hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
未知の突発的質量放出現象の解明

本研究は、2012年に我々が発見した、過去20年の間に大規模な質量放出を行い、急激な赤外線光度の変動を見せた天体の素性を明らかにすることを目的としている。本研究では、我々がこれまで取得した赤外線電波領域の観測データに対して、輻射輸達計算による詳細な解析により、この天体の星周エンベロープの構造を決定し、そこで起きている事象を定量化する。さらにこの天体の進化過程を推定し、その恒星進化・宇宙進化への影響を議論する。これまでの初期的な解析から、この天体の質量放出量、エンベロープの膨張速度などの性質は、これまでに知られているいかなる天体とも異なっていることが示唆され、その進化過程、質量放出メカニズムの解明が急務である。後述の通り、初年度の研究進捗は計画よりも遅延しており、目に見える形での成果はまだ得られていない。これは主に、研究代表者の所属機関におけるプロジェクト業務が想定以上に増大し、本研究に費やす時間が圧迫されたことによる。その中で、本研究にとって最も重要な、光学的に極めて厚い状況でのダストエンベロープ輻射輸達モデルの計算に目処が立ったことは大きな前進である。引き続き計算を進め、観測データを再現出来るダストエンベロープ構造を導出する。2019年3月に北海道大学で行われた「銀河の化学進化とダスト形成」研究会において、本研究の進捗を途中経過として報告し、参加者からダストエンベロープの構造や進化過程に対するコメントを受けた。研究会には研究協力者である小笹教授も参加しており、計算プログラムに関する技術的な議論を行った。初年度にあたる2018年度は、研究協力者である小笹教授により開発された、モンテカルロ法を用いたダスト輻射輸達モデルを適用し、極端に光学的に厚いこの天体のダストエンベロープの構造を決定することを目指して活動を進めてきた。研究進捗状況は、方向としては想定したように進んでいるが、スケジュールとしては遅れ気味である。これまで、解析環境の整備と、プログラムの動作確認と特性を把握するための試験計算を行った。本研究の対象であるWISE J1810の、光学的に極端に厚い状況に対応するため、内部パラメータの調整、プログラムの改修を小笹教授と協力して行った結果、所定の計算が出来る見通しが立った。現在、効率的な計算が出来るようにプログラムの高速化に取り組んでいる。前述の通り、当初計画に対してスケジュールは遅延しているが、ダストエンベロープ計算については、高速化の試みの後、系統的な計算をスクリプトを用いて自動的に進めることで、人間の負担を最小限にして結論を導きたい。その結果をもとに、研究協力者や必要に応じて他の専門家も交えて、本天体の進化について集中的な議論を行う機会を設けたい。年度内に最低限学会で成果を発表出来るようにしたい。一方、ALMAデータの解析については、まず観測データの再処理が課題となっており、作業時間の制約が厳しい場合には外注も検討する。分子エンベロープの構造解析は、ダストエンベロープの結論が出てから行う予定である。

前述の通り、当初計画に対してスケジュールは遅延しているが、ダストエンベロープ計算については、高速化の試みの後、系統的な計算をスクリプトを用いて自動的に進めることで、人間の負担を最小限にして結論を導きたい。その結果をもとに、研究協力者や必要に応じて他の専門家も交えて、本天体の進化について集中的な議論を行う機会を設けたい。年度内に最低限学会で成果を発表出来るようにしたい。一方、ALMAデータの解析については、まず観測データの再処理が課題となっており、作業時間の制約が厳しい場合には外注も検討する。分子エンベロープの構造解析は、ダストエンベロープの結論が出てから行う予定である。本研究を行うための高速の計算サーバーを購入したが、当初想定より高速かつ安価な機種を選択することが出来た。また、本研究成果を報告予定だった国際学会に、事情により参加出来なくなったために、旅費に剰余が生じた。2019年度では、モデル解析の結果が出たところで関係者によるWorkshopを開催するなどにより、進捗のキャッチアップと成果に結びつけたいと考えている。
コヒーレントなX線によるスペックル像の観察とその表面構造解析への応用

スペックルの観察のためには、コヒーレントなX線の波面をピンホール等で取り出す操作が不可欠である。そこでピンホールとスリットを用いてX線の波面を絞って、その波面のコヒーレントを確かめる測定を行った。測定には角度分解能の優れた結晶分光法を用いた。始めに333反射面をもつ二枚のSi結晶板を用いた二結晶法の配置で測定を行った。結晶板の間にピンホールやスリットを挿入して、フラウンホ-ファー回折を観察しようとしたが、この光学系では角度分解能が十分ではなかった。そこで続いてSi結晶の422反射を5回繰り返すチャネルカット結晶を二個組み合わせた光学系で同様の測定を行った。その結果、直径10μmのピンホールの回折によってX線の発散角度が広がることが確かめられたが、回折線の副極大を観察するには至らなかった。次に円孔より強い回折の副極大がある矩形スリットで同様の実験をしたところはっきりとした副極大を観察できた。解析の結果この副極大は、左右各々のスリットでX線がフレネル回折を起こした結果と考えればうまく説明できるものと判明した。このようにスリットによってX線が回折する現象が、角度分解能の高いチャネルカット結晶の光学系を利用することによって観測できた。今回の実験はすべて研究室のX線発生装置で行ったが、放射光を用いればよりはっきりした結果が得られ、X線のスペックル観察にも大いに役立つであろう。今年度は主にXせんのスペックル像が観察可能な光学系を立ち上げるという準備作業を行った。具体的には次の二つのことを行った。◎X線ピンホールの設計:スペックルを観察するためにはコヒーレントなX線の波面を生成することが不可欠である。このような波面はピンホールによってビームの一部分を取り出すことによって作ることができるが、波長の短いX線の場合はピンホールの径を10ミクロン程度の小さなものにする必要がある。さらにX線は透過能が強いのでピンホールの材質は、原子番号の大きな金属にする必要がある。そこでタンタル製の基板の中央に直径10ミクロンの樹脂の柱をたてて、周りから白金の膜を鍍金成長させる方法でピンホールを作ることにした。鍍金後に樹脂をエッチングすることによって精度よく孔をあけることができる。現在設計を終えて業者に作製を依頼中である。◎ピンホール位置決め機構の作製:上に述べたようにピンホールの系はきわめて小さいので、X線ビームの適切な位置にピンホールをおくには精密な駆動機構が必要になってくる。そこで0.02ミクロンの位置分解能をもつパルスモーター駆動のステージを組み合わせて、ピンホールの精密位置決め機構を作った。今後これらの装置類を用いて、研究室のX線源と放射光でスペックルの観察を行っていく。今年度はピンホール及びスリットを用いてX線の波面を絞って、その波面のコヒーレンスを確かめる測定を行った。具体的には、写真法と結晶分光法を用いた。◎写真法:直径10ミクロンのピンホールでX線の波面を絞って、この波面のフラウンホ-ファー回析パターンを測定する目的で原子核乾板で写真をとった。しかしX線の強度が不足しており、実験配置の制約からピンホールと乾板との距離も十分とれなかったため回折パターンの観察はできなかった。◎結晶分光法:写真法より角度分解能の優れた結晶分光法でフラウンホ-ファー回折パターンの測定を行った。始めはSi結晶の333反射を組み合わせた二結晶法で測定を行ったが、この光学系では角度分解能が十分でないことがわかったので、続いてSi結晶の422反射を5回繰り返すチャネルカット結晶を2個組み合わせた光学系で測定を行った。その結果、ピンホールからのフラウンホ-ファー回折は回折X線の角度広がりを広げる働きをしていることは確かめられたが、回折線の副極大を観察するには至らなかった。

