hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳MRIのコンピュータ解析による、各種脳疾患病態の定量化に関する研究

本科学研究費補助金で購入したコンピュータを用いて、脳MRIの画像解析を行った。具体的な成果を以下に示す。1)免疫抑制剤tacrolimが投与された206人の患者のうち神経症状を呈した14人の患者に拡散強調画像を含むMRIを施行した。病変の拡散係数が低下していなかった患者はその後の経過観察において病変は消失していた。病変の拡散係数が低下していた患者はその後の経過観察で病変がさらに進行し皮質の層状壊死に陥っていた。拡散係数をコンピュータで計測することは予後の判定に有用であることが判明した。2)脳海綿状血管腫の患者において、異なった撮像方法によるMRIを撮像し、海綿状血管腫周囲のヘモジデリン沈着部位および淡蒼球・被殻・深部白質の信号強度をコンピュータにて測定し、それらの比を計算した。その結果、ヘモジデリンの検出にはgradient-echo法、フェリチンの検出にはconventional spin-echo法が最も優れていることが示された。3)12人の女性について、分娩2週後から最長14ヶ月にわたり約1ヶ月おきに下垂体のMRIを撮像し、下垂体の経時的変化をコンピュータによるMRI像の解析により検討した。下垂体は分娩後半年以内には比較的速やかに、その後は緩徐に、正常の大きさ・信号強度にもどることが示された。4)メトトレキセートの髄腔内投与が行われた小児白血病患者について、治療前後に磁化移動比(MTR)画像を含む脳MRIを施行した。治療による軽微な白質の変化を、深部白質のMTRの変化や全脳MTRヒストグラムの変化として捉えうることが明らかになった。5)頭頸部腫瘍の拡散係数をコンピュータ上で測定した。悪性腫瘍の拡散係数は、良性腫瘍の拡散係数より有意に低値を示し、拡散係数の測定が腫瘍の良悪性の鑑別に有用であることが判明した。MRI画像が本科学研究費補助金で購入したコンピュータ(OS:LINUX)で解析できるように、本研究で用いようとしている、UNIX上で開発・動作確認されたソフトウェア(3DVIEWNIX,internal version)が、LINUX上でも動作できる様に設定した。画像転送及び画像フォーマットの変換がスムーズに行えるようにするなど、画像解析用コンピュータとMRI装置との接続・セッティングをまず完了し、当施設で保存されているDICOMフォーマットから3DVIEWNIXソフトウェアフォーマットの変換も可能であることを確認した。筋萎縮性側索硬化症・モヤモヤ病・変性疾患・化学療法後白質脳症など、種々の脳疾患のT2強調画像・造影像・磁化移動画像(magnetization transfer image)を撮像し、得られた画像の定量解析を開始した。本研究で用いようとしているソフト(3DVIEWNIX,internal version)は、fuzzy connectednessという新しい理論に基づいて、脳MRIで示された病変の自動抽出を行った。抽出には、画像解析一般によく用いられている、病変を示す信号強度の閾値を決めて行うような単純なものではなく(域値による方法は、正常構造物や画像自体から来る不均一さを克服できない)、すべての異なったピクセル間の信号差・距離をもとに、病変1つずつを3次元の物体として認識させる、全く新しい画期的なアルゴリズムを用いた。本科学研究費補助金で購入した、LINUX上で稼働するコンピュータを用いた画像解析を、本年度はさらに進めた。現在のところ得られている具体的な成果を以下に挙げる。1)小児白血病患者において、メトトレキセートを用いた化学療法による白質脳症が問題となることがある。

化学療法前後で磁化移動画像(magnetization transfer image)を撮像し、得られた磁化移動画像の脳実質部分を、3DVIEWNIXソフトウェア及びfuzzy connectednewwという理論を用いて脳実質のみを自動抽出し、抽出された脳実質全体の磁化移動比ヒストグラムを作成した。磁化移動比ヒストグラムのピークは正常脳実質の量に比例することがすでに多発性硬化症をもちいた研究で確認されているが、メトトレキセートの投与によってもヒストグラムピークが減少しうることを確認した。これはおそらく顕微鏡的な脱髄を反映していると考えられるが、顕微鏡的な脱髄を早期に発見することは、不可逆性の白質脳症(disseminated necrotising leukoencephalopathy)の予防に有用であると考えられる。2)免疫抑制剤であるtacrolims(FK506)によって引き起こされた脳症の病変部の拡散係数をコンピュータ上で測定した。拡散係数が正常脳実質と比べて著明に低下している病変は非可逆であり、拡散係数が脳実質とほぼ同じか上昇している病変は可逆的であることを見いだした。3)頭頚部腫瘍の拡散係数をコンピュータ上で測定した。悪性腫瘍の拡散係数は、良性腫瘍の拡散係数より有意に低値を示し、拡散係数の測定が腫瘍の良悪性の鑑別に有用であることが判明した。脳MRIのコンピュータ解析を各疾患の症例数および疾患の種類を増やし検討した。具体的な成果を以下に示す。1)免疫抑制剤tacrolimが投与された206人の患者のうち、神経症状を呈した14人の患者に拡散強調画像を含むMRIを施行した。病変の拡散係数が低下していなかった患者は、その後の経過観察において病変は消失していた。病変の拡散係数が低下していた患者はその後の経過観察で病変がさらに進行し皮質の層状壊死に陥っていた。拡散係数をコンピュータで計測することは予後の判定に有用であることが判明した。2)脳海綿状血管腫の患者において、conventional spin-echo法、fast spin-echo法、gradient-echo法によるMRIを撮像し、海綿状血管腫周囲のヘモジデリン沈着部位および淡蒼球・被殻・深部白質の信号強度をコンピュータにて測定し、それらの比を計算した。その結果、ヘモジデリンの検出にはgradient-echo法、フェリチンの検出にはconventional spin-echo法が最も優れていることが示された。4)12人の女性について、分娩2週後から最長14ヶ月にわたり、約1ヶ月おきに下垂体のMRIを撮像し、下垂体がどのような経時的変化を呈するかをコンピュータによるMRI像の解析により検討した。下垂体は分娩後半年以内には比較的速やかに、その後は緩徐に、正常の大きさ・信号強度にもどることが示された。5)メトトレキセートの髄腔内投与が行われた小児白血病患者について、治療前後に磁化移動比(MTR)画像を含む脳MRIを施行した。治療による軽微な白質の変化を、深部白質のMTRの変化や全脳MTRヒストグラムの変化として捉えうることが明らかになった。6)加齢による深部白質の異常信号(leukoaraiosis)の体積測定と脳梁の信号強度・萎縮度の対比を開始した。
眼球の組織発生とサイズ決定に関わるコンドロイチン硫酸種の同定と機能解析

