hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
工業的応用を視野に入れた生物の極限乾燥耐性におけるＬＥＡタンパク質の機能解明

その結果、添加したPvLEA-22のモル比増大とともに、乾燥保護剤としての実用に耐える保護能力を示すことが判明した。PvLEA-22と細胞膜の相互作用を解明するため、PvLEA-22がリン脂質二重膜表面へ結合する過程の自由エネルギープロファイルを評価した。その結果、結合自由エネルギーは18 kcal/molという大きな値をもつことが判明した。26年度が最終年度であるため、記入しない。生物物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定では、細胞膜モデル(リボソーム)を使った実験はH25年度にやる予定であったが、そのかなりの部分を今年度中に行うことができた。PvLEA22によるリポソームの乾燥保護実験では、当初予定してなかった動的光散乱の実験が可能となり、保護能についてより定量的なデータが得られ、研究のレベルが一段上がったと思う。コンピューターシミュレーションについていうと、前年度より多くのトラジェクトリーデータをとることにより統計的に信頼性のある結果が得られた。その結果、PvLEAはタンパク質表面のどの残基とより高い確率で結合するかがわかった。特にArg残基と優先的に結合するという結果は、今後、Argを含む細胞透過ペプチド(CPP)を利用したPvLEAの細胞内輸送へ向けて研究の新しい展開が開けたので、意義深い。LEAペプチドと同じアミノ酸組成を持つが配例をランダム化したペプチドとの機能の比較とLEAタンパク質における非繰返し配列の機能の探索。ネガティブコントロールとの比較。計算機シミュレーションによる、LEAペプチドータンパク質(or細胞膜)間相互作用の駆動力の解明。1.PvLEA22とパートナータンパク質(たとえばリゾチーム)間に働く遠達力の起源を水の役割の観点から調べる。具体的には、PvLEAとリゾチームの接近・接触過程に対し3D-RISM法で、水のエンタルピー、エントロピー及び自由エネルギーを評価する。同様に、PvLEAとリポソーム間の遠達力に関しても1と同様の解析を行う。さらに、同様のシミュレーションをコントロールペプチドに対しても行う。2.PvLEAの細胞乾燥保存への応用を目指して、HepG2細胞内にPvLEAの遺伝子を導入・発現させ、どの程度の乾燥耐性が得られるかを調べる。また、PvLEAを細胞内に輸送する手段として、R9などのCPPを用いた実験も試みる。この場合、前述したArgとPvLEAの親和性に期待して、両者をconjugateせずに弱い相互作用によって複合体形成させエンドサイトーシスなどの過程を経て取り込ませることを試みる。3.酵素や不安定タンパク質の乾燥安定化を目指し、再水和後の酵素活性の保持率、コンホメーションの保持率等をLDH、ADH及びGFPなどに対して調べる。可能であれば、医学への応用を目指して、インスリンの乾燥保存も試みる。
AE法による木材の疲労破壊機構の解明

木材は粘弾性材料であり,その破壊の様相は時間による依存性が極めて高いものとなる。従って,木材の疲労破壊機構を解明することは,柱や梁などの構造用材料としての信頼性をさらに高めるためには重要な課題である。本研究では,木材の疲労破壊における亀裂の発生,開始,進展の微視的破壊の形態変化をAE法により検討し,木材の疲労破壊機構を形態学的に明らかにするとともに理論(力学)的に検証することを目的として以下の知見を得た。1.亀裂は負荷方向にほぼ垂直に階段状に進展して最終破断に至った。その過程において亀裂は,仮道管の末端,壁孔など組織上の不連続点でその進展を拘束されることが確認された。2.AEは,突発的に発生する段階とほとんど発生しない段階とを交互に繰り返しながら発生するが,ほとんど発生しない段階は亀裂の進展が一時拘束される時期とほぼ一致することが明らかとなった。4.繰り返し波形および応力レベルによるAEの発生特性を検討したところ,正弦波より矩形波の方が発生しやすいこと,および,応力レベルが大きい方が単位繰り返し数あたりの発生数が多いことがそれぞれ分かった。5.1サイクル毎のエネルギ損失とAEの発生頻度との間には正の相関が認められた。すなわち,木材の疲労破壊過程で発生するAEの特性を力学的に検証することができた。
レドックス機能性高分子LB膜における電子移動過程の解析

1.レドックス機能を有する両親媒性高分子の合成レドックス種であるフェロセン誘導体にビニル基を導入してモノマーを合成し、両親媒性モノマーであるN-ドデシルアクリルアミドと共重合を行い、電子伝達機能を有する両親媒性高分子を合成した。2.レドックス機能性両親媒性高分子の水面挙動合成されたフェロセン誘導体を有する両親媒性高分子の表面圧-面積等温線を測定したところ、フェロセン誘導体の導入率が54mol%まで良好な単分子膜挙動を示すことが明らかとなった。また、極限占有面積から共重合体の水面上立体配置はフェロセン誘導体が水面下に沈んでいる構造であることが推定できた。3.レドックス機能性高分子LB膜の電気化学特性電極界面やLB膜層間での電子移動過程について検討するため、サイクリックボルタンメトリー(CV)を使い、ITO電極上に累積したレドックス機能性高分子LB膜の電気化学的特性を検討した。単分子層LB膜のCVはレドックス種の導入率に寄らずすべてのLB膜において典型的な表面吸着波形を示し、レドックス種が電極上に安定に存在し、電極界面での電子移動速度が速いことが示唆された。多層LB膜のCVでは、レドックス種の導入率が高い場合、累積数に伴い電流値が比例して増加するが、導入率が低い場合では、単分子層に相当する電流しか観測されなかった。これらの結果は単分子層ではレドックス種の表面濃度に寄らず電極との電子移動は速やかに行われるが、LB膜層間の電子移動速度はレドックス種の表面濃度に依存し、表面濃度が高い場合のみ平均レドックス種間距離が縮まり電子移動が可能になることが明らかとなった。
運動しやすい環境整備による運動習慣の獲得と酸化ストレスに対する効果

