hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生活環境圏におけるCO2濃度の地域性に着目した新たな緑地評価指標の提案

既往の研究では,生活環境圏のCO2濃度変動パターンが地域毎に異なること,計測地点周辺の緑量に影響されることが明らかにされてきた.本研究では,この特徴を定量化し,計測方法の汎用化と規格化を進める他の研究計画を立案した.約3年分のCO2濃度データを用い,地域におけるCO2吸収量を月別最大濃度値で除する環境評価指標を提案・適用し,地理情報(土地利用,人口)との相関を分析した.結果,夏季においては植生との間に高い正の相関,冬季は人間活動との間に正の相関がある,つまり,季節によって指標の性質が変化するという結論を得た.ただし、全てが良い結果であったわけではなく、臨海部の日立、高萩、潮来の各地区では、他の地区のデータと濃度変動メカニズムが同じことに起因するであろう線形関係にはなかった.この点は水域の吸収効果に類することであり,今後の課題としたい.また,計測地点の代表性についてDOAS法を用いた研究を進めた.計測は定点観測地点である茨城大学を起点に南西3.7 km,北東2.4 kmの二方向を対象とした.検討の結果,DOAS法と定点観測値と定点加速地点における計測された濃度の差は±20 ppm程度の誤差となり両者は概ね同一地域を代表するCO2濃度を示していることが確認された.以上の検討から、観測地点の代表性に関しても、半径約4kmまでは代表地点としての保証があることが確認された.本年度は、安定した観測データ取得方法の確立とCO2濃度値の解釈に関する課題に取り組んだ.各課題毎に実績を記述する.(1)安定した観測データ取得方法の確立観測データの挙動を入念に確認した.センサの個体差(=観測地点毎)は確認されたが、半年に1回校正作業を行えば、概ね、基準ガスの計測値と整合の取れたデータ観測ができることが確認された.このため、観測後のデータ補正として、線形補正のみ施せば解析に耐えうるデータに十分になることが分かった.(2)CO2濃度の解釈に関する課題研究計画で示した常陸大宮および阿見に観測ステーションを増設した.また、地域毎のCO2濃度変動の特長を顕在化させるために、1日の濃度変動の最大値と最小値に着目し、(濃度最大値-濃度最小値)によって1日のCO2濃度の吸収量を推定し、その値を濃度最大値で除することにより、観測地点毎のローカルなCO2吸収量を指標化した.この値と、季節毎の緑被率や地理情報(人口、道路面積、商業統計等)との関係をグラフ化することにより、1春夏秋については、緑被と指標に正の相関が見受けられる、2冬季は緑被との相関は高くなく、人工系の地理情報との相関が高い、3日立市および高萩市の観測データと、それ以外の茨城県内陸地域(大子、筑西、守谷、研究学園など)観測データは、同じ回帰直線には乗らない、すなわち、濃度変動のメカニズムに違いがあることが確認された.また、DOAS法による濃度変動の計測を行い、従来の観測方法(電子百葉箱内にセンサを設置した定点観測法)による計測データとほぼ同等の観測値が得られることを実験で示した(計測点間約2km).このため、平成29年度の実験は点間距離を延ばす方向で実験し、定点観測データの有効計測区間の推定について検討してゆく基準情報を得ることができた.本研究で使用しているCO2センサは、従前の製品が改良された第3世代に該当するセンサである。2014年より順次計測に取り入れてきたため、観測データの挙動が茨城県内11地点全てで明らかにされていなかったが、本年の計測により、全観測地点のデータが一同に会することになり、良好なデータが得られた事が確認できた.また、秋口の観測地点増設であったため、現時点では観測データを蓄積している段階であるが、常陸大宮および阿見の新たな観測地点でも順調に計測が進んでいる.また、DOAS法による観測では、従来の望遠鏡設置方法を変えて、近赤外光の発信と受信で望遠鏡を分ける等、ノイズとなるフリンジの影響を低減させる工夫を行った.その結果、定点観測によるデータと10ppm程度しか差の無い濃度値が、地点間距離約2kmで得られることが分かった.このため、来年度は点間距離を延ばすことに専念できることになり、次年度の研究展開に向けて有為な結論を得ることができた.以上を総合し、研究評価の区分を報告した.(1)DOAS法による実験:既存の書籍によると,都市内空間のCO2濃度等大気物質の計測をする際には,周囲約5km(直径10km)の代表値を考える場合が多いとの指摘がある.この点を検証するためにDOAS法を用いて検証を進め,約3.7km離れた地点のCO2濃度値と定点観測値が類似した値を示すことが確認できた.さらに,散乱光の影響(バックグラウンド)のデータを取得したDOAS法による観測精度の向上を行い,観測方法の精度向上について言及することができた.バックグラウンドデータを用いたDOAS法観測データの補正は著者らの知る限り事例が無く,オリジナリティが高い学術的知見である.

(2)都市緑地のIndex生成について:本年は,観測波形のトレンド分析を行うことで,昨年度の成果で得られた「陸域、水域隣接部、山間部」の地域的な区分が正しいのか,検証をした.波形分離による検討の結果,長期-短期トレンドの分布が3種に類型できた.提案したIndexと異なる波形分離によって同じ地域類型ができたことで,水域効果のIndex繁栄に向けて取り扱う地域を明確にした点で成果があったと言える.DOAS法による計測値自体の補正方法も確立することができたため,最終年度の来年度にはいよいよ5kmのパス間の計測実験を行うことにより,定点観測データの安定性を示して行けると考える.また,Indexの精度については,3つの典型的な土地利用区分に応じた補正量提案に結びつけたい.検討領域が明確になったため,特に水域の影響を主にしてIndexの補正値を検討する.既往の研究では,生活環境圏のCO2濃度変動パターンが地域毎に異なること,計測地点周辺の緑量に影響されることが明らかにされてきた.本研究では,この特徴を定量化し,計測方法の汎用化と規格化を進める他の研究計画を立案した.約3年分のCO2濃度データを用い,地域におけるCO2吸収量を月別最大濃度値で除する環境評価指標を提案・適用し,地理情報(土地利用,人口)との相関を分析した.結果,夏季においては植生との間に高い正の相関,冬季は人間活動との間に正の相関がある,つまり,季節によって指標の性質が変化するという結論を得た.ただし、全てが良い結果であったわけではなく、臨海部の日立、高萩、潮来の各地区では、他の地区のデータと濃度変動メカニズムが同じことに起因するであろう線形関係にはなかった.この点は水域の吸収効果に類することであり,今後の課題としたい.また,計測地点の代表性についてDOAS法を用いた研究を進めた.計測は定点観測地点である茨城大学を起点に南西3.7 km,北東2.4 kmの二方向を対象とした.検討の結果,DOAS法と定点観測値と定点加速地点における計測された濃度の差は±20 ppm程度の誤差となり両者は概ね同一地域を代表するCO2濃度を示していることが確認された.以上の検討から、観測地点の代表性に関しても、半径約4kmまでは代表地点としての保証があることが確認された.データ観測についてはほぼ方針が確立された.新たに分かった点として、水域を近傍に持つ観測地点では、CO2吸収のメカニズムが異なることが観測データをIndex化することにより顕在化した.このため、来年度は霞ヶ浦湖畔で湖の影響を分析するために、水槽実験と実地試験を行い、湖近傍の陸上観測の計測値との比較を通して、水域におけるCO2吸収効果を立証できるよう、実験対象を増やして検討を進めて行く。他の実験項目については当初計画通りに進める.具体的には、指標の改良、点間距離を広げる方向でのDOAS法による点間CO2濃度計測の実施、そして季節別のCO2濃度データの意味付けを深めて行くこと、以上である.DOAS法の検討についてはパス間を広げるだけでなく,散乱光の影響は太陽光の向きと高度に依存するため,この点に関する合理的な実験ケースを考える必要がある.また,水域のCO2吸収量に関するデータは,大阪湾や東京湾といった比較的静穏な内湾のデータはあるものの,特に,茨城県の太平洋の影響を検討した事例は無い.このため,実験的検討を取り入れて検証を行って行く.観測データを取得するために設置しているセンサを内蔵するための電子百葉箱の更新が複数個所で必要と考えていたが、メンテナンスに回った結果、緊急性は認められなかった.また、通信カードの増設は作業量の関係から見送った.このため、百葉箱作成作業支援の費用や通信費の支出が無かったことが残額が生じた主な理由である.
ラット全脳虚血後のイソフルラン投与による脳保護作用について