眼球の組織発生とサイズ決定深く関わるコンドロイチン硫酸種を同定し、その機能を解析した。糖鎖はコンドロイチン-4-硫酸、コンドロイチン-6-硫酸および、それらのプロテオグリカンが発生期間の全体を通して網膜で分布していた。とりわけ、コンドロイチン硫酸プロテオグリカンのデコリンは眼球全体に豊富に存在していた。胚齢5.5日目(HHステージ28)に抗デコリン抗体を眼球に注入したところ、眼球拡張が著しく抑制された。しかし、網膜の構成細胞や強膜細胞は硝子体の容積に関わらず増殖し、眼球の容積に対して過剰となったためにヒダの形成や肥厚が起こった。これらより、デコリンは硝子体の拡張の調節を介して眼球容積の決定に関与していると考えられる。発生途中の網膜にはコンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸(CS/DS)が、部位・時期特異的に発現分布しており、眼球構造(網膜、強膜)と眼球サイズを規定しているようだ。しかし複数あるCS/DSのうち、どの種類のCS/DSが眼球発生に影響を与えるか、そしてそれらが発生・成長過程のどの部位で、どの時期で、いかなる作用を発揮しているのかは、ほとんどが未解明のままである。研究初年度はマウス網膜および視神経に存在するCS/DS鎖およびCS/DSプロテオグリカンの時間的・空間的変遷を免疫組織化学的に調査した。胎齢18日では、コンドロイチン-4-硫酸(C4S)、コンドロイチン-6-硫酸(C6S)およびビグリカンが網膜と視神経に存在していた。7日齢(P7)ではアグリカンとビグリカンは視神経、内顆粒層、神経節細胞層に分布し、C4Sは網膜全体と視神経にびまん性に存在した。C6Sは視神経細胞層で強陽性を示した。P42では、ビグリカンの分布域は視神経細胞の豊富な領域を占めた。アグリカンは内および外顆粒層、外網状層および神経節細胞層で強い陽性反応を示した。C4SとC6Sは網膜と視神経の両部位で認められたが、とりわけC6Sが視神経細胞層に強く認められた。これらのCS/DS鎖およびプロテオグリカンの時間的・空間的分布の変遷は、網膜や視神経組織を構成する細胞の分化や形成に深く関与していると考えられる。眼球の発生初期段階(E6)に眼球を穿刺し、眼内圧を低下させることで、その後に発生する眼球(E7E16の時点に採取)に顕著な形態的変化を誘導した。すなわち、眼球の拡張が有意に抑制され、神経網膜は、色素上皮層から部分的に剥離して硝子体腔内に突出し、多数の「ひだ」が形成されていた。穿刺した眼球(処置眼)と無処置の眼球(対照眼)とを比較すると、処置眼の色素上皮層の周長は対照眼より有意に短かった。一方、神経網膜/色素上皮層のそれぞれの周長比の値が対照眼でほぼ1であったが、処置眼では1より大きくなった。このことは、色素上皮層と神経網膜の増殖性に違いがあり、眼内圧が眼球発生の重要な因子であることを示唆する。ニワトリ胚に対して、発生早期の眼球を穿刺し眼圧低下処置を施すと、その後の眼球の形態が劇的に変化することを、昨年度の研究で明らかにした。すなわち、1)眼球の拡張が有意に抑制されること、2)神経網膜が色素上皮層より剥離し硝子体腔内に突出し多数の「ひだ」を形成すること、3)色素上皮層と神経網膜の増殖性に違いがあることなどである。今年度は穿刺処置した眼球(神経網膜、色素上皮層、強膜軟骨)の増殖と、神経網膜の分化について検討した。検索した穿刺処置後1-10日の全期間において、穿刺処置眼の硝子体腔内に突出したひだの長さは、対照眼と比較してやや短いながらも、増殖性が維持されていた。一方、強膜軟骨の面積は対照眼より有意に小さいものであった。神経網膜の分化マーカーであるVisininとPax6の網膜各層での分布パターンを免疫組織化学的に検索したところ、処置眼(穿刺処置したもの)と対照眼の間に違いはなかった。また、これら2因子のmRNA発現レベルも実験の全期間を通してほぼ同一であった。以上の成績から、発生早期の眼圧低下は強膜軟骨の増殖性を低下させ、結果として眼球の拡張抑制を誘導したと考えられた。色素上皮層は実験の全期間を通して強膜軟骨に付着し、強膜軟骨と同調してその増殖も抑制されていたことは、色素上皮層に圧感受機構や増殖抑制機構が存在し増殖を調節している可能性が考えられる。

一方、神経網膜の増殖や分化は眼圧が低下しても順調に進行していたことから、神経網膜には色素上皮とは異なる機構(増殖や分化の抑制を回避する機構)を備えている可能性がある。発生初期において眼内圧の維持が眼球の正常な発生にとって重要な因子であること、神経網膜と色素上皮層の増殖が眼内圧を低下させると同調しなくなることなどを明らかにした。これらのデータは、平成24年度の研究を遂行上の重要な基礎データとなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。眼内圧の低下によって惹起されると予想される各種糖鎖の量や、組成、そしてそれらの産生部位(細胞)の変化を眼球の発生・発達過程を通して検討する予定である。
種々のルイス酸を用いた新規なリビングカチオン重合開始剤系の開発とその機構解明