運動しやすい環境を整え運動介入を実践することによる心血管リスクや酸化ストレスや運動継続性について、運動施設を利用しての運動介入との比較を試みた。その結果、心血管リスク軽減については遜色ない効果が得られた。介入終了の2年後のフォローアップ調査では、運動を継続することで抗酸化防御系が高まる結果を得たが、単に環境を整えるだけでは運動の継続性につながらないことも示された。運動効果を保つためにも、環境を整え介入を行い、その後のサポートも行うことが重要である。本研究では、比較研究として、1)従来型の施設を利用した運動介入と、2)自分の周囲(職場)で運動できる環境を整えるという介入について、運動継続効果の分析を行い、環境の違いが運動習慣の獲得・維持にどのように影響するか明らかにすることを目的とする。研究初年である平成20年度は、文献検索および学会等で運動指導の方法とその効果に関する情報収集を行った。また、介入研究として、市中のフィットネスセンターを自主的に利用する群(施設利用群:女性40名)と、某職域で各職場から数分以内の場所で運動ができるように自転車エルゴメーターを設置し、自主的に実践する群(環境整備群:女性25名)を設定した。運動は週90120分を目標に1012週間継続してもらった。このうち運動の実施時間が週平均60分以上を達成し、かつデータに欠損等がない対象者(施設利用群:40名中17名、環境整備群:25名中17名)について、介入前後の有酸素能力や各種生化学データの変化を分析した。週平均60分以上運動を実施できた者の比率は、施設利用群42.5%、環境整備群68.0%で、環境整備群の方が実施率が高かった。運動継続後、有酸素能力は両群ともに有意に向上していた。またBMIや総コレステロール、LDLコレステロールでも、両群ともに有意な改善が認められた。なお、酸化ストレス防御系については現在分析中であり、次年度以降に報告する。今回は初年度で、まだ研究途中ではあったが、分析した項目だけでも多くの知見が得られたことは意義深い。これは研究全体の中でも重要な点を占めており、大きな成果といえる。本研究では、1)従来型の施設を利用した運動介入と、2)自分の周囲(職場)で運動できる環境を整えるという介入について、運動継続効果の分析を行い、環境の違いが運動習慣の獲得・維持にどのように影響するか明らかにするとともに、酸化ストレス及びその防御系への影響の違いも明らかにすることを目的とする。研究初年である平成20年度は、文献検索および学会等で運動指導の方法とその効果に関する情報収集を行うとともに、介入研究として、市中のフィットネスセンターを自主的に利用する群(施設利用群)と、某職域で各職場から数分以内の場所で運動ができるように自転車エルゴメーターを設置して自主的に実践する群(環境整備群)とにおける介入前後の変化比較を行った。今年度は、これらの対象者の介入前後における酸化ストレス及びその防御系指標の変化を分析した。週90120分を目標に1012週間運動を継続してもらい、このうち運動の実施時間が週平均60分以上を達成し、かつデータに欠損等がない対象者(施設利用群:40名中17名、環境整備群:25名中17名)について分析した。その結果、酸化ストレスの指標である尿中8-OHdG及び血中TBARS、血管拡張作用を有するNOの最終代謝物質である血中及び尿中NOx、いずれにおいても、施設群、環境整備群ともに介入前後で有意な変化は認められなかった。昨年の分析結果から、BMIや総コレステロールやLDLコレステロールなどで両群ともに有意な変化が認められたにも関わらず、酸化ストレス及びその防御系には、変化がなかったことは興味深く、このことが明らかになったことは意義深い。次年度には、運動介入1年後のデータを分析することにしているが、他の変化のあった項目との関連性についてや、近年酸化ストレス指標として注目されているチオレドキシンの変化などについても明らかにしていきたい。本研究の目的は、1)施設を利用した介入(施設群)と、2)自分の周囲に運動ができる環境を整える介入(環境群)について、運動習慣獲得及び心血管リスクや酸化ストレス関連指標への影響を明らかにすることである。これまで10-12週間の上記2群の介入を行ったが、本年度はそれに加え、本研究期間に実施した10-12週間の介入後2年のフォローアップ調査を行い、施設群と環境群との間で運動の継続性、心血管リスクおよび酸化ストレス関連指標に及ぼす影響の違いを検証した。2008年に本研究に参加した施設群61名、環境群20名に運動継続性のアンケートを送付した結果、2年後の運動継続者数は施設群21名(返却数22)、環境群1名(返却数19)であり、環境群においては介入直後から3カ月後までに運動をやめるものが多かった(94%)。