本研究は2つの実験、実験1「全脳虚血前のイソフルラン投与による脳保護効果の用量反応関係」、および、実験2「全脳虚血後イソフルラン投与による脳保護効果の有無」から構成される。実験開始後、本研究とほぼ同様のプロトコールで研究を始めた研究者が海外にいることを知り、急遽プロトコールの見直しを行った。具体的にはイソフルランと同様に臨床麻酔で頻用されているセボフルランについても上記と同じプロトコールで実験を進めることとした。実験1では吸入麻酔薬投与濃度により5群(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 MAC;最小肺胞濃度)、1群あたり78匹のラット数を設定した。イソフルラン群、セボフルラン群合わせて合計10群となる。平成13年3月現在、イソフルラン群の例数が揃った。また、平成12年末より病理学的検討のための標本作成も進めた。イソフルラン群の結果であるが、海馬CA1神経細胞死亡率(%)は、0.5MAC;92.0±7.6、1MAC;92.1±4.0、1.5MAC;90.2±12.5、2MAC;93.0±3.1、2.5MAC;92.1±4.2であった。統計学的に群間に有意差は認められなかった。結論として、虚血前のイソフルラン投与に脳保護効果はなく、用量反応性も認められなかった。しかし、死亡率(%)は濃度依存性に上昇し(0.5MAC;25、1MAC;16.7、1.5MAC;33.3、2MAC;41.2、2.5MAC;46.2)、特に2MAC、2.5MAC群での死亡はすべて痙攣によるものであった。低濃度群では、死亡の約半数は抜管後の呼吸器合併症が原因であった。以上、組織学的な所見に用量反応性は認められなかったが、高濃度イソフルランの虚血前投与は高頻度に痙攣を誘発し、生存率を低下させた。今回、仮説と異なる結果が得られたが、今後この結果をさらなる研究に結び付けたい。11年度は、吸入麻酔薬(イソフルラン)の虚血前投与と脳組織損傷のdose-responseについて24時間の脳温制御のもとに検討を加える予定であった。まず、ラット脳温制御システムを作成した。本システムにより正確な脳温制御が長時間可能である。その後、予備実験としてラット硬膜外腔にテレメーター式のプローブを埋め込み、脳温の正常値を測定した。脳温には明らかな日内変動があり、活動時の脳温は37.5度前後であった。従って実験中の脳温制御は37.5度に設定した。その後本実験を開始したが、特に高濃度投与群において術後の痙攣発生が著しく高く(1.0MAC;0/6,1.5MAC;2/9,2.0MAC;3/6,2.5MAC;5/6)、これらのラットはそのほとんどが死亡した。虚血前の高濃度吸入麻酔薬投与が痙攣を誘発することが示唆されたが、これは全く予想外であり、本現象は極めて興味深い。また期間中、同一テーマを行っている研究者がいることが判明したため、当初のプロトコールを一部変更し継続している。そのため、プロジェクトの進展が当初の見込みよりも遅延している。また、組織学的検討は標本数が不十分のため未だ行っていないが、本学病理学第一講座に協力を依頼している。

以上、組織学的な所見に用量反応性は認められなかったが、高濃度イソフルランの虚血前投与は高頻度に痙攣を誘発し、生存率を低下させた。今回、仮説と異なる結果が得られたが、今後この結果をさらなる研究に結び付けたい。
囲碁を用いた世代間交流プログラムの開発とその効果の検証

本研究では、こどもの教育・文化的環境づくりと高齢者の健康増進を目的とした囲碁を活用した世代間交流プログラム「iGOこち」を開発し、こどもの対人関係能力や高齢者へのイメージに与える影響、高齢者の認知機能と心理社会的側面に与える影響について検討した。プログラムの内容は、プロ棋士による講義、個人戦、高齢者とこどもが協力し合う練習問題、チーム戦(ペア碁)などである。調査の結果、こどもは高齢者への尊敬と思いやりの心を養い、知的活動に消極的な傾向にある高齢者において注意・実行機能が向上する可能性が示唆された。核家族化の進行が著しいわが国において、こどもの社会性や対人能力の低下が問題視されており、その解決の手段として世代間交流プログラム(Intergenerational Program:以降IGPと呼ぶ)に注目が集まっている。IGPは学術的に推奨される一方で具体的に普及・継続がし難く、より多くの人の関心を集めるためのコンテンツ選びが重要であると言われている。そこで本研究では、地域交流のツールとして多くの場で用いられ、礼儀作法の習得や、忍耐力、集中力の向上という観点から、囲碁を活用したIGPを開発し、プログラム実施中のこどもと高齢者の行動の変化を評価した。プログラムの内容は、日本棋院に所属するプロ棋士による基本的ルール等の講義、1対1の対局、高齢者とこどもがペアを組み協力し合う練習問題、チーム戦(ペア碁)などとした。対象者は東京都板橋区内の小学校の学童保育に登録している児童14名と、小学校近隣に住む高齢者15名(76.9±5.7歳)であった。週1回1時間のプログラム実施時に、世代間交流観察スケール(CIOS-E,CIOS-C)を用い参加者の行動の変化を評価した。プログラムの進展に伴う変化を検討するために、プログラムの時期を前期(第1回目第3回目)、中期(第4回目第8回目)、後期(第9回目第11回目)の3つに分割し、時期を独立変数、CIOS-E,CIOS-Cの得点を従属変数とする反復測定分散分析を行った。その結果、CIOS-Cの第II因子「尊重」において、プログラム後半で有意に得点が向上する傾向がみられ(p<0.1)、こどもは高齢者への尊敬と思いやりの心を養い、主体的に行動するという変化が示唆された。プログラムを通じて離脱者は高齢者で1名のみと少なく、本プログラムは積極的に参加、継続可能なIGPとなったと考えられる。本研究が子どもの社会教育・情操教育に対する具体的な事例となり、地域交流イベントや、幼稚園、小学校の授業等に用いるツールとして、広範囲に応用されることが期待される。こども学
アデニン-カルテットを含む新規核酸4重鎖構造の研究

