hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サブ・サハラ・アフリカにおける文化的アプローチを取り入れた学力評価法に開発研究

本研究は、これまで焦点の当てられることの無かったサブ・サハラ・アフリカにおける生徒の形成した力量を明らかにしようと試みたものである。そのために各国の文脈を鑑みながら、特に初等教育数学科の数と計算領域に焦点を当てた診断的評価法を開発し、ザンビア、マラウイにおいて、それぞれの診断的評価を実施し、生徒の実態を明らかに使用と試みた。その結果、各国独特な計算技法、および問題解決に際する言語的繊細さが明らかになった。本研究は、サブ・サハラ・アフリカ諸国で、これまでに実施された大規模な学習到達度調査では掬いきれなかった生徒の形成学力に、文化的視点を取り入れた学力の診断的評価法を開発・実施することで、近接しようとするものである。1年次である2010年度は、構想発表を8月にアフリカ教育研究フォーラム(於:大阪大学)で、また開発した診断的評価法の妥当性に関する研究発表を1月に全国数学教育学会(於:愛媛大学)で行った。そして、それらを踏まえ、3月にマラウイで現地調査を実施した。調査ではマラウイにおける言語的困難性に着目し、算数科の文章題をとりあげた。調査対象として、都市部、農村部の初等学校1校ずつより、37学年生それぞれ6人ずつ計60人を選出した。調査手順は、まず生徒は英語で書かれた問題文を音読する。読み終わった後、問題解決できない生徒には、英語で題意を説明したり、現地語の文章問題に切り替えたり、問題で取り扱っているものを実際に見せ操作させたりといった幾つかの段階を設定し、どの段階で問題解決に至るのかを調べた。調査には、生徒の担任教師が同伴し、翻訳を請け負った。調査結果より、特に5学年以下の生徒の多くは、英語を読めてもその文脈を把握できないこと、そして、現地語の文章を読んでも、問題解決に至らない生徒が多々存在することがわかった。さらには、担任教師が現地語で丁寧に題意を説明しても、問題解決できない子どもの存在も明らかになった。また、生徒の問題解決法を観察することより、マラウイの生徒は筆記による計算より、口や指で数えながら計算する手法に長けていることが確認された。調査の副産物として、インタビューを通して生徒の抱える困難点がわかるに連れ、調査に協力する教師が生徒の実情を把握していなかったことに気づき、その内幾人かは、いかに教授すべきかを調査者と議論するに至った。本研究は、教授的示唆に結びつく研究の蓄積が希薄なサブ・サハラ・アフリカにおいて(1)社会・文化性を加味した学力評価法を開発・実施し、(2)その調査結果から得られる教授的示唆がどれだけ授業・カリキュラム改善に寄与できるかを検討することを目的としたものである。この目的を達成すべく、マラウイ、ザンビアにおいて、「計算能力」と「文章題読解力」について診断的評価法を開発した。まず事前調査を通し生徒の特性を把握した上で、できることとできないことを、難易度や解法過程を区切ることにより、幾つかの段階に設定し、理解の状態を弁別すべく試みた。調査結果より、計算能力においては、生徒は数概念が欠如したまま、計算の演算技能の習熟を図ろうとしており、そのため、繰り上がりが含まれていたり、二桁以上の数を扱う計算の場合では、正確なアルゴリズムを適用することができず、生徒独自の方略を用いようとする傾向にあることが見られた。すなわち、数を量として捉えることなく、意味を含まない記号としてのみ認識している状態にある。一方、文章読解力においては、自ら読んで解けない生徒でも、具体的場面を提示することにより、問題解決に到ることがわかり、さらに、それらの間に、幾つもの困難を抱えていることがわかった。文章を音読できても題意を把握できない生徒、読んでわからなくとも聴くことにより理解できる生徒、口頭での詳しい説明を受けて理解できる生徒、現地語による説明を受けて題意を把握しながら解くことができないものの、具体物を見た瞬間に問題解決できるようになる生徒などである。これらは、先進国の子どもを対象とした調査では見ることのできなかったものである。これらの躓きにはマラウイとザンビアで相違が見られ、それぞれの国の文脈性が浮き彫りになった。またこれらの困難点の把握は、直接教授的示唆へとつながるものだと考える。
生理活性の期待されるアズレン誘導体の合成研究

本研究費申請者の開発した2H-シクロヘプタ[b]フラン-2-オン類とエナミンとの反応によるアズレン合成反応を応用し、生理活性の期待されるアズレン類の合成を目的に以下の項目について研究を行った。1.グアイアズレン異性体の合成:現在実用に供されている唯一のアズレンであるグアイアズレンの3種類の異性体の合成を行った。生理活性については現在グアイアズレンと比較検討を行っている。2.フルオロアズレン類の合成:生理活性の点から特に興味持たれていながら、殆ど合成例の無かったフルオロアズレン類について、系統的な合成を行い多数のフルオロアズレン誘導体を合成し、それらの生理活性について検討を行った。3.アズレンキノン類の合成:最近見出されたアズレン類の臭素酸化によるアズレンキノン類の合成反応を種々のアルキルアズレン類およびベンゾ[a]アズレンに適用し、種々のアズレンキノン類を合成した。4.2-アルキルアズレン類の選択的合成法の開発:有用な合成法の無かった2-アルキルアズレン類の合成を、2H-シクロヘプタ[b]フラン-2-オンとメチルケトン類のエナミンとの反応を詳細に検討することにより検討し、2-アルキルアズレン類を選択的に合成する方法を確立した。5.グアイアズレンエチル類似体の合成:これまでの研究からエチルアズレン誘導体が特異的に強い生理活性を示したことから、現在実用に供されているグアイアズレンのエチル類似体の合成を行った。6.生理活性の研究:以上により合成したアズレン類の生理活性については今後詳細に検討を加え、新しい興味ある生理活性を示すアズレン誘導体を見出す予定である。本研究は、本研究担当者の開発した新規なアズレン合成法の応用により合成可能となったアズレン類の生理活性についての研究を目的とする。以前にこの方法により合成された3-エチル-7-イソプロピルアズレンスルホン酸ナトリウムが顕著な抗潰瘍作用を示すことを見いだしている。本年度はこのエチルアズレン誘導体の特異的に顕著な生理活性に注目するとともに、一般的に生理活性の期待されるアズレン類の合成のため、以下の4点に焦点を絞って研究を行った。1)種々の新規なエチルアズレン誘導体の合成:このテーマでは、文献には記載されているものの、有用な合成法がなく、合成困難であった誘導体を3種類、新規なエチルアズレン誘導体3種類の、計6種類を合成しそれらを水溶性アズレンに誘導し、現在生理活性のスクリーニングを行っている。2)Se-グアイアズレンの合成:グアイアズレンの誘導体が広く医薬品として応用されているのに反し、その異性体であるSe-グアイアズレンは有用な合成法がないために殆ど研究されていない。本年度はまず、本研究担当者のアズレン合成法を応用し、比較的容易にSe-グアイアズレンを合成する方法を確立した。この結果については「第39回香料テルペン討論会」(1995年10月、宇都宮)で発表した。3)フルオロアズレン類の合成:種々のアルキルアズレン類について求電子的フッ素を行い、2-メチルアズレン類が比較的良い収率で1-フルオロアズレン類を与えることを見いだし、10種類のフルオロアズレン誘導体を構成した。これらの生理活性もテスト中である。合成に関する内容はBull. Chem. Soc. Jpn.に投稿、受理され、印刷中である。4)生理活性の期待されるアズレンキノン類の合成:このテーマは以前から継続していたが、本研究で用いた方法により合成された2-アルキルおよび2-アリールアズレン類が、特異的にアズレンキノン類を与えることを見いだした。この研究は本研究費の一部を使って不足の実験を行い、速報として報告した。