更に、施設群10名と環境群19名に対して介入後2年のフォローアップ検査として、血液・尿検査および体力測定を実施した。心血管リスクについては、施設群は2年後にベースラインに戻る傾向を認めた。酸化ストレス関連指標であるSOD活性については、運動を継続している施設群の方が、環境群に比べ有意に高まる傾向を認めた(施設群:介入前7.9±1.4,介入後7.4±1.5,フォローアップ9.3±1.2U/ml、環境群:介入前16.0±3.4,介入後15.3±3.9,フォローアップ13.8±3.6U/ml)。以上より、10-12週の短期間の運動実践介入を行う際、終了直後から3カ月後にかけてのサポートが継続性を高めるためには重要であり、その後も継続することで、心血管リスクの加齢による変化を抑制でき、酸化ストレス防御系を高める効果が期待できるということが示唆された。
理想的な表面清浄状態をもつ軽金属素材の超高真空雰囲気下での超塑性と環境依存性

10μm以下の微細等軸結晶粒をもつTi-6Al-4V合金にいて、超塑性の発現が認められる試験温度900°C,ひずみ速度5*10^<-4>s^<-1>の下で超塑性加工試験を行った。スパッタエッチングによって表面を清浄化した試料と電解研磨を施しただけ試料について、超高真空(5*10^<-7>Pa)中では両者ののびおよび強度に有意差はない。ただし、低真空(5*10^<-3>Pa)中では清浄化した試料においてのびおよび強度の顕著な劣化が認められる。また、真空度を5*10^<-7>,5*10^<-4>,5*10^<-3>Paと変化させた実験では、Ni_3Alのような金属間化合物と同様にのびは真空度に敏感に反応し、真空度の低下に伴って減少する傾向がある。超塑性のびに及ぼす試験環境の影響は窒素,酸素,アルゴン雰囲気下での引張試験から明らかにしている。ガス環境におけるのびは、真空中ののびに比べていずれも下回っている。すなわち、破断のび量は真空中が最も大きく、ついで窒素,酸素,アルゴンの順となった。この傾向は、スパッタエッチングによって表面を清浄化した試料および電解研磨を施しただけ試料のいずれにおいても認められる。なお、真空とガスののびの差は清浄化した試料の方がより顕著である。また、超塑性のびに及ぼす試験温度およびひずみ速度の依存性も同様に、アパッタエッチング,真空度および試験環境の因子から明らかにした。
経膠腫における活性酸素種生成酵素(NOX)の発現意義

悪性グリオーマの培養細胞や手術標本を用いてNoxl-5mRNAの発現をRT-PCRで検討し、Nox4のみが悪性グリオーマに特異的に発現している事を確認した。また神経上皮性腫瘍120例でNox4の発現を免疫組織学的に検討し、ほとんどすべての症例で腫瘍細胞に抗Nox4抗体による特異的な染色が認められることを確認した。悪性度の異なるグリオーマの58症例の手術標本(WHO grade II;diffuse astrocytoma、grade III;anaplastic astrocytoma、gradeIV;glioblastoma)からそれぞれTotal RNAを抽出し、real time PCRを用いて定量的にNox4 mRNAの発現を検討したところ、腫瘍の組織学的悪性度が増し、gradeが上昇するのに比例して、Nox4 mRNAの発現が増加している事が確認できた。さらに悪性グリオーマの培養細胞において、Nox4発現をRNAiにてノックダウンすることで起こる悪性グリオーマ細胞の変化について解析を進めた。その結果Nox4のノックダウンによって、グリオーマ細胞内で産生される活性酸素が著明に減少し、細胞の形態が、四方に突起を広げた形状に変化することがわかった。同時にこれらの細胞では細胞増殖が著明に抑制され、一部の細胞ではアポトーシスが誘導されることがわかった。さらにシスプラチンやテモゾロマイドなどの化学療法剤によってグリオーマ細胞に誘導される細胞死、アポトーシスが増加し、これらの細胞の化学療法剤に対する感受性が著明に増強される事が確認できた。以上の結果から、Nox4のノックダウンが、化学療法に抵抗性の悪性グリオーマに対する新たな治療アプローチとなる可能性が示された。神経膠腫を主として神経上皮系腫瘍120例でNox4の発現を免疫組織学的に検討した。すべての検体において腫瘍細胞の抗Nox4抗体による特異的な染色が認められた。腫瘍細胞の核、および細胞質の染色が認められた。また、腫瘍内の血管内皮細胞の染色も認められ、血管内皮細胞がNox4を発現するという最近の報告と一致する結果が得られた。ネガティブコントロールとしてのpre-immune serumやブロッキングペプチドの存在下ではNox4の特異的染色は見られず、免疫組織学的に検出されたNox4の発現は特異的であることが示された。また、腫瘍組織から抽出したTotal RNAを使ってNox1-5 mRNAの発現をRT-PCRを行った。膠芽腫2例、退形成性星細胞腫1例、退形成性乏突起細胞腫1例、退形成性上衣腫1例、髄芽種1例で検討したが、すべての検体においてNox4 mRNAの発現が認められた。これらの検体は、免疫組織学的にもNox4の特異的発現が認められた。以上の結果より、神経上皮系腫瘍はNox4 mRNA、蛋白質を恒常的に発現していることが示された。Nox4を高発現する神経膠腫培養細胞、KNS42、KNS81を用いて、Nox4発現をRNA干渉法でノックダウンした。RT-PCRではNox4 mRNAの発現はコントロール細胞の20-30%に抑制されていることを確認した。形態学的には、コントロール二重鎖RNA(dsRNA)をトランスフェクトした細胞では、細胞増殖、形態に特に変化はなかったが、ヒトNox4配列に相補的なdsRNAをトランスフェクトした細胞は、再現性よく星亡状の形態を示し、特異的な形態的変化を来した。これらの細胞の形態学的変化はKNS42,KNS81で共に認められ、Nox4ノックダウンに伴う特異的な現象であることが示唆された。