d(GGAGGAA)というDNAが、予想に反して新しいタイプの4重鎖構造を形成する事を思い出し、その3次元立体構造をNMRを用いて、原子レベルの分解散で決定する事に成功した。この構造はアデニンが4つ同一平面上に並び形成されるアデニン-カルテットによって安定化されており、糖厚がリン酸の構造も標準的なものとは異なる構造をとる事によりこの新しい4重鎖を可能ならしめている事が解明された。類似構造はRNAによっても形成される事を立証し、HCVのゲームが2量化する際に、今回見い出された構造体が機能を果たしている可能性を提案した。
アトピー性皮膚炎患者のTh1-Th2バランス制御機構の解析

以上から、ADでは健常人、PVと比べて,末梢血中、Thl誘導条件下でThl型免疫反応の低下が確認されたが、Th2誘導条件下でもTh2型免疫反応の亢進は、確認することができなかった.ADの高IgE産生の誘因となるTh2型免疫反応の亢進は、末梢血中のCD4^+T細胞ではなく、実際の炎症の場である皮膚組織中で起こっている可能性が示唆される.T細胞は、その産生するサイトカインによりTh1細胞とTh2細胞の2つのサブセットに分類されている。Th1細胞は細胞性免疫、Th2細胞は体液性免疫の調節を行い、このTh1-Th2バランスの不均衡がアトピー性皮膚炎を含む各種皮膚疾患の発症に重要であると考えられている。私は、今回ダニ抗原、抗CD3抗体、SEAなどによる末梢血単核球のIFN-γ産生が健常人と比較してアトピー性皮膚炎患者では低下しており、アトピー性皮膚炎患者の病態にTh1免疫抑制が関与していることを確認した。次にこのTh1抑制機構を解明するためAD患者のCD4+CD45RA+naiveT細胞とCD4+CD45RO+memoryT細胞の分布や機能について追求した。その結果、AD患者におけるTh1機能の低下は、細胞性免疫を引き起こすために重要なメモリータイプ(RO+)CD4+T細胞の量が健常人と比較して少ないことを確認した。次にAD患者と健常人のCD4+CD45RO+memoryT細胞の数をそろえ固相化抗CD3抗体で刺激しIFN-γの産生量を測定した。その結果アトピー性皮膚炎患者においては、IFN-γ産生量が低下しておりCD4+CD45RO+memoryT細胞の量的低下だけでなく、質的低下も関与していることが確認された。次年度は、本現象が、Th2免疫亢進によるIgE産生増強の原因であるのか、あるいは逆にTh2免疫亢進のための結果なのかについて検討する予定である。以上から、ADでは健常人、PVと比べて,末梢血中、Thl誘導条件下でThl型免疫反応の低下が確認されたが、Th2誘導条件下でもTh2型免疫反応の亢進は、確認することができなかった.ADの高IgE産生の誘因となるTh2型免疫反応の亢進は、末梢血中のCD4^+T細胞ではなく、実際の炎症の場である皮膚組織中で起こっている可能性が示唆される.
サイクリンE-Cdk2と特異的に相互作用する分子の解析

細胞周期の制御はサイクリン依存性キナーゼ(CDK)の役割を中心に急速に理解が進んでいる。CDKの活性調節が、CDKの制御因子の解析によって多くが明らかになってきたのに対し、CDKの働きを直接細胞に伝える標的基質の研究は大きく遅れているのが現状である。本研究は動物細胞のG1期特異的CDKであるサイクリンE-CDK2の未知の標的基質の検索を第一目的とするものである。具体的には、酵母Two-Hybrid法により既に我々が単離しているサイクリンE-CDK2と相互作用する二つの新規遺伝子の解析を進展させた。そのうちの一つCeb1は細胞内蛋白分解に関わるユビキチン経路のE3ユビキチンリガーゼの一種をコードし、Ceb1遺伝子の発現はガン抑制遺伝子産物のp53とpRbによって協同して調節されていることを本研究で示した。生体内でのCeb1の発現は生殖組織に限局し、かつ細胞老化にともなって強い発現の上昇が観察されたことから、細胞増殖のみならず減数分裂や老化とも関係することが予想される。サイクリンE-CDK2とCeb1との相互作用の意義について検討した結果、Ceb1がサイクリンE-CDK2の基質となりうること、Ceb1蛋白質がサイクリンEを含む各種サイクリンと会合することを証明した。以上の結果は、Ceb1がサイクリンE-CDK2の標的基質であることを強く示唆する。また、Ceb1過剰発現株の表現型の解析より、Ceb1のサイクリンEの安定性と細胞内局在への関与を見いだした。さらに、Ceb1遺伝子の染色体上の位置を4q22に特定した。以上の研究成果は国際誌に投稿準備中である。サイクリンE-CDK2と相互作用するもう一つの遺伝子Wiz1については、サイクリンE-CDK2の阻害因子p21と会合し、サイクリンE-CDK2の標的基質となりうることを見いだした。Wiz1の細胞内性状と生理機能についてモノクローナル抗体を作成し、現在検討中である。サイクリンEと会合するE6AP類似ユビキチンリガーゼCeb1の完全長のcDNAの解析より、Ceb1が1024アミノ酸、120kdの蛋白質であることを明らかにした。mRNAと蛋白質レベルの両方で発現を調べたところ、腸瘍由来の細胞株でのみ発現が見られ、正常組織や正常線維芽細胞ではほとんど発現が見られなかった。細胞内局在を特異抗体で調べたところ、顕著な核局在が検出され、核局在シグナルはN末端のアルギニンに富む領域に存在する。Ceb1のサイクリンE結合領域はユビキチンリガーゼとしてもっとも解析が進んでいるE6APの活性を担うカルボキシ末端のHectドメインに相当する領域よりも外側に特定できた。この部分はE6AP類似ユビキチンリガーゼ一般の基質結合領域に相当することからサイクリンEがCeb1の基質である可能性が高い。興味あることにアミノ末端部分でもCeb1はサイクリンEに会合し、サイクリンE-Cdk2によりリン酸化される。発現ががん化した細胞株に限定されることはCeb1のがん化の過程や形質との関係を予想させる。今後、Ceb1と各種がん遺伝子、がん抑制遺伝子との関係とサイクリンEとの関係についてあきらかにしていく。以上の結果は未発表であるが、近々学術雑誌に発表予定である。p21と会合するZincフィンガー蛋白として単離したWazlは完全長cDNAの解析より899アミノ酸の核蛋白をコードすることがわかった。