本研究担当者は3-エチル-7-イソプロピルアズレンスルホン酸ナトリウムが特異的に顕著な抗潰瘍作用を示すことを見出している。この事実を背景に本年度は昨年から引き続いて以下の3点に焦点を絞って研究を行った。1.エチルアズレン類の合成:グアイアズレンは唯一医薬品として応用されているが、上述のエチル基の特異的活性の強さから、そのエチル類似体の生理活用には特に興味が持たれる。この観点から、グアイアズレンのエチル類似体の合成を行い、5-イソプロピルアズレンにメチル基およびエチル基を選択的に導入する方法を考案し、全収率60%で1-エチル-7-イソプロピル-4-メチルアズレンを合成する方法を確立した。この新規なアズレンについては水溶性誘導体に変換後生理活性のテストを行っている。2.グアイアズレン異性体の合成:多数考えられるグアイアズレンの異性体については有用な合成法が知られてい。そこで数多くある異性体の内、6-イソプロピル体に焦点を絞り、1,4-ジメチル-および2,4-ジメチル-6-イソプロピルアズレンの2種類の異性体を合成した。合成品について生理活性のテストを行っている。3.2-アルキルアズレン類の合成:2-アルキルアズレン類の有用な合成法は知られていない。そこで、本研究担当者の開発した新規なアズレン合成反応を、2-アルキルアズレン類の選択的合成法に発展させることを目的に、種々のメチルケトンから誘導されるエナミン類と2H-シクロヘプタ[b]フラン-2-オンとの反応を検討した。その結果、メチルケトンの一方のアルキル基が長くなるにつれて2-アルキルアズレンの生成比が増加し、枝分かれしたアルキル基の場合は選択的に2-アルキルアズレンのみを与えることを見出した。この結果については本年3月の日本化学会第72春季年会において発表の予定である。
競争型学習を深める体育教育の研究

体育科の学習内容としてスポーツの占める地位がますます高まっている。そのスポーツの特性として遊戯性や身体活動性とともに、競争性があげられる。本研究において、体育科の学習内容としてスポーツを扱う場合に競争を様々に工夫している実態を体育教育関連文献から蒐集し検討を加えた。その中には、競争の持つ負の側面を見逃した工夫のあることにも言及しながら、勝敗の未確定性の増大をねらいとしたり、序列や勝敗を不明確にする競争性の希釈をねらいとした工夫等がなされていることを明らかにした。そのことを踏まえ、スポーツをより深く理解し、体育の学習指導を充実させるためには、達成型の競争場面の提供や、安易なハンディ・キャップの付与をさけ、動機付けだけを目的にした手段的競争を排除する必要を指摘した。また、小学校5,6年生に対して、体育科の授業においてボールゲームを学習した後、スポーツの競争に関する認識を質問紙調査した。調査結果を因子分析した結果、スポーツの競争に関する認識から8因子が抽出された。その中で、もっとも大きな因子は達成動機に関連する因子であった。これは一般的競争の特性と一致している。排他性が一般的競争の負の側面として指摘されているが、調査対象とした児童の体育の学習後のスポーツの競争に対する認識では、排他性を否定していた。この排他性の否定が第2因子であった。スポーツの競争に対する児童の認識から抽出されたその他の因子は、試合は楽しい、試合ではフェアプレーを必要とする、競争の結果には偶然性がある、等であった。さらにまた、競争の学習指導に関連した文献を提示し、陸上競技ではグループ分け、団体競技化、ハンディ・キャップの付与、ランク分けの競争の工夫例があることを示した。それから得られた知見を、走り幅跳びと走り高跳びの跳躍両種目の学習指導に生かす具体的方法を論述した。競争型学習を深める体育教育の研究を進めるため、秋田大学附属小学校の協力を求めた。その体育の年間指導計画において、競争場面が顕著になるボール運動や陸上運動、及び体育的学校行事の実態を、ビデオ映像と資料の収集によって把握した。さらに、児童の競争に対する認識を知る手がかりとして、質問紙により勝敗に関する意識調査を行った。実際の指導における競争場面の工夫には、総当たりリ-グ戦の後に対抗戦を実施する例と、グループ分けによる優勝チームの複数化やチーム間の序列を希釈する例がみられた。また、勝敗に関する意識に男女差や学年差が存在する可能性がみられた。それは、男子よりも女子に、そして学年が進に従い、ゲームに敗れても内容に満足したり、勝っても敗れた相手チームを思いやる傾向が高まることであった。また、競争型学習に関連する文献を収集し、体育の学習指導を充実させる手がかりを求めた。その結果、競争場面の工夫には、勝敗の未確定性を高める例と、競争性を希釈する例に大別された。その未確定要素を高める工夫には、ハンディ・キャップの設定と、偶然性の導入、団体戦化とランク分けが分類された。また、競争性を希釈する工夫には、記録の偏差値化とグループ分けが分類された。さらに、陸上運動の指導例のなかに、競争を伴いながら目標の達成が目的となる運動の質の転換が図られているものも存在した。このような、達成型学習の要素を取り入れた学習指導の工夫が、競争や勝敗に対する認識を深める可能性が考えられた。

その中には、競争の持つ負の側面を見逃した工夫のあることにも言及しながら、勝敗の未確定性の増大をねらいとしたり、序列や勝敗を不明確にする競争性の希釈をねらいとした工夫等がなされていることを明らかにした。そのことを踏まえ、スポーツをより深く理解し、体育の学習指導を充実させるためには、達成型の競争場面の提供や、安易なハンディ・キャップの付与をさけ、動機付けだけを目的にした手段的競争を排除する必要を指摘した。また、小学校5,6年生に対して、体育科の授業においてボールゲームを学習した後、スポーツの競争に関する認識を質問紙調査した。調査結果を因子分析した結果、スポーツの競争に関する認識から8因子が抽出された。その中で、もっとも大きな因子は達成動機に関連する因子であった。これは一般的競争の特性と一致している。排他性が一般的競争の負の側面として指摘されているが、調査対象とした児童の体育の学習後のスポーツの競争に対する認識では、排他性を否定していた。この排他性の否定が第2因子であった。スポーツの競争に対する児童の認識から抽出されたその他の因子は、試合は楽しい、試合ではフェアプレーを必要とする、競争の結果には偶然性がある、等であった。さらにまた、競争の学習指導に関連した文献を提示し、陸上競技ではグループ分け、団体競技化、ハンディ・キャップの付与、ランク分けの競争の工夫例があることを示した。それから得られた知見を、走り幅跳びと走り高跳びの跳躍両種目の学習指導に生かす具体的方法を論述した。
ｎｕｃｌｅｏｌｉｎによるクロマチンリモデリングを介したゲノム安定性維持機構の解明