本研究では,重合の制御・進行が困難なモノマーに有効な系の開発と,ルイス酸の性質と重合挙動の関連性を調べることを目的とし,様々なルイス酸と開始種・添加物を組み合わせてのリビングカチオン重合開始剤系の設計を行う。今年度は,ピロールを用いた高効率移動型制御カチオン重合と,硫酸鉄(II)を触媒として用いた立体特異性リビングカチオン重合の可能性について主に検討した。これまで,アルコールをカチオン源とするビニルエーテル(VE)のカチオン重合において,親酸素性の大きな中心金属を有する金属塩化物をルイス酸触媒として用いた場合に,系中でアルコキシ基と塩素原子の交換反応が起こってHClが生成し,これを開始種としてリビング重合が進行することを見出してきた。そこで次に,アルコール同様に弱い酸性を不すことが知られているピロールを用いてのVEのカチオン重合を行った。種々の検討の結果,ピロールはアルコールとは異なりルイス酸との交換反応は起こさず,移動剤として働くことがわかった。重合は系中の不純物の水などから開始し,その後ピロールが生長炭素カチオンと高効率的に反応して,ピロール環とアルコキシ基を有する末端と,プロトン酸(HCl)を生成する。ZrCl_4などのルイス酸を用いた場合,後者に加え,前者のアルコキシ基を引き抜くことでもカチオンを生成し,それら両者が共に長寿命生長種となって,ピロールが開始種様に働く高効率移動型制御カチオン重合が進行することがわかった。重合制御にはルイス酸触媒の適度な親酸素性・親塩素性のバランスが重要であった。硫酸鉄(II)を用いたVEの重合では,過去に報告されている硫酸との錯合体としなくとも,重合が進行し,立体規則性が制御されたポリマーが一部で生成した。この系において,多量のtert-ブタノールを用いたところ,重合の進行に伴う分子量の増加が確認された。それらのポリマーを分別して得た立体規則性制御部も同様に増加していた。この結果は,立体特異性リビングカチオン重合への可能性を示唆している。本研究では,これまで重合の制御・進行が困難であったモノマーに有効な系の開発と,個々のルイス酸の性質に基づいて重合挙動を説明することを目的とし,様々なルイス酸を用いてのリビングカチオン重合開始剤系の開発・設計を行う。今年度は,これまでリビング重合が達成されていないハロゲン化金属,また種々の金属酸化物を触媒として用いたビニルエーテルの重合の制御を検討した。まず,アルキルビニルエーテルのカチオン重合において,これまで検討したほとんどのハロゲン化金属ではエステル・エーテルなどの弱いルイス塩基を用いることが重合の制御に重要であったが,五塩化物NbCl_5, TaCl_5ではルイス塩基ではなく特異的に第四級アンモニウム塩を用いることで重合が制御できた。開始・生長末端の炭素-塩素結合を活性化して生成する六塩化物アニオンの安定性の関与が示唆される。一方,同じ五塩化物であるMoCl_5では上記のいずれも重合の制御に有効ではなかったが,開始種として従来からよく用いられるモノマーの塩化水素付加体の代わりにメタノールを用いることで,ルイス塩基存在下重合がリビング的に進行した。さらに種々の金属塩化物について,メタノールを開始種として用いて重合を検討したところ,長寿命生長種が生成した系,重合が全く制御できなかった系,重合が進行しなかった系に分類できた。中心金属の親酸素性・親塩素性の大きさのバランスが重合挙動に影響しており,親酸素性の大きな金属塩化物はメトキシ基と配位子交換して系中でHClを生成し,同時にMoCl_5などではルイス酸性も適度に調節されることで重合が制御されたと考えられる。また,様々な金属酸化物が不均一系でのリビングカチオン重合触媒として有効であることを明らかにした。α-Fe_2O_3,Fe_3O_4では弱いルイス塩基を用いることで,Ga_2O_3,In_2O_3では弱いルイス塩基とごく少量の第四級アンモニウム塩などを併せて用いることで重合が制御された。今年度は,アルコールを開始種とする種々のルイス酸を用いた重合系の設計と,その機構とルイス酸の性質の関連性の解明,また金属酸化物や硫酸塩を触媒として用いた重合について検討した。メタノールを開始種とし,弱いルイス塩基存在下(エステル・エーテル)において様々な金属塩化物を触媒としてビニルエーテル(VE)のカチオン重合を行ったところ,リビング重合が進行した系,重合は進行したものの制御されなかった系,重合自体進行しなかった系,と3つのタイプに分かれた。これは,今回検討したほぼ全てのルイス酸によりリビング重合が進行する,VEのHCl付加体を開始種に用いた系とは全く異なる挙動であった。重合反応中の^1H NMR測定により,リビング重合が進行するNbCl_5などを用いた系ではメタノールのメトキシ基と金属塩化物の塩素原子が交換し,系中でHClが生成してこれが真の開始種となり,炭素-塩素結合を生長末端として重合が進行していることが分かった。加えてZrCl_4などでは,そのような炭素-塩素結合と,アルコール由来のアセタール結合の両方を生長末端とする,これまでにない機構でリビング重合が進行していることも明らかとなった。

GaCl_3など重合が制御されない系では,交換反応は起こらず,アセタール末端のみで進行していた。このようなルイス酸による重合挙動の違いは,中心金属の親酸素性・親塩素性の大きさのバランスに基づいていると考えられる。様々な金属酸化物を用いた系では,重合機構を明らかにすることを目的とし,様々な条件(添加物の種類,触媒量,開始種量など)での重合を検討した。また,硫酸鉄(II)を用いた立体規則性カチオン重合を,様々な添加物存在下で行い,その制御能の向上を検討した。本研究では,重合の制御・進行が困難なモノマーに有効な系の開発と,ルイス酸の性質と重合挙動の関連性を調べることを目的とし,様々なルイス酸と開始種・添加物を組み合わせてのリビングカチオン重合開始剤系の設計を行う。今年度は,ピロールを用いた高効率移動型制御カチオン重合と,硫酸鉄(II)を触媒として用いた立体特異性リビングカチオン重合の可能性について主に検討した。これまで,アルコールをカチオン源とするビニルエーテル(VE)のカチオン重合において,親酸素性の大きな中心金属を有する金属塩化物をルイス酸触媒として用いた場合に,系中でアルコキシ基と塩素原子の交換反応が起こってHClが生成し,これを開始種としてリビング重合が進行することを見出してきた。そこで次に,アルコール同様に弱い酸性を不すことが知られているピロールを用いてのVEのカチオン重合を行った。種々の検討の結果,ピロールはアルコールとは異なりルイス酸との交換反応は起こさず,移動剤として働くことがわかった。重合は系中の不純物の水などから開始し,その後ピロールが生長炭素カチオンと高効率的に反応して,ピロール環とアルコキシ基を有する末端と,プロトン酸(HCl)を生成する。ZrCl_4などのルイス酸を用いた場合,後者に加え,前者のアルコキシ基を引き抜くことでもカチオンを生成し,それら両者が共に長寿命生長種となって,ピロールが開始種様に働く高効率移動型制御カチオン重合が進行することがわかった。重合制御にはルイス酸触媒の適度な親酸素性・親塩素性のバランスが重要であった。硫酸鉄(II)を用いたVEの重合では,過去に報告されている硫酸との錯合体としなくとも,重合が進行し,立体規則性が制御されたポリマーが一部で生成した。この系において,多量のtert-ブタノールを用いたところ,重合の進行に伴う分子量の増加が確認された。それらのポリマーを分別して得た立体規則性制御部も同様に増加していた。この結果は,立体特異性リビングカチオン重合への可能性を示唆している。
食用カンナの形質改善による生産力向上に関する研究