細胞増殖曲線を描くと、Nox4のノックダウンによって細胞の増殖が抑制されることが明らかとなった昨年度の研究では、神経上皮性腫瘍120例でNox4の発現を免疫組織学的に検討し、ほとんどすべての症例で腫瘍細胞に抗Nox4抗体による特異的な染色が認められることを確認した。しかし腫瘍の悪性度とNox4の発現に関連があるか不明瞭であった。本年度はまず悪性グリオーマや髄芽腫の培養細胞から抽出したTotal RNAを用いてRT-PCRを行い、これらの細胞でのNox1-5mRNAの発現を検討した。その結果、Nox4のみが悪性グリオーマに特異的に発現している事が確認できた。その他のNoxファミリーは全く発現が認められなかった。そこで悪性度の異なるグリオーマの40症例の手術標本(WHO grade 2;diffuse astrocytoma、grade 3;anaplastic astrocytoma、grade 4;glioblastoma)からそれぞれTotal RNAを抽出し、real time PCRを用いて定量的にNox4 mRNAの発現を検討した。その結果、腫瘍の組織学的悪性度が増し、gradeが上昇するのに比例して、Nox4 mRNAの発現が増加している事が確認できた。さらにこれらのグリオーマ40症例で、Nox4mRNAの発現が高い群と低い群に分けて患者の生存期間を検討したところ、Nox4mRNAの発現が高い群では有意に患者の生存期間が短い事が判明した。以上の結果より、Nox4の発現がグリオーマの悪性化や、治療抵抗性につながっている可能性が示唆された。現在、悪性グリオーマの培養細胞において、Nox4発現をRNA干渉法にてノックダウンすることで起こる悪性グリオーマ細胞の変化(細胞増殖抑制や形態変化)についてさらに解析を進めている。今年度は悪性グリオーマの培養細胞において、Nox4発現をRNAiにてノックダウンすることで起こる悪性グリオーマ細胞の変化について解析を進めた。その結果Nox4のノックダウンによって、グリオーマ細胞内で産生される活性酸素が著明に減少し、細胞の形態が、四方に突起を広げた形状に変化することがわかった。同時にこれらの細胞では細胞増殖が著明に抑制され、一部の細胞ではアポトーシスが誘導されることがわかった。さらにシスプラチンやテモゾロマイドなどの化学療法剤によってグリオーマ細胞に誘導される細胞死、アポトーシスが増加し、これらの細胞の化学療法剤に対する感受性が著明に増強される事が確認できた。以上の結果から、Nox4のノックダウンが、化学療法に抵抗性の悪性グリオーマに対する新たな治療アプローチとなる可能性が示された。
GVHDに伴う液性免疫不全機序の解明