我々は以前の研究でγH2AXと結合する因子として核小体タンパク質nucleolinを同定していた。nucleolinは転写活性化時のクロマチンリモデリング機能することが報告されていたので、DNA損傷応答時において同様な機能を持つか、本研究で検討した。nucleolin欠損細胞では放射線DNA損傷における細胞周期チェックポイント機構・相同組換え修復の低下、複製ストレス時の複製フォークの不安定化、突然変異増加が見られ、ヒストンevictionにも異常が見られたことから、nucleolinはクロマチンリモデリングを通して、ゲノム安定性維持に機能することが明らかとなった。核小体タンパク質nucleolinはリボソーマルRNA合成、核小体形成に機能することが知られているが、近年DNA複製、'DNA修復にも機能しうることが示唆されている。また、nucleolinは多くの癌細胞では高発現しており、ゲノム安定性に寄与する可能性が考えられる。それ故、本研究では、nucleolinがDNA二重鎖切断修復や紫外線DNA損傷修復などによるDNA修復応答における機能を解明し、ゲノム安定性の維持、がん化への寄与を明らかにすることを目的とする。平成24年度ではDNAノックダウン細胞の作製及び、種々のDNA損傷に対する細胞応答機構への関与について明らかにすることを目的として、研究を行った。Nucleolinはリボソームの機能に関わる生存に必須な遺伝子のため、遺伝子ノックアウトした細胞を作製することは困難なので、テトラサイクリンでnucleolin shRNAを誘導できるプラスミドを293細胞に導入し、テトラサイクリン添加により、nucleolinを発現抑制できる細胞系を最初に確立した。γ線照射によりゲノムDNAに二重鎖切断(DSB)損傷が発生すると、ATMキナーゼに依存したリン酸化が誘導されるので、作製した細胞、およびsiRNAノックダウン細胞で検討すると、ノックダウン細胞ではATMのリン酸化、およびATM基質、p53, SMC1, CHK2, γH2AXのリン酸化が低下していた。紫外線あるいはカンプトテシン(抗癌剤の一種:トポイソメラーゼ1阻害剤)はDNA複製フォークの進行を阻害し(複製ストレス)、二次的にDSBを生成し、その際にATM経路の活性化が見られるが、この場合でもnucleolinノックダウン細胞では、ATM依存的なリン酸化が低下していた。しかし、複製フォーク阻害時に活性化するATRキナーゼ経路については増強しており、複製フォークの安定性に機能することが考えられる。このようにnucleolinは放射線によるDSB損傷と複製ストレス損傷の両方において、DNA損傷応答、ゲノムの安定性維持に機能すると考えられるので、平成24年度開発したDNA損傷・mutationモニタリングシステムを用いて、nucleolinおよび、複合体パートナー因子の機能の詳細をさらに明らかにすることにしている。核小体タンパク質nucleolinはリボソーマルRNA合成、核小体形成に機能しているが、近年の研究からクロマチンリモデリングを介して転写活性化に寄与すること、我々の最新の研究からDNA二重鎖切断(DSB)修復時にもクロマチンリモデリングを介して、とくに相同組換え修復で機能することが示唆されている。さらに多くの癌細胞では高発現しており、ゲノム安定性に寄与する可能性が考えられるため、本研究では、nucleolinが相同組換え修復以外のDNA修復応答にも機能するかを明らかにするとともに、そのDNA修復時に相互に機能するクロマチンリモデリング因子をプロテオミクス解析で同定し、これらnucleolin/クロマチンリモデリング因子複合体がゲノム安定性の維持、がん化への関与を明らかにすることを目的としている。25年度研究ではSupFアッセイという遺伝子突然変異を検出できる系を用いnucleolinノックダウン細胞で検討した。その結果、紫外線、アルキル化剤メチルメタンサルフォネート(MMS)損傷時には損傷DNAの複製が著しく低下して、突然変異頻度が上昇することから、紫外線やDNAアルキル化損傷での修復応答に重要な機能が示唆された。また、ウエスタンブロットにおいてもこれらDNA損傷処理時にはノックダウン細胞でDNA損傷の蓄積が見られ、nucleolinが重要な役割を持つことが示唆された。このように様々なタイプのDNA損傷について役割を持つnucleolinと相互作用する因子をプロテオミクス解析で同定を試みたところ、複数のクロマチンリモデリング関連因子を明らかにすることができた。これら因子がDSB修復に機能するのであれば、DSB損傷部位へ蓄積すると考えられるので、クロマチン免疫沈降法で検討を行うと、同定した因子の一つでDSB損傷部位への蓄積が見られ、この因子はnucleolinとともにDNA損傷応答に昨日する可能性がある。さらに多くの癌細胞では高発現しており、ゲノム安定性に寄与する可能性が考えられる。それ故、本研究では、nucleolinが相同組換え修復以外の非相同末端結合修復や紫外線DNA損傷修復などのDNA修復応答にも機能するかを最初に明らかにするとともに、そのDNA修復時に相互に機能するクロマチンリモデリング因子をプロテオミクス解析で同定する。さらに、この同定したnucleolin/クロマチンリモデリング因子

複合体がゲノム安定性の維持、がん化にどのようにかかわるかを明らかにすることを目的とする。26年度研究ではnucleolinと相互作用する因子として、複数の因子を免疫沈降法、プロテオミクス解析で明らかとした。その中の一つ、因子AはDNA損傷応答因子の多くが形成する放射線誘導核内フォーカスは形成しなかったが、クロマチン免疫沈降法によりDSB損傷周辺に集積することがわかった。免疫沈降法にDNA損傷応答因子NBS1, SNF2hとインターラクションすることも明らかとなった。また、U2OS細胞で因子AをsiRNAでノックダウンするとDNA複製阻害を誘導するカンプトテシンによるATR経路の活性化が起こらず、その表現型はnucleolinノックダウン時と類似していた。また、因子Aノックダウン細胞では相同組換え活性が低下し、染色体異常も増加しており、これらもnucleolinノックダウン細胞と類似していた。これらの結果から、nucleolinは因子Aとの相互作用を通して、ゲノム安定性に寄与していることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。放射線生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。目的とする遺伝子の機能解析ではノックアウト、ノックダウン細胞の作製が必要であるが、平成24年度研究でnucleolinノックダウン細胞の作製に成功し、それらの細胞を用いて、計画していたDNA損傷応答に関する解析を順調に遂行できており、平成24年度研究は順調に進展していると考えている。本研究課題は3年の研究計画であり、25年度は中間年であり、nucleolinがどのようなDNA損傷の種類で機能しうるかをまず明らかにすることを計画した。その結果、突然変異解析SupFアッセイで複数のタイプのDNA損傷の修復応答への関与が示唆され、他の解析によってもそれが確認され、計画通りに解析が進んだと考えられる。これとともにnucleolinとDNA損傷発生により相互作用、複合体形成する因子の同定も計画したが、プロテオミクス解析等で複数の候補因子の同定に成功し、これら因子のうちの一つで、DSB損傷部位への集積も明らかにできたことから、DNA損傷に関与する可能性も示され、平成25年度研究も計画通り、概ね順調に進展していると考える。平成24年度解析からnucleohnのDNA損傷応答に関する機能が明らかにされたので、損傷タイプによる機能の違いをさらに解明する。
Wntシグナルによる外分泌腺上皮の組織構築制御機構の解析