次に円孔より強い回折の副極大がある矩形スリットで同様の実験をしたところはっきりとした副極大を観察できた。この結果、スリットによってスペックルの観察ができる可能性が示せた。今回の実験はすべて研究室のX線発生装置で行ったが、放射光を用いればよりはっきりした結果が得られるであろう。
CFRPの超音波振動切削における工具の摩耗損傷形態

CFRPが宏汎な分野で用いられるに従って、切削加工に対するニ-ズも非常に多くなって来ている。しかし通常の切削加工では、仕上げ面に剥離、ばり、などが生じ加工精度を著しく低下させるばかりでなく損傷や事故の原因となることが多い。そこで、本研究はCFRPの仕上げ面品位の改善の手法として振動切削を適用し、基礎的なデ-タを得ることを目的にした。なお本実験に供した工具は超硬工具K10とM20及びサ-メット工具であり、以下に得られた結論の概要を示す。1供試工具のすべてにおいて、加工面粗さは通常の切削に比べ振動切削の方が良好である。2 CFRPの加工面品位の改善に、水溶性切削油剤の効果はほとんど認められない。3工具寿命は、供試工具全てにおいて、振動切削よりも通常切削の方が長く、また切削速度の低下に従いその差が大きくなる。4硬さが同じ超硬合金工具K10とサ-メット工具では、切削方法に関係なくK10の方が工具寿命が長い。5通常および振動切削において、供試工具の寿命は水溶性切削油剤の使用により延びるが、エマルジョンタイプとソリュ-ブルタイプとの差異はほとんど認められない。6 CFRPの切削における工具の損傷は、金属の切削の場合とは明かに異なり、欠損、剥離およびクレ-タ摩耗などはほとんど見られず、切り刃稜は丸みを帯びた損耗となっている。この損傷状態は乾式、湿式および通常や振動などの切削方法の違い、そして切削条件などに関係なく生じている。これは、CFRPが供試工具との親和性が極めて少ない上に、硬くて強靭な炭素強化繊維による激しいアブレシ-ブ作用に起因する工具の損耗と考えられる。
慣用句および動詞句の使用頻度の分析に基づいた用例集の作成

本研究は、(1)インターネットを利用したり、これまでに電子化されている様々な分野からの大量のテキスト情報を収集し、それを文単位に編集・加工した上で文データベースを構築する。(2)構築したデータベースを利用して慣用句および動詞句の使用頻度を分析する。(3)同時にそれらの句を含む用例を抽出し、使用頻度を付けた用例集を作成する。以上により、日本語教育者と学習者の両方に役立っ慣用句と動詞句の頻度情報付きの用例集を作成・提供することが本研究の目的である。まず用例文データベースの材料としては、文学の分野の材料としてインターネットの青空文庫に収蔵されている2,233作品から抽出した631,674文を、理学や社会学の分野の材料として日本語教育支援システム研究会CASTEL/J CD-ROMに収録されている現代新書とブルーバックス及び白書等から取り出した88,874文を、さらに論文体の材料として科研費特定領域「人文科学とコンピュータ」の報告書から取り出した27,065文をデータベース化した。データベースの項目は、文の出典を示す文情報と、用例文そのものからなる。次に、動詞については「日本語基本動詞用法辞典」(大修館書店、1989)に収録されている動詞を対象として、見出し漢字1文字について先のデータベース中の文で使用されている頻度を計算し、その中から頻度上位の10語(見、出、分、来、上、思、行、生、言、下)を選んでさらに活用形ごとの頻度を分析した。また、慣用句については、山元啓史・小林典子著「日本語のイディオムと文型」に収録されている索引語を対象として例文を抽出した。本研究は、インターネットを利用して、様々な分野からの大量のテキスト情報を収集し、それを文単位に編集・加工した上でデータベースを構築する。構築したデータベースを利用して慣用句および動詞句の使用頻度を分析する。同時にそれらの句を含む用例を抽出し、使用頻度を付けた用例集を作成する。以上により、日本語教育者と学習者の両方に役立つ慣用句を動詞句の用例集を作成・提供することが本研究の目的である。本年度は、データ収集を中心的に行ってきた。具体的には、文学的な文章のソースとして、青空文庫に収蔵されている2,233作品を取り出した。また、評論や科学読み物の文章のソースとして、日本語教育支援システム研究会CASTEL/J CD-ROMに収録されている現代新書とブルーバックス及び白書を取り出した。また、フォーマルな文章のソースとして日経Windows2000/NTのCD-ROM縮刷版1999に収録されている文章を取り出した。これらのテキストファイルからテキストデータを取り出して、文単位に編集・加工して、データベース化を行うところまでを行っている。
地域政策の形成における中央と地方-地域政治分析に関する理論的研究-