同種造血幹細胞移植後に遷延する液性免疫不全の発症機序を解析した。マウス同種造血幹細胞移植モデルにおいて、ドナーCD8+ T細胞依存的にGVHDを発症したマウスでは、リンパ節が重度に萎縮し、皮下および経口免疫に対する液性免疫が重度に抑制された。GVHD誘導マウスでは、移植早期にリンパ節細網線維芽細胞がFasL依存的に傷害されており、これを阻害することでリンパ節GVHDが軽減出来た。CD8+ T細胞の除去またはFasLの阻害により、リンパ節GVHDと液性免疫不全を予防できると期待される。移植片対宿主病(GVHD)に伴う液性免疫不全機序の解明を目指す。申請者は最近マウス同種造血幹細胞移植(allo-HSCT)モデルの解析から、GVHDが骨髄造血ニッチを障害することでリンパ球系の再構築を抑制すること、さらにリンパ球の再構築抑制とは独立して液性免疫不全を誘導すること、リンパ球再構築後も液性免疫不全が遷延するマウスでは、液性免疫誘導に中心的な役割を果たすリンパ節が重度かつ不可逆的に萎縮していることを見出した。本研究では、これまでGVHDの標的臓器として認識されていなかったリンパ節に着目し、マウスallo-HSCTモデルを用いて、GVHDによるリンパ節障害の詳細を免疫学的、組織学的、機能的に解明するとともに、病態形成の細胞・分子機序を解明し、移植後免疫不全の予防・治療法開発の基礎を築くことを目的とした。今年度は、液性免疫応答の誘導組織であるリンパ節、脾臓などの二次リンパ組織に着目し、B6→BDF1 allo-HSCTモデルを解析した。その結果、T細胞除去骨髄細胞(TCD BM)とともにCD8+T細胞を移入し、GVHDを誘導したマウスでは、移植後40日目の骨髄においてTCD BMのみを移植した対照群と同等のB細胞の回復を認めたが、リンパ節においては細胞数の著減による萎縮、さらには線維化を認めた。また、同マウスではNP-OVAを皮下免疫した後のNP特異的抗体産生が減弱していた。これらの結果より、allo-HSCT後にCD8+T細胞依存的にリンパ節が破壊されること(LN GVHD)で、液性免疫不全が遷延することが示唆された。今後、LN GVHDの発症機序の解明ならびに予防・治療法の開発により、allo-HSCT後の生存率向上が可能になると期待される。申請者はこれまでに、マウス同種造血幹細胞移植(allo-HSCT)モデルの解析から、GVHDが骨髄造血ニッチを障害することでリンパ球系の再構築を抑制すること、さらにリンパ球の再構築抑制とは独立して液性免疫不全を誘導すること、リンパ球再構築後も液性免疫不全が遷延するマウスでは、液性免疫誘導に中心的な役割を果たすリンパ節が重度かつ不可逆的に萎縮していることを見出した。昨年度までに、allo-HSCT後にドナーCD8+T細胞依存的にリンパ節が破壊されることで、液性免疫不全が遷延することが示唆された(LN GVHD)。今年度は、ドナーCD8+ T細胞の標的となるリンパ節構成細胞を、フローサイトメトリーおよび免疫組織染色により詳細に解析した。リンパ節の機能的構造を構成する代表的な非血球系細胞として、血管内皮細胞、高内皮細静脈細胞、リンパ管内皮細胞、線維芽細胞様細網細胞(FRC)などがあげられる。CD8+ T細胞依存的なGVHDを誘導したマウスでは、移植後7日目以降、観察期間を通じてFRCの著明な減少を認める一方、その他の非血球系細胞画分は、移植後14日目まで著明なな数的変動を認めなかった。また、リンパ節の破壊を誘導しない、CD4+ T細胞依存的なGVHDを誘導したマウスでは、FRCの減少を認めなかった。これらの結果から、LN GVHDにおける主要な標的がFRCであることが明らかになった。今後、CD8+ T細胞によるFRC傷害の分子機序の解析を進め、新規予防・治療法の開発を目指す。GVHDによるリンパ節障害の詳細を免疫学的、組織学的、機能的に解明するとともに、病態形成の細胞・分子機序を解明し、移植後免疫不全の予防・治療法開発の基礎を築くことを目的としている。H26年度までに、マウス同種造血幹細胞移植(allo-HSCT)モデルの解析から、allo-HSCT後にドナーCD8+ T細胞依存的にリンパ節が破壊されることで、液性免疫不全が遷延すること(LN GVHD)、LN GVHDの主な標的細胞が、線維芽細胞様細網細胞(FRC)と高内皮細静脈内皮細胞であることを明らかにした。H27年度は、CD8+ T細胞によるFRC傷害の分子機序の解析を進め、新規予防・治療法の可能性を検討した。GVHD誘導マウスから調整したドナーエフェクターCD8+ T細胞と、宿主型FRCを共培養する際、FasL-Fas細胞傷害経路を阻害すると、FRCのアポトーシス誘導が有意に減少した。また、FasLの機能欠損CD8+ T細胞をドナーに用いると、急性期におけるFRCの現象と、移植後40日目におけるリンパ節の線維化が軽減していた。

これらの結果からLN GVHDの発症にはFasL-Fas細胞傷害経路が重要な役割を果たすことが明らかになった。また、リンパ節へのT細胞の遊走に中心的な役割を果たすケモカイン受容体CCR7ならびに接着因子L-selectinの阻害、およびCD8陽性細胞除去抗体によるLN GVHDの予防・治療を試みたが、いずれの介入においても移植後40日目のリンパ節FRC細胞数の減少ならびに線維化病変に著明な変化を認めなかった。これらの結果から、LN GVHDの予防には、移植片中のCD8+ T細胞の除去が有効であり、またFas-FasL経路の阻害も症状の改善をもたらすことが明らかになった。同種造血幹細胞移植後に遷延する液性免疫不全の発症機序を解析した。マウス同種造血幹細胞移植モデルにおいて、ドナーCD8+ T細胞依存的にGVHDを発症したマウスでは、リンパ節が重度に萎縮し、皮下および経口免疫に対する液性免疫が重度に抑制された。GVHD誘導マウスでは、移植早期にリンパ節細網線維芽細胞がFasL依存的に傷害されており、これを阻害することでリンパ節GVHDが軽減出来た。CD8+ T細胞の除去またはFasLの阻害により、リンパ節GVHDと液性免疫不全を予防できると期待される。当初の目標として、GVHDによるリンパ節障害の詳細を免疫学的、組織学的、機能的に解明するとともに、病態形成の細胞・分子機序を解明し、移植後免疫不全の予防・治療法開発の基礎を築くこと、としていた。H26年度までに、リンパ節障害を誘導するエフェクター細胞としてドナーCD8+ T細胞を、ターゲット細胞として線維芽細胞様細胞細胞(FRC)を同定し、リンパ節における免疫担当細胞間相互作用を指示するFRCが、GVHD発症時にCD8+ T細胞により障害されることで、液性免疫の動作不全に陥ることを明らかに出来た。今後、選択的なFRC傷害の分子機序を解明することで、GVHDにおけるリンパ節障害の予防に繋がると期待している。医歯薬学FRC障害の予防標的を同定するため、FasL-Fas細胞傷害経路に加え、その他のアポトーシス関連分子、細胞増殖抑制因子IFNg, TNFaやその他の炎症・免疫関連分子の関与をin vivoおよびex vivoで検証する。また、障害を受けたリンパ節への線維芽細胞や間葉系幹細胞などの移植や、in vitroで作成したリンパ節原基の移入による人工リンパ節の誘導など、再生医療的アプローチによるLN GVHDの治療の可能性を検討する。GVHDによるリンパ節障害の細胞機序について、リンパ球数の減少による重度の萎縮は、主にCD8 T細胞が原因であることを同定できた。また、リンパ節障害の標的となる宿主細胞についても、高内皮細静脈細胞ならびにT細胞領域を構成する細網線維細胞であることを病理学的解析から同定できた。このように重度なリンパ節障害を有するマウスでは、末梢に免疫担当細胞数が回復した後も適切な液性免疫応答を誘導することが出来ないことも見いだし、リンパ節障害がGVHD関連液性免疫不全の直接的な原因であることを明らかに出来た。これらの知見をさらに深化し、標的細胞の特異的障害に関わる分子メカニズムを明らかにすることで、GVHD関連液性免疫不全の予防・治療法の開発につながるものと期待している。2015年3月上旬に予定していた海外出張の直前に身内に不幸があり、出張をキャンセルしたため、旅費、学会参加費などの払い戻しが生じた。既に新規の発注を控えるよう指示が出ていたため、新規に実験を組むなどの追加計上をせず、繰り越すことにした。
児童文学・絵本の創作・伝達に関わる実践的活動とその基礎となる作品分析の研究