食用カンナは草高が3mにも達し、台風等の強風に遭遇すると倒伏を招き乾物生産が抑制される場合がある。そこで、(1)地上部と地下部の関係を、形態形成と関連させつつ数理モデルによる解析を行った結果、地上部は側面の投影面積が大きく、草高、株元の幅、立毛角の3パラメータで決定され、草高を2m程度に短縮すると、倒伏の危険を外力ては1020%、内力ては自重転倒モーメントの減少により約50%の軽減することがわかった。次に、(2)生産力の基礎として、光合成と葉組織構造の関係を検討した。本種は単子葉であるが双子葉型の柵状組織と海綿状組織を有する特徴があり、光合成速度は光強度が1500μmol/m^2/sでは飽和せず、また、葉肉が厚いのでCO_2濃度が2000μL/Lまで光合成速度は飽和しなかった。気孔開度と気孔密度は背軸面の方が大きく、蒸散は主に背軸面で行われるが、充実した陽生的な柵状組織のある向軸面が高い光合成能力を有すると考えられた。また、(3)圃場での栽培では、210日間て35t/haという高い乾物生産が得られたが、イモ(根茎)収量は16t/haと高くはなかった。さらに、(4)直接の形質改善へ向けて、in vitroでの個体発生制御を試みた。過去に培養例がないので、至適培地を作成するため寒天と液体のMS培地を用いて、成長点組織に及ぼす寒天、BA、IBAおよびNAAの濃度を検討したところ、液体は有効でなく、寒天は8g/Lが最適であった。BAO.5mg/L+IBA1mg/Lの場合最も外植片が成長し、低濃度BAと高濃度IBAの組み合わせで高い発根率を示し、発根すると成長が急激に促進された。また、培地にTIBAを添加すると多芽体が得られた。コルヒチンにより倍加細胞群が出現したが、個体までには至らなかった。しかながら、本研究により試験管内で食用カンナの大量増殖の見通しが立ったので、いずれ理想型の草姿を有する個体が得られるものと期待される。1.実験圃場で栽培した食用カンナの生育中期および後期においてエイジングと光合成等の能力変化ならびに光強度とそれらの関係ついて開放型携帯用光合成蒸散測定システムを用いて検討した。その結果、生育の旺盛な段階において光合成速度がかなり高いこと、光合成有効放射が1800μmol/m^2/sという強光下でも、光合成速度は飽和しないことが明らかとなった。2.実験圃場で栽培した食用カンナの根(不定根)の形態学的および解剖学的特徴と根群の分布様相について、生育前期・中期・後期に塹壕法により、詳細に検討した。その結果、生育初期には「塊状」の根系を形成し、中期・後期になると、それが「キノコ状」へと変化することが明らかとなった。

また、食用カンナは根茎上の一つの節を挟むように不定根が2本1組になって発生するが、根茎の頂端へ向かって上方から出る不定根は細く、地上浅いところを横走し、下方から出る不定根は太く、地中深く侵入するという興味深い特徴を得た。3.食用カンナは生育後期になると草高が3mに達し、自重と地表近くに形成される根茎により、茎が傾斜をし、台風等の強風により容易に倒伏が起こるのが弱点であるため、食用カンナ個体の倒伏と物理的諸要因との関係を検討した。風により植物体が受ける「外力」と、自重で生ずる「内力」を力学的側面から評価した結果、茎の長さを2m程度に短縮することによって、「外力」を約20%、「内力」を50%減少させて倒伏を軽減することが可能になることを理論的に導き出した。4.草高を改善(短縮)させる方法として、組織培養により変異体を作出し、スクリーニングにより適当な個体を選抜し増殖を図ろうと考え、その第一段階として、培養系の確立に向けて検討を加えた。すなわち、Murashige&Skoogの培地を基礎に寒天やホルモン濃度を調節し、カルスの誘導と器官の再生が容易となる培地を選定した。その結果、成長点からカルスを形成させ、継代培養を経て植物個体を得るに至った。本年度は種々の試みを行った。先ず,(1)強風に遭遇した場合不利である「草高が3mにもなる」ことに関して,地上部と地下部の関係を,形態形成と関連させつつ数理モデルによる解析を行った。生育旺盛な地上部は,側面の投影面積が大きく,草高,株元の幅,立毛角の3パラメータで決定された。倒伏の要因として,植物体に加わる「外力」は大きな投影面積に,自らの重さにより植物体に加わる「内力」は大きな自重転倒モーメントに原因があった。生育後期の茎の傾きは根茎の肥大が大きく関与し,草高を2m程度に短縮すると,倒伏の危険性を外力では投影面積の縮小により1020%,内力では自重転倒モーメントの減少により約50%の軽減効果がある。次に,(2)形質改善の具体化として,大量に植物組織を培養し,変異源を施用して変異体を作って選抜を行おうとした。食用カンナは過去に培養例がないので,至適培地の作成が必要である。寒天と液体のMS培地を用いて,成長点組織を用いて寒天,BA, IBAおよびNAAの濃度を検討した。その結果,液体は有効でなく,寒天は8g/Lが最適であった。BA0.5mg/L+IBA1mg/Lの場合最も外植片が成長し,低濃度BAと高濃度IBAの組み合わせが高い発根率を示した。コルヒチンによる染色体倍加は不首尾であった。最後に,(3)高い潜在生産力の基礎として,光合成と葉組織構造の関係を検討した。本種は単子葉であるが,双子葉型の柵状組織と海綿状組織を有する特徴がある。光合成速度は光強度が1500μmol/m^2/sでは飽和せず,向軸面と背軸面を照射した場合,背軸面照射が劣った。また,葉肉が厚いので, CO_2濃度が2000μL/Lまで光合成速度は飽和しなかった。気孔開度と気孔密度は背軸面の方が大きく,蒸散は主に背軸面で行われるが,充実した陽生的な柵状組織のある向軸面が高い光合成能力を有すると考えられた。食用カンナは草高が3mにも達するので,台風等の強風に遭遇した場合,倒伏を招き物質生産の上で不利になる場合がある。そのために,前年度まで形態形成と関連させた数理モデル研究を行い,2m程度の草高にすれば,自重転倒モーメントが小さくなり,風(外力)にも抵抗性をもたせることが可能という結論を得た。そこで,本年度は一つの方法として,組織培養技術により草丈等に関する変異体を作出することと,カルスや多芽体形成による大量培養することを主要な目的として,主にin vitroでの実験を行い,一部圃場実験を行った。食用カンナは過去に培養例がないので,至適培地の作成が必要であり,寒天を支持媒体としたMS培地とB1培地とを用いて,成長点組織を用いて寒天,BA, IBAおよびNAAの濃度を検討した。その結果,寒天は8g/Lが最適であり,BAO.5mg/L+IBA1mg/Lの場合最も外植片が成長し,低濃度BAと高濃度IBAの組み合わせが高い発根率となった。
テザー・ハンドの協調制御による機動性の高い有人宇宙活動支援ロボットの実現