Wazlは6箇所のCDKによってリン酸化可能な部位を持つことから、p21と会合するサイクリンA-Cdk2,サイクリンE-Cdk2の基質である可能性が高い。またCDKの基質が多数存在する核マトリックスに局在する事実もまたWazlがCDKの基質であることを支持する。細胞周期の制御はサイクリシ依存性キナーゼ(CDK)の役割を中心に急速に理解が進んでいる。CDKの活性調節が、CDKの制御因子の解析によって多くが明ら,かになってきたのに対し、CDKの働きを直接細胞に伝える標的基質の研究は大きく遅れているのが現状である。本研究は動物細胞のGl期特異的CDKであるサイクリンE-CDK2の未知の標的基質の検索を第一目的とするものである。具体的には、酵母Two-Hybrid法により既に我々が単離しているサイ々リンE-CDK2と湘互作用する二つの新規遺伝子の解析を準展さサた。そのうちの一つCeblは細胞内蛋白分解に関わるユビキチン経路のE37ユビキチンリガーゼの一種をコードし、Cebl遺伝子の発現はガン抑制遺伝子産物のp53とPRbによって協同して調節されているこどを本研究で示した。生体内でのCeblの発現は生殖組織は限局し、かつ細胞老化にともなって強い発現の上昇が観察されたことから、細胞増殖のみならず減数分裂や老化とも関係することが予想される。サイクリンE-CDK2とCeblとの・相互作用の意義について検討した結果、.CeblがサイクリンE-CDK2の基質となりうること、Cebl蛋白質がサイクリンEを含む各種サイクリンと会合することを証明した。以上の結果は、CeblがサイタリンE-CPK2の標的基質であることを強く示唆する。また、Cebl過剰発現株の表現型の解析より、CeblのサイクリンEの安定性と細胞内局在への関与を見いたした。さらに、Cebl遺伝子の染色体上の位置を4q.22に特定した。以上の研究成果は国際誌に投稿.準備中である。サイクリンE-CDK2と相互作用するもう一つの遺伝子Wizlについては、サイクリンE-CDK2の阻害因子p21と会合し、サイクリンE-CDK2の標的基質となりうること見しいだした。Wizlの細胞内性状と生理機熊についてモノクロナル抗体を年成し、現在検討中である。
準分布型流出モデルを用いた流況変動予測と治水安全度・河川環境影響評価

1.準分布型流出モデルの改良平成13年度に開発した準分布型流出モデルは、流域表土層が雨水を長期間にわたって貯留する機構を考慮しているため、豪雨時だけでなく低水時の流出計算も原理的には可能である。しかし、実際に長期間のシミュレーションを行う場合には、地表面や植生キャノピーからの蒸発散を考慮しなければならない。そこで、本年度においては、平成13年度に開発した準分布型流出モデルに蒸発散量を計算する機能を追加した。具体的には、流域内の土壌水分量の水平分布・鉛直分布に基づいて各地点における蒸発散量を算出し、それらを対象流域全体で積分することによって、流域からの総蒸発散量を計算している。これによって、本準分布型流出モデルを長期間にわたる流出シミュレーション・流況変動予測に使用することが実質的に可能となった。2.湖沼水動態モデルの開発本研究で開発した準分布型流出モデルを用いることによって流域からの流出量を算出することが可能となった。つぎに、流域から流出した水が流入する湖沼の水動態モデルを開発した。湖沼は周辺地域からの出水形態に影響を与えていることが多く、また、湖沼自体が富栄養化するなど環境問題の主体となることも多い。準分布型流出モデルと湖沼水動態モデルを組み合わせることによって、流域の治水安全度を評価したり水体の環境影響評価を実施することが可能となる。本研究で開発した湖沼水動態モデルは、平面二次元非定常流モデルに基づいたものであり、風による吹き寄せ効果や地球の自転によるコリオリ力などの外的要因も考慮したモデルとなっている。このモデルを島根県の宍道湖-中海水系に適用したところ、その複雑な水の動きを概ね再現することができた。1.長期連続計算が可能な準分布型流出モデルの構築研究代表者が開発してきた、山腹斜面流出系における一般的な流量流積関係式を集中化する手法を基礎として、圃場容水量を考慮した流量流積関係式を集中化する方法を開発した。本流量流積関係式では、流域表土層に雨水が貯留される機構が表現されており、低水時の流出計算も可能となっている。しかし、実際に長期間の流出計算を実施しようとすると、計算に非常に時間がかかるという問題点がある。本研究では、この流量流積関係式を基にして、集中化された流出モデルを理論的に導出した。本流量流積関係式には、関係する状態量として、単位幅流量、水量のほかに、自由水分水量が媒介変数の形で含まれており、基礎とする集中化手法をそのまま適用することができない。本手法では、集中化の過程で行なう水量による積分操作を自由水分水量での積分操作に置き換えることで、本流量流積関係式の集中化を可能とした。2.準分布型流出モデルの精度検証本研究で構築した集中化モデルを淀川流域に適用し、その結果を分布型モデルによる計算結果および観測結果と比較して、本集中化手法の有効性と問題点を検証した。その結果、集中化モデル・分布型モデルの両計算結果と観測値は比較的よく一致した。とくに、有効降雨と損失降雨を分離しなくても良好な結果が得られ、また、無降雨時に流量が低減していく様子も再現することができた。さらに、三日分の計算をするのに、分布型モデルでは約4.5時間要したのを、集中化モデルでは約10分に短縮することができた。また、集中化モデル、分布型モデルの計算結果を比較したところ、降雨終了直後、あるいは、強い降雨のあとに、両計算結果の差が大きくなっていることが明らかとなった。この問題を本質的に解決するためには、集中化モデルにおいても雨水流下過程の非定常性をある程度考慮できるような方法を考えなければならない。次年度ではこの点についても改良を行う予定である。
カプセル分子の性質を利用する三次元組織化による超分子光電変換組織の構築