本研究は、高度産業国家における現代政治の「現状分析」の方法として、<中央地方>関係の問題に焦点をあてることが、当該政治社会の構造と動態を把握する上で、一つの戦略的視角の設定になるとの前提に立っている。1970年代後半以降、<中央地方>の関係をめぐる問題が、新たな装いをもって、高度産業国家における主要な政治的争点の一つを形成している。<中央地方>の関係は、元来、近代国家の形成に必然的に内在する問題であったが、当該社会の文化、経済、政治全体に関連し、各歴史状況と時代の要請に対応しながら、政治権力の構造変化や政府の役割に対する基本的価値観の変化に伴って、その具体的態様もまた変容する。特に、今日の国際化、情報化、技術革新、産業構造の変化など、世界的な規模で進展している急速な文明史的変化に対して、国及び地方自治体の政策的対応における根本的見なおしが要請され、それは当然ながら、<中央地方>関係における政治行政システムの改変へと連らなる展開を含んでおり、さらに地域政治の構造・動態の展開方向に大きな影響を与えつつある。その場合、具体的な展開方向は、各国によって異なるし、<中央地方>関係の伝統的パタ-ンに与えるインパクトも一義的ではない。その結果、<中央集権><地方分権><中央統制><地方自治>といった旧来からの概念の再考をも惹起させるのである。本研究においては、比較的観点及び歴史的観点から、<中央地方>関係をめぐる今日的状況を把握すること、そして、それが惹起する理論上の諸問題を検討することを通じて、現代政治の「現状分析」の方法を理論的により精緻化することを目指した。地域政治分析の理論を確立することによって、現代日本政治の現状分析の方法を理論的により精緻化することが本研究の課題であるが、初年度の昭和63年度においては、地域政治に関する既存の現状分析理論と既存の現状分析成果を批判的に検討する作業を研究会の開催を通じて行った。また、東北地方を対象地域として設定し、国、県、市町村の三層について、行政、民間の各機関、団体に対する資料収集、政治家、行政担当者、民間諸団体投員に対するヒアリング調査を併行的に行った。今日の国際化、情報化、技術革新、産業構造の変化など、世界的な規模で進展している急速な歴史的変化に対して、国及び地方自治体の政策的対応における根本的見なおしが要請され、それは当然ながら、中央・地方関係における政治・行政システムの改変へと連らなる展開を含んでおり、さらに地域政治の構造動態と展開方向に大きな影響を与えつつある。そして、そういった現象は、わが国をも含め、西欧先進諸国にも共通するが、展開方向はそれぞれの国において一様ではない。わが国の場合は、経済社会の変化とそれに対応する形での政治・行政システムの改変との間には大きなズレがある。他方、わが国の地域政治に関する既存の現状分析理論の多くは、その理論的パラダイムとして、西欧の古典的な「地方自治論」に依拠している。本研究の主眼は、地域政治分析の理論を現代日本政治の分析理論として構築することにあるが、次年度は、各国における社会・経済的変化への政策的対応や制度改革の動向を通じ、比較的観点からみた「中央・地方関係」わが国における政策イデオロギーの変化や制度の進化過程など、歴史的観点からみた「中央・地方関係」、さらにケース・スタディ的な現状分析にテーマを細分し、作業を進める予定である。本研究は、高度産業国家における現代政治の「現状分析」の方法として、〈中央地方〉関係の問題に焦点をあてることが、当該政治社会の構造と動態を把握する上で、一つの戦略的視角の設定になるとの前提に立っている。1970年代後半以有、〈中央地方〉の関係をめぐる問題が、新たな装いをもって、高度産業国家における主要な政治的争点の一つを形成している。

〈中央地方〉の関係は、元来、近代国家の形成に必然的に内在する問題であったが、当該社会の文化、経済、政治全体に関連し、各歴状況と時代の要請に対応しながら、政治権力の構造変化や政治の役割に対する基本的価値観の変化に伴って、その具体的態様ままた変容する。特に、今日の国際化、情報化、技術革新、産業構造の変化など、世界的な規模で進展している急速な文明史的変化に対して、国及び地方自治体の政策的対応における根本的見なおしが要請され、それは当然ながら、〈中央地方〉関係における政治システムの改変へと連らなる展開を含んでおり、さらに地域政治の構造・動態の展開方向に大きな影響を与えつつある。その場合、具体的な展開方向は、各国によって異なるし、〈中央地方〉関係の伝統的パタ-ンに与えるインパクトも一義的ではない。その結果、〈中央集権〉〈地方分権〉〈中央統制〉〈地方自治〉といった旧来からの概念の再考をも惹起させるのである。本研究においては、比較的観点及び歴史的観点から〈中央地方〉関係をめぐる今日的状況を把握すること、そして、それが惹起する理論上の諸問題を検討することを通じて、現代政治の「現状分析」の方法を理論的により精緻化することを目指した。
哺乳動物脊髄におけるリズム運動中枢の機能分化

歩行運動の様なリズム運動は脊謎の神経回路網によって駆動される。本研究では、ラット胎児の脊髄摘出標本を用いてリズム運動中枢の発達について調べた。歩行様リズム運動は、主としてセロトニン(5-HI)の投与によって発現させた。新生ラットにおける脊髄摘出標本あるいは脊髄・後肢摘出標本を用いた実験から第2腰髄前根のリズム活動は歩行運動の屈筋相を、第5腰髄前根の活動は主として伸筋相の活動を代表していることを明らかにした。直接の筋活動の記録が困難な胎児において、屈筋と伸筋へのリズム発生神経機構の分化について第2腰髄前根と第5腰髄前根の記録を行い解析した。その結果、左右の交代性リズムを形成する神経回路は胎生18.5日までに分化するが、伸筋・屈肪の交代性リズムを形成する回路はそれより12日遅れて分化することが明らかになった。薬理学的実験から左右及び伸筋・屈筋の交代性リズムを形成する機構の形成には、いずれもグリシン性の抑制路の発達が深く関与していることを明らかにした。さらに、5-HTの投与により励起される初期のリズム形成神経回路網の性質について薬理学的に調べた。胎生14.5日-16.5日の標本では、興奮性伝達を担うグルタミン酸受容体の拮抗薬であるキヌレン酸の投与によって、5-HT誘発リズムは影響を受けなかった。しかし、成熟動物の脊髄内において抑制性伝達物質として作用するグリシンの受容体の拮抗薬であるストリキニーネの投与によって、このリズムは完全に消失した。これらの結果から、5-HTによって誘発される初期のリズムの形成には主にグリシン受容体を介した興奮性のシナプス入力が重要な役割を果たしていることが示唆された。すなわち、胎生後期におけるグリシン性のシナプス伝達機構の変化が歩行中枢の分化にとって本質罰な役割を担っていることが示唆された。申請者等のこれまでの研究によれば、N-Methyl-D-aspartate(NMDA)やセロトニンの灌流投与によって胎生15.5日(出生7日前)以後の脊髄摘出標本の前根に安定したリズムが誘発されること、同一脊髄節の左右の前根記録の発射が初期(胎生15.516.5日)には同期しているが発達に伴い交代性に変化することが明らかになっており、またこの変化に抑制路の発達が関与していることが示唆されている。平成9年度はこれらの先行研究を基盤に、歩行運動のもう一つの特徴である伸筋と屈筋の交代性運動を発現させる脊髄神経機構の機能分化様式についての研究した。(1)薬物投与によって初めてリズム運動が誘発される胎生14.5日から成熟動物と同様に左右前根に交代性リズムが出現する胎生20.5日以降のラット胎児及び生後3日までの新生ラットを用いて実験を行った。各日齢のラット脊髄摘出標本を作製し、歩行様リズム運動は、最も安定したリズムを誘発するNMDAとセロトニンの混合溶液の投与によって発現させた。(2)新生ラットにおける脊髄摘出標本あるいは脊髄・後肢摘出標本を用いた実験から第2腰髄前根のリズム活動は歩行運動の屈筋相を、第5腰髄前根の活動は主として伸筋相の活動を代表していることを明らかにした。その結果、左右の交代性リズムを形成する神経回路は胎生18.5日までに分化するが、伸筋・屈筋の交代性リズムを形成する回路はそれより12日遅れて分化することが明らかになった。

