hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
繊毛機能不全症として捉えた正常圧水頭症多発家系の分子遺伝解析と新規治療薬の開発

既に論文に報告している精神障害を負った患者の診断が、正常圧水頭症(NPH)でありしかも多発家系の一員であったこと、次世代型シーケンサーを用いて全エクソン解析を行ったところ、繊毛分化と構造維持に重要な働きを持つと推測される候補遺伝子Xが同定されたこと(未発表データ)の2点から本研究を開始した。この1年で遺伝子Xに関する機能解析で、特に妊性に関し海外から報告があった。現在、この遺伝子Xのノックアウトマウスをモデルマウスとし行動学的、及び形態学的な解析を行っている。この経過の中で、主に脳室内と呼吸器系の繊毛の発育不全を認めた。一方で、次世代型シーケンスによるエキソーム解析による多数の患者の遺伝解析を行い、本症例と同じ遺伝子異常の有無を検索し治療へとつなげるためにNPHの患者のレジストリの構築のための準備を始めたところである。原因遺伝子Xの機能解析に関し、本研究ではマウスの形態学的考察、行動遺伝学的解析を主とした手段として採用している。パイロット研究としてのモデルマウスでは解剖学的には脳室全体の拡大を認めるとともに、顕微鏡による組織学的解析では若干の繊毛の形態異常を認めている水頭症のサンプル収集を促進するため、共同研究機関を増やす計画である。コスト面を重視し、倫理的な問題を慎重に協議しながら、既にサンプルを所有している機関と協力する方向で進めている。パイロット研究としてのモデルマウスでは解剖学的には脳室全体の拡大を認めるとともに、顕微鏡による組織学的解析では若干の繊毛の形態異常を認めている。コスト面を重視し、既にサンプルを所有している機関と協力する方向で協議している。水頭症のサンプル収集を促進するため、共同研究機関を増やす計画である。モデルマウスの作成、及び交配に時間を要し必要十分な解析に及んでいないことが最大の理由である。このことはおそらくは現在研究対象としている正常圧水頭症の原因遺伝子X自身に不妊にからむ機能があるのではと推測している。現在、長崎大学遺伝子実験施設の専門家と本問題について協議を行っている。このことはおそらくは現在研究対象としている正常圧水頭症の原因遺伝子X自身に不妊にからむ機能があるのではと推測しているが、本年度の解析によって、マウス生体内の繊毛の機能異常がこの妊性と関連しているのではないかとも考えられる
新しい摩擦法則に基づく冷間鍛造用摩擦試験体系の再構築

塑性加工プロセスのシミュレーション技術は精緻の域に達し、広く使われている。しかし、摩擦に関するデータは材料データあるいはシミュレーション方法に比べると精度が不十分であり、精密な摩擦法則は板鍛造のような摩擦に敏感なプロセスのシミュレーションにとって不可欠である。研究代表者は先行研究においてドライ条件下での新しい摩擦法則を提案した。この摩擦法則において臨界面圧が存在し、臨界面圧以下ではクーロン則が成立し、臨界面圧以上では摩擦応力一定則が成立する。本研究では、この先行研究を発展させて冷間塑性加工によく用いられる潤滑条件下の摩擦法則を明らかにする。塑性加工の数値シミュレーション技術は、いまでは新しい加工法の開発、生産現場の技術改善等あらゆる場面において不可欠な道具となっている。この数値シミュレーションの解析精度を上げるために、解析に必要な被加工材の構成式に関しては精力的な研究が積み重ね、精緻な域に達しつつある。一方、解析に必要なもう一つの関係式である、被加工材と金型間の摩擦法則に関しては、面圧の低い領域ではクーロンの法則、面圧の高い領域では摩擦せん断応力一定則が一般的に使われており、それぞれの法則の適用可能な面圧範囲は不明確であり、摩擦係数と摩擦せん断係数の関係も判然としない。このことは、圧延、鍛造加工のような接触界面の面圧が大きく変動し得る加工法の数値解析にとって大きな障害となっている。研究代表者が提案した摩擦法則では、クーロンの法則の適用可能限界面圧が理論式で提示されており、低面圧域における摩擦係数を計測しておけば、高面圧域での摩擦が予測可能となる。摩擦法則の形も極めてシンプルで数値シミュレーション解析コードへの導入も簡便である。この新しい摩擦法則を広く使って頂くために、多用されているリング圧縮試験法などの校正線図を作成し、その有効性を検証しておくことは極めて重要である。平成27年度の研究では、この新しい摩擦法則を鍛造加工CAEソフトDEFORMのユーザーサブルーチンに組み込んだ。計測値である摩擦係数は温度、表面積拡大等の摩擦条件因子の関数とした。摩擦法則は加工硬化材、予ひずみをもつ材料に適用可能な形にした。また、据込み、後方押出しの解析を行い、当該サブルーチンが正常に機能することを確認した。これより、すべての鍛造加工の様式に対応できることを確認した。さらに円板の圧縮実験を行い、当該摩擦法則の有効性を確認した。ほぼ予定通り進捗している。一方、解析に必要なもう一つの関係式である、被加工材と金型間の摩擦法則に関しては、面圧の低い領域ではクーロンの法則(τ=μp)、面圧の高い領域では摩擦せん断応力一定則(τ=mk)が一般的に使われており、それぞれの法則の適用可能な面圧範囲は不明確であり、μとmの関係も判然としない。研究代表者が提案した摩擦法則ではクーロンの法則の適用可能限界面圧が理論式で提示されており、低面圧域における摩擦係数を計測しておけば、高面圧域での摩擦が予測可能となる。この新しい摩擦法則を広く使って頂くために、多用されているリング圧縮試験法などの校正線図を作成し、その有効性を検証しておくことは極めて有意義と考える。平成28年度は平成27年度に完成した新摩擦法則ユーザーサブルーチンを用いて、円板圧縮のCAE解析を行い、解析結果を実証するための実験を行った。また、冷間鍛造に多用されているボンデ被膜の摩擦法則を実験的に確立した。さらに、側方引張形摩擦試験を用いて液体潤滑剤を用いた場合の摩擦法則を提案した。ドライ状態の摩擦法則の実証実験の一つである円板圧縮実験において、金型の破損などで予定よりも少し遅れているが、潤滑被膜状態の摩擦法則はほぼ完成し、液体潤滑状態の摩擦法則もほぼ目処が立ったので、総合的にはほぼ予定通りに進捗している。塑性加工の数値シミュレーション技術は、いまでは新しい加工法の開発、生産現場の技術改善等あらゆる場面で不可欠な道具となっている。一方で、解析に必要なもう一つの関係式である被加工材と金型間の摩擦法則に関しては、面圧の低い領域ではクーロンの法則、面圧の高い領域では摩擦せん断応力一定則が一般的に使われており、それぞれの法則の適用可能な面圧範囲が不明確である。このことは、圧延、鍛造加工のような接触界面の面圧が大きく変動する加工法の数値解析にとって大きな障害となっている。研究代表者が提案した摩擦法則ではクーロン則の適用可能限界面圧が理論式で提示されており、低面圧域における摩擦係数を計測しておけば、高面圧域での摩擦が予測可能である。摩擦法則の形もシンプルで数値シミュレーション解析コードへの導入も簡便である。平成27年度はこの新しい摩擦法則を鍛造加工CAEソフト