昨年度の研究において、導電性高分子とカリックスアレーン・フラーレン錯体の複合型光電変換素子構築の際にカリックスアレーン・フラーレン錯体が鋳型として働き、球状の導電性高分子が生成することを明らかにした。そこで、本年度はその現象に注目し、更なる詳細な検討を行なった。機能性材料として近年注目されている単層カーボンナノチューブ(SWCN)をドデシル硫酸ナトリウム(SDS)で分散させた水溶液中でエチレンジオキシチオフェン(EDOT)の電解重合を行なった。得られてきたフイルムのSEM観察・ラマン分光によりSWCNが鋳型となることで繊維状のpoly(EDOT)が生成することが明らかとなった。また、この複合膜においてSWCNが光励起することで光電流が発生することが明らかとなった。また、アニオン性のポルフィリンであるテトラフェニルポルフィリンテトラスルホン酸(以下TPPS)を鋳型とし、種々の導電性高分子の成形を行なった。TPPSは水溶液中で会合し繊維状の構造体を形成することが知られている。TPPSの存在下、ピロール,アニリン,EDOTの電解重合をそれぞれ試みた。その結果、得られたすべての導電性高分子薄膜において繊維状の導電性高分子が確認された。鋳型を用いた導電性高分子の成形法が汎用的な手法になりうるということを示した。さらに、螺旋構造を持つ脂質会合体を鋳型とすることで螺旋状の導電性高分子を作製することを試みた。鋳型の存在下ピロール、EDOTの電解重合をそれぞれ試みた。その結果、得られたすべての導電性高分子薄膜において脂質の螺旋構造に対応した螺旋構造を有する導電性高分子が確認された。また、酸化剤を用いた化学酸化によるピロール,EDOTの重合を鋳型の存在下試みた。その結果、螺旋状の導電性高分子構造体が得られ、TEM観察により螺旋状の中空を有することが明らかとなった。この結果は脂質が鋳型となって導電性高分子構造体が作成されたことを示している。得られた脂質・poly(EDOT)複合体の導電性測定を行ったところ、高い導電性を有することが明らかとなった。これまで、ナノスケールのモルホロジーを有する導電性高分子を得る手法はほとんど存在しなかった。本手法では一般的なモノマーを使用できる上、用いる鋳型を変えるだけで任意の導電性高分子構造体が作製できる。そのため、非常に優れた手法であり、導電性高分子のナノテクノロジーへの応用へ向けた強力なツールになると期待される。現在の有機光電変換素子は複数の色素が結合した複雑な構造を持つ化合物の単分子膜(SAM)を用いて研究が行われているために、研究に必要なコストが非常に高く基礎研究の域を出ていない。この分野の研究を実用へ向けた研究にまで展開するためには1.より簡便かつ安価な素子作成法の開発。2.光吸収能を増加させるための厚いフィルムの構築法の開発である。本研究では、導電性高分子であるポリチオフェンの調整法である電解重合法に注目した。電解重合法では、導電性高分子のモノマーにカチオンラジカルが発生することで、重合が進行する。このとき、導電性高分子は対アニオンを伴いながらフィルムを電極上に構築する。ここで、対アニオンとしてアニオン性の荷電を持つカリックスアレーン-フラーレン錯体をもちいた事が本研究の特徴である。電解重合によりポリチオフェンフィルムを調整し、UV-VIS吸収スペクトル測定、CV測定を行った。これらの測定の結果、導電性高分子フィルム中にフラーレンが導入されており、その量は単分子膜の10倍であることが明らかとなった。続いて、犠牲試薬としてメチルビオロゲンの存在下、この薄膜に光照射を行い光電流の測定を行った。その結果、光電流が発生し、光電変換効率は4%と算出された。フィルムのSEH観察を行ったところ、表面には導電性高分子の球状構造体が多数堆積しており、多孔質な表面が構築されていた。カリックスアレーン-フラーレン錯体が添加されていないフィルムの表面ではこのような構造は確認されず、カリックスアレーン-フラーレン錯体が鋳型として働くことでこのような多孔質電極が構築されたものと考えられる。本研究において用いている化合物は全て市販品であり、導電性高分子フィルムの作成法も汎用的な手法である。このため、非常にコストのかからない光電変換素子作成法であるといえる。また、電極へのフラーレン担持量も単分子膜と比較して10倍量担持されており、光吸収能も高い。このため、本手法は光電変換素子の応用研究に向け、大きなブレークスルーとなる可能性がある。

また、アニオン性のポルフィリンであるテトラフェニルポルフィリンテトラスルホン酸(以下TPPS)を鋳型とし、種々の導電性高分子の成形を行なった。TPPSは水溶液中で会合し繊維状の構造体を形成することが知られている。TPPSの存在下、ピロール,アニリン,EDOTの電解重合をそれぞれ試みた。その結果、得られたすべての導電性高分子薄膜において繊維状の導電性高分子が確認された。鋳型を用いた導電性高分子の成形法が汎用的な手法になりうるということを示した。さらに、螺旋構造を持つ脂質会合体を鋳型とすることで螺旋状の導電性高分子を作製することを試みた。鋳型の存在下ピロール、EDOTの電解重合をそれぞれ試みた。その結果、得られたすべての導電性高分子薄膜において脂質の螺旋構造に対応した螺旋構造を有する導電性高分子が確認された。また、酸化剤を用いた化学酸化によるピロール,EDOTの重合を鋳型の存在下試みた。その結果、螺旋状の導電性高分子構造体が得られ、TEM観察により螺旋状の中空を有することが明らかとなった。この結果は脂質が鋳型となって導電性高分子構造体が作成されたことを示している。得られた脂質・poly(EDOT)複合体の導電性測定を行ったところ、高い導電性を有することが明らかとなった。これまで、ナノスケールのモルホロジーを有する導電性高分子を得る手法はほとんど存在しなかった。本手法では一般的なモノマーを使用できる上、用いる鋳型を変えるだけで任意の導電性高分子構造体が作製できる。そのため、非常に優れた手法であり、導電性高分子のナノテクノロジーへの応用へ向けた強力なツールになると期待される。
若年性顎関節症の要因となる下顎頭後方偏位の発現時期とその動機の解明

若年性の顎関節症の発症には種々の要因があり、その発症因子の一つとして下顎窩内における下顎頭の後方偏位があげられる。しかし、この下顎頭の後方偏位の発現時期と本正咬合の関連についての報告はみあたらない。そこで今回は下顎窩の浅い小児において計測可能な下顎頭位の評価法を提示し、その評価法に基づいてアングルの分類と咬合発育段階の9区分にわけて各区分における下顎頭位を調査した。資料(613才計201名)(結論)1.下顎頭の後方偏位は既に低年令から発現しており、特に2級の過蓋咬合に多いことが明らかとなった。2.下顎頭の後方偏位は、201名中56名にみられた。その中でclickingの症状を呈するものはわずかに4名であり、開口障害、顎関節痛を有するものはみられなかった。
分散／制約最適化問題に基づく提携構造形成問題の解法

