中・長期的な支援を見据えた、精神障害者サポート体制の一試案の作成と検討を行った。精神障害者ばかりでなく、地域で生活する住民を含めた精神保健活動との関連や、自治体と連携を持ち、長期的な生活支援対策の必要性などの課題が挙げられた。これらの一連の過程を通して、災害の種類によって、求められる支援は異なってくることと、被災後に残された機能(施設及び援助者)の状況によって、体制を一概に決定付けることはできないことが、明らかにされた。生活の再構築のためには、環境調整と精神障害者本人への働きかけを同時に行われなければならないという、援助内容についての再検討と、精神障害者と地域との関係性についての考慮が必要であると考えられた。本研究の目的は、様々な自然災害が発生した際に、精神障害者のサポートのための災害ごとの問題点と課題の抽出を行い、被災後の精神障害者への支援体制を調査し、その課題を明らかにすることと、その調査結果をもとに、精神障害者への生活の再構築を目指した災害時支援体制の確立と、充実した地域のサポート体制作りを目指した、様々な自然災害時の精神障害者への災害ごとの特性に基づいた支援体制の一試案を作成することである。本年度は、自然災害(風水害・地震等)に焦点をあて、それらの自然災害における精神障害者の支援体制に関する実態を調査した。調査の対象としたのは、精神科デイケアや社会復帰施設などで、在宅など、地域で暮らす精神障害者をサポートしている看護職である。また、自治体が障害者をサポートする人向けに防災の手引きを作成した市町村の社会復帰施設では、その手引き自体が、コミュニケーションに問題がない人向けにつくられているといった問題点があげられ、家族に同意を得た上で、必要な情報を網羅したフェースシートを独自に作成している事業所もあった。これらのことより、支援者の認識や日頃の取り組みと、支援者や支援団体同士のネットワークが課題であると考えられた。次年度は、自然災害時の精神障害者サポートのための試案を作成し、その実施可能性を検討する予定である。本研究の目的は、様々な自然災害が発生した際に、精神障害者のサポートのための災害種別ごとの問題点と、援助過程における課題の抽出を行い、災害被災後の精神障害者への支援体制を調査し、その課題を明らかにすることである。また、その調査結果をもとに、精神障害者への生活の再構築を目指した、災害時支援体制の確立と、充実した地域でのサポート体制作りを目指した、様々な自然災害時の精神障害者への災害ごとの特性に基づいた支援体制の一試案を作成することである。本年度は、昨年度実施した実態調査をもとに、中・長期的な支援を見据えた、精神障害者サポート体制の一試案の作成を行った。この試案の作成に当たっては、全国の自治体や事業所の災害対策マニュアルも参考にしている。さらに、自治体関係者、保健師、看護師、ボランティア経験者などにより、作成された自然災害時における試案についての検討の機会を設けた。その際、精神障害者ばかりでなく、地域で生活する住民を含めた精神保健活動との関連や、自治体と連携を持ち、長期的な生活支援対策の必要性などの問題点が挙げられた。

これらの一連の過程を通して、災害の種類によって、求められる支援は異なってくることと、被災後に残された機能(施設及び援助者)の状況によって、体制を一概に決定付けることはできないことが、明らかにされた。生活の再構築のためには、環境調整と、精神障害者本人への働きかけを同時に行われなければならないという、支援を行うものの援助内容についての再検討と、また、精神障害者と地域との関係性についての考慮が必要であると考えられた。
I型インターフェロン系で機能する転写抑制因子の解析