DEFORMのユーザーサブルーチンに組み込み、据込み、後方押出しの解析を行い、当該サブルーチンが正常に機能することを確認した。平成28年度は27年度に完成した新摩擦法則のサブルーチンを用いて円板圧縮のCAE解析を行い、解析結果の実証実験を行った。また、冷間鍛造用潤滑皮膜の摩擦法則を実験的に確立した。さらに、液体潤滑剤を用いた場合の摩擦挙動の予備実験を行った。平成29年度は液体潤滑剤を用いた場合の摩擦挙動を広範囲の実験条件で計測し、摩擦法則の基本形を確立した。塑性加工プロセスのシミュレーション技術は精緻の域に達し、広く使われている。しかし、摩擦に関するデータは材料データあるいはシミュレーション方法に比べると精度が不十分であり、精密な摩擦法則は板鍛造のような摩擦に敏感なプロセスのシミュレーションにとって不可欠である。研究代表者は先行研究においてドライ条件下での新しい摩擦法則を提案した。この摩擦法則において臨界面圧が存在し、臨界面圧以下ではクーロン則が成立し、臨界面圧以上では摩擦応力一定則が成立する。本研究では、この先行研究を発展させて冷間塑性加工によく用いられる潤滑条件下の摩擦法則を明らかにする。当初計画の通り、各種摩擦試験の校正線図の作成、各種潤滑条件下における摩擦係数の計測を行う予定である。円板圧縮実験の金型を見直し、実験を完遂するとともに、液体潤滑状態の摩擦法則を完成させる。塑性加工成果発表が次年度に行うため、その分の旅費が次年度に回したことに加え、円板圧縮実験における金型の破損が発生し、その原因究明による実験の遅れが原因である。2017年9月にケンブリッジで開催される国際会議ICTPへの旅費と参加費、金型の製作費に使用予定である。
日本型コンプライアンスモデルのダイナミズム－企業不祥事防止のマネジメント－

本研究の目的は,企業不祥事を防止するための「日本型コンプライアンスモデルのダイナミズム」を,日本企業を対象とした詳細な定性的・定量的調査にもとづき,実証的に解明することである.日本企業の特徴を考慮し,日本型コンプライアンスモデルの構築のみならず,その形成要因,さらに,企業不祥事防止の効果,限界にも注目することで,日本型コンプライアンスモデルのダイナミズムの解明を試みることであった。その結果,「同僚の倫理的行動が個人の倫理的行動に影響を与える」ことと,「行動規範の受容が個人の倫理的行動に影響を与える」ことという仮説について,引き続き検証を行った。本研究の目的は,企業不祥事を防止するための「日本型コンプライアンスモデルのダイナミズム」を,日本企業を対象とした詳細な定性的・定量的調査にもとづき,実証的に解明することである.平成25年度は、日本型経営,コンプライアンス研究に関連する文献ならびに各種資料(1次及び2次資料)を入手・渉猟し,これまでの研究をそれぞれ各自の専門領域の立場から多面的に研究を行った.また,先駆的なコンプライアンス体制を構築している企業をピックアップし,2次資料を網羅的に収集し,調査を行うとともに,訪問調査を実施した.2013年8月には,米国フロリダで開催された米国企業倫理学会において,“Antecedents of Business Ethics Practice Development in Japanese Firms"というテーマで報告を行い,日本企業のコンプライアンス活動の促進要因について,参加者と意見交換を行った.こうした中で,海外に展開している日本企業の中で,海外においても日本国内と同様に,コンプライアンスに取り組んできる企業を調査することから日本型コンプライアンスモデルをより明確にできるのではないかとの結論に至った。そのため,2014年3月にシンガポールで事業活動を行っている日本企業を訪問し,現地におけるコンプライアンス活動と日本における活動との間に相違があるか,確認した。シンガポールでは,日本と雇用慣行が異なることから,日本で行われている職場環境主導のコンプライアンス活動が必ずしも行われていないことを確認した.企業のコンプライアンス活動に関する分析枠組の精緻化を行い,コンプライアンスモデル構築のための議論を進めた.前年度から継続して,コンプライアンスモデル,企業倫理に関する文献,各種資料を入手・渉猟した.また,選定した企業に実際に出向き,次年度のリサーチを行うための基盤作りを行った.個別企業のコンプライアンス活動の具体的な内容,その形成要因,その効果に関する詳細な定性的研究を本格的に開始し,協力企業から行動規範や組織風土を含むコンプライアンス活動に関するアンケート結果を入手し,検討を行った.その結果,日本企業は,これまでの研究で指摘されているように,集団主義の影響が強いので,同僚の倫理的行動が従業員個人の倫理的行動に影響を与えること,日本企業が企業理念を重視し,行動規範を企業理念に基づいて制定し,社内研修を通じて行動規範を従業員に浸透させていることを検証した.また,協力企業においては,行動規範が従業員の倫理的行動に影響を与えていることを確認した.さらに,日本企業の海外子会社におけるコンプライアンス活動の展開について,シンガポールに進出している日系企業に対してヒアリング調査を行い,海外におけるコンプライアンスモデルの妥当性を評価しながら、日本型コンプライアンスモデルの精緻化を行った.本研究の目的は,企業不祥事を防止するための「日本型コンプライアンスモデルのダイナミズム」を,日本企業を対象とした詳細な定性的・定量的調査にもとづき,実証的に解明することである.その際,日本型コンプライアンスモデルの構築のみならず,その形成要因,さらに,企業不祥事防止の効果,限界にも注目することで,日本型コンプライアンスモデルのダイナミズムの解明を試みることである.平成27年度においては,引き続き,日本型経営,コンプライアンス研究に関連する文献ならびに各種資料を入手・渉猟し,これまでの研究をそれぞれ各自の専門領域の立場から多面的にサーベイを行った.前年度までに構築された日本型コンプライアンスモデルのダイナミズムに関する試論的な分析枠組みに基づいて,「同僚の倫理的行動は従業員個人の倫理的行動に決定的に重要なインパクトを与える」「行動規範の受容も,従業員の倫理的行動に影響を与える」という2つの仮説について,先行研究を踏まえ,協力企業における全従業員を対象としたアンケート調査から定量分析により検証を行った.その検証結果は,8月にバンクーバーで開催された米国企業倫理学会の年次大会ににおいて,「日本企業における倫理的行動への影響要因」と題する報告としてまとめた。その後,学会に参加した研究者との議論を通じて理論の精緻化を行い,英語論文としてまとめる作業を始めた.また,日本型コンプライアンスモデルが海外においても妥当するかを検証するために,前年度に引続いて,シンガポールに進出している日本企業に対して訪問調査を行い,仮説の導出を試みた.現時点では,進出した日本企業は,まず,日本国内と同じコンプライアンスモデルを進出国で展開し,その後、現地にあった形に修正を図り,コンプライアンスモデルの現地化を図るというものである.本仮説の精緻化を図るために,研究者間で議論を行っている.平成27年度までに,日本型経営,コンプライアンス研究に関連する文献ならびに各種資料をある程度入手・渉猟することができ,これらの先行研究を研究者それぞれ各自の専門領域の立場から多面的にサーベイを行うことができた.