(3)薬理学的実験から左右及び伸筋・屈筋の交代性リズムを形成する機構の形成には、いずれもグリシン性の抑制路の発達が深く関与していることが明らかになった。これまで、申請者等は新生ラットの脊髄摘出標本において、セロトニン(5-HT)の灌流投与によって、運動ニューロン群に歩行様のバーストが誘発することを明らかにした。本研究では、運動ニューロン群にリズミックなバースト発射を誘発する脊髄内神経回路網が胎生期にどのように形成されるのかを5-HTによって誘発されるリズムを対象にして解析した。胎生14.5-21.5日のラットの脊髄摘出標本を作成し、クレブス液灌流下で腰髄前根より運動ニューロン群の神経活動を記録した。5-HTの投与により誘発されるリズミックなバースト発射が、胎生14.5日以降の標本で観察された。胎生14.5日の標本では、脊髄内のおもな興奮性伝違を担うグルタミン酸受容体の拮抗薬であるキヌレン酸の投与によって、5-HT誘発リズミックなバースト発射はの標本では影響を受けないが、成熟動物の脊髄内において抑制性伝達物質として作用するグリシンの受容体の拮抗薬であるストリキニーネの投与によって、このリズムは完全に消失した。一方、胎生18.5日以降の標本ではキヌレン酸の投与によってリズムは消失するが、ストリキニーネの投与によって、このリズムの大きさや同期性はむしろ増強した。GABAA受容体の拮抗薬であるビククリンの投与によって、5-HTによって誘発されるリズミックなバーストは胎生14.5日の標本で影響を受けなかった。これらの結果から、5-HTによって誘発される初期のリズムの形成には主にグリシン受容体を介したシナプス入力が重要な役割を果たしていることが示唆された。これらの薬理学的な性質は以前に報告された自発性バースト発射に関する神経回路網の性質と一致していた。
新規蛍光発生システムによる遺伝子シグナルの増幅

本研究課題では、遺伝子シグナルを増幅させることにより高感度検出することを目的としている。本年度は、求核剤による芳香族求核置換反応を引き金とする新規蛍光発生分子システムの開発を行った。蛍光プローブの基本骨格としてアミノクマリンを用いた。アミノクマリンを、塩基性下、2,4-ジニトロベンゼンスルホニルクロリドで処理することにより、蛍光発生分子を合成した。さらに、合成した蛍光分子をDNAとカップリングさせることにより蛍光プローブを合成した。求核剤となるホスホロチオエート基を導入したDNAプローブは、DNA自動合成機により合成を行った。アミノクマリンをジニトロベンゼンスルホニル基で保護した化合物と求核剤となるホスホロチオエート基を導入したプローブを標的遺伝子上で反応させた結果、ジニトロベンゼンスルホニル基が脱保護されたことにより蛍光の上昇が観察された。一方、1つミスマッチを含む配列や標的配列非存在下では、蛍光シグナルの増加はほとんど観察されなかった。これらの結果より、本プローブは、芳香族求核置換反応により標的核酸配列特異的に蛍光シグナルを発生することが明らかとなった。今後は、生細胞内での検出を目指し、より長波長の蛍光化合物(ローダミンなど)で検討する予定である。
電気分析化学的アプローチによる生体内微量金属の生理活性作用発現機構の解明

本年度は、平成15年度および平成16年度に引き続き,アセトニトリル溶液中における様々なバナジウム錯体の酸化還元挙動をサイクリックボルタンメトリーによって調べた。さらに,サレン配位子を持つバナジウム,コバルト,鉄,銅錯体の酸化還元挙動を詳細に調べた。今回調査したサレン錯体の還元波は,今まで調査してきたバナジウム錯体と同様に酸やアルカリ金属イオンの影響を受けて,正側にピーク電位がシフトした。ただし,酸を添加した時は,還元体が分解する挙動が見られたのに対して,アルカリ金属イオンを添加した時は,酸よりも正電位側へのシフト幅は小さいものの,錯体の還元体は安定であった。一方,塩化物イオン等のサイズの小さいアニオンを添加すると,酸化波が負電位側にシフトした。さらに,ニッケル-あるいは鉄-サレン錯体を電気的に還元してそれぞれCo(I)およびFe(I)錯体を発生させ,そこに塩化ベンジル,クロロ酢酸などの有機塩素化合物を添加すると,触媒的な還元挙動が見られた。これは,Co(I)やFe(I)が塩素に結合した炭素に求核攻撃し,脱塩素化反応が起こり,Co(II)あるいはFe(II)に酸化されることを示している。この条件に,アルカリ金属イオンを添加すると,触媒メカニズムには変化がないが,低い印加電位でも起こることが分かった。また,電極上に紫外線を照射すると,求核攻撃によって生成しているCo(III)-RClあるいはFe(III)-RClの金属-炭素結合が切れやすくなり,触媒サイクルが効率よくなり,還元電流値が大きくなる挙動が見られた。しかし,これらの一連の挙動はバナジウム-や銅-サレン錯体では見られなかった。以上より,金属-サレン錯体の電気化学的酸化還元挙動を詳細に調べ,その酸化還元挙動に及ぼすカチオンやアニオンの影響および有機塩素化合物との反応性を明らかにした。本年度は、主としてアセトニトリル溶液中における様々なバナジウム錯体(Bis(maltolato)oxovanadium(IV)(VO(C_6H_5O_3)_2,VO(ma)_2),Bis(acetylacetonato)oxovanadium(IV)(VO(C_5H_8O_2)_2,VO(acac)_2)、およびシッフ塩基を配位子としたN-salicylideneamino acid vanadium(IV) complex([VO(sal(X)-R)(H_2O)],R=amino acid, X=salicylaldehyde and derivatives))の酸化還元挙動をサイクリックボルタンメトリーによって調べた。アセトニトリル中におけるVO(ma)_2のサイクリックボルタモグラムから、錯体のV^<IV>→V^Vに対応する酸化波(+400mV vs Ag/Ag^+)およびV^<IV>→V^<III>に対応する還元波(-2100mV)と、電気化学的には可逆ではないがV^<III>→V^<IV>に対応する再酸化波も観測された。溶液に酸やLi^+等のアルカリ金属イオンを添加すると、+400mV付近の酸化波にはほとんど影響が無かったが、-2100mV付近の還元波は、正電位側にシフトした。そのシフト幅の大きさはH^+>Li^+>Na^+の順であった。同様にVO(acac)_2および[VO(sal(X)-R)(H_2O)]のサイクリックボルタモグラムを測定した。その結果、錯体のV^<IV>→V^Vに対応する酸化波のピーク電位は、配位子が変わってもほとんど同じであった。また、V^<IV>→V^<III>に対応する還元波も同様に得られたが、V^<III>→V^<IV>に対応する再酸化波は得られなかった。その他、様々な電気化学的な研究を行った結果から、配位子の違いによる電気化学的酸化還元挙動の変化に関する多くの知見が得られた。本研究に関連して、V(V)の反応性を調べるために、Keggin型のヘテロポリ酸錯体とV(V)との置換反応に及ぼす有機溶媒の効果を調べ、Si(IV)あるいはGe(IV)系では水より誘電率が大きい有機溶媒との混合溶媒中で置換反応が起こり、P(V)あるいはAs(V)系では、逆に水より誘電率が低い有機溶媒との混合溶媒中で置換反応が起こることが分かった。これは錯体の全体の電荷と有機溶媒の誘電率が関連していると示唆された。さらに濃厚塩溶液中の特殊反応性を調べるため、Dawson型ヘテロポリタングステン酸錯体の生成に及ぼす塩効果を調べた。その結果、塩を加えることによって、Dawson型錯体の生成量が増えることが分かった。本年度は、昨年度に引き続き,アセトニトリル溶液中における様々なバナジウム錯体の酸化還元挙動をサイクリックボルタンメトリーによって調べた。また,今回調査したバナジウム錯体と同じ配位子を持つモリブデン錯体についても,同様な方法で酸化還元挙動を調べた。すべての錯体の還元波は,酸やアルカリ金属イオンの影響を受けて,正側にピーク電位がシフトした。そのシフト幅の大きさはH^+>Mg^<2+>>Li^+>Na^+の順であった。また,分子軌道計算によって,それぞれの錯体のHOMOとLUMOのエネルギーを計算したところ,そのHOMOとLUMOのエネルギーの差と還元電位との間に相関が見られた。