申請者は宇宙活動を支援するテザー移動型ロボットに適した移動技術と把持システムの確立を目指した研究を行った。テザー移動型ロボットは伸展アームや複数のテザーを搭載した小型で安全かつ広範囲で作業可能なシステムとして、将来的に大型宇宙船の外壁検査や資材の運搬に利用されることが期待されている。このような宇宙ロボットの実現には、伸展アームやテザーの柔軟性を考慮した制御やロバスト性の高いロボットハンドの確立が重要である。本年度は以下の項目について研究・開発を実施した。(1)テザー移動型ロボットの動特性解析宇宙航空研究開発機構JAXAと共同研究協定を結び、国際宇宙ステーションにおいて有人宇宙活動支援ロボット実証実験プロジェクトREX-Jの発展実験を実施した。この実験では、テザー移動型ロボットに搭載されている伸展アームやテザーの振動を計測し、地上では評価が難しい3次元的な伸展アームやテザーの動特性およびその相互作用の影響を解析した。この解析結果から、仮想受動関節モデルを用いて、テザー移動型ロボットの動力学モデルを提案した。さらに、提案したモデルに基づいた動力学シミュレータを構築し、シミュレーション結果と実験結果を比較することで提案したモデルの妥当性を検証した。(2)Cagingが可能な劣駆動ロボットハンドの研究把持対象物体の周辺に幾何学的な拘束を作ること(Caging)で予期せぬ衝突による突き飛ばしを防止し、さらに劣駆動システムを採用することで、複雑な制御なしで機構的に対象物の形状になじむように把持することが可能なロボットハンドの機構を提案し、試作機を製作した。試作機を用いて、提案した機構によってCaging動作や様々な形状を持つ物体の把持が可能であることを確認した。さらに、フリーフライング物体を把持する実験を行い、提案したロボットハンドのロバスト性を確認した。(抄録なし)申請者は宇宙活動を支援するテザー移動型ロボットに適した移動技術と把持システムの確立を目指した研究を行っている。テザー移動型ロボットの実現には、アームの反動を考慮した制御やロバスト性の高いロボットハンドの確立が重要である。上記を踏まえ、本年度は制御則の定式化およびロボットハンドの開発に着手した。制御則の定式化では、柔軟構造物を含む宇宙ロボットの動力学モデルの構築および、テザー移動型ロボットの基本作業となるアームの手先軌道制御およびその反動によって発生する振動を抑制する制御法の提案を行った。動力学モデルの構築では、振動が発生する柔軟構造物は仮想バネを含んだジョイントと剛体リンクとしてモデル化する手法を確立した。仮想バネの剛性や各リンクの長さなどのパラメータは、柔軟構造物の固有振動数およびポテンシャルエネルギーから同定した。また、制御法の確立では、冗長系アームを想定し、優先的にアームの手先軌道を実行し、余った冗長系によって柔軟構造物の振動を抑制する制御法の定式化を行った。提案したモデルおよび制御法は数値シミュレーションを用いて検証を行い、その有効性を示した。過去の関連研究調査からなじみ機構に着目し、機構的に把持対象の形状になじむロボットハンドの実現を目指す。今年度は、各リンクの幾何学的な動作の再現が可能なシミュレータを用いて、小型ねじりバネでなじみ動作を実現する機構の基本設計を行った。この設計では、指一本に対して1つのアクチュエータを使用しており、複雑な制御なしになじみ動作を可能にする構造になっている。設計したロボットハンドを試作し、なじみ動作等の基本的な確認を行った。申請者は宇宙活動を支援するテザー移動型ロボットに適した移動技術と把持システムの確立を目指した研究を行っている。このような宇宙ロボットの実現には、柔軟構造物を考慮した制御やロバスト性の高いロボットハンドの確立が重要である。上記を踏まえ、本年度は本研究で提案しているα)柔軟構造物を含む動力学モデルおよび制御法の実験的検証と(2)なじみ・閉空間機構を持ったロボットハンドの開発を行った。(1)柔軟構造物を含む宇宙ロボットの動力学モデルと制御法の検証まず空気浮上型ロボットの開発を行った。このロボットの底面にはエアベアリングが複数取り付けられており、圧縮した空気を送り込むことで地面からわずかに浮上し、摩擦のない二次元微小重力環境を模擬することができる。また、このロボットには3軸マニピュレータと柔軟構造物が取り付けられている。この空気浮上型ロボットを使用して上記モデルおよび制御法の実験的検証を行った。本実験を通して、提案した動力学モデルと制御法の実用的な有用性を確認した。(2)なじみ・閉空間機構を持ったロボットハンドの開発設計したロボットハンドを試作し、異なる形状の物体を実際に把持させて基本的な動作確認を行った。この検証から、提案した機構によって物体を巻き込みながら、かつ物体の形状になじみながら物体を把持できることを確認した。現在はこのロボットハンドに触覚センサを取り付け、安全に把持したと判断する方法および基準値について検討を行っている。