また、「同僚の倫理的行動は従業員個人の倫理的行動に決定的に重要なインパクトを与える」「行動規範の受容も,従業員の倫理的行動に影響を与える」という2つの仮説を導出し,先行研究を踏まえ,協力企業における全従業員を対象としたアンケート調査から定量分析により検証を行い,仮説が支持された.8月には,バンクーバーで開催された米国企業倫理学会の年次大会ににおいて,「日本企業における倫理的行動への影響要因」と題して報告を行って,その後,学会に参加した研究者との議論を通じて理論の精緻化を行い,英語論文としてまとめる作業を始めることができた.また,日本型コンプライアンスモデルが海外においても妥当するかを検証するために,前年度に引続いて,シンガポールに進出している日本企業に対して訪問調査を行い,仮説の導出を試み,進出した日本企業は,まず,日本国内と同じコンプライアンスモデルを進出国で展開し,その後、現地にあった形に修正を図り,コンプライアンスモデルの現地化を図るという仮説を導出することができた.本仮説の精緻化を図り,検証方法を決めるために,研究者間で議論を行うことができた.以上のように,概ね.事前の計画通りに研究が進んでいる.本研究の目的は,企業不祥事を防止するための「日本型コンプライアンスモデルのダイナミズム」を,日本企業を対象とした詳細な定性的・定量的調査にもとづき,実証的に解明することである.その際,欧米を中心とした企業倫理研究に関する知見を踏まえつつも,日本企業の特徴を考慮し,日本型コンプライアンスモデルの構築のみならず,その形成要因,さらに,企業不祥事防止の効果,限界にも注目することで,日本型コンプライアンスモデルのダイナミズムの解明を試みることであった。研究の最終年度に当り,企業倫理やコンプライアンスに関する文献の渉猟を引き続き行い,「同僚の倫理的行動が個人の倫理的行動に影響を与える」ことと,「行動規範の受容が個人の倫理的行動に影響を与える」ことという仮説について,引き続き検証作業を行った。6月には,東北大学で行われた日本経営倫理学会において,研究成果の一端を発表した。また,8月には,米国の企業倫理学会と経営学会に参加し,導出した仮説について意見交換を行い,また,シンガポールの日系企業に訪問調査を行い,仮説の妥当性について検証作業を行った。9月には,北海学園大学で開催された経営哲学学会において,全員で「企業不祥事にどう対応するのか?」というセッションで研究成果の発表を行い,結論の精緻化を図った。その後,研究成果の一部を英訳し,紀要論文として公表するとともに,さらに,内容の精緻化を図った上で,米国企業倫理学会に報告するために投稿を行っている。本研究の目的は,企業不祥事を防止するための「日本型コンプライアンスモデルのダイナミズム」を,日本企業を対象とした詳細な定性的・定量的調査にもとづき,実証的に解明することである.日本企業の特徴を考慮し,日本型コンプライアンスモデルの構築のみならず,その形成要因,さらに,企業不祥事防止の効果,限界にも注目することで,日本型コンプライアンスモデルのダイナミズムの解明を試みることであった。その結果,「同僚の倫理的行動が個人の倫理的行動に影響を与える」ことと,「行動規範の受容が個人の倫理的行動に影響を与える」ことという仮説について,引き続き検証を行った。
ナタネ雌雄生殖細胞由来遺伝子の体細胞におけるエピジェネティックな個別制御

本研究はナタネ染色体のインプリンテイングを受ける遺伝子の同定を目的とした。インプリンテイングの特徴は生殖細胞の成熟過程でおこるシトシンのメチル化である。本研究はナタネにおけるインプリント遺伝子の同定のために、花粉特異的にメチル化された遺伝子をMS-RDA法で網羅的に同定し、その発現動態を解析した。これまでに、ORFをもつ核染色体遺伝子領域12、rRNA遺伝子領域2、クロロプラスト遺伝子領域1、ミトコンドリア遣伝子領域1を同定した。ORFをもつクローンのなかでデータベースに登録されているものと相同性のあったものは4クローンであり、他は未登録のものであった。これらのうち2つについてin vivoでのメチル化と発現動態を詳しく解析した。クローンの1つBnMyb1は動物Myb遺伝子と高い相同性を示した.対応遺伝子をクローニングし、得られた遺伝子断片を用いて、核内におけるメチル化の解析を行ない、本遺伝子領域中にメチル化レベルの高い領域および低い領域が存在すること、そのようなメチル化レベルは子房の遺伝子と異なることを確認した。本遺伝子は花粉や葉では発現せず、子房でのみ発現していたが、花粉成熟過程のどのステージでも発現していなかった。他のクローンMRA19は子房と葉でサイズの異なるmRNAを発現していた。成熟花粉では発現がみられないが、花粉成熟の初期(1核期後期2核期前期)に一過的に発現することがわかった。これらの花粉で高度にシチル化され発現が抑制された遺伝子はインプリンテイングに関連することが予想されるが、現在解析中である。本研究はナタネ染色体のインプリンティングを受ける遺伝子領域の同定とその制御機構等の解析を目的とした。動物ではインプリントされた遺伝子の特徴としてシトシンのメチル化があり、このメチル化は生殖細胞の成熟過程でおこる。植物でも同様な機構が働いていると考え、ナタネにおけるインプリントされた遺伝子領域を同定するために、花粉でメチル化され、子房(卵細胞)ではメチル化されていない遺伝子領域をMS-RDA法で網羅的にクローニングした。得られたクローンの1つBnMyb1は動物Myb遺伝子と高い相同性を示した。平成12年度は、本遺伝子周辺領域をさらにクローニングし、幾つかのクローンを得た。それらの構造解析により、本遺伝子を含む約20Kbの領域の構造を明らかにした。また、BnMyb1遺伝子断片に相同な領域はミトコンドリア遺伝子にも存在することが明らかになった。得られた遺伝子断片を用いて、メチル化DNA感受性制限酵素によるDNAメチル化の解析を行ったところ、花粉DNAでメチル化の程度の高い領域および低い領域が存在すること、および、そのようなメチル化レベルの分布が子房のDNAと異なることが判明した。また、本遺伝子が花粉および子房のどちらで発現しているのかをノーザンブロットで解析したところ、子房でより多く発現していることが判明した。現在、花粉成熟過程のどのステージでメチル化が起こるのかを解析中であるが、メチル化領域の分布と発現の相関を明らかにする予定である。これまでに、ORFをもつ核染色体遺伝子領域12、rRNA遺伝子領域2、クロロプラスト遺伝子領域1、ミトコンドリア遺伝子領域1を同定した。クローンの1つBnMyb