ウイルス感染が起きた細胞内では、はじめにI型インターフェロン遺伝子を含む種々の遺伝子の発現が誘導され、抗ウイルス作用などの生体防御機構が働くことになる。これまで、ウイルスあるいは二重鎖RNA刺激に応答する遺伝子のプロモーターには共通のDNA配列(PRDI/ISRE)が存在し、そこにはIFN regulatory factor(IRF)ファミリーに属する転写因子(IRF-1,IRF-2,ISGF3など)が結合することが示されていたが、実際にどの因子がどのようなメカニズムで機能しているのかは明らかになっていなかった。我々は、知られているIRFファミリーに属する分子群についてウイルスによるシグナルへの関与について検討を行ったところ、IRF-3分子の機能について興味深い結果を得ることができた。すなわちIRF-3は、ウイルス刺激によるIFN-αやIFN-β遺伝子プロモーターの活性化を、PRDI依存的に著しく増強する能力を持つことが明らかになった。また同時に、IRF-3を含んだDNA結合活性のPRDI/ISRE配列への結合が検出され、それがウイルスあるいは二重鎖RNA刺激によって特異的に誘導されるものであることが明らかになった。さらに興味深いことに、このDNA結合活性は、種々の転写因子のコアクティベータ-として働くことが知られているp300/CBPとIRF-3との複合体であることが判明した。そこで、この複合体についてさらに詳細な解析を行ったところ、IRF-3は通常そのN端に存在するNuclear Export Signal(NES)の機能により細胞質内に局在しており、ウイルス感染によってC端側に存在する特定のセリン残基がリン酸化されることにより核内に移行し、核内に存在するp300/CBPと複合体を形成すると共にDNA結合能を獲得することが明らかになった。これらの事実はIRF-3は通常不活性型で細胞質に蓄積しており、ウイルス感染によってはじめて修飾により活性化が開始し、上記のようなカスケードによって直接遺伝子の活性化を行うという全く新しいシグナル伝達系に関与していることを示している。さらに、ドミナントネガティブに作用するIRF-3を培養細胞内に大量発現させたところ、内在性IFN遺伝子などのウイルス刺激による発現が強く抑制されたことから、IRF-3がウイルス感染に端を発する生体防御システムの稼働に中心的な役割を果たしていることが明らかとなった。
メタボリックシンドロームに伴う関節軟骨変性の分子機構解析

食欲衝動を抑制するペプチドホルモンであるレプチンを欠損し、高度な肥満な肥満を呈するob/obマウスの関節軟骨を組織学的に精査したところ、ob/obマウスの膝関節は若年にて高度な変形性関節症、すなわち加齢変化が加速されていることを呈することを見出した。〔マウス関節軟骨表現型の比較〕1.遺伝子変異マウスの評価ob/obマウスを長期間飼育し、加齢に伴ってレントゲン撮影を行い、経時的に屠殺して荷重関節である膝関節の表現型を比較している。また、尾椎牽引によって膝関節を部分的に免荷し、荷重の関節症変化に対する寄与を除外して膝関節表現型を評価している。屠殺時に採尿、採血しサンプルを蓄積している。現在組織学的評価を行っているが、10ヶ月飼育マウスにおいては野生型と比較して明らかに高度な変形性膝関節症を呈している。また、尾椎牽引マウスにおいても変形性膝関節症に離患していることから、荷重負荷以外の要因がob/obマウスにおいて変形性膝関節症発症に寄与している可能性が示唆された。2.高脂肪食マウスの評価C57B16マウスに対して高脂肪食を与え、肥満状態とし、長期間飼育している。1と同様に経時的に屠殺し、膝関節、足関節を採取している。現在組織学的評価が進行中である。メタボリックシンドロームのモデルマウスであるob/obマウス(レプチン機能低下)、および高脂肪食負荷マウスの解析を中心として、肥満、特に糖質代謝、脂肪代謝と軟骨老化/変性の関連を明らかにすることを目的としている。本年度の研究において以下の点が明らかとなった。1.ob/obマウス、および高脂肪食負荷マウスにおいて関節軟骨変性が認められた。これは尾椎懸垂による下肢免荷の影響を受けないことからメカニカルストレスとは独立した軟骨変性制御経路の存在が示唆された。2.高脂肪食負荷によって、経時的にマウス変形性膝関節症を誘発させることに成功した。高脂肪食負荷後1ヶ月から膝関節周囲の脂肪増殖が認められ、負荷後3ヶ月にて明らかな骨棘形成、軟骨細胞死などが認められた。これらのデータに免疫組織学的評価を加え、米国骨代謝学会に投稿予定である。3.関節軟骨における長寿遺伝子SIRT1,SIRT6の発現を確認した。これらの遺伝子に対するsiRNAを作成し、軟骨細胞様細胞株における遺伝子発現抑制に成功した。現在遺伝子操作による遺伝子発現の変動を網羅的に解析している。4.マウス膝軟骨に対するレーザーキャプチャーマイクロダイゼクション法の適用に成功した。