協力ゲーム理論は利己的に行動するエージェント間で拘束力のある合意が可能な場合のエージェントの振る舞いに関する理論である.本研究では,提携構造,提携内の利得の配分,提携内での行動の最適化という独立した問題を同時解決するアルゴリズムの開発を最終目標とし,その基礎技術となる多目的分散制約最適化理論を用いて,従来独立に考えられてきた異なる問題を同時に解決できるアルゴリズムの開発・実装を行った.協力ゲーム理論は利己的に行動するエージェント間で拘束力のある合意が可能な場合のエージェントの振る舞いに関する理論である.本研究では,提携構造,提携内の利得の配分,提携内での行動の最適化という独立した問題を同時解決するアルゴリズムの開発を最終目標とし,その基礎技術となる多目的分散制約最適化理論を用いて,従来独立に考えられてきた異なる問題を同時に解決できるアルゴリズムの開発・実装を行った.本年度の主な研究成果として,高速なハイブリッド型の分散制約最適化アルゴリズムの開発を挙げる.本研究では,従来の協力ゲーム理論において,独立に考えられてきた3つの問題(提携構造形成,提携内の利得の分配,提携内での行動の最適化)を同時解決するアルゴリズムの開発を最終目標とし,平成24年度の研究目標は,集中型/分散型の制約最適化問題に基づく提携構造形成問題を効率的に同時解決するアルゴリズムの開発・実装を挙げている.協力ゲーム理論は利己的に行動する主体(エージェント)間で拘束力のある合意が可能な場合のエージェントの振る舞いに関する理論であり,ネットワークの発展により適用分野が拡大している.これら3つの各問題は密に関連しているにも関わらず,問題毎に求解するアルゴリズムしか存在しておらず,非効率的であり,大規模な問題に対応できない.そこで,本研究では,効率的に同時解決するアルゴリズムの開発を行った.提携構造形成問題は分散制約最適化問題として定式化でき,平成24年度は,その第一歩となる効率的な分散制約最適化アルゴリズムの開発を行った.分散制約最適化問題では,擬似木に基づく探索型の厳密解法の開発が重要である.これらの解法におけるメモリ使用量は,変数の数に対して多項式のオーダで抑えられるが,最適解を求めるのに多くの時間を要するという問題点がある.そのため,分散制約最適化問題では,どのようにして,擬似木に基づく探索型の厳密解法の実行時間を短縮するかが重要な課題となっている.平成24年度は,探索型の代表的な厳密解法と近似解法を組合せたハイブリッド型の解法を提案し,本アルゴリズムが既存の探索型の厳密解法と比べ,より高速に求解可能であることを示した.協力ゲーム理論は,利己的に行動する主体(エージェント)間で,拘束力のある合意が可能な場合のエージェントの振る舞いに関する理論であり,ネットワークの発展により適用分野が拡大している.本研究では,提携構造形成,提携内の利得の分配,提携内での行動の最適化を同時解決するアルゴリズムの開発を最終目標としており,本年度の研究では,その基礎技術となる多目的分散最適化アルゴリズムの開発/実装を主に行った.実世界の様々な最適化問題では,異なる評価基準,例えば,最適な提携構造,利得の配分,提携内での行動を同時に考慮する場合が存在する.多目的分散制約最適化問題とは,複数の評価基準が存在する分散制約最適化問題である.提携構造問題は,分散制約最適化問題として定式化が可能であり,本年度はこの問題を多目的へと拡張した問題のモデル化及び,この問題を解くアルゴリズムの開発及び実装を主に行った.従来の単一目的の分散制約最適化問題と違い,多目的分散制約最適化問題では,一般には,複数の異なる目的関数間にトレードオフの関係があるため,すべての目的関数を同時に最適化するような割当は存在しない.そのため,多目的分散制約最適化問題では,パレート最適性の概念を用いて最適解を特徴づける.本年度は,すべてのパレート最適解を求解する厳密なアルゴリズム,パレートフロント(パレート最適解によって得られる利得ベクトルの集合)の部分集合を求解する非厳密なアルゴリズム,そして,パレートフロントの近似値を求解する近似アルゴリズムの開発を行った.多目的分散制約最適化に関する既存研究はほとんどなく,本研究では世界に先駆け,複数のアルゴリズムを提案した.本研究では,提携構造形成,提携内の利得の分配,提携内での行動の最適化を同時解決するアルゴリズムの開発を最終目標としており,本年度は,その基礎技術を構築し,提案アルゴリズムの有効性を示した.研究計画では,平成24年度の研究目標として,集中型/分散型の制約最適化問題に基づく提携構造形成問題を効率的に同時解決するアルゴリズムの開発・実装を挙げている.研究代表者は,高速なハイブリッド型の分散制約最適化アルゴリズムの開発・実装を行っており,当初の計画どおり順調に研究を進めることができたと考える.25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の今後の課題として,本年度は,提携構造形成問題の具体的な応用例を扱う予定である.さらに,提案アルゴリズムの実用化に向けて,さらなる効率化を考えている.25年度が最終年度であるため、記入しない。
高齢者の口腔と全身の健康に関するフォローアップ研究