テザー移動型ロボットは伸展アームや複数のテザーを搭載した小型で安全かつ広範囲で作業可能なシステムとして、将来的に大型宇宙船の外壁検査や資材の運搬に利用されることが期待されている。このような宇宙ロボットの実現には、伸展アームやテザーの柔軟性を考慮した制御やロバスト性の高いロボットハンドの確立が重要である。本年度は以下の項目について研究・開発を実施した。(1)テザー移動型ロボットの動特性解析宇宙航空研究開発機構JAXAと共同研究協定を結び、国際宇宙ステーションにおいて有人宇宙活動支援ロボット実証実験プロジェクトREX-Jの発展実験を実施した。この実験では、テザー移動型ロボットに搭載されている伸展アームやテザーの振動を計測し、地上では評価が難しい3次元的な伸展アームやテザーの動特性およびその相互作用の影響を解析した。この解析結果から、仮想受動関節モデルを用いて、テザー移動型ロボットの動力学モデルを提案した。さらに、提案したモデルに基づいた動力学シミュレータを構築し、シミュレーション結果と実験結果を比較することで提案したモデルの妥当性を検証した。(2)Cagingが可能な劣駆動ロボットハンドの研究把持対象物体の周辺に幾何学的な拘束を作ること(Caging)で予期せぬ衝突による突き飛ばしを防止し、さらに劣駆動システムを採用することで、複雑な制御なしで機構的に対象物の形状になじむように把持することが可能なロボットハンドの機構を提案し、試作機を製作した。試作機を用いて、提案した機構によってCaging動作や様々な形状を持つ物体の把持が可能であることを確認した。さらに、フリーフライング物体を把持する実験を行い、提案したロボットハンドのロバスト性を確認した。東日本大震災の影響により、研究活動が数か月間困難だったため。また、動力学モデルや制御則の検証に使用する予定であったテザー移動型ロボットの地上模擬装置の底面には球形の車輪が取り付けられているが、当初の想定以上に車輪の抵抗が大きく、ロボットの振動を正確に評価することが困難であるため。去年度は東日本大震災の影響で数カ月間研究活動が困難であったが、本年度はそのような大きな出来事も無かったため、おおむね計画通りに進展している。動力学モデルや制御則の検証は、当初予定していた地上模擬装置では困難なため、方針を変更して本研究室が開発を行っている空気浮上型装置を用いて行う。この空気浮上型装置は、ロボット本体の底面にエアベアリングを取り付けることで2次元平面内において宇宙空間の低摩擦環境を再現することが可能である。本装置をテザー移動型ロボットに特化した仕様に変更し、動力学モデルおよび制御則の実証実験を行う。ロボットハンドの開発では、設計したなじみ機構を搭載した指の動作実験から、基本的な動作確認や改良点の把握を行い、さらにロバスト性の高い把持システムの開発を目指す。JAXAと共同研究を行い、国際宇宙ステーションに打ち上げられているREX-Jと呼ばれるテザー移動型ロボットの発展実験を行い、宇宙空間におけるロボットの振動を実際に計測する。
肝線維化の素過程におけるマクロファージの意義および活性化調節機構の解明

本研究では、IL-6ファミリーサイトカインであるオンコスタチンM(OSM)が強力な肝線維化作用を示すという発見に基づいて、線維化における肝マクロファージの役割を解明することで、肝線維化の治療法の開発に資する知見を得ることを目指している。肝マクロファージには常在性の組織マクロファージであるクッパー細胞(KC)と骨髄由来の単球・マクロファージ(BMDM)の2種類が存在する。これまでの我々の研究から、肝線維化にはOSM刺激を受けたBMDMが特に重要であり、OSM刺激を受けたKCはあまり寄与しないことが明らかとなっていた。そこで、OSM刺激によりBMDMで特異的に誘導される遺伝子が線維化促進活性を有する因子であることが予想された。そこで、OSM誘導性の新規因子を探索するために、肝臓毒であるチオアセタミドを飲水で長期投与して肝線維化を誘導した野生型マウスとOSM受容体遺伝子の欠損(KO)マウスからF4/80強陽性CD11b弱陽性のKCとF4/80弱陽性CD11b強陽性のBMDMをそれぞれ細胞分離装置(セルソーター)で回収した。単離された野生型とOSM受容体KOマウスのBMDMおよびKCからRNAを調製した後、次世代シークエンサーによるRNA-seq解析を行なうことで4群比較を行なった。その結果、KCやOSMR KOマウスのBMDMでは全く又はほとんど発現していないが、野生型のBMDMで高く発現する遺伝子を複数同定することができた。これらの遺伝子の中には、すでに肝線維化に関わることが報告されている分子が複数含まれており、残りの機能未知の遺伝子についても新規線維化促進因子である可能性が高いことから、さらに解析を進めている。2018年度は当初計画した通り、慢性肝障害を施した野生型とOSM受容体KOマウスの肝臓からの骨髄由来マクロファージ(BMDM)とクッパー細胞(KC)をそれぞれ回収し、RNA-Seq解析による網羅的な比較解析を終えることができた。また、得られた解析結果から、OSM刺激でBMDMで特異的に発現誘導される遺伝子の上位に既知の線維化関連因子が複数含まれることが判明した。よって、残りの機能未知の遺伝子についても有望な新規線維化関連遺伝子になりうることから、計画は概ね順調に進展していると判断した。今後は前年度のRNA-seq解析から得られた新規の線維化促進候補分子について、さらに解析と絞り込みを行なう。すでに候補分子は20前後まで絞り込まれていることから、まず、複数のマウス慢性肝障害モデルを用いてそれらの発現のプロファイリングを行ない、肝線維化との関連を調べる。さらに有望な因子については、Hydrodynamic Tail Vein injection (HTVi)法による肝臓での発現や、肝星細胞培養系への添加を行ない、肝線維化誘導の有無やコラーゲン産生の増強等を指標として評価を行なう。さらに、候補分子やその受容体に対する抗体を用いてFACSや免疫染色を行ない、発現部位や標的細胞の解析を行なう。特に有望な因子については、そのKOマウスを用いて慢性肝障害モデルを施し、肝線維化への影響を調べるとともに、肝線維化の治療標的や診断マーカーとしての可能性を検証する。

すでに候補分子は20前後まで絞り込まれていることから、まず、複数のマウス慢性肝障害モデルを用いてそれらの発現のプロファイリングを行ない、肝線維化との関連を調べる。さらに有望な因子については、Hydrodynamic Tail Vein injection (HTVi)法による肝臓での発現や、肝星細胞培養系への添加を行ない、肝線維化誘導の有無やコラーゲン産生の増強等を指標として評価を行なう。さらに、候補分子やその受容体に対する抗体を用いてFACSや免疫染色を行ない、発現部位や標的細胞の解析を行なう。特に有望な因子については、そのKOマウスを用いて慢性肝障害モデルを施し、肝線維化への影響を調べるとともに、肝線維化の治療標的や診断マーカーとしての可能性を検証する。
自己免疫抑制MHC領域の同定と抑制性CD8T細胞の機能解析