研究を始めたとき、「幼児教育・保育の実践をめざすこと」と「児童文学・絵本の創作・伝達・研究を行うこと」は密接に関連すると考えていた。だが、それぞれを目標とする若い女性には、異なる気質が見出され、簡単に2つの目標を合体できないことが、実践的研究からわかってきた。だが、5年間の実践的研究を積み重ねた結果、児童文学・絵本の創作や伝達の実践活動は、幼児教育・保育を目指す若い女性に刺激を与え、新たな技能や知見を獲得し、意欲を生み出していく現象が見出された。すなわち、児童文学・絵本の創作・伝達・研究を巡った実践的な教育は、時間はかかるものの、幼児教育・保育の教育に寄与すると考えられる。(1)児童文学・絵本は、こどもやその周辺のおとなにとって、創造力をはばたかせ、心を豊かにし、人間関係を密にすることに、大きな力を持っている。梅花女子大学文化表現学部児童文学科では、児童文学・絵本の各作品の内容を分析研究し、作品の理解を深める<研究>分野の授業に生かしている。またこれを基盤にしながら、物語や絵本を自由に<創作>し発表すること、こどもたちに<伝達>することを授業や課外活動で実践的に展開している。これらの授業や課外活動は、学生の感性、想像力、創造力、表現力、思考力を高めることに役立ち、また学生が現在そして将来関わるこどもたちのそれも豊かにしていくことができると思われる。(2)以上の基本理念に基づき、本研究の代表者および分担者は、それぞれの専門分野、担当授業・課外活動に関わる分野において、基本となる学問分野の研究、授業・課外活動の教材・指導方法の開発、実戦を行うと共に、それらを分析して次の活動に生かすという研究を繰り返している。これらの実践活動をさらに充実させ、連携を取ることによって、児童文学・絵本の基礎研究、児童文学・絵本に関する教育の研究、こどもに関する基本研究を進め、学生の専門性を高めることが本研究の目的である。(3)2010年度からは、大学の改組に伴い、児童文学科はこども学科(幼児教育・保育コース、児童文学・絵本コース)へと改変された。児童文学科とこども学科の両方において、これまでの研究・教育の蓄積を生かしながら、さらに発展的に研究・教育活動をしているところである。なお、研究代表者および研究分担者は全員、両学科に所属している。2008年度の本研究では、(1)(3)の研究を行った。(1)絵本をめぐる<研究><創作><伝達>の研究:絵本内容を分析し特色や魅力を探る<研究>の授業「絵本作品研究」などを通して、学生は絵本に対する理解を深めた。一方で、学年を追い段階を経ながら展開する<創作>の授業「絵本制作基礎」「絵本作品制作」「絵本制作演習」で絵本の創作をし、絵本制作展で発表をして、学生は感性と表現を磨いた。4年生は卒業制作で創作の集大成をした。これらの<研究><創作>以外にも、乳児、幼児、児童たちの前で絵本の読み聞かせをする授業・課外活動では、準備として絵本への理解を深めるだけでなく、子どもたちの反応にさらに勉学の意欲を高める現象が見られた。これらの絵本をめぐる<研究><創作>の教育の教材や成果は、『絵本の歴史と絵本制作』(香曽我部秀幸編)にまとめられ、テキストとしても使われた。さらに授業以外の活動も含めて「梅花女子大学児童文学・絵本センター報第4号」(田中裕之編集)に記録した。絵本に対する関心は、学部生では、創作分野、伝達分野に高いが、大学院においては研究分野に高く、論文や修士論文などに成果が見られた。これらは、絵本をめぐる<研究><創作><伝達>の教育についての実践的研究、基礎研究としての近代以前の絵草紙研究や近代期の絵本の研究の成果と考えられる。(2)児童文学における作品研究:絵本を理解するためにも、物語の<創作>の基礎力養成のためにも、日本・外国の児童文学の作品分析に関する研究、児童文化の研究は、基礎研究としても、教材研究としても必要である。研究分担者は各専門分野において、授業と論文等にその成果を示した。(3)幼児教育・保育との関連の研究:子どもは物語・絵本・昔話に親しみ、想像力を高めて、物語経験をすることで心を豊か成長させることは、多くの研究が示している。それを理解しながら実感する教育の一つとして、絵本の世界を描いた音楽を演奏する実践が展開された。また、梅花幼稚園での文庫活動は大学の授業、幼稚園の部活動として継続した。これらの成果は幼児教育・保育への具体的な提言を秘めていると考えている。児童文学・絵本の創作・伝達に関わる実践的活動として、下記のような実践を行った。(1)創作絵本制作展学生による創作絵本の原画と絵本を展示した。