配位子によって,バナジウム錯体のIV価からV価への酸化還元波の可逆性と,バナジウム錯体のインシュリン効果に関する臨床的な実験結果とを比較すると,その酸化還元波が可逆に現れる錯体は,疑似インシュリン効果を示すものが多かった。つまり,酸化還元挙動と疑似インシュリン効果との間に関連があると示唆された。一方モリブデンは,バナジウムと同様に幾つかの酸化状態が知られているにも関わらず,今回調査したモリブデン錯体の酸化還元波はどれも不可逆であった。さらに,錯体の酸化還元に及ぼす溶媒の効果を調べるために,アセトニトリルに水を添加してサイクリックボルタモグラムを測定したところ,オキソ基をもつバナジウム錯体は,添加した水の濃度に応じてボルタモグラムの形が大きく変化した。オキソ基を持たない,同じ配位子からなる鉄やコバルト錯体では,電位は変化しても,その酸化還元波の形は変化しなかった。これは,オキソ基が水と置換したか,さらに水分子が配位したと考えられる。以上のことから,可逆に酸化数が変化し,疎水的あるいは親水的環境に応じて自由にその配位環境を変化させることが可能なバナジウム錯体が,疑似インシュリン効果が高いと考えられる。本年度は、平成15年度および平成16年度に引き続き,アセトニトリル溶液中における様々なバナジウム錯体の酸化還元挙動をサイクリックボルタンメトリーによって調べた。さらに,サレン配位子を持つバナジウム,コバルト,鉄,銅錯体の酸化還元挙動を詳細に調べた。今回調査したサレン錯体の還元波は,今まで調査してきたバナジウム錯体と同様に酸やアルカリ金属イオンの影響を受けて,正側にピーク電位がシフトした。ただし,酸を添加した時は,還元体が分解する挙動が見られたのに対して,アルカリ金属イオンを添加した時は,酸よりも正電位側へのシフト幅は小さいものの,錯体の還元体は安定であった。一方,塩化物イオン等のサイズの小さいアニオンを添加すると,酸化波が負電位側にシフトした。さらに,ニッケル-あるいは鉄-サレン錯体を電気的に還元してそれぞれCo(I)およびFe(I)錯体を発生させ,そこに塩化ベンジル,クロロ酢酸などの有機塩素化合物を添加すると,触媒的な還元挙動が見られた。これは,Co(I)やFe(I)が塩素に結合した炭素に求核攻撃し,脱塩素化反応が起こり,Co(II)あるいはFe(II)に酸化されることを示している。この条件に,アルカリ金属イオンを添加すると,触媒メカニズムには変化がないが,低い印加電位でも起こることが分かった。また,電極上に紫外線を照射すると,求核攻撃によって生成しているCo(III)-RClあるいはFe(III)-RClの金属-炭素結合が切れやすくなり,触媒サイクルが効率よくなり,還元電流値が大きくなる挙動が見られた。しかし,これらの一連の挙動はバナジウム-や銅-サレン錯体では見られなかった。以上より,金属-サレン錯体の電気化学的酸化還元挙動を詳細に調べ,その酸化還元挙動に及ぼすカチオンやアニオンの影響および有機塩素化合物との反応性を明らかにした。
加齢性難聴発症のメカニズム－骨代謝シグナル分子の解析

加齢性難聴の増悪因子についての検討を行った。高齢化のすすんだ離島におけるヒト疫学研究において、加齢性難聴例410耳について、70歳未満の若年群と70歳以上の高齢群に分けて、加齢性難聴に影響する因子を調査した。その結果、糖尿病に関しては、若年群において糖尿病がある群で難聴が有意に高度であった。また、喫煙と飲酒の有無に関しては、両群において、有意に難聴の増悪が認められ、糖尿病、喫煙、飲酒は加齢性難聴増悪因子のひとつと考えられた。一方、高血圧の有無は加齢性難聴増悪には関与しなかった。加齢による難聴は遺伝的要因、環境要因などが関与する多因子疾患である。一方、骨代謝も加齢によって変化する。加齢に伴う骨代謝異常が加齢性難聴の増悪因子であるとの仮定のもとに、マウスモデルとヒト疫学解析によりこの仮定の検証を試みた。マウスモデルについて、加齢性難聴の発症を確認したのち、内耳組織を摘出した。凍結切片を作成して、形態学的評価とOPGなどの骨代謝マーカーを用いて免疫組織染を計画した。しかし、マウスの譲渡が遅れたことも影響して、内耳組織の摘出までとなり、結果を得るにいたらなかった。一方、疫学研究では、新潟県の離島である佐渡島でのプロジェクトに参加し、聴力検査と生活歴、嗜好歴などとの関係を検討した。その結果、喫煙者では有意に加齢性難聴の増悪が認められた。糖尿病に関しては、若年群で難聴の増悪が認められた。これらの成果について、日本耳鼻咽喉科学会総会と世界耳鼻咽喉科学会で発表した。加齢性難聴と喫煙に関係が深いことがわかり、引き続き、脳梗塞などの血管障害との関係についても検討を進める予定である。一方、骨代謝も加齢にともない変化する。加齢に伴う骨代謝異常が加齢性難聴の増悪因子であるとの仮定の元に、マウスモデルおよびヒト疫学解析によりこの仮定を検証している。マウスモデルを利用し、内耳骨包の骨代謝異常の存在をシグナル分子の免疫組織学的解析により明らかにする。同時に、学内ヒト疫学解析・佐渡プロジェクトで、骨代謝の加齢性変化と加齢性難聴との関連を解析する。これにより、病態の解明、治療・予防へのヒントを得る。加齢性難聴の病態解明を目指している。ヒト疫学調査は、佐渡プロジェクトのデータを利用し、糖尿病、高血圧、喫煙などの生活習慣と加齢性難聴の関係を解析した。その結果、これらは難聴促進因子である可能性が示唆された。各種の生活習慣病と難聴の増悪との関係が示唆され、今後難聴発症予防のひとつとして啓蒙していくことが可能となる。その成果は、次年度、日本耳鼻咽喉科学会(札幌市)、世界耳鼻咽喉科学会(ソウル)で発表し、その後論文投稿する予定である。一方、マウスの実験に関しては、予定していたマウスの譲渡が遅れ、また実験施設の移転に伴う影響で、進んでいない。試薬等の準備はできており、マウスを入手でき次第、進めていく予定である。マウスの譲渡が遅れていること、また実験施設の移転に伴う影響で、長期飼育が困難であることから、マウスを用いた実験が進んでいない。マウスの譲渡の目途がたったので、マウスを入手でき次第、予定した実験を行う。疫学調査も引き続き行う。マウスの維持、管理と必要な試薬の購入に使用する予定である。また、成果発表のため、学会参加、論文執筆のための費用にあてる。
マウス内耳発生におけるプログラム細胞死および誘導細胞死の免疫組織学的観察