1は動物Myb遺伝子と高い相同性を示した。対応遺伝子をクローニングし、得られた遺伝子断片を用いて、核内におけるメチル化の解析を行ない、本遺伝子領域中にメチル化レベルの高い領域および低い領域が存在すること、そのようなメチル化レベルは子房の遺伝子と異なることを確認した。本遺伝子は花粉や葉では発現せず、子房でのみ発現していたが、花粉成熟過程のどのステージでも発現していなかった。他のクローンMRA19は子房と葉でサイズの異なるmRNAを発現していた。成熟花粉では発現がみられないが、花粉成熟の初期(1核期後期2核期前期)に一過的に発現することがわかった。これらの花粉で高度にメチル化され発現が抑制された遺伝子はインプリンテイングに関連することが予想されるが、現在解析中である。
超臨界流体高活性強酸化剤を用いた新しい貴ガス化合物の創製と圧力誘起金属化

ダイアモンドアンビルセルという超高圧発生装置とレーザーを組み合わせたシステムによって得られる圧力数ギガパスカル以上及および温度2000度程度の超高圧超高温超臨界流体高活性強酸化剤を使用して,新しい貴ガス化合物の創製を目指し研究を推進した.創製には至らなかったが,合成と評価に必要なハード的なシステム・条件は確立できたため,今後精力的に合成実験を進めることによって新しい貴ガス化合物が創製されることは十分に期待できる.ダイアモンドアンビルセル(DAC)という超高圧発生装置とレーザーを組み合わせたシステムによって得られる圧力数GPa以上及び温度2000K程度の超高圧超高温超臨界流体高活性強酸化剤を使用して,新しい貴ガス化合物の創製を目指した.そして,貴ガス化合物の結合状態や圧縮特性を高圧下でのその場測定によって明らかにし,最終的には超高圧下での金属化の可能性を探ることを目的とした.重要課題は3つあり,すべて装置開発がキーとなる内容である.本研究では,常圧で気体として存在するガス状物質をDAC内に高密度に封入する方法として,常圧下で気体を冷却し液化して高密度な物質とし,これをDAC内に充填する方法を選択した.装置開発の1つ目は充填するためのシステムの開発であり,23年度までにほぼ完成させ実際に充填に成功した.2つ目はこのシステムに最適なDACの開発である.上記のように,ガス充填の際に冷却過程が入るため,DACの冷却に伴う収縮と変形それによる圧力変化,さらにはダイアモンドアンビルを固定しているグルーの劣化等の問題が生じるため,これらを克服したDACの改良を進め開発・確立した.3つ目は化合物を高圧下で評価するためのその場観察システムの開発である.まず,構造解析を行うための高圧その場X線回折測定システムを本研究に最適なシステムとするために改良した.さらに,結合状態を明らかにするための高圧その場ラマン分光測定システムを本研究に最適なシステムとして再構築した.上記装置・システムの開発・改良・確立が当初予想していた以上に困難であったこともあり,研究終了直前までの時間を要した.装置開発と同時並行で進めた新物質合成では新しい希ガス化合物の創製には至らなかったが,創製に必要なハード的な環境は確立できたため,今後精力的に合成実験を進めることによって新しい希ガス化合物が創製されることは十分に期待できると考える.ダイアモンドアンビルセルという超高圧発生装置とレーザーを組み合わせたシステムによって得られる圧力数ギガパスカル以上及および温度2000度程度の超高圧超高温超臨界流体高活性強酸化剤を使用して,新しい貴ガス化合物の創製を目指し研究を推進した.創製には至らなかったが,合成と評価に必要なハード的なシステム・条件は確立できたため,今後精力的に合成実験を進めることによって新しい貴ガス化合物が創製されることは十分に期待できる.貴ガス(第18族元素:He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn,Uuo)がファンデルワールス力によって結合しているAr(C6H5OH)などの包接化合物やHe(N2)11などの分子性化合物ではなく,貴ガス元素と他の元素が化学的に結合している"真の"貴ガス化合物は,たった約45年前にXeの化合物が世界で初めて合成され,その2年後にKrの化合物が合成された.しかしながら,その他の貴ガス特に比較的軽い貴ガスの化合物に関しては,2000年に,ArについてHArFが極低温下において合成されたばかりで,NeやHeについては,未だ真の化合物は合成されていない.また,貴ガス化合物の金属化については,本年にXe化合物について初めて報告されたが,貴ガス元素と金属元素との合金固溶体や化合物は,理論予測はあるものの,未だかつて合成されていない.このような背景のもと,本研究では,"超高圧超高温"の"高活性な超臨界流体強酸化剤"を用いて,新しい貴ガス化合物の創製を目指した.今年度は,特に,従来の超臨界流体システムで扱われる圧力・温度領域である数百MPa,数百Kの領域を遙かに超える超高圧超高温下での貴ガスの超臨界流体を利用できるLASER-DACと貴ガス常圧低温液化充填装置を組み合わせたシステムの開発を行った.その結果,常圧液体領域が狭いために従来液化充填が困難であったArの常圧低温液化充填に成功し,LASER-DAC・貴ガス常圧低温液化充填装置システムを完成させた.このシステムを用いて,LASER-DAC加熱実験を行い,実際にArの超臨界流体が得られたことをLASER-DACモニターによる顕微その場観察によって確認した.本研究の目的を達成するためには,合成システムの完成が必要不可欠である.本研究の特徴でもあるギガパスカル領域での希ガス化合物の合成には,ダイアモンドアンビルセルと赤外レーザー加熱を組み合わせたシステムを,さらに,常圧低温液化充填装置と組み合わせた新しいシステムを完成させる必要がある.今年度はこの目的となるシステムの開発と改良に成功し,実際に貴ガスの1つであるArの超高圧高温超臨界流体の創製に成功したため,順調に研究が進んでいると判断できる.今後の研究は,"LASER-DACによる試料合成","光学顕微鏡,ラマン分光,X線回折の3手法を用いた高圧その場測定による試料の評価"という2つの部分に大きく分けられる.貴ガスとして最初はXeを対象とする.今年度に完成した超臨界流体酸素充填技術と貴ガス充填装置を用いて,これらをDAC内に充填する.