2009/9/1820於:大阪府豊中市千里文化センター「コラボ」、2009/11/2122於:梅花女子大学、2010/2/1116於:大阪府茨木市立ギャラリー(2)創作絵本制作に関する研修学生等を対象とした絵本作家を招いてのワークショップを行った。2009/9/26絵本作家・長谷川義史氏によるワークショップ「絵本をよんでガラス絵を描こう!」於:梅花女子大学(3)伝達こどもを対象としたおはなし会梅花幼稚園、茨木市立豊川小学校、茨木市子育て支援センター(森の広場、ふくろう広場、あいあい広場)において、こども(03歳児、幼稚園児、小学生)を対象としたおはなし会を、学生を中心として実施。これらの活動は、「文庫活動の理論と実習」の授業の一部及び課外活動として行われた。(4)伝達こどもを視野に入れた伝達教材の作成と実演「児童文学ワークショップ」、「近代以前日本児童文学作品研究」の授業で、昔話や古典をこどもを意識して再話し、紙芝居やペープサートなどを作成し、実演する活動を実施した。また、これらの実践的活動の基礎となる作品分析の研究を各分野において行い、著作や論文に発表した。中でも、研究代表者が中心となった著書『大正期の絵本絵雑誌の研究-一少年のコレクションを通して-』(三宅興子・香曽我部秀幸編、翰林書房、2009)は、「第31回日本出版学会賞・奨励賞」を受賞した。これらの実践活動と基礎研究の成果は、梅花女子大学文化表現学部児童文学科の学生の中で、児童文学・絵本に抱いていた興味関心をさらに拡大させた。また、作品を理解し味わうこと、物語や絵本の創作をすること、こどもたちにその面白さを伝えることに主体的に取り組み、実践することに現れている。2009年度において、それらの傾向は明確に見られ、2010年度から展開する心理こども学部こども学科の教育への示唆が得られたと言える。平成22年5月から9月にかけて、「こどもの本フェスタ2010」と題する児童文学・絵本の伝達に関わる実践的な取り組み3種類を行った。5月15日(土)上橋菜穂子氏(物語作家)児童文学講演会「物語の様々な旅路-出版、アニメ化、そして海外へ-」、7月18日(日)宮西達也氏(絵本作家)ワークショップ「みんなで手づくり絵本教室」、9月18日(金)-20日(日)本学学生作品「絵本制作展」である。前二者は学内で、3番目は学外(豊中市千里文化センター「コラボ」)で開催し、高校生、親子連れなど、多くの市民の方々に楽しんでいただくことができた。一方、離れたキャンパスにある系列幼稚園の園児を対象とする文庫活動「こうめ文庫」を毎週金曜日に行い、学生たちにとって幼児への絵本や物語の伝達に関する理論と技術を学ぶための貴重な機会となった。「こうめ文庫」の実践に関しては研究分担者の藤井が論文にまとめている。さらに翌年1月には、昔話の素話(ストーリーテリング)と子守唄・わらべうたを使った身体表現に関するワークショップを落合美知子氏を講師に、近隣の子育て支援サークルと前述「こうめ文庫」において実施し、乳幼児にとっての昔話や子守唄・わらべうたの意味を、学生や母親たちに学んでいただく機会となった(研究分担者の鵜野と落合による著書も刊行された)。昔話と子守唄の相互関係性については鵜野が論文にまとめている。
前立腺癌幹細胞の効率的な新規獲得法の確立と癌幹細胞維持メカニズムの解明