胎生期マウスの内耳に認められるTUNEL陽性死細胞は、光顕的にアポトーシス様死細胞(apoptotic dying cell : ADC)と非アポトーシス様死細胞(non-apoptotic dying cell : NADC)に分類可能である。樹脂切片表面のエッチング処置後TUNEL陽性死細胞を観察し、同一切片の再包埋で得られた同一死細胞の電顕像を分析すると、TUNEL光顕レベルでADC,NADCと判定されるものは、それぞれClarkeの発生期死細胞の電顕分類におけるtype1,type2死細胞であることが明らかとなった。さらにシスプラチンの内耳毒性負荷は内耳全体におけるTUNEL陽性総死細胞数を著変させることなくtype1死細胞の発現率を約90%から約70%に減少させ、逆にtype2死細胞の発現率を約10%から約30%に増加させた。これら死細胞に対する処理様式を電顕的に分析すると、type1死細胞に対する貪食処理は主に隣接細胞が行なっていた。ところがtype2死細胞に対する貪食処理像は確認されず、同死細胞には核濃縮を呈する(TUNEL陽性)ものと正常核を有する(TUNEL陰性)ものの二者が存在していた。そのため、生体内に内耳毒性が存在すると器官形成のためのtype1予定細胞の一部は死滅が解除され、一方、予定外に障害された細胞にはtype2の死滅様式が与えられて、貪食されることなくDNA修復を試み、修復可能であったものは生存に向かい(TUNEL陰性)、修復不可能であったものは死滅が決定している(TUNEL陽性)可能性が示唆された。このtype2死細胞の修復機構によってTUNEL陽性総死細胞数は著変を来さないものと予想された。したがってDNA修復機構を有するtype2死滅様式は発生阻害因子に対する防御機構として、アポトーシスと同様に発生期には必須のプロセスと考えられた。
対外力学モデルを用いた血管壁と血流の相互作用に関する実験的研究

生体内の弾性血管壁と血流の相互作用に関する研究の一環として、(1)赤血球を模擬したアルギン酸ゲルの柔軟微粒子(A30S粒子)およびアラビアゴムとゼラチンでコーティングされたカプセル粒子(AGO粒子)の物性値の評価、およびそれらの高濃度懸濁水が血液を模擬出来ているか否かの評価を行い、(2)静脈血管や冠動脈を模擬した柔軟な薄肉ゴム弾性管(コラプシブルチューブ)内の流れ、とくに自励振動の特性に及ぼす管軸張力の影響を実験的に調べ、(3)大動脈弓を模擬したテ-パ-付きU字剛円管内を流れる水拍動流中の瞬時・局所の速度場をレーザー誘起蛍光法による可視化法を用いて詳細に調べるとともに、数値解析結果との比較を行なった。(1)では、模擬赤血球としてのA30S粒子とAGO粒子の粒径分布のピークは各々8μm、5μmと赤血球とほぼ同じ大きさであり、密度は各々1030kg/m^3で、1380kg/m^3でA30Sの方が赤血球に近かった。A30Sの高濃度懸濁水のずり応力一ずり速度線図を描いたところ、A30S液は血液と同じくCasson流体であることが分かった。A30S液の剛管内流動実験の結果、層流一乱流遷移がRe=1,000近傍で生じ、水との顕著な違いが見られた。(2)では、自励振動中の管の上下流の流量差の瞬時値と管の上下流端の圧力差の瞬時値とでリサージュー図形を描かせ、下流圧力のスパイク状の急峻な低下は支持用剛管との接続部におけるチューブのつぶれによる水撃現象に起因することが明らかになり、この非生物的条件を取り除くため、接続部に肉厚が管軸方向に連続的に変わるゴム管を挿入したところ、下流圧の急減は無くなり、緩やかな振動波形になった。(3)では、テ-パ-付き直円管ではテ-パ-のため管出口部での壁ずり応力が入口部のそれの約7倍も高くなること、U字テ-パ-管では減速期末期に内壁で流れが剥離して数個の渦対が発生し、加速期初期まで存在していることなどが分かった。
歯周病原性細菌の蛋白質分解活性をあわせ持つ赤血球凝集素の分子生物学的研究