次に,LASER-DACによって,試料を合成後,上記3手法の高圧その場測定によって,合成試料の,色・透明度,結合状態・格子振動モード,結晶構造,圧縮特性を調査・解明する.それぞれの測定結果を総合的に解析し,貴ガス化合物の創製の判定と相転移および金属化の判定を行う.これらの実験結果を検討し,強酸化剤を他のO-H系やC-H系物質に変更してルーチン的に実験を行う.さらに,Xeの結果を踏まえて,貴ガスとしてArを用いて同様に実験を行う.貴ガス化合物を創製する際の原料である高額な貴ガスの購入に使用する.また,合成装置であるダイアモンドアンビルセルのアンビルのダイアモンドは劣化が激しいので,交換用のダイアモンドアンビルの購入に使用する.その他,ダイアモンドアンビルセルを用いた合成実験の際の消耗物品の購入に使用する.国内の旅費に関しては,日本高圧力学会などの関係する学会で発表するための国内旅費に使用する.さらに,ドイツで行われる関係分野の国際会議で発表するための外国旅費に使用する.
深層学習を応用した動態３Ｄ－ＤＳＡ法の開発

世界の死因疾病において脳血管疾患は2位,日本では3位であり年々増加傾向にある(厚生労働省人口動態統計,2015など).脳血管疾患には出血性脳血管疾患と虚血性脳血管疾患の2つのタイプがあり,合わせて脳卒中ともいわれる.代表的な疾患として,出血性脳血管疾患には脳動脈瘤破裂やクモ膜下出血,虚血性脳血管疾患には脳梗塞などがある.DSA(Digital Subtraction Angiography)は脳血管造影検査や血管内治療(IVR)に使用されている.高精細画像が得られ,立体的に様々な角度から血管等を観察できる.しかしDSAには2つ課題がある.被検者の動きに非常に弱くアーチファクトが生じやすいため,適用部位が限定される.また,マスク画像取得のための造影前撮影による被曝線量増加と検査時間の延長がある.本研究では深層学習を用いて上記2つの問題点を解決する新しいDSA法の開発を行うことを目的とする平成30年度は、ニューラルネットワークを用いた学習システムを構築することを計画した.基礎的な学習の枠組みとしてニューラルネットワークを用いた.ニューラルネットワークを用いるためのコンピューソフトウェアを構築した.用いるニューラルネットワークモデルは大規模になることが予想されたため,ハードウェアにはGPUを用い,ソフトウェアにも大規模モデルに対応できるミドルウェアを導入した.続いて,ニューラルネットワークモデルの作成・学習および最適化を行った.3D化の前段階として,2D情報に対し,様々なタイプのモデルを作成し,画像データベースのデータを用いて学習を行って,結果として出力される画像の画質を元に,モデルの層数や学習パラメータを変更させ,モデルの最適化を行った.3D化の前段階として,2D情報に対し,様々なタイプのモデルを作成し,画像データベースのデータを用いて学習を行って,結果として出力される画像の画質を元に,モデルの層数や学習パラメータを変更させ,モデルの最適化を行ってきた.しかし,最適なパラメータ設定をまだ行えていない.平成30年7月豪雨の被害により,研究ができない期間があったこと.また,日本におけるGPUの発売時期が遅かったため,1つの学習に多くの時間を費やし,十分な結果が得るための十分な時間が得られなかったため,やや研究が遅れている.今回の手法にニューラルネットワークを用いているため,教師画像の見直しを行う.また,引き続きモデルの層数や学習パラメータを変更させ,モデルの最適化を行う.呼吸停止を必要とせず、かつ、造影前撮影を必要としないDSAの手法を開発することにより,患者の被曝線量の減少と検査時間の短縮が可能となる.本研究は,近年多くの領域で利用されている深層学習を用いて,上記の課題を解決し,多様な動きに対してもモーションアーチファクトを生じない,かつマスク像の撮影を必要としない新しい3D-DSA法の開発を行うことを目的とする.本研究では3D-DSAのマスク画像作成に,深層学習の一種であるコンボリューションネットワーク(CNN)を使用する.これは画像認識において物体検出や,分類等に使用されている.本研究ではライブ画像(造影後の血管の映った画像)からマスク画像(血管のなし画像)を作り出す画像処理に,直接,深層学習を使用する点に研究の特色・独創的な点がある.これにより造影前のマスク画像取得が不要になるため,任意の撮影角度でDSAが実施でき,かつ,患者と術者の被曝減少と検査時間の短縮に繋がる.本研究では学習の基盤フレームワークとして深層学習(deep learning)を用いるため,平成29年度は,血管造影像の画像データベースの構築を行うことを実施計画とした.造影前画像および造影後画像のそれぞれについて,64×64や32×32など様々なサイズのピクセル領域(画像パッチ),画像データベースを作成した.ここで造影後の画像パッチは「入力データ」に,造影前の画像パッチは「教師データ」に対応する.ニューラルネットワークの効率的な学習を行うため,使用する画像については,角度ごとの画像全体ではなく,一定のROIのサイズに画像を切り取って画像パッチの集合とし,学習用データセットとして使用した.また,画像パッチの大きさと数の最適値については,さらに検討を進めている.平成29年度は,学習の基礎的フレームワークとして深層学習(deep learning)を用いるため,血管造影像の画像データベースの構築を行うことを実施計画とした.造影前画像および造影後画像のそれぞれについて,64×64や32×32など様々なサイズのピクセル領域(画像パッチ),画像データベースを作成した.ここで造影後の画像パッチは「入力データ」に,造影前の画像パッチは「教師データ」に対応する.ニューラルネットワークの効率的な学習を行うため,使用する画像については,角度ごとの画像全体ではなく,一定のROIのサイズに画像を切り取って画像パッチの集合とし,学習用データセットとして使用した.予備的な学習を行い,最適値を明らかにすることまでを計画していたが,この部分が遅れている.世界の死因疾病において脳血管疾患は2位,日本では3位であり年々増加傾向にある(厚生労働省人口動態統計,2015など).脳血管疾患には出血性脳血管疾患と虚血性脳血管疾患の2つのタイプがあり,合わせて脳卒中ともいわれる.代表的な疾患として,出血性脳血管疾患には脳動脈瘤破裂やクモ膜下出血,虚血性脳血管疾患には脳梗塞などがある.DSA(Digital Subtraction Angiography)は脳血管造影検査や血管内治療(IVR)に使用されている.