現在、ob/obマウス、および高脂肪食負荷マウスに対してこの手法を適用し、変形性膝関節症の進行における遺伝子発現の変動を網羅的に捉えることを試みている。(1)ob/obマウス、および高脂肪食負荷マウスにおいて関節軟骨変性が認められた。これは尾椎懸垂による下肢免荷や交感神経刺激薬の影響を受けないことからメカニカルストレスや交感神経制御とは独立した軟骨変性制御経路の存在が示唆された。(2)高脂肪食負荷によって、経時的にマウス変形性膝関節症を誘発させることに成功した。(3)従来マウス軟骨細胞の初代培養は肋骨から採取されていたが、これは関節軟骨細胞の代謝を反映したものとは言い難かった。本年度において我々は、新生マウス関節軟骨の初代培養に成功した。
歯牙漂白がエナメル質とコンポジットレジン修復材料に及ぼす影響

本研究は,漂白剤がエナメル質に及ぼす影響を形態学的および構造結晶学的に検討することを目的とした。オフィスブリーチは過酸化水素を用いる酸性条件下の漂白剤であるHi-LiteとPowergel,アルカリ性条件下のQuasar Britelを用いた。これらの漂白剤の使用条件は不明な点が多いので,まず最も効果的な使用条件を検討するべく漂白効果への影響因子を検討したところ,光強度,照射時間,漂白剤の吸光度特性が影響することが判明した。漂白剤はそれぞれ最適条件で実験に供した。ホームブリーチは,過酸化尿素用いるNite White Excelを一日2時間を2回とし7日間漂白を行った。エナメルマイクロアブレージョンはPremaを2分間作用させこれを2回行った。被験エナメル質はヒト抜去健全エナメル質とし,漂白剤の影響を微少部X線回折および走査型電子顕微鏡により評価した。オフィスブリーチ,ホームブリーチおよびエナメルマイクロアブレージョンいずれの漂白処置も,エナメル質の形態学的および構造結晶学的性質に影響をほとんど及ぼさないことが確認された。漂白剤がエナメル質に及ぼす影響を、形態学的および構造結晶学的に検討するべく以下の実験を行った。齲蝕や白斑のない健全ヒト抜去大臼歯を被験歯とし,歯冠部を清掃後,硬組織微少精密切断器を用いてエナメル質を切り出した。エナメル質ブロック被験面を耐水研磨紙400、600,800,1000番で順に研磨し,アルミナ2000を用いて仕上げ、脱イオン水に浸漬し,超音波洗浄を加えて試片とした。漂白剤は,過酸化水素を用いるHi-Lite, Quasar Brite,およびPowergelを用い,業者指示に従って使用した。なお、漂白期問は連続3日間とした。1)微少部X線回折による漂白前後のエナメル質結晶構造の比較解析試料を高出力X線回折装置(JDX-3500)内の微少部X線回折装置(DX-MAP2)の試料台に取り付け,漂白前後のエナメル質の結晶化度を比較件検討したところ、いずれの漂白剤も僅かではあるが結晶性に影響することが明らかとなった。2)走査型電子顕微鏡による漂白前後のエナメル質の表面性状の比較検討試料を走査型電子顕微鏡(S-800)に取り付け,エナメル質の表面性状を通法の観察方法に従い比較検討したところ、形態学的にはほとんど違いが認められなかった。次年度は、漂白剤がコンポジットレジン修復材料に及ぼす影響を、形態学的および化学的溶出物の変化の分析により検討する。エナメル質被験面を耐水研磨紙で研磨し,アルミナ2000を用いて仕上げ、脱イオン水に浸漬し,超音波洗浄を加えて試片とした。ホームブリーチは過酸化尿素用いるNite white Excelを被験面に2時間作用させ,1日2回,7日間これを繰り漂白を行った。エナメルマイクロアブレージョンはPrema用い被験面に2分間作用させ,これを2回繰り返し漂白を行った。1)微少部X線回折による漂白前後のエナメル質結晶構造の比較解析試料を高出力X線回折装置(JDX-3500)内の微少部X線回折装置(DX-MAP2)の試料台に取り付け,漂白前後のエナメル質の結晶化度を比較件検討したところ、ホームブリーチおよびエナメルマイクロアブレージョンのいずれもエナメル質の結晶性に影響をほとんど及ぼさないことことが明らかとなった。14年および15年の研究から,オフィスブリーチ,ホームブリーチおよびエナメルマイクロアブレージョンいずれの漂白処置も,エナメル質の形態学的および構造結晶学的性質に影響をほとんど及ぼさないことが確認された。