全身性エリテマトーデス(SLE)は、主要組織適合抗原複合体(MHC)の特定のハプロタイプに強く拘束されているが、その機構は明らかでない。我々は、マウスMHC(H-2)のクラスII AとE領域のSLE病態に及ぼす影響を解析する目的で、B10.GD由来のH-2^<g2> (K^dA^dEb^dEa^bD^b)を導入したNZBおよびNZW congenicマウス系を樹立した。Eaがb型の場合には転写活性が欠損するため、E分子の発現が認められない。これらのマウス系を交配し、A領域がd/dのホモ接合体でありながら、E分子の発現が異なる三種類のマウス(1)E分子が充分であった(NZB x NZW.H-2^d)F1、(2)中間であった(NZBxNZW.GD)F1、(3)完全に欠損した(NZB.GD x NZW.GD)F1を作製し、SLE病態を解析した。その結果、病態重篤度は(1)<(2)<(3)の順であった。また、(1)の脾臓CD8^+T細胞を(2)に移入すると(2)では、加齢に伴う脾腫が抑制されており、自己反応性のリンパ球が減少し、SLE病態が強く抑制された。しかし、(1)と(2)の間ではEaおよびその下流のD領域が共に違うため、移入CD8^+T細胞がHostのD分子に反応して、SLE病態を抑制した可能性も考えられる。このCD8^+T細胞のTCR V_βを解析したが、特定のrepertoireは認められなかった。今回我々は、H-2遺伝子連鎖群の間でrecombinationを起こしたNZB.GDr (H-2^<g2r>:K^dA^dEb^dEa^dD^b)マウス系を樹立して、(4)(NZB.GDr x NZW.GD)F1マウスを作製した。(4)のD領域は(3)と同じであるがE領域およびE分子の発現が(2)と同じで、SLE病態の発症も(2)とほぼ同じ程度であった。即ち、D領域はb型であるにも関わらず、E分子の存在によりSLE病態が抑制された。従って、Ea亜領域多型は自己免疫抑制MHC領域において重要な役割を果たすことが証明された。さらに、H-2のD領域が同じでEa亜領域だけが異なったF1マウスを用いて、CD8^+T細胞の移入によるSLE病態抑制効果の実験を現在進行中である。

自己抗体の産生が病因である全身性エリテマトーデス(SLE)は、組織適合抗原複合体(MHC)の特定のハプロタイプに強く拘束されているが、その機構は明らかでない。我々は、マウスMHCであるH-2のクラスII A領域とE領域のSLE病態に及ぼす影響を解析する目的で、NZBおよびNZWマウスにB10.GD由来のH-2ハプロタイプH-2g2(KdAdEbdEabDb)を導入したNZB.GDおよびNZW.GD congenicマウス系を樹立した。Eab遺伝子には転写活性が欠損しており、これらのマウスではE分子の発現が認められない。これらのマウス系をNZB(H-2d:KdAdEbdEadDd)あるいはNZW.H-2dと交配し、A領域がd/dのホモ接合体でありながら、E分子の発現を完全に欠損した(1)(NZB.GD x NZW.GD)F1マウス、E分子発現を中等度認める(2)(NZB x NZW.GD)F1マウス、E分子の充分な発現を見る(3)(NZB x NZW.H-2d)F1マウスを作製し、SLE病態を解析した。その結果、病態重篤度は(1)>(2)>(3)の順であった。また、(3)の脾臓CD8T細胞を(2)のマウスに移入するとSLE病態が強く抑制された。この抑制性CD8T細胞のTCR□を解析したが、特定のrepertoireは認められなかった。CD8T細胞の機能を考える際、クラスI分子の違いに注目する必要がある。(2)と(3)のマウス間ではクラスIIにおいては、E分子の発現程度の差があるのみであるが、クラスID領域については(2)ではD領域がd/bで、(3)ではd/dであるため、移入CD8T細胞が(2)のマウスのDbに反応して、SLE病態を抑制した可能性が考えられる。実際に(3)のマウスのCD8T細胞を移入された(2)のマウスでは、加齢に伴う脾腫が抑制されており、自己反応性のリンパ球が減少している。この作用がDbへの反応に由来するか否かを確かめるためには、Ea領域とD領域の間にrecombinationを起こしたマウス系が必要であり、現在、その作業を続けている。全身性エリテマトーデス(SLE)は、主要組織適合抗原複合体(MHC)の特定のハプロタイプに強く拘束されているが、その機構は明らかでない。我々は、マウスMHC(H-2)のクラスIIAとE領域のSLE病態に及ぼす影響を解析する目的で、B10.GD由来のH-2^<g2>(K^dA^dEb^dEa^bD^b)を導入したNZBおよびNZW congenicマウス系を樹立した。Eaがb型の場合には転写活性が欠損するため、E分子の発現が認められない。これらのマウス系を交配し、A領域がd/dのホモ接合体でありながら、E分子の発現が異なる三種類のマウス(1)E分子が充分であった(NZB x NZW.H-2^d)F1、(2)中間であった(NZBxNZW.GD)F1、(3)完全に欠損した(NZB.GD x NZW.GD)F1を作製し、SLE病態を解析した。その結果、病態重篤度は(1)<(2)<(3)の順であった。また、(1)の脾臓CD8^+T細胞を(2)に移入すると(2)では、加齢に伴う脾腫が抑制されており、自己反応性のリンパ球が減少し、SLE病態が強く抑制された。しかし、(1)と(2)の間ではEaおよびその下流のD領域が共に違うため、移入CD8^+T細胞がHostのD分子に反応して、SLE病態を抑制した可能性も考えられる。このCD8^T細胞のTCR V_βを解析したが、特定のrepertoireは認められなかった。
骨再生用ナノコーティングスキャフォールドを用いた歯周組織再生療法の開発