高精細画像が得られ,立体的に様々な角度から血管等を観察できる.しかしDSAには2つ課題がある.被検者の動きに非常に弱くアーチファクトが生じやすいため,適用部位が限定される.また,マスク画像取得のための造影前撮影による被曝線量増加と検査時間の延長がある.本研究では深層学習を用いて上記2つの問題点を解決する新しいDSA法の開発を行うことを目的とする平成30年度は、ニューラルネットワークを用いた学習システムを構築することを計画した.基礎的な学習の枠組みとしてニューラルネットワークを用いた.ニューラルネットワークを用いるためのコンピューソフトウェアを構築した.用いるニューラルネットワークモデルは大規模になることが予想されたため,ハードウェアにはGPUを用い,ソフトウェアにも大規模モデルに対応できるミドルウェアを導入した.続いて,ニューラルネットワークモデルの作成・学習および最適化を行った.3D化の前段階として,2D情報に対し,様々なタイプのモデルを作成し,画像データベースのデータを用いて学習を行って,結果として出力される画像の画質を元に,モデルの層数や学習パラメータを変更させ,モデルの最適化を行った.3D化の前段階として,2D情報に対し,様々なタイプのモデルを作成し,画像データベースのデータを用いて学習を行って,結果として出力される画像の画質を元に,モデルの層数や学習パラメータを変更させ,モデルの最適化を行ってきた.しかし,最適なパラメータ設定をまだ行えていない.平成30年7月豪雨の被害により,研究ができない期間があったこと.また,日本におけるGPUの発売時期が遅かったため,1つの学習に多くの時間を費やし,十分な結果が得るための十分な時間が得られなかったため,やや研究が遅れている.今後の推進方策としては,学習用データの作成を完成させ,ニューラルネットワークを用いた学習システムを構築し,ニューラルネットワークモデルの作成・学習および最適化を行っていく.具体的には,まず基礎的な学習の枠組みとしてニューラルネットワークを用いる.ニューラルネットワークを用いるためのコンピュータハードウェアおよびソフトウェアを構築する.用いるニューラルネットワークモデルは大規模になることが予想されるため,ハードウェアにはGPUを用い,ソフトウェアにも大規模モデルに対応できるミドルウェアを導入する.続いて,様々なタイプのモデルを作成し,画像データベースのデータを用いて学習を行って,結果として出力される画像の画質を元に,モデルの層数や学習パラメータを変更させ,モデルの最適化を行う.今回の手法にニューラルネットワークを用いているため,教師画像の見直しを行う.また,引き続きモデルの層数や学習パラメータを変更させ,モデルの最適化を行う.本研究に必要な性能を満たす高性能コンピュータの販売が遅れたため。対象の物品は翌年度に購入可能となる予定であり、購入可能となり次第導入し、ニューラルネットワークの学習と推論を行うために使用する。研究が計画よりも少し遅れているため,予定していた学会で報告ができなかったことが理由である.次年度は,研究を進め積極的に,国内学会や国際学会で研究報告を行う.
混合型肝癌サブタイプの遺伝子発現解析と診断分子マーカーの探索

本研究の目的は、SCF亜型の中間細胞型及び、細胆管型の組織発生解明や組織診断補助に有用な分子の同定を試みる事である。これまでの研究実績としては、外科切除されたSCF亜型の中間細胞型(6例)、細胆管型組織(3例)、肝細胞癌組織(5例)、肝内胆管癌組織(5例)およびこれら4種類の腫瘍周囲の非腫瘍部組織(全部で19例)からRNAを採取し、47,000遺伝子の発現をマイクロアレイを使用して網羅的に検討し(1)腫瘍と非腫瘍部組織の遺伝子発現を比較した。次に(2)中間細胞型において、肝細胞癌や肝内胆管癌よりも、腫瘍部組織で遺伝子発現が増加、あるいは低下している遺伝子を検討した。その後(3)同定した分子の発現を35例の中間細胞型組織、60例の肝細胞癌組織、25例の肝内胆管癌組織における蛋白発現を免疫染色法により検討した。陽性細胞の割合で、0ー5までの6段階評価でスコアリングを行った。その結果(1)中間細胞型の腫瘍の遺伝子発現パターンは、肝細胞癌よりも肝内胆管癌に類似していた。(2)中間細胞型において、肝細胞癌や胆管癌と発現が異なる91の遺伝子を同定した。その中でもっとも遺伝子発現の差が大きかったのは、Malic enzyme 1 (ME1)であった。(3)使用した症例の臨床病理学的特徴としては、中間細胞型は、肝細胞癌に比べ、有意にウイルス感染率が低かった。また、非腫瘍部の線維化の程度は、肝内胆管癌に比べ中間細胞型が有意に高度であった。また、予後に関しては、5年生存率は、中間細胞型が49.5%、肝細胞癌が74.8%、肝内胆管癌が37.9%で、中間細胞型は肝細胞癌に比べ有意に予後不良であった。免疫染色では、ME1のスコア1以上(陽性細胞あり)の割合は中間細胞型で77%と最も高かったが、肝細胞癌でも61%で、胆管細胞癌で最も低く28%であった。現在、他のマーカーの発現の検討も実施中である。平成30年度に計画していた、外科切除組織(SCF亜型の中間細胞型、細胆管型組織、肝細胞癌組織、肝内胆管癌組織およびこれら4種類の腫瘍周囲の非腫瘍部組織)からのRNAの抽出とマイクロアレイ解析が予定通り行われている。また、30年度から31年度にかけて予定していた同定された分子の免疫染色も実施していることから、概ね予定通り研究が実施されているといえる。しかし、SCF亜型の細胆管型の解析や混合型肝癌細胞株を使用した機能解析などは行えておらず、今後、それらの関しても検討する必要がある。また、中間細胞型の腫瘍で特異的に発現が異なる分子についても、免疫染色で全ての検討ができていないため今後の課題である。1.混合型肝癌の肝ステム細胞像を伴う(SCF)亜型のうち中間細胞型の解析を中心に行ったが、今後、細胆管型の解析も同様に進める。2.マイクロアレイでは、中間細胞型において、肝細胞癌や胆管癌と発現が異なる91の遺伝子を同定し、その中でもっとも遺伝子発現の差が大きかったME1の解析のみしか行っていないので、順次解析を行う。3.中間細胞型のヒトの組織の解析は行ったが、当施設で独自に樹立した中間細胞型の癌細胞株の遺伝子発現解析はまだ行っていないために組織との生合成をチェックして、更に、細胞株を用いて遺伝子の機能解析などを行う。