下顎骨下縁皮質骨の形態と踵骨密度との間に,また,残存歯数との間に有意な関連が認められ,さらに,骨代謝マーカーは歯周病進行と骨密度低下に有意な影響を与えた。栄養関連では,高齢者ではコレステロール値が低い,オメガ3脂肪酸摂取量が少ない,飽和脂肪酸の摂取量が多いことが歯周病発生・進行リスクであった。根面う蝕発症は不整脈発症に何らか徴候を与えていること,腎臓機能の低下は心疾患の発症と関連するとともに,寿命とも有意な関連が認められた。本研究は1998年から2008年にかけて実施した厚生労働科学研究「口腔と全身の健康」に関する10年にとわたるコホート研究終了後のフォローアップ研究であり,血清ミクロ栄養素と下顎皮質骨密度との関係を評価することに加え,パノラマエックス線写真評価による下顎骨下縁皮質骨の骨密度低下に及ぼす血清栄養素,ビタミン,ミネラルの影響を調べ,高齢者の骨密度低下に対するリスク因子を特定することを目的に解析を進めた。解析対象者148名(77歳)について,骨代謝マーカーである尿中deoxypyridinoline,血清オステオカルシン,骨特異的アルカリフォスファターゼは臨床的アッタチメントロスと下顎骨下縁皮質骨の骨密度低下(MIC)に対して有意な影響を与えた。また,有歯顎者でかつ非喫煙者234名についての重回帰分析の結果、血清総コレステロールはPD4mm以上,AL4mm以上,BOPの部位率に対し有意な関連を示し,高齢者ではコレステロールが低い方が歯周破壊を進行させやすいことを示唆した。加えて,栄養摂取と齲蝕・歯周病との関連を経年観察した結果,牛乳や乳製品の摂取量と性の2つの要因は6年間の根面齲蝕発生に関連(抑制的に)しており,また,緑黄色野菜は抑制的に,炭水化物,飲酒,残存歯数は歯周病進行へ働いていた。なお,訪問調査による心疾患や脳血管疾患あるいは骨粗鬆症などの発生状况の聞き取り,および,死亡調査を実施したが,これら重篤な疾患や死亡数はまだ解析に耐えうる数に達していないことから,次年度以降の調査データの蓄積を待つこととしたい。本研究は1998年から2008年にかけて実施した厚生労働科学研究「口腔と全身の健康」に関する10年にわたるコホート研究終了後のフォローアップ調査を実施し,蓄積データの解析を推進した結果,パノラマエックス線写真評価による下顎骨下縁皮質骨の形態とスティッフネスによる踵骨密度との間には男女とも有意な相関があり,下顎骨下縁皮質骨の形態分類(MIC分類)は性,BMI,日常生活動作,喫煙の交絡因子を調整後でも,全身の骨密度とに関連性が認められたことから,骨粗霧症のスクリーニング法として歯科エックス線写真の有用性が示唆された。また,対象高齢者286名について,歯周病リスク因子のさらなる解明のために10年間の連続した歯単位情報を加味して解析を行った結果,歯周病進行が認められた79%の対象者にあっては部分床義歯装着が高リスクと判定され,歯単位では,部分床義歯の鈎歯,上顎歯,多歯根を有す臼歯のリスクが著しく高いことを示した。ミクロ栄養素と歯周病との関係を調べる目的で,オメガ3脂肪酸(ドコサヘキサエン酸(DHA),エイコサペンタエン酸(EPA))摂取量と歯周病発生・進行イベントとの関係を解析した結果,DHA,EPA摂取量が少ない高齢者の歯周病発生・進行リスクは多いものに比して約1.5倍であることが示された。なお,訪問調査による心疾患や脳血管疾患など全身疾患の発生状況の聞き取り,および,死亡調査を実施したが,これら重篤な疾患や死亡数はまだ解析に耐えうる数に達していないことから,次年度以降の調査データの蓄積を待つこととしたい。本研究は1998年から2008年にかけて実施した厚生労働科学研究「口腔と全身の健康」に関する10年にわたるコホート研究終了後のフォローアップ研究であり,血清ミクロ栄養素と下顎皮質骨密度との関係を評価することに加え,パノラマエックス線写真評価による下顎骨下縁皮質骨の骨密度低下に及ぼす血清栄養素,ビタミン,ミネラルの影響を調べ,高齢者の骨密度低下に対するリスク因子を特定することを目的に解析を進めた。解析対象者177名(77歳)について,密度によりC1C3に分類した下顎骨下縁皮質骨の形態を従属変数に,残存歯数,性別,クリニカルアタッチメントレベルおよび血清中オステオカルシンを独立変数にし重回帰分析を行った結果,下顎骨下縁皮質骨の形態は残存歯数と有意な関連が認められたことから,下顎骨下縁皮質骨の形態は歯周病による歯の喪失を示唆するものと考えられた。また,全身疾患や死亡リスクについて,非喫煙群では,根面う蝕発症歯面数と心因性不整脈の発症について有意な関連(OR=5.84,p=0.040)が認められた(収縮期血圧の4年平均値がOR=5.89,p=0.001)。

高齢非喫煙者では,根面う蝕発症は不整脈の発症に何らか徴候を与えている可能性が示唆された。腎機能低下は骨代謝や歯周病進行に影響していることを報告したが,さらに,70歳600対象者について腎機能の低下が心疾患に結びつき最終的に寿命に影響するのかどうかを評価した結果,カプランマイヤー法により腎臓機能の低下は心疾患の発症と関連するとともに,寿命とも統計学的に有意な関連が認められた。しかし,肺炎や悪性新生物とは有意な関連は認められなかった。
胚性幹細胞からの歯牙の分化誘導システムの開発

頭部神経堤細胞は歯や胸腺等の器官形成に大きく関与し、歯の象牙芽細胞は神経堤細胞に由来する。神経堤細胞特異的に遺伝子発現を誘導できるP0-CreマウスとCre-recombinaseの発現に因りLacZを発現できるRosa26Rマウスを交配し、神経堤細胞由来の細胞を標識し、単離できることを明らかにした。さらに、歯の器官培養で歯の咬頭形成とBMPの関係を、ES細胞の実験系で破骨細胞と骨芽細胞の両者を同時に誘導する系を確立したので、以下に記す。1)神経堤細胞特異的に遺伝子発現を誘導できるP0-Cre及びRosa26Rマウスを用いて、神経堤細胞の存在する胸腺、顔面や歯胚にLacZ陽性細胞が検出でき、LacZを標識として神経堤細胞由来の細胞を単離できることを明らかにした。また、胎生胸腺に、色素細胞や神経系細胞に分化できる多分化能をもつ神経堤細胞が存在することを明らかにした(投稿中)。2)歯胚培養にて遊離型BMPI型受容体を用いてBMPのシグナル阻害行ったところ、BMPのシグナルは咬頭形成に重要であることを明らかにした(投稿中)。3)ES細胞の実験系を用いて、骨のリモデリングに大切な破骨細胞と骨芽細胞の両者を同時に試験管内で誘導する系を確立した。我々は、歯の象牙芽細胞に特異的に発現するDentin sialophosphoproteinの転写制御領域を単離しその下流にLacZを連結したマウスを作製し、象牙芽細胞を特異的に標識する系を、さらにマウス全能性幹細胞から神経堤細胞由来のの色素細胞を誘導する系を確立している。今後は全能性幹細胞から神経堤細胞を、さらに象牙芽細胞を誘導する系を確立する予定である。中脳領域の神経堤細胞が歯の形成に深く関与することが知られている。そこで、中脳領域の神経堤細胞に特異的に発現するホメオボックス遺伝子OTX2の制御領域にcre-recombinaseを連結したマウスを作製し、歯に分化する神経堤細胞をTraceするために、creの発現領域でのみレポーター遺伝子LacZを発現するマウスと交配し、中脳領域の神経堤細胞が歯に寄与するか検討した。結果:OTX2-creでマークされた細胞はほとんど歯を含む顎の発生には寄与していなかった。用いたOTX2の制御領域は、顎に関与する神経堤細胞に遺伝子発現を誘導するには不十分である可能性が示唆された。現在、頭部神経堤細胞の一部に発現するPO(ProteinO)の制御領域にcre recombinaseを連結したマウスで同様に検討したところ歯の間葉細胞に神経堤細胞が寄与していることを観察できた。胚性幹細胞からの歯牙の分化誘導システムを確立するにあたり、まず歯胚から上皮成分あるいは間葉成分を分離し、それを象牙芽細胞あるいはエナメル芽細胞に分化誘導できるか検討した。結果:試験管内で未分化な歯間葉細胞あるいは歯上皮細胞を歯に特異的なデンチンシアロプロテインやアメロジェニンを発現する細胞へ分化誘導できた。現在、歯の象牙芽細胞に特異的にレポーター遺伝子LacZを発現するマウスの歯胚から未分化な歯間葉細胞を単離し、試験管内で青い細胞を分化誘導する系を検討している。また、神経堤細胞から同様の培養法により、レポーター遺伝子を発現する細胞を誘導することで、歯の象牙芽細胞が頭部神経堤細胞を経て分化するか明らかにする,既に、神経堤細胞から様々な細胞を分化誘導するシステムは確立できている。頭部神経堤細胞は歯、顔面、胸腺、心臓等の器官形成に大きく関与することが知られ、特に歯の間葉成分である象牙芽細胞は神経堤細胞に由来すると考えられている。