ナノバイオセラミクスは高い生体活性を有する.そこでナノバイオセラミクスコーティングスキャフォールドと増殖因子を併用する新しい再生療法の開発を行った.リン酸カルシウムのナノ粒子でコーティングされたコラーゲンスキャフォールドは,スペースメイキング効果,生体親和性,内部への細胞侵入性が高く,線維芽細胞増殖因子(FGF2)との併用を行ったところ骨増生効果や歯周組織再生効果が促進された.FGF2/ナノコーティングスキャフォールドが骨,歯周組織再生用デバイスとして応用可能であると考えられた.ナノバイオセラミクスは高い生体活性を有する.そこでナノバイオセラミクスコーティングスキャフォールドと増殖因子を併用する新しい再生療法の開発を行った.リン酸カルシウムのナノ粒子でコーティングされたコラーゲンスキャフォールドは,スペースメイキング効果,生体親和性,内部への細胞侵入性が高く,線維芽細胞増殖因子(FGF2)との併用を行ったところ骨増生効果や歯周組織再生効果が促進された.FGF2/ナノコーティングスキャフォールドが骨,歯周組織再生用デバイスとして応用可能であると考えられた.ナノ技術を応用した歯周組織再生療法の開発を目的として,本研究ではナノリン酸カルシウム(nTCP)でスポンジ型コラーゲンをコーティング処理したスキャフォールドを作成し,生体への効果を組織学的に検討した.nTCPを作製後5100nmの大きさに分散させ,濃度4%のコラーゲンスポンジ表面に吹付けコーティング処理を行い,nTCPスキャフォールドを作成した.コーティングの状態をSEM,およびTEMにて観察した.次にnTCPスキャフォールドに線維芽細胞増殖因子(FGF2)を含浸させ,麻酔下で10週齢のラットの頭蓋骨上に移植した.コントロールとしてコーティング処理を行っていないコラーゲンスポンジを移植した.観察期間は14,35日とし,通法に従って薄切標本を作製し組織学的評価を行った.SEMおよびTEMにて観察した結果,コラーゲンスポンジ表面に直径1μm以下のnTCPが無数に付着しているのが観察された.付着状態はコラーゲンスポンジ内部でも同様であった.移植後14日においてnTCPスキャフォールド内に線維芽細胞の侵入増殖が認められ,nTCPスキャフォールドの結合組織への置換が起こっており,炎症性細胞浸潤も少なかった.FGF2を含浸後35日において,nTCPスキャフォールド移植群では頭蓋骨増生が認められ,またnTCPスキャフォールドの圧縮量が少なく再生の場を確保していた.以上の結果から,nTCPスキャフォールドは生体親和性に優れ,機械的強度も向上し,骨再生のためのスキャフォールドとして有効である可能性が明らかになった.現在,組織学的計測を継続中である.ナノ技術を応用した歯周組織再生療法の開発を目的として,本研究ではナノリン酸カルシウムでコラーゲンスポンジをコーティング処理したスキャフォールドを作成し,生体への効果を組織学的に検討した.昨年度に引き続き,スキャフォールドの特性評価を行った.細胞付着性試験では,スキャフォールド表面に細胞が付着伸展することを認め,親和性が良好であることを確認した.スキャフォールドの圧縮強度試験では最大でコラーゲンスポンジの2.1倍の強度向上を認めたが,ばらつきが多く統計学的有意差を検出できなかった.またラット頭蓋骨上への移植実験を継続した.移植試料は,線維芽細胞増殖因子(FGF2)30μg添加スキャフォールド,FGF2添加コラーゲンスポンジ,スキャフォールド,コラーゲンスポンジとし,コントロールとして移植しない群を設定した.観察期間35日における組織学的計測の結果,骨形成においてFGF2添加スキャフォールドはコントロールと比較して1.7倍,スキャフォールドのみと比較して1.6倍の骨形成が認められたが,FGF2添加コラーゲンスポンジの1.2倍程度であった.一方生体内での吸収量に関して,スキャフォールドはコラーゲンスポンジの40倍程度吸収量が多かった.また,平成23年度よりイヌ実験的歯周組織欠損モデルへの移植実験を開始した.スキャフォールド移植術後の歯肉の治癒は良好で歯肉退縮も少なく,肉眼的に術後経過は良好であった.X線による経時的観察を行った結果,骨再生の目安である不透過性の亢進はスキャフォールド移植群で促進されていた.以上の結果から,ナノリン酸カルシウムコーティングスキャフォールドは細胞やFGF2との親和性が高く,in vivoでは骨形成促進効果は不十分であるが,吸収性・組織置換性が向上することが明らかになった.異なる濃度のナノリン酸カルシウム(β-TCP)分散液を用いたスキャフォールドの作製と移植実験を行った.コラーゲンスポンジ(テルダーミス)を,3種類の濃度(0.1, 1, 5wt%)に調整したナノβ-TCP分散液でコーティングした.各試料の重量および圧縮強度を測定,SEMにて観察した.その結果,試料の重量は分散液濃度に依存して増加,圧縮強度は5wt%分散液コーティングスキャフォールドでコントロールであるコラーゲンスポンジの約2倍を示し有意に向上した.SEM観察においてナノβ-TCP分散液の濃度依存性に付着粒子が増加した.次にラット背部皮下へ各試料を移植して,10日後に組織標本を作製,光顕観察を行った.また,移植後10日の各スキャフォールドを皮下より摘出して,スキャフォールドに含まれる細胞のDNA量を計測した.その結果,スキャフォールドへの線維芽細胞,マクロファージ等のingrowthが多く認められ,血管新生も盛んであった.

DNA測定の結果,5wt%コーティングスキャフォールドはコントロールの約4倍,1wt%で約3倍の値であり,ナノβ-TCP分散液の濃度依存性に細胞のingrowthが増加することが明らかとなった.また,イヌ歯周組織1壁性骨欠損部にスキャフォールド(1wt%)を埋植して,10日目の生体親和性,細胞侵入性,スペースメイキング効果をコントロールと比較評価した.その結果,スキャフォールドを埋植した部位の歯肉退縮は少なく,細胞のingrowthを認めた.スキャフォールドの残存面積を計測するとコントロールの約2倍であった.またスキャフォールドに線維芽細胞増殖因子(FGF)を添加したところ,早期より骨再生が認められた.スキャフォールドへのFGF添加は歯周組織再生にも有効であると考えられた.平成23年度はビーグル犬を用いて効果を検討する予定であったが,当初の計画通りビーグル犬の歯周組織欠損部への移植実験は順調に行われ,X線写真のデータはすでに取得され,組織学的評価のための標本も作成された.また,実験モデルの拡大を行い,骨に直接移植した場合の骨再生のデータを取得するために,抜歯窩にスキャフォールドを移植する検討を追加し,大量のデータを取得できた.ナノβ-TCPスキャフォールドの特性については平成22年度に引き続き追試験を行い,β-TCPの粒度分布,SEM-EDSによる元素分析,圧縮強度,細胞付着性試験等でスキャフォールドの性質を同定できた.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度はビーグル犬歯周組織欠損モデルおよび抜歯窩における移植実験をさらに追加し,組織標本の作製と組織学的評価をおこなう.ラットの移植実験は終了するが実験遂行に余裕があればβ-TCP処理スキャフォールドの条件を変えて追試験を行う.ラットおよびイヌでのデータを総合的に判断して,ナノβ-TCPスキャフォールドの有効性を判定する.また,イヌ歯周組織欠損モデルにおいてBMPによる根面処理およびコラーゲンハイドロゲルとの併用効果を検討し,新たな歯周組織再生療法としての確立をめざす.24年度が最終年度であるため、記入しない。