歯周病原細菌Porphyromonas gingivalis (P.g.)は、アルギニン-Xを切断するシステインプロテアーゼ活性(P)と、アルギニン等でその活性が阻害される非レクチン様の赤血球凝集活性(HA)を併せ持つ因子HA/Pを保有する。HAはPの阻害剤によっても消失し、しかも、HA/Pは単一の蛋白質(分子量44kDa)という報告があった。そこで、HAとPとの構造的及び機能的な関連を明らかにするため、HA/Pの構造遺伝子hapのクローニング、さらにhapの発現を試みた。その結果、以下のことが判った。(1)hapは、長さ5kbp以上と長い。申請者らは、研究開始当初HA/PのN末端部をわずかに含むDNA断片をクローニングすることに成功した。その後、下流部をInverse PCR法を用いてクローニングした結果、2kbp以上先までもorfが続いていた。上流でも2kbp以上orfが続き翻訳開始部が現われた。その後hap全遺伝子がTravisらのグループによってクローニングされたが、申請者らの結果と殆ど一致していた。(2)HA/Pは、蛋白質の複合体である。(3)複合体の各成分がひとつにつながりの大きなorfにコードされている。翻訳後、プロテアーゼ活性により自己分解して各成分に分解されると考えられた。(4)上流にはプロテアーゼごそれが外膜に輸送されるためのleader sequence、活性発現を制御するためのpro-sequenceがコードされている。(5)下流にはHAがコードされていると推測されたが、証明はない。(6)翻訳開始点が塩基配列上から推定された。申請者らは、Metが近接して存在するため、この点を実験的に決定しようと考え、上流部を発現ヴェクターpTZ18R(P.g.の外膜蛋白質の発現に利用された系)やpETに組み換えた。その結果、pT7を用いて初めて発現に成功した。産物のN末アミノ酸はGlnで、翻訳開始点は未定である。(7)P.endodontalisには抗HA/P抗体と交差反応する成分が存在するが、その塩基配列はhapとは相同性が低い。歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalis(P.g.)は、蛋白質分解活性をあわせ持つ赤血球凝集素HA/P(分子量:44kDa)を発現し、これが主要な病原因子の一つであると考えられている。今年度の主たる目標は、HA/Pの構造遺伝子(hap)のクローニング及びシークエンスである。本年度研究開始当初、HA/Pのアミノ末端をコードする約4kbpのDNA断片をクローニングしていた。(これは、精製されたHA/P蛋白質のN末端のアミノ酸配列情報を基にオリゴヌクレオチドを合成し、これをプローブにして、P.g.の染色体DNAを制限酵素Bam HIで切断して大腸菌に組み換えて作製したライブラリーをスクリーニングして得た。)この断片中のプローブが結合する位置を調べたところ、末端約0.3kbpの領域にあることが判明した。そこで塩基配列を求めると、この断片中にはN末端18アミノ酸が4kbpのBam HI-Bam HI断片の外側に向かってコードされていた。

HA/Pは外膜蛋白質であること、成熟型のN末端がセリンであることよりプロセスされていると予測されるので、上流域のシークエンスを行った。その結果、上流約0.4kbpに開始コドンと思われる配列が見いだされた。但し、この点に関しては、さらに上流の塩基配列を求めて確実にする必要がある。また、下流のクローニングは従来の方法では成功せず、これまでに明らかになった塩基配列や制限酵素地図を基に、IPCR法(Inverted Polymerase Chain Reaction)を用いることにより、Bam HI部位の下流に約1kbpの断片を得ることに成功した。分子量から推測すると、この断片も合わせるとhap全遺伝子がクローニングされたか微妙である。従って、まずこの点を明らかにするためにも現在至急に塩基配列を求めている。配列が明らかになった部分の相同性をアミノ酸配列で検索すると、ウィルスから哺乳類まで広範囲の蛋白質前駆体が拾い出された。HA/P前駆体の成熟過程、それにこの領域が果たす役割を推測する一助となろう。Porphyromonas gingivalisの病原因子の一つ、蛋白分解活性を持つ血球凝集因子(HA/P)の全遺伝子(hap)をクローニングし、付着と分解という両活性の制御機構を分子生物学的に探ることを目的として研究してきた。昨年度末までに、HA/P(Mw:44kDa)のN末端18アミノ酸を含みその上流約4kbpの断片を遺伝子ライブラリーからクローニングし、下流は約1kbpの断片をIPCR法(Inverse Polymerase Chain Reaction)により得た。今年度は、その全塩基配列の決定を試みた。その結果、下流へは1kbpで終わらずさらにORFが続いていた。そこでIPCR法を繰り返し用いてさらに下流のDNA断片を得て、産物を直接サイクルシークエンス反応に用いて塩基配列を調べた。現在のところ、下流に関しては1964bpまで決定したが、さらにORFは続いている。また上流の塩基配列は、一部はサブクローニング、他は4kbp挿入断片を持つプラスミドをそのままテンプレートとして合成したプライマーを用いて、サイクルシークエンスにより決定した。その結果、HA/PのN末端から492残基上流にGingipain(Chenら)、Argingipain(Kadowakiら)のN末端配列と同じ配列が出現し、さらに上流681bp(127アミノ酸)に翻訳開始点と思われる配列が現れた(Met^1とする)。従って、アルギニン特異的システインプロテアーゼとそれに付随する蛋白質がひとつの遺伝子上にコードされており、それがプロセスされて発現されることが判った。最近Pavloffらはこの因子のアミノ酸配列と塩基配列を発表した。それによると、我々の決定しているアミノ酸配列とはこれまでのところ二つ異なっていた。これは株の違いによると思われる。またArgingipainのアミノ酸配列(Okamotoら、印刷中)とは、同じ株を使用しているにも拘らずTry^<866>以下のC末端側が大きく異なっていた。現在、塩基配列を完全に決定する事とともに、翻訳開始点を決める実験を大量発現系への組換えを用いて行っている。
歯髄幹細胞を用いた骨組織および神経組織再生治療法の開発