免疫染色では、ME1のスコア1以上(陽性細胞あり)の割合は中間細胞型で77%と最も高かったが、肝細胞癌でも61%で、胆管細胞癌で最も低く28%であった。現在、他のマーカーの発現の検討も実施中である。平成30年度に計画していた、外科切除組織(SCF亜型の中間細胞型、細胆管型組織、肝細胞癌組織、肝内胆管癌組織およびこれら4種類の腫瘍周囲の非腫瘍部組織)からのRNAの抽出とマイクロアレイ解析が予定通り行われている。また、30年度から31年度にかけて予定していた同定された分子の免疫染色も実施していることから、概ね予定通り研究が実施されているといえる。しかし、SCF亜型の細胆管型の解析や混合型肝癌細胞株を使用した機能解析などは行えておらず、今後、それらの関しても検討する必要がある。また、中間細胞型の腫瘍で特異的に発現が異なる分子についても、免疫染色で全ての検討ができていないため今後の課題である。1.混合型肝癌の肝ステム細胞像を伴う(SCF)亜型のうち中間細胞型の解析を中心に行ったが、今後、細胆管型の解析も同様に進める。2.マイクロアレイでは、中間細胞型において、肝細胞癌や胆管癌と発現が異なる91の遺伝子を同定し、その中でもっとも遺伝子発現の差が大きかったME1の解析のみしか行っていないので、順次解析を行う。3.中間細胞型のヒトの組織の解析は行ったが、当施設で独自に樹立した中間細胞型の癌細胞株の遺伝子発現解析はまだ行っていないために組織との生合成をチェックして、更に、細胞株を用いて遺伝子の機能解析などを行う。
粒度分布測定などにおける積分逆変換の数値計算法の研究

各種の物理現象の測定量は実際の物理量の積分値として得られる場合が少なくない。この観測されたデ-タ群からその原因となっている現象または物質のデ-タを推測するためには積分逆変換をおこなわなければならない。本研究においては、母関数の積分変換から得られる離散型の測定デ-タに行列法による重回帰分析の手法を適用することにより、求められた母関数の推定量をどこまで真の値に近づけることができるかについての検討をおこなった。本研究でのもう一つの重要な課題は、このような行列演算を容易に記述できるプログラミング言語の開発であった。従来の言語には行列演算のための新しい演算子を定義することのできるものが原則的に存在しないので、FORTH言語によってこれを実現させた。その結果、この種の数値処理のためのプログラミングが極めて容易になり、パソコン上で大方マトリクスによる重回帰分析を実行することができるようになった。そこでこのシステムにより積分逆変換による母関数の推定をおこなう実験をした。その結果各種粒度測定法から得られるデ-タに基づいて、真の粒度分布関数を算出できることが確認された。さらにこの手法をニュ-ラルネットワ-クの結合係数修正に利用し、プラントの特性を学習させることができた。すなわち、特性が未知であるプラントの入出力デ-タを蓄積することにより速やかにそのプラントのモデルを作成することができる。このようなモデルが得られれば、そのプラントの挙動を予めシミュレ-ションすることによって最も効率の良い制御を実現することができる。本研究で開発した重回帰分析法による積分逆変換の手法は、様々な物理現象を解析するのに効果的であることがわかった。
大腸癌発がんをコントロールする新しい標的分子の同定と発がん予防・治療薬開発

家族性大腸腺腫症(FAP)の原因遺伝子APCは散発性の大腸癌のイニシエーションに関与したがん抑制遺伝子である。そのマウスホモログに変異を導入したAPC580Dでは個体当たり平均160個の消化管腫瘍が発生し、FAPのモデル動物として大腸癌発がん機構の解明に有用である。APC580Dの亜系であるC119系統では平均3個と腫瘍発生の抑制が観察され、これはC119ではAPC遺伝子変異とは別の突然変異が発生した結果と考えられた。腫瘍発生のgate keeperであるAPCに変異が存在しても他の遺伝的要因によって、その表現型に変化を生ずる制御遺伝子の存在が複数明らかにされている。C119系統でも新たな制御遺伝子の関与が示唆される。C119をB6系統へと戻し交配を進めると約1%の頻度で再び100を越す腫瘍が発生するマウスが得られ、C119の突然変異は第18番染色体上のAPC遺伝子から約1cMの領域に存在するものと推定された。B6と129の遺伝的多型性を利用して、B6への戻し交配によって制御遺伝子座の絞り込みを行ない、約1cMの領域に候補遺伝子座をマップした。この領域を含むBAC DNA contigの作成を目指すと同時にサンガーセンターのマウスゲノムインフォーマティクスを利用して、候補領域の絞り込みを行った。この候補領域は物理的には4Mbの大きさであり、さらに、この領域から得られた新たな遺伝的多型マーカーにより候補領域の絞り込んだ結果、その領域を約3Mbにまで絞り込むことに成功した。候補領域には15個以上の候補遺伝子が存在すると推定され、それらの遺伝子変異や発現解析を行なったところ、ひとつの候補遺伝子に欠失変異を見出した。更に、この候補遺伝子の機能は大腸腫瘍形成に必須であることが示され、この遺伝子が新たな制御遺伝子である可能性が示され、これを標的とした分子治療の可能性が示された。Apc遺伝子のエクソン14の前後のイントロンにloxPが組み込まれた潜在的遺伝子変異を持つES細胞に対してアデノウイルスによるCre-loxP組換えを誘導し、コドン580におけるフレームシフト変異を導入した580D系統を樹立した。通常、580Dへテロ接合体は消化管ポリポーシスを呈するが、cl.19系統においてのみ腫瘍数が極端に減少していた(約10%)。分子遺伝学的解析によりcl.19には腫瘍発生に抑制的に働く変異が存在し、Apc遺伝子と連鎖しており、Apc遺伝子より約1cM離れた部位にマップされることが判明した。この領域には大腸癌発癌に関与した新たな制御遺伝子の存在が示唆される。現在、この領域を含むBAC contigを作成している。ここから新たなジェネティックマーカーを検索し、候補遺伝子座の絞り込みを行っている。また、BAC contigのシークエンス解析によって、この領域から複数の候補遺伝子が見い出された。これらについて非ポリポーシス型であるcl.19とポリポーシス型である580D系統との間で発現量の差についてReal-time RT-PCRによる解析を行った。また、遺伝子のcoding regionについてはシークエンス解析を行いナンセンス変異のみならず、ミスセンス変異についてもスクリーニングを行っている。現在のところ、6つの遺伝子について解析を終了したが、有意なデーターは得られていない。更に、戻し交配によって遺伝的背景を統一したcl.19と580D系統の小腸よりRNAを抽出し、マイクロアレイによる発現プロファイルの比較検討を行う予定である。
ヒト線維芽細胞におけるcollagenase(MMP-1)遺伝子の発現