本研究では、「Wntシグナルが如何に外分泌腺上皮の分岐形態形成と機能的分化を協調的に制御するのか」を明らかにすることを目的とし、研究機関全体を通じて以下の研究成果を得た。(1)Wntシグナルを恒常的に活性化したマウス(安定型β-カテニン発現マウス)の唾液腺において、器官の大きさに異常は認めないものの、胎生17日目における腺房分化が著しく抑制されるとともに導管構造の形成が亢進していた。(2)胎生13日目の唾液腺原基を摘出して器官培養すると、非極性化上皮からなるendbudは培養4日目から6日目にかけて急速に極性化し、多房性の腺房構造を形成した。Wntシグナルを恒常的に活性化させると、培養6日における腺房構造の形成が強く抑制され、end budは未分化な非極性化状態に維持されるとともに、導管の形成が促進した。一方、Wntシグナルを阻害すると、end budはコントロールと比較して早期に極性化して腺房構造を形成するとともに、導管の形成が抑制された。(3)唾液腺発生の前期において、Wntシグナルの活性化は導管部ではなく、end budにおける細胞増殖を促進し、Sox10+またはKRT14+の前駆細胞数を増加させた。そこで、endbud細胞を特異的に蛍光標識して追跡したところ、endbud由来の細胞が導管を形成する様子が観察され、さらにWntシグナルの活性化はendbud由来の導管形成を強く促進することが明らかになった。また、Wntシグナル依存的に導管部で増加する未分化な細胞がAQP3を特異的に発現することを見出し、FACSに使用可能なAQP3に対するモノクローナル抗体の作製に成功した。(4)発生後期ではWntシグナル活性の減弱にともなって、end budにおいてSCF受容体であるKITの発現が局所的に上昇し、AKTの活性化を介して腺房分化が誘導された。本研究では、「Wntシグナルが如何に外分泌腺上皮の分岐形態形成と機能的分化を協調的に制御するのか」を明らかにすることを目的とし、平成27年度は以下の研究成果を得た。(i)Wnt/β-カテニン経路の唾液腺上皮における活性化パターンの解析:Wnt/β-カテニン経路の唾液腺上皮における時空間的活性化パターンをWntレポーターマウス(Axin2-LacZ)または、唾液腺局所の細胞を用いたリアルタイムPCRで検討した。Wntシグナルの活性は発生初期にはEnd bud (EB)周囲の間質と上皮導管部で活性化しており、またEB上皮でも弱い活性化を認めた。発生後期では導管部上皮を除く、周囲間質とEBにおけるWntシグナル活性化が時間依存的に減弱した。(ii)Wnt/β-カテニン経路が導管形成と導管部上皮前駆細胞に与える影響の解析:上皮単独培養系において、Wnt/β-カテニン経路を活性化させるリガンドであるWnt3aやCHIR99021による処理は、導管上皮の長さおよび太さを増加させた。さらに、導管部上皮に局在する前駆細胞マーカーであるKrt5の発現はWntシグナルの活性化によって増加した。一方で、Wntシグナルの活性化によって導管形成が促進している状況下においても、EdUの取り込みを指標とした細胞増殖はコントロール群と比較して変化していなかった。(iii)β-カテニン非依存性Wntシグナルの唾液腺形態形成における役割の解析:Wnt/β-カテニン経路を活性化させるWnt3aを唾液腺上皮に過剰発現させると導管形成の活性化を認めたが、β-カテニン非依存性Wntシグナルを活性化させる代表的リガンドであるWnt5aは唾液腺上皮の形態に影響を与えなかった。さらに、Wnt5aのノックアウト(KO)マウスから摘出した胎生13日目の唾液腺を器官培養したところ、野生型と比較して顕著な形態学的表現型を認めなかった。平成27年度の研究計画「Wntシグナルが唾液腺の分岐形態形成を制御する機構の解析」については、研究実績概要に記載したとおり、おおむね終了している。さらに、平成28年度以降の研究計画である「Wntシグナルが唾液腺の機能的分化を制御する機構の解析」についても既に解析を開始しており、以下のような結果を得ているため当初の計画以上に進展していると判断した。Wntシグナルが唾液腺EB上皮の腺房への分化を抑制すること、さらにEBに局在するSox10陽性前駆細胞とKrt14陽性前駆細胞の数を増加させ、増殖を促進することが明らかになった。発生初期におけるWnt/β-カテニン経路の活性化はEB上皮の腺房への機能的分化を抑制し、未分化な状態に保つ役割があると考えられた。平成28年度は以下の研究成果を得た。(i)Wnt/β-カテニン経路が腺房細胞分化に与える影響の解析:Wnt/β-カテニン経路をCHIR99021(GSK3阻害剤)で活性化すると前期腺房分化マーカーAQP5に加え、後期腺房分化マーカーPSPの発現が強く抑制された。また、IWP2(Porcupine阻害剤)処理によるWntシグナル(β-カテニン経路およびβ-カテニン非依存性経路)の抑制によって認められる腺房分化促進の表現型は、CHIR99021処理によってキャンセルされたことから、Wntシグナル、特にWnt/β-カテニン経路が唾液腺の腺房分化を負に制御することが明らかになった。