頭蓋骨欠損ラットに歯髄幹細胞を移植し,骨欠損に対する効果を検討した.また,STZ誘導糖尿病マウスの後肢骨格筋に歯髄幹細胞を移植し糖尿病性神経障害に対する効果を検討した.ラット歯髄幹細胞とコラーゲンを共に移植した群において欠損の辺縁部と中心部に骨の新生が確認された.ヒト歯髄幹細胞移植は糖尿病で低下した坐骨神経伝導速度,坐骨神経内血流量,感覚閾値を改善した.以上より,歯髄幹細胞は骨組織および神経組織再生治療法として有効であることが示唆された.組織再生治療はこれまでに臓器移植や人工物によって治療が行われてきた疾患や、現在の治療法では完治が難しい疾患に対する新しい治療法として注目されている。歯髄幹細胞は主に若年時に採取可能、凍結保存可能という点から有効なツールと考えられ、我々はこれまでに歯髄幹細胞の特異的な機能について解析を行ってきた。本研究では、臨床応用を目指して疾患モデル動物を作製し、細胞移植効果の評価を行う。平成27年度はラットおよびヒトの歯髄組織より歯髄幹細胞の単離培養を行い、フローサイトメトリーを用いて表面マーカーを同定後、脂肪・骨分化誘導を行い多分化能を確認し、下記の成果を得た。1.歯髄幹細胞を用いた骨組織再生研究骨欠損に対する組織再生治療において、細胞を欠損部に定着させるために足場材料が用いられ、材料が細胞に与える影響を検討する必要がある。β-TCPとHA上で歯髄幹細胞を培養し、細胞増殖活性を評価したところ、培養2、4、5日後において活性を維持した。ALP活性については培養7日後で活性を維持、14日後で低下を確認した。また、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて培養7日後にβ-TCP、HA上に歯髄幹細胞の存在を確認した。2.歯髄幹細胞を用いた神経組織再生研究糖尿病性神経障害に対する組織再生治療では、先行研究として凍結保存したラット歯髄幹細胞を用いて、糖尿病発症モデルラットに移植を行い、坐骨神経伝導速度、坐骨神経内血流量の改善が確認された。また組織学的評価では、von Willebrand factorを用いた毛細血管筋束比とPGP9.5抗体による表皮内神経線維密度の計測を行い、血管数と神経数の増加を確認した。これらの結果の機序として移植細胞の血管内皮細胞への分化、移植細胞のサイトカイン分泌を明らかにした。研究の年度計画に対して項目1は、遺伝子解析が若干遅れているが、それ以外の解析は順調に進んでいる。引き続き研究を進める。項目2についてはほぼ予定通り平成27年度計画が達成されており、さらに研究を進める。組織再生治療はこれまでに臓器移植や人工物によって治療が行われてきた疾患や、現在の治療法では完治が難しい疾患に対する新しい治療法として注目されている。平成28年度は前年度に単離培養、同定を行ったラットおよびヒト歯髄幹細胞を用いて、下記の成果を得た。1.歯髄幹細胞を用いた骨組織再生研究骨欠損に対する組織再生治療において、細胞を欠損部に定着させるために足場材料を用いる必要がある。ラット頭蓋骨両側に直径4.6mmの欠損を作製し、ラット歯髄幹細胞とβ-TCP、HA、collagenの移植を行った。移植2週、4週、6週後に3DマイクロX線CTを用いて頭蓋骨欠損部を観察し、新生骨を確認した。また、歯髄幹細胞移植の前処置として、磁場刺激(0.4T、0.17Hz、6時間)を加え、細胞増殖活性を評価したところ、control群と比較し有意な増加を確認した。2.歯髄幹細胞を用いた神経組織再生研究糖尿病性神経障害に対する組織再生治療では、糖尿病発症モデルマウスにヒト歯髄幹細胞移植を行い、移植4週、16週後において感覚閾値、坐骨神経伝導速度、坐骨神経内血流量の改善が確認された。また組織学的評価では、移植した細胞が骨分化、脂肪分化することなく、主に筋束間隙に存在していることが確認された。研究の年度計画に対して項目1は遺伝子解析が若干遅れているが、それ以外の解析は順調に進んでいる。項目2についてはほぼ予定通り平成28年度計画が達成されており、さらに研究を進める。歯髄幹細胞を用いた組織再生治療に関する様々な研究が報告されている。歯髄幹細胞(DPSCs)は間葉系幹細胞の一種であり、矯正治療の際の便宜抜歯等により採取可能なため、細胞供給源として注目されている。我々は、DPSCsの顎骨欠損と糖尿病性神経障害の治療における有効性について実験的に確認した。6週齢SDラットの切歯より歯髄組織を採取し、コラゲナーゼ処理後、プラスティック上に播種し、20%FBS含有α-MEMにて培養した。継代を行い、フローサイトメトリーにてCD29、CD49d、CD90陽性CD34、CD45陰性と同定した。その後、骨、脂肪分化誘導を確認した。得られた培養rat-DPSCs(rDPSCs)を頭蓋骨欠損モデルラット(直径4.6mm)に骨補填材料と共に移植し、4週間後に骨組織再生治療効果について検討した。DPSCs/β-TCP顆粒移植群では、欠損部周囲より骨新生が確認された。

DPSCs/HA顆粒移植群では、辺縁部の骨新生と顆粒が確認された。DPSCsとCollagenを共に移植した群においては、欠損の辺縁部と中心部に骨の新生が確認された。また、矯正治療時の便宜抜歯より得られた歯より歯髄組織を採取し、酵素処理によりhuman-DPSCs(hDPSCs)を抽出した。同定後、Strepotozotocin(STZ)投与8週後のヌードマウスの片側後肢骨格筋に移植し、4週間後に神経組織再生治療効果について検討した。Normal群、DM群において、hDPSCsを移植した側での血管新生因子VEGF、神経成長因子NGFの発現が確認され、感覚閾値、坐骨神経伝導速度、坐骨神経内血流量の改善に寄与したと推察された。以上より、歯髄幹細胞移植の顎骨欠損および糖尿病性神経障害に対する新しい治療法としての有効性が示唆された。頭蓋骨欠損ラットに歯髄幹細胞を移植し,骨欠損に対する効果を検討した.また,STZ誘導糖尿病マウスの後肢骨格筋に歯髄幹細胞を移植し糖尿病性神経障害に対する効果を検討した.ラット歯髄幹細胞とコラーゲンを共に移植した群において欠損の辺縁部と中心部に骨の新生が確認された.ヒト歯髄幹細胞移植は糖尿病で低下した坐骨神経伝導速度,坐骨神経内血流量,感覚閾値を改善した.以上より,歯髄幹細胞は骨組織および神経組織再生治療法として有効であることが示唆された.歯髄組織から単離培養し、同定された歯髄幹細胞を用いて遺伝子解析と動物実験を行う。骨組織再生研究では、β-TCPとHA上で歯髄幹細胞を培養し、骨形成関連遺伝子の発現を評価する。また、ラット頭蓋骨両側に直径4.6mmの欠損を作製し、ラット歯髄幹細胞とCERASORB (β-TCP)、NEOBONE(HA)の移植を行う。細胞にはPKH26Red Fluorescent Cell Linker Kitを用いてラベリングを行う。移植8日、16日、24日後の新生骨を3DマイクロX線CTを用いて観察し、骨体積率、骨塩量を計測する。また頭蓋骨移植部位の凍結切片を作製し、HE染色を行い骨形成を確認する。また蛍光顕微鏡を用いて移植細胞の局在を観察する。神経組織再生研究では、ヌードマウスにストレプトゾトシンを投与し糖尿病状態を惹起させ、ヒト歯髄幹細胞の移植を行う。移植4週、16週後に生理学的検査を行い細胞移植効果の評価を行う。また、細胞移植部位の組織を採取し、切片を作製後HE染色による組織学的評価、血管新生因子や神経成長因子の遺伝子発現解析を行う。骨組織再生研究では、歯髄幹細胞を用いて引き続き遺伝子解析と動物実験を行う。歯髄幹細胞をβ-TCPとHA上で培養し、骨形成関連遺伝子の発現を評価する。また、ラット頭蓋骨欠損部への歯髄幹細胞移植実験では、CERASORB (β-TCP)、NEOBONE(HA)を用いて移植を行う。細胞にはPKH26Red Fluorescent Cell Linker Kitを用いてラベリングを行い、移植8日、16日、24日後の新生骨を3DマイクロX線CTにより観察し、骨体積率、骨塩量を計測する。続いて頭蓋骨移植部位の凍結切片を作製し、HE染色により骨形成の評価を行い,蛍光顕微鏡を用いて移植細胞の局在を評価する。神経組織再生研究では、6週齢雄性ヌードマウスにストレプトゾトシンを投与し糖尿病状態を惹起させ、ヒト歯髄幹細胞の移植を行う。移植4週、16週後に生理学的検査(組織血流量)を行い移植効果の評価を行う。