本研究は,サイトカイン(TNF-α、IL-6)およびメカニカルストレス刺激下のヒト線維芽細胞におけるC/EBPの発現とその変化を明らかにし,それがMMP-1遺伝子の発現にどのような影響を与えているかを解明することを目的として行った.Shimizuらの方法^<11)>に準じて,ヒト歯根膜線維芽細胞を得た.57代目のコンフルエントな状態になった培養細胞をPBSおよびトリプシンで処理しその細胞浮遊液を収集し,6 hall plate(Flexercell strain unit)に播種し実験に用いた.メカニカルストレスとして伸展刺激を加えた.矯正的歯の移動における組織学的変化を考慮した場合,培養プレート底部を持ち上げる方向のメカニカルストレスを加えるほうが,より矯正的歯の移動様式,特に牽引側での組織変化に近い条件であると考えられた.そこで,予備実験よりプレートの底部からの力に耐えうる最大限の力で,かつ矯正臨床での犬歯,小臼歯部における矯正力と同等の力として荷重を120gと設定した.対照群としては6 hall Plate上に非荷重のものを設定し,荷重開始2時間後に細胞を回収した.実験群は2時間および24時間荷重し,それぞれ細胞を回収した.得られた細胞より通法に従いtotal RNA精製,first-strand cDNAの合成を行いRT-PCR法にて,歯周組織の炎症反応および骨吸収においてに重要なメディエーターであるIL-1βと,MMP-1,collagen type-ImRNAの検出を行った.その結果,本実験のメカニカルストレス下において,MMP-1およびcollagen type-ImRNAの発現に著明な経時的変化は認められなかった.またIL-1βmRNAの発現は認められなかった.本実験では,矯正臨床における歯の移動に近いと考えられたメカニカルストレスの条件設定であったが,骨のリモデリングに関与すると考えられているサイトカイン(IL-1β,TNF-α,IL-6など)の発現およびそれらのMMP-1遺伝子の発現に及ぼす作用について比較検討するには,メカニカルストレス条件についてさらなる検討が必要であると考えられた.現在,メカニカルストレスの強さおよび種類にさらに改良を加えて,実験を継続して行っている.本研究は,サイトカインおよびメカニカルストレス刺激ヒト線維芽細胞におけるDNA binding Protein (C/EBP)の発現とそれらが転写制御因子としてcollagenase(MMP-1)遺伝子の発現をどのように調節しているのかを明らかにすることを目的として行った.患者の承諾を得た臨床材料を用いてヒト線維芽細胞を分離じ培養した.すなわち治療上必要と診断された矯正治療患者の抜去歯牙ならびに歯肉切除片から,Tewariらの方法に準じてヒト歯根膜ならびに歯肉線維芽細胞を分離した.得られた細胞は10%ウシ胎児血清(FBS)を添加したダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)を用いて,5%CO_2,37°Cで継代培養した.本年度はメカニカルストレスの条件設定を目的として,歯肉および歯根膜線維芽細胞にメカニカルストレス刺激を加えた後,経時的(0,30分,1時間,2時間,4時間,6時間,24時間後)に細胞を回収しtotal RNAを抽出した.Quantitative PCR法にてC/EBP-βmRNA量の変化について検討した.その結果,メカニカルストレス刺激後のC/EBP-βmRNAの発現に変化は認められなかった.今回加えたメカニカルストレスの細胞に与えた負荷の検討を行なう目的で,同じtotal RNAの試料を用いて炎症性サイトカインの1つであるIL-1βを選択し,そのmRNAの発現について確認したところ,collagenese(MMP-1)mRNAに比較して発現量は微量であった.したがって,今回加えたメカニカルストレスの条件は,矯正的歯の移動に用いられる加重に近いと考えられる条件であったが,細胞レベルでの炎症反応に伴うサイトカインならびにC/EBPの発現を検出するには弱い刺激であったことが確認された.本研究は,サイトカイン(TNF-α、IL-6)およびメカニカルストレス刺激下のヒト線維芽細胞におけるC/EBPの発現とその変化を明らかにし,それがMMP-1遺伝子の発現にどのような影響を与えているかを解明することを目的として行った.Shimizuらの方法^<11)>に準じて,ヒト歯根膜線維芽細胞を得た.57代目のコンフルエントな状態になった培養細胞をPBSおよびトリプシンで処理しその細胞浮遊液を収集し,6 hall plate(Flexercell strain unit)に播種し実験に用いた.メカニカルストレスとして伸展刺激を加えた.矯正的歯の移動における組織学的変化を考慮した場合,培養プレート底部を持ち上げる方向のメカニカルストレスを加えるほうが,より矯正的歯の移動様式,特に牽引側での組織変化に近い条件であると考えられた.そこで,予備実験よりプレートの底部からの力に耐えうる最大限の力で,かつ矯正臨床での犬歯,小臼歯部における矯正力と同等の力として荷重を120gと設定した.対照群としては6 hall Plate上に非荷重のものを設定し,荷重開始2時間後に細胞を回収した.実験群は2時間および24時間荷重し,それぞれ細胞を回収した.得られた細胞より通法に従いtotal RNA精製,first-strand cDNAの合成を行いRT-PCR法にて,歯周組織の炎症反応および骨吸収においてに重要なメディエーターであるIL-1βと,MMP-1,collagen type-ImRNAの検出を行った.

その結果,本実験のメカニカルストレス下において,MMP-1およびcollagen type-ImRNAの発現に著明な経時的変化は認められなかった.またIL-1βmRNAの発現は認められなかった.本実験では,矯正臨床における歯の移動に近いと考えられたメカニカルストレスの条件設定であったが,骨のリモデリングに関与すると考えられているサイトカイン(IL-1β,TNF-α,IL-6など)の発現およびそれらのMMP-1遺伝子の発現に及ぼす作用について比較検討するには,メカニカルストレス条件についてさらなる検討が必要であると考えられた.現在,メカニカルストレスの強さおよび種類にさらに改良を加えて,実験を継続して行っている.