(ii)他の液性因子とWnt/β-カテニン経路の相互作用が腺房細胞分化に与える影響の解析:Wnt/β-カテニン経路の活性化によって唾液腺上皮においてAKTのリン酸化が抑制されることが明らかになった。EGFR、FGFR、KITといった増殖因子受容体阻害剤で唾液腺を処理したところ、AKTのリン酸化はFGF-FGFRまたはSCF-KITシグナルに依存していた。CHIR99021処理はFGFシグナルの標的遺伝子であるEtv4/5、Ccnd1等の発現に影響しなかったことから、Wnt/β-カテニン経路はSCF-KITシグナルを介してAKTの活性化に関与する可能性が示唆された。Wnt/β-カテニン経路がSCF-KITシグナルに与える影響を検討したところ、CHIR99021処理によってKITの発現がmRNAレベルで抑制された。そこで、KITの遺伝子発現制御に関わる転写因子群の発現を検討したところ、CHIR99021処理によってMyb(転写促進・抑制の両作用あり)の発現が増加した。そこでshRNAを用いて唾液腺上皮でMybを発現抑制したところ、KITの発現が増加するとともに、腺房分化が促進することが明らかになった。平成28年度の研究計画「Wntシグナルが唾液腺の機能的分化を制御する機構の解析」については、研究実績概要に記載したとおり、おおむね終了している。さらに、平成28年度以降の研究計画である「唾液腺上皮の機能的な分化が分岐形態形成に与える影響の解析」についても既に解析を開始しており、以下のような結果を得ているため当初の計画以上に進展していると判断した。唾液腺発生の前期において、Wntシグナルの活性化は導管部ではなく、end budにおける細胞増殖を促進し、Sox10+またはKRT14+の前駆細胞数を増加させた。そこで、endbud細胞を特異的に蛍光標識して追跡したところ、endbud由来の細胞が導管を形成する様子が観察され、さらにWntシグナルの活性化はendbud由来の導管形成を強く促進することが明らかになった。本研究では、「Wntシグナルが如何に外分泌腺上皮の分岐形態形成と機能的分化を協調的に制御するのか」を明らかにすることを目的とし、平成29年度は「唾液腺上皮の機能的な分化が分岐形態形成に与える影響の解析」として以下の研究成果を得た。CHIR99021によるWntシグナルの活性化によって腺房分化が抑制されるのとともに導管構造の過形成・肥大化を認めた。細胞増殖活性についてEdUを指標に検討したところ、細胞増殖は遠位側腺房部でのみ活性化していたことから、肥大化した導管細胞は遠位腺房部細胞由来である可能性が示唆された。そこで、光変換蛍光蛋白質KikGR(Kikume Green-Red)を唾液腺上皮に発現させ、遠位端細胞を蛍光標識後CHIR99021処理をしたところ、遠位端由来細胞が近心導管部へ移動する様子が観察され、Wntシグナルの活性化によって近心側への細胞移動が亢進することが明らかになった。平成29年度までの結果から、Wntシグナルは遠位端細胞の腺房細胞への分化を抑制するとともに導管部への細胞移動を亢進する結果、唾液腺形成の初期過程において導管形成を促進することが明らかになった。さらに、Wntシグナル依存的に導管部で増加する未分化な細胞がAquaporin3(AQP3)を特異的に発現することを新たに見出している。
シロアリは何故木材をかじることができるか？～大顎へ金属を蓄積するメリットを探る～

シロアリが大顎に強靱な耐久性を付与するメカニズムを解明することを目的として、大顎の強度評価と金属キャリアタンパク遺伝子の発現解析を行った。脱皮直後のネバダオオシロアリ前兵蟻では、大顎強度は兵蟻の1/7程度であった。(擬)職蟻の大顎強度にはシロアリの種間差はなかった。また金属キャリアタンパクの候補遺伝子のクローニングに成功し、頭部と比較して胸腹部における発現が高いことなどを明らかにした。以上のことから、例えば木材中で一生を終える乾材シロアリでも、木材中に微量しか含まれないマンガンや亜鉛を選択的に大顎へ蓄積することにより、強靱な大顎を形成して木材を摂食できるというメリットがあると考えられる。木材害虫として知られるシロアリは、大顎を使って様々な行動を行う。木材を食べる場合は、木材をかじりとり口内へと運ぶ。`蟻道'と呼ばれるトンネル状のシロアリの通り道を作るときには、大顎で土壌を保持・運搬して自らの糞と混ぜながらそれらを構築する。外敵と遭遇すると大顎で相手に素早く噛み付く。本研究はシロアリの大顎に強靱な耐久性が付与されるメカニズムについて、脱皮前後のシロアリ個体を利用して大顎への金属の蓄積過程、金属キャリアタンパクの同定と発現・機能解析、大顎の耐久性評価を行うことにより明らかにするものである。今年度は、ネバダオオシロアリに対して、他昆虫で脱皮促進作用が知られる薬剤を投与することにより、各薬剤の最適濃度等の検討を実施した。さらに脱皮前の大顎の耐久性を評価するため、微粒子を材料表面に衝突させて生じる磨耗の進行速度をもとに材料強度を計測する、マイクロスラリージェット(MSE)試験の適用を試みた。脱皮促進試験の結果から薬剤によるネバダオオシロアリの感受性の違いが示された。MSE試験ではいずれの種でも、エロージョン率が表面から深さ30 μmまで大幅に減少後、深さ3050 μmでほぼ一定となり、表面から深さ方向に強度が変化することなどが明らかとなった。シロアリの脱皮促進に関しては、従来より効果が確認されている幼若ホルモン類似体2種と比較して、今回施用した他昆虫で脱皮促進効果が認められる薬剤では効果が認められなかった。当該結果を受け、次年度も他薬剤を使用してシロアリの脱皮促進効果を引き続き検証する必要が生じている。一方、大顎の強度に関しては、新たに試行したMSE試験法による評価の有効性が確認できたため、次年度は改良法の検討や脱皮個体への応用がスムーズに実施できる状況となった。金属キャリアタンパクについては、、ネバダオオシロアリゲノムの遺伝子情報から金属キャリアタンパクの遺伝子と思われる配列を複数確認できた。しかし、実際の発現については明瞭な結果が得られなかったため、脱皮前後の個体を使用して比較・検討を実施すべきと考えている。以上の状況から、現在の進捗状況としてはおおむね順調に進展していると判断した。シロアリは摂食行動において、常に木材の切削・加工・運搬のため大顎を使用して生活している。このような繰り返し使用に耐える大顎は、シロアリが木材を栄養として造る高耐久性機能材料と考えられ、大顎形成・耐久性付与メカニズムの解明は、新たな生物模倣材料の開発に繋がる可能性を秘めている。シロアリ大顎の耐久性付与メカニズムを明らかにするため、昨年度に引き続き、微小な粒子を材料表面に投射することで生じるエロージョンの深さ等から材料特性を評価するMSE (Micro Slurryjet Erosion)法を利用して、投射する粒子の素材(形状)の違いにより、異なるシロアリ種ならびに脱皮前後の大顎先端部の耐摩耗性と耐衝撃性の違いを検討した。MSE試験においては、球状シリカを対象物の特定箇所に投射する衝撃モードと、多角アルミナを投射する切削モードの両方を実施した。大顎の耐衝撃性については、表面よりも内部が強く、耐摩耗性と比較して種による差が大きかった。大顎全般としては耐衝撃性が強いほど耐摩耗性も強かったが、ネバダオオシロアリ職蟻のみ、耐摩耗性が供試シロアリ中で最も強いにもかかわらず、耐衝撃性が弱いという結果を得た。ネバダオオシロアリ職蟻では幼若ホルモン類似体の一種ハイドロプレンの作用により、微量金属を含む大顎の着色部分ごと脱皮し、前兵蟻へと分化した。この前兵蟻の大顎は包埋作業時に何個体も破損してしまうほど脆く、計測が非常に困難であった。計測結果も脱皮前の職蟻、最終型の兵蟻の大顎と比較して耐衝撃性が10倍程度弱かった。職蟻から兵蟻への分化では、前兵蟻を経て脱皮が2回行われる。大顎表皮の硬化は前兵蟻では顕著ではないことから、兵蟻への分化後のクチクラの硬化に伴って生じると予想される。シロアリの脱皮促進に関しては、種々の昆虫生長阻害剤や幼若ホルモン類似体の投与を実施した結果、幼若ホルモン類似体の一種ハイドロプレンの効果が最も高いことを明らかにした。大顎の耐久性に関しては、MSE試験を高度化し、新たに球状シリカ(計画時点ではジルコニウム球体)を使用して、多角アルミナで得た結果と比較することにより、各々耐衝撃性と耐摩耗性についての計測データを計画通り得ることができた。金属キャリアタンパクに関しては定量的データが得られていないため、次年度は次世代シークエンサーを使った遺伝子発現の定量化を試みる計画としている。生分解抵抗性については、観察に留まり定量・定性的な傾向が得られていないため、継続して検討を続ける。