神経堤細胞に特異的に遺伝子発現を誘導できるPO-CreマウスとCre-recombinaseの発現に因りレポーター遺伝子LacZを発現することができるRosa26Rマウスと交配し、神経堤細胞に由来する細胞を実際に標識できるか検討した。顔面や歯胚の大部分にLacZ陽性の細胞が検出できることから、これらのマウスを用いれば神経堤細胞に由来する組織を標識することが可能であることが確認できた。さらに、歯胚及び歯髄の細胞を用いて、LacZ陽性の細胞を単離できるか検討した。その結果、LacZを標識として神経堤細胞に由来する細胞を単離できることがわかった。今回までの実験結果で、マゥスでも神経堤細胞を標識し単離できることがわかった。さらに我々は、歯の象牙質に特異的に発現するDentin sialophosphoprotein(DSPP)の転写制御領域を単離し、レポーター遺伝子LacZを連結したマウスを作製し、歯の象牙質に特異的に発現することを既に確立している。従って、神経堤細胞の標識及び歯の象牙芽細胞への分化誘導の有無を確認する系を確立できた。また我々は、既にマウスの全能性幹細胞から神経堤細胞の派生物の一つである色素細胞を誘導する系を確立している。これらの系を用いて、全能性幹細胞から神経堤細胞に由来する歯の象牙芽細胞を誘導し、検出するシステムがようやくできあがったと考えられる。今後は、最終目標である全能性幹細胞から象牙芽細胞の誘導実験、あるいは神経堤細胞から象牙芽細胞への誘導実験を行う予定である。
新しく確立されたＴ細胞サブセットＴ（ＦＨ）は歯周炎に関与するか

歯周炎の進行や病態形成には宿主側の免疫応答が関与する。近年、慢性閉塞性肺疾患の病変部に浸潤しているT細胞とB細胞がリンパ濾胞を形成し、これが疾患の進行に関与する可能性がある事が報告されている。本研究ではこの異所性のリンパ濾胞の新生が歯周炎の進行に関与するのか検索を行った。歯周炎罹患組織を検索したところT-B相互作用が起きている事を示すOX40,OX40L mRNA分子が発現していることが認められた。また歯周病原細菌でPBMCの刺激を行ったところ、OX40,OX40L mRNAの発現上昇が認められた。これらの結果から歯周炎の病態形成にはT細胞とB細胞の相互作用が関与している事が示唆された。【目的】歯周炎は歯周病原細菌の感染により引き起こされる慢性の炎症性疾患である。しかしながらその病態はそこに浸潤している細胞が免疫応答の結果生じるメディエーターにより形成されることが知られている。近年、慢性の炎症巣において患部局所での異所性リンパ濾胞の形成が認められ、そこに存在するfollicular helper T cell(Tfh)とB細胞との相互作用が慢性炎症の維持に関与している可能性があるとの報告がある。そこで今回Tfh細胞に注目し、この細胞が歯周炎の病態形成に関与しているのかその可能性について探ることとした。【方法と結果】インフォームドコンセントを得た上で患者より歯周外科処置時もしくは抜歯時に切除された歯肉を採取し、全RNAを抽出した。抽出されたRNAからcDNAを作成し、Real-time PCR法により得られた歯肉組織中における遺伝子発現について検索をおこなった。結果、そのシグナルがT細胞の維持、活性化に関与することが報告されているOX40と、OX40のリガンドでB細胞上に発現するOX40Lの遺伝子発現が歯周炎罹患組織中に認められた。また、ヒト末梢血単核細胞を分離し、歯周病原細菌であるPorphyromonas gingivalisにて刺激培養をおこなった後にそれら細胞が発現する遺伝子について解析を行った。刺激後の細胞では未刺激で培養した細胞に比べOX40、およびOX40L遺伝子発現の増加が認められた。これらのことから歯周炎罹患組織中ではOX40-OX40Lシグナルを介したT細胞とB細胞の相互作用が活性化している可能性が考えられる。【目的】歯周炎は歯周病原菌の感染によって引き起こされる慢性の炎症性疾患である。しかしながらその発症と進行は様々であり、そこには宿主側の免疫応答が関与していると考えられる。歯周炎罹患組織中では多数のB細胞・形質細胞の浸潤が認められている。B細胞が抗体を産生する形質細胞へと分化するにはT細胞の存在が必要とされている。このT細胞に依存する免疫応答に必要な細胞としてFollicular helper T cell(TFH)の存在が近年になって分かってきている。このTFH細胞はB細胞の維持、活性化に関わりまた形質細胞への分化を促進させることが報告されている。歯周炎は前述したようにB細胞浸潤が優勢な慢性炎症性疾患であることからこのTFH細胞が歯周炎の病態形成に関与している可能性が高い。そこで今研究ではTFH細胞が歯周炎の病態形成に及ぼす影響について検索をおこなった。【方法と結果】歯周炎罹患患者、またその他の患者より歯周外科手術時あるいは抜歯時に切除した歯肉組織を採取し、全RNAを抽出した。この抽出されたRNAを用いて発現している分子の検索を行ったところ歯周炎罹患歯肉組織とその他歯肉組織の両組織中にT細胞のマーカーであるCD3分子の発現が認められた。またT細胞とB細胞の相互作用に関係する事が報告されているOX40とOX40L分子が発現していることも認められた。また、ヒト末梢血単核細胞を分離して歯周病原細菌であるPorphyromonas gingivalisにて刺激培養をおこない、発現する遺伝子を解析した。刺激後の細胞では未刺激の細胞に比べOX40、およびOX40L遺伝子発現の増加が認められた。これらのことからOX40-OX40Lシグナルを介してT細胞とB細胞が相互に活性化し合い、これにより歯周炎の病態が形成されている可能性があることが示唆された。【目的】慢性炎症性歯周炎に罹患した組織はB細胞・形質細胞の細胞浸潤が優勢ではあるが、そこには多数のT細胞も浸潤しており、この浸潤T細胞によってB細胞の分化、増殖それに続く抗体産生が調節されている。