以上の状況を鑑み、現段階での状況をおおむね順調に進捗していると判断した。木材害虫として知られるシロアリは、大顎を使って様々な行動を行う。我々はこれまでにシロアリ大顎における微量金属の局在を報告している。本研究ではシロアリ大顎に強靱な耐久性を付与するメカニズムを解明すべく、今年度はシロアリの有翅虫とニンフ、兵蟻への分化過程における金属キャリアタンパク遺伝子の発現を比較するとともに、餌となる木材の耐摩耗性を、マイクロスラリージェット(MSE)法を適用して評価した。一般にシロアリは辺材部の特に細胞壁が薄い早材部を選択的に食害することが知られる。MSE法によりスギ辺材の早材と晩材の耐摩耗性を評価した結果、晩材が早材の約10倍高い値を示すこと、ヤマトシロアリならびにアメリカカンザイシロアリの(擬)職蟻の大顎とスギ晩材が同程度の耐摩耗性を有することなどを明らかにした。全期間の研究を通じて、微量金属が局在している大顎の歯先部分の耐摩耗性、耐衝撃性と比較して、微量金属が集積していない脱皮直後では、耐摩耗性が約1/7程度であることなどが明らかとなった。このことから例えば木材中で一生を終えるアメリカカンザイシロアリであっても、木材中に微量しか含まれないマンガンや亜鉛を選択的に蓄積することにより、強靱な大顎を形成して木材を摂食できるというシロアリにとってのメリットがあると考えられる。シロアリが木材を栄養として造る大顎を模倣した高耐久性機能材料の開発に繋がるよう今後も検討を進めていきたい。シロアリが大顎に強靱な耐久性を付与するメカニズムを解明することを目的として、大顎の強度評価と金属キャリアタンパク遺伝子の発現解析を行った。脱皮直後のネバダオオシロアリ前兵蟻では、大顎強度は兵蟻の1/7程度であった。(擬)職蟻の大顎強度にはシロアリの種間差はなかった。また金属キャリアタンパクの候補遺伝子のクローニングに成功し、頭部と比較して胸腹部における発現が高いことなどを明らかにした。以上のことから、例えば木材中で一生を終える乾材シロアリでも、木材中に微量しか含まれないマンガンや亜鉛を選択的に大顎へ蓄積することにより、強靱な大顎を形成して木材を摂食できるというメリットがあると考えられる。シロアリの脱皮促進に関して、初年度に引き続き薬剤の効果を検討するとともに、脱皮前後のシロアリを用いて、金属キャリアタンパクの発現量の差異等を検討する。また、シロアリ大顎の耐久性付与メカニズムについては、脱皮前後の表面強度をMSE試験法を用いて評価する。なおMSE試験については、昨年度多角アルミナを投射に使用したが、今回はジルコニウム製球状体を使用して評価を試み、相互の試験データの比較を行う。さらに土壌中での分解が遅い大顎について、好気的条件下での分解試験(JIS K 6953-1)による生分解抵抗性を評価し、脱皮直後の大顎から着色していく過程での耐久性、生分解抵抗性と着色度との関係等を検討する。脱皮直後からクチクラ化後の硬化にともなう、もしくは加齢による大顎の強度増加と金属キャリアタンパクとの関係を検討し、総合的にシロアリが大顎へ金属を蓄積するメリットの解明を進める。木質科学旅費の未使用に関しては、研究分担者の異動に伴い、予定していたオーストラリアにおけるムカシシロアリ採取の実施ができなかったことが挙げられる。
β酸化阻害条件下で脂質を好気的に代謝する微生物の探索と酸化脂質ライブラリーの構築

生体内の好気的脂質代謝物に様々な生理機能が報告されていることから、好気的な脂質代謝産物は新規な機能性脂質として期待されている。「リポキシゲナーゼ(LOX)やP450等の酸化酵素による独自に入手可能な脂肪酸の変換」、「β酸化阻害条件下で脂質を好気的に変換する微生物の探索と機能解析」の2つの方法により脂質ライブラリーの拡張を試みた。その結果、新規なヒドロキシ脂肪酸を生産する微生物の取得に成功した。また、乳酸菌由来の水酸化脂肪酸やオキソ脂肪酸は、P450 BM-3により新規なエポキシ脂肪酸へ変換されることを明らかにした。β酸化阻害条件下で脂質を好気的に代謝する微生物を取得するための探索方法の確立および、確立した探索方法を用いた微生物探索を行った。様々なβ酸化阻害条件を探索したところ、微生物を乾燥菌体とすることにより、β酸化を阻害できることを明らかにした。さらに、研究室保存の乾燥菌体約1000株を対象に、37°C、300 rpmの好気条件下で脂質、特に独自に入手可能な脂肪酸を好気的に変換する菌株のスクリーニングを行った。その結果、Micrococcus luteus AKU504が水酸化脂肪酸を効率的にオキソ脂肪酸へと変換することを明らかにした。また、本菌の水酸化脂肪酸脱水素酵素にHis-tagを付与し、アフィニティーカラムにより精製した本酵素を用いて諸性質を検討したところ、本酵素は10-ヒドロキシ脂肪酸や、12-ヒドロキシ脂肪酸などの様々な水酸化脂肪酸を脱水素できた。このことから、本酵素は基質特異性の広い酵素であることを明らかにした。また、本脱水素酵素は、NAD+を補酵素として要求し、可逆的に水酸化脂肪酸を脱水素することを明らかにした。さらに、本脱水素酵素を発現する形質転換大腸菌を用い、効率的なオキソ脂肪酸生産プロセスを開発した。今回得られた脱水素酵素は、既知の反応を触媒する酵素であったが、オキソ脂肪酸生産に有用であることを明らかにした。また、探索においては、本菌株以外にも脂質を好気的に変換する微生物を取得できたため、生成物の構造決定や、反応条件の至適化を進めている。β酸化を阻害する簡便な条件として、乾燥菌体を用いる方法を見いだした。さらに、本条件を用いて約1000株を対象に探索を行い、独自に入手可能な脂肪酸を変換する微生物の取得に成功し、水酸化脂肪酸を効率的にオキソ脂肪酸へ変換する微生物の取得に成功した。また、上記菌株に加え、種々の酸化脂質へ変換する能力を有する微生物の取得にも成功しており、現在、本生成物の構造を決定している。以上の結果より、現在までの進捗状況は、おおむね順調に進展していると言える。前年度において、好気的に脂質を代謝する菌として、Celluromonas sp.とRhodotorula sp.を見いだしており、これらの菌による脂質代謝産物の同定をGCーMS、LCーMS、NMRを用いて行った。その結果、Celluromonas sp.による生成物は、共役αリノレン酸であることを明らかにした。共役αリノレン酸を生産する微生物としては、乳酸菌などの嫌気性微生物が知られているが、本菌は好気条件下で共役αリノレン酸を生産することから、本菌は新規な酵素を有している可能性が示唆された。また、Rhodotorula sp.による生成物は、ヒドロキシ-α-リノレン酸およびジヒドロキシ-α-リノレン酸であることを明らかにした。また、乳酸菌由来の酵素を用いて生産できる10ーヒドロキシ脂肪酸や10ーオキソ脂肪酸を基質として用い、大豆由来リポキシゲナーゼやBacillus megaterium由来P450 BM3により変換を試みた。その結果、リポキシゲナーゼは作用しなかったが、P450 BM-3は二重結合を有する10ーヒドロキシ脂肪酸や10ーオキソ脂肪酸に対して作用し、効率よく二重結合をエポキシ化することを見いだした。生成物の構造は、GCーMSおよびLCーMSを用いて同定した。また、反応生成物は新規な化合物であることを明らかにした。探索により得られた酸化脂質へと変換する微生物について、生成物の同定と、反応条件の検討を行っていく。また、各種カラムを用いた酵素精製や、ゲノム情報を基にした候補遺伝子の取得により、本菌株より反応に関与する酵素の配列情報の取得を試みる。酵素の配列情報を取得できた場合は、本酵素を発現する形質転換大腸菌を作成し、酸化脂質の効率的な生産プロセスの構築を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。応用微生物学29年度が最終年度であるため、記入しない。
NFκBの選択的な標的遺伝子活性化の機構に関する解析

NF-κBは、免疫・炎症・発生・細胞増殖・アポトーシスやウイルスの増殖などに関与する転写因子である。これらを正しく制御するためにはNF-κBが標的遺伝子を選択的に活性化させる必要があるが、その機構の詳細については未解明な点が多い。近年我々の研究室では、クロマチン構造変換因子であるSWI/SNF複合体とNF-κB Re1B/p52ヘテロダイマーを仲介する新規のcofactorとしてDPF2(REQ)を同定した。DPF2はSWI/SNF複合体やp52と結合する性質があり、SWI/SNF複合体をRelB/p52依存的に標的プロモーターへ誘導することにより、NF-κBの非古典的経路の最下流で機能している。本研究ではNF-κBの新規のcoactivatorを同定することを目的として、DPF2の属するd4ファミリーの他のメンバーであるDPF1,DPF3a,DPF3bと、これらとC末端の構造が類似するPHF10が、代表的なNF-κBダイマーのcoactivatorとして機能するか否かを評価した。NF-κBとSWI/SNF複合体の両方に依存的に発現するレポーター細胞を構築して解析した結果、全ての候補がRelA/p50を含めた複数のNF-κBダイマーのcoactivatorとなりうる可能性が示唆された。その中でも、DPF3遺伝子からスプライシング様式の違いにより産生されるDPF3aおよびDPF3bはTNF-α刺激によって活性化されたRelA/p50ヘテロダイマーによるレポーター活性を最も強く誘導することから、NF-κBの古典的経路で働く有力なcoactivator候補であると考えた。In vitroの解析からDPF3a,DPF3bはどちらもSWI/SNF複合体の構成サブユニットやRelA、p50と直接結合し、TNF-α刺激後の核抽出液を用いた免疫沈降実験からこれらの相互作用は核内で起こっていることが分かった。HIV-1の野生型LTRを用いたクロマチン免疫沈降により標的遺伝子のプロモーター上での三者の挙動を解析すると、DPF3a/bとSWI/SNF複合体は定常的に動員されているのに対しRelA/p50はTNF-α依存的にLTR上へ動員されていた。このRelA/p50の動員のkineticsは転写亢進のkineticsとよく相関していた。このプロモーターの活性化にはSWI/SNF複合体とRelA/p50が揃う必要があり、両者を結び付けるDPF3a/bはcoactivatorとして重要な機能を担っていることが明らかとなった。クロマチン構造変換因子のSWI/SNF複合体と転写因子のNF-κBを仲介するアダプター分子を同定した本研究の成果は、今後、免疫学・発生学などの多彩な分野への発展が期待できる。本研究では、クロマチン構造変換因子SWI/SNF複合体とNFκBを仲介するcoactivatorとして機能しうるタンパク質としてDPF1,DPF3,PHF10に着目し、これらの因子とNFκBダイマーの組み合わせの違いがNFκBの標的遺伝子の制御に選択性をもたせるのではないかと仮定した。平成22年度は、研究計画に基づき以下の項目を実施した。1.特異抗体の作製DPF3,PHF10に対する有効な抗体が市販されてないため、各々のタンパク質に対するウサギポリクローナル抗体を作製した。得られた抗DPF3血清および抗PHF10血清をウェスタンブロット法により評価したところ、どちらの抗血清もファミリータンパク質問での交差反応を起こさずに目的のタンパク質のみを検出した。また、抗DPF3血清については免疫沈降法にも用いることができると分かった。これらの抗血清は、今後の研究計画を進めるにあたり有効なツールとなることが期待される。2.ルシフェラーゼレポーターアッセイDPF1,DPF3,PHF10がNF-κBのcoactivatorとして機能するか否かを調べるため、レポーターアッセイによる評価を行った。まず、HIV-1由来のNFκB応答配列をプロモーターの上流に組み込みNFκB依存的にルシフェラーゼを発現させるベクターを構築し、これを293FT細胞株へ導入して安定発現株を得た。この細胞株にRelA/p50,RelB/p52,c-Rel/p50の3種類のNFκBヘテロダイマーをDPF1,DPF3,PHF10と様々な組み合わせで外来から過剰発現させ、ルシフェラーゼの発現レベルを測定した。その結果、RelA/p50ヘテロダイマーによるルシフェラーゼの発現誘導をDPF3がさらに強めることが分かった。また、同じ細胞株を用いてDPF3に対するshRNA発現ベクターを導入して内在のDPF3の発現を抑制すると、細胞株をTNF-αで刺激して内在のRelA/p50ヘテロダイマーを活性化させてもルシフェラーゼの発現誘導が著しく弱まった。これらの結果から、DPF3は特にRelA/P60のcoactivatorとして機能しうることが示唆された。

DPF2はSWI/SNF複合体やp52と結合する性質があり、SWI/SNF複合体をRelB/p52依存的に標的プロモーターへ誘導することにより、NF-κBの非古典的経路の最下流で機能している。本研究ではNF-κBの新規のcoactivatorを同定することを目的として、DPF2の属するd4ファミリーの他のメンバーであるDPF1,DPF3a,DPF3bと、これらとC末端の構造が類似するPHF10が、代表的なNF-κBダイマーのcoactivatorとして機能するか否かを評価した。NF-κBとSWI/SNF複合体の両方に依存的に発現するレポーター細胞を構築して解析した結果、全ての候補がRelA/p50を含めた複数のNF-κBダイマーのcoactivatorとなりうる可能性が示唆された。その中でも、DPF3遺伝子からスプライシング様式の違いにより産生されるDPF3aおよびDPF3bはTNF-α刺激によって活性化されたRelA/p50ヘテロダイマーによるレポーター活性を最も強く誘導することから、NF-κBの古典的経路で働く有力なcoactivator候補であると考えた。In vitroの解析からDPF3a,DPF3bはどちらもSWI/SNF複合体の構成サブユニットやRelA、p50と直接結合し、TNF-α刺激後の核抽出液を用いた免疫沈降実験からこれらの相互作用は核内で起こっていることが分かった。HIV-1の野生型LTRを用いたクロマチン免疫沈降により標的遺伝子のプロモーター上での三者の挙動を解析すると、DPF3a/bとSWI/SNF複合体は定常的に動員されているのに対しRelA/p50はTNF-α依存的にLTR上へ動員されていた。このRelA/p50の動員のkineticsは転写亢進のkineticsとよく相関していた。このプロモーターの活性化にはSWI/SNF複合体とRelA/p50が揃う必要があり、両者を結び付けるDPF3a/bはcoactivatorとして重要な機能を担っていることが明らかとなった。クロマチン構造変換因子のSWI/SNF複合体と転写因子のNF-κBを仲介するアダプター分子を同定した本研究の成果は、今後、免疫学・発生学などの多彩な分野への発展が期待できる。
グラスファイバーで補強した臼歯レジンブリッジの設計

臼歯部欠損に対し、金銀パラジウム合金の代替材料として、グラスファイバー補強レジンブリッジに着目した。まず、支台歯に補強するファイバーネットは支台装置の破壊抵抗性を増大させるのに有用であることを確認した。さらに、3ユニットのグラスファイバー補強レジンブリッジを作製し、レジン単体(デザイン1)、連結部下部にグラスファイバー補強(デザイン2)、ファイバーネットを支台歯に応用後にデザイン2同様のグラスファイバー補強(デザイン3)に荷重を加えたところ、デザイン2とデザイン3ではデザイン1に比べ有意に破壊抵抗値が増大した。これらの結果は、臼歯部3ユニットブリッジを臨床応用するための指針になると考える。本研究の目的は、グラスファイバーで補強した臼歯部レジンブリッジの最適なデザインを確立することである。金属を使用しないこの臨床技法は、審美を要求する患者さんや金属アレルギーの患者さんへの対応が可能となる。平成25年度の研究では、支台装置に応用するグラスファイバーネットの有用性についての基礎的研究を行うため、ファイバーネットの厚みと方向性の組合せにおいて、試料に曲げ荷重を加え、結果から最適な組合せを確立することとした。現在入手可能なファイバーネットは厚さ約100μmであること、実際の支台歯形成を行った場合のクリアランス量1.52.0mm、および前装するコンポジットレジンの厚さを考慮してファイバーネットを0、1、2枚とし、ネットの方向を変えた結果から、ファイバーネットが2枚で2枚目のネット方向を1枚目に対して直行方向に配置させた試験片が最大の曲げ強さを示した。また、現在解析中であるが、臼歯部支台歯を想定した実験用金型に直接ファイバーネットを圧接し、光重合後にコンポジットレジンで歯冠形態を再現し、咬合面中心窩付近に球形圧子で押し込み応力負荷試験を行ったところ、曲げ試験と同様にファイバーネットが2枚で2枚目のネット方向を1枚目に対して直行方向に配置させた試験片が最大となる傾向が認められた。審美性を要求される修復には、従来から金属焼付ポーセレンクラウンが用いられてきた。しかし、金属を使用することにより金属アレルギーや歯周組織に対する悪影響も危惧されている(厚生科学研究の全国調査では、何らかのアレルギー疾患を有する者は成人で29.1%となっている)。また、最近では市場での金の価格高騰が注目されていることなどから、メタルフリーの補綴修復が必要不可欠になってきている。臼歯部の欠損補綴に関しては、グラスファイバー補強したレジンブリッジを行うことにより、歯科用貴金属ではその素材である金やパラジウム等の市場価格の影響を受けるが、当該材料はその影響を受けないため供給面も安定し、臨床的にも普及するものと考えられる。本申請研究では、臼歯部のグラスファイバー補強したレジンブリッジに最適なデザインを確立することを目的として、まず臼歯部支台歯を想定した実験用金型に直接ファイバーネットを圧接、光重合後にコンポジットレジンで歯冠形態を再現し、押し込み応力負荷試験を行い、ファイバーネット2枚が最大値を示すことがわかった。さらに、下顎第一大臼歯欠損を想定した3ユニットの中間歯欠損のファイバー補強臼歯部レジンブリッジを作製し、ファイバーネットの厚さと方向、およびファイバー設置位置の最適条件を確立していく。審美性を要求される修復には、従来から金属焼付陶材冠が用いられてきた。しかし、金属を使用することにより金属アレルギーや歯周組織に対する悪影響も危惧されている。しかし、臼歯部には前歯部と比較して大きな咬合力がかかるため、その設計については検討する必要がある。本研究では、グラスファイバーで補強した臼歯部ブリッジの適切な設計を確立する目的として、まず支台歯に補強するグラスファイバーネットの有用性についての基礎的な研究を行い、ファイバーネットは支台装置の破壊に対する抵抗性を増大させるのに有用であることがわかった。さらに、下顎第一大臼歯欠損を想定した3ユニットの中間歯欠損のファイバー補強臼歯部レジンブリッジを作製し、レジン単体(デザイン1)、連結部下部にグラスファイバー補強したブリッジ(デザイン2)、ファイバーネットを支台歯に応用後にデザイン2同様のグラスファイバー補強したブリッジ(デザイン3)についてポンティック咬合面に荷重を加えたところ、デザイン2とデザイン3ではデザイン1に比較して有意にブリッジの破壊抵抗値が増大することがわかった。これらの結果は、臼歯部3ユニットの中間歯欠損ブリッジに臨床応用するための指針になると考える。