癌は少数の癌幹細胞(cancer stem cell)により形成、維持されているが、前立腺癌においては、癌組織中に存在する幹細胞と類似の機能を有する腫瘍始原細胞(tumor initiating cell、TIC)が癌発生のみならず、様々の治療や進展プロセスに重要であるといわれている。本研究ではTICを豊富に含むholocloneを安定的に樹立し、holocloneの維持メカニズムに細胞内活性酸素を調節するsyndecan-1が必要であることを見出した。さらに、syndecan-1は前立腺癌発症マウスに関わっており、ヒト前立腺癌においても予後予測因子となりうることを示し、前立腺癌治療の重要な分子標的となりうることを明らかとした。癌幹細胞は癌細胞中にごく少数占めるのみで、通常状態では重要な生物学的役割を担っていないと思われるが、放射線、抗癌剤など癌細胞の生存にとって危機的な外的ストレスが加えられると、通常の癌細胞が容易に死滅するのとは対照的にquiecenceとなって抵抗性を発揮し、残存した癌幹細胞から新たな癌細胞が生み出されることで癌の治療抵抗性や治療後再発をもたらすと考えられ、前立腺癌においても例外ではない。しかしながら生物学的研究に耐えうる癌幹細胞を十分量確保することは極めて困難であるため、本研究では前立腺癌細胞に抗癌剤ストレスを長期に加えて幹細胞様細胞をより簡便に効率よく抽出し、その性状を検討することで癌幹細胞生存に関わる標的遺伝子やシグナルを特定し、その臨床病理学的意義を明確にすることを目的とした。前立腺癌細胞株としてLNCaP,DU145,PC3を癌細胞への致死的ストレスとして、放射線照射、etoposide, cisplatin, paclitaxel, docetaxelなどの抗癌剤を用いて検討したところ、LNCaP細胞にetoposide 1μMを無血清培地(成長因子は付加)下に刺激し、2ヶ月間培養することでCD133/CD44陽性細胞のpopulationを通常培養条件下に比して数十倍効率よく獲得できることが判明した。CD133/CD44陽性癌細胞はコロニー形成能やNOD/SCIDマウスにて腫瘍形成能を有することを確認している。今後は、抽出できた抗癌剤抵抗性CD133/CD44前立腺癌細胞を用いて、当教室で解明した前立腺transit amplifying cells生存に関わる分子やそのシグナル伝達をはじめ、既報告分子群などの生物学的意義を網羅的に検討し、治療抵抗性癌幹細胞の生存シグナルを解明していく予定である。Syndecan-1はheparan sulfate proteoglycanのひとつで、細胞の生存、migrationや血管新生など多彩な機能を有し、ホルモン抵抗性前立腺癌細胞の生存に重要な機能を有することを報告し、Syndecan-1が前立腺癌細胞における治療抵抗性獲得とその進展に関与する可能性を指摘した(Cancer Sci,2009)。一方、腫瘍幹細胞は細胞傷害性ストレスに対する抵抗性が強く、治療抵抗性獲得に多大な影響をもたらす。従って、腫瘍性幹細胞の安定化メカニズムを解明すれば治療感受性を増大して有効な治療法を確立できると考えられる。前立腺癌細胞株PC3をlimiting dilution、single cell cloneとした後に長期培養すると、少数ながらHolocloneを形成する。Holocloneはmicrosphere形成能が高く、tumor initiating cellsとしての性状を示すとともに、幹細胞マーカーならびにsyndecan-1の有意な発現上昇を認めた。shRNAを用いてsyndecan-1をノックダウンしたPC3細胞ではHoloclone形成が強く阻害され、in vitro,in vivoでの細胞増殖や腫瘍サイズの有意な低下を認めた。次に皮下移植腫瘍モデルを用いた検討では、PC3細胞を移植した場合に比してSyndecan-1をノックダウンしたPC3細胞ではdocetaxel投与に伴う腫瘍サイズ縮小効果が有意に促進されるとともに、治療後の腫瘍細胞におけるCD133/CD44陽性細胞(腫瘍幹細胞)数が有意に低下していた。以上から、syndecan-1のは前立腺癌におけるtumor initiating cellsの安定化を介して癌の進展や化学療法抵抗性に関与している可能性が考えられ、前立腺癌治療における重要な分子標的になると期待される。癌は少数の癌幹細胞(cancer stem cell)により形成、維持されているが、前立腺癌においても癌組織中に存在する幹細胞と類似の機能を有する腫瘍始原細胞(tumor initiating cell, TIC)が癌の発生のみならず、様々の治療や進展プロセスに重要であるといわれている。今年度は、前立腺癌発症モデル動物(TRAMPマウス)にsyndecan-1阻害剤であるOGT2115あるいはsyndecan-1 siRNAを腹腔内投与すると、前立腺癌の発生を有意に抑制させたが、異型増殖性病変(ヒトhigh-grade intraepithelial lesionに相当)に対する抑制効果は認められなかった。

また、マウス前立腺癌細胞内のc-kit/CD44陽性細胞数が強く抑制されることも明らかとなった。以上の結果から、syndecan-1はTICの生存と増生によって、前立腺浸潤癌への進展に大きく関与するといえる。加えて、ヒト前立腺全摘症例116例を用いてsyndecan-1発現陽性率を免疫組織化学的に検討したところ、癌細胞におけるsyndecan-1発現レベルの高いscore2の症例では、有意に術後再発率が上昇することが判明した。実験的事実に加え、ヒトの癌組織上においてもsyndecan-1が前立腺癌の悪性度に重要な影響をもたらすことが示された。Syndencan-1は、前立腺癌TICの生存を促し安定的に供給することで前立腺癌発生・進展をもたらすと考えられ、今後、前立腺癌治療の重要な分子標的となると期待される。本研究は前立腺癌細胞株から高率にCD133/CD44陽性細胞を得ることと、これを用いて癌幹細胞を維持するシグナル伝達系を解析することにある。今まで、前立腺癌細胞株にetoposide 1μMを無血清培地下に刺激し、培養することでCD133/CD44陽性細胞を効率よく獲得できた。また、この過程において、Syndecan-1が前立腺癌細胞における治療抵抗性獲得とその進展に関与する可能性を指摘した。今後、これらの知見からsyndecan-1の前立腺癌治療における分子標的の可能性を検討することができる。24年度が最終年度であるため、記入しない。Syndecan-1が前立腺癌における腫瘍性幹細胞の安定化に深く関与している可能性を見出した。次年度は、前立腺癌発癌モデル動物であるTRAMPマウスの実験系を確立し、CDI38阻害剤であるOGT2115を腹腔内投与した場合における前立腺前癌病変や腺癌発生に及ぼす影響(発生までの期間や腫瘍サイズ、浸潤、血管新生能や転移能など)を多角的に評価する。また、癌発生後にOGT2115を投与した場合の単独治療効果や化学療法(cisplatin,docetaxel)、放射線照射の抗腫瘍効果に及ぼす相加、相乗効果の有無を解析する。
言語における省略現象についてのテクスト言語学的対照研究

本研究は,言語における「省略」現象について,テクスト言語学的な視点から捉えなおすことによって,言語間に観察される「省略」の度合いの差について統一的な説明を与える試みを行った。その際,(1)「省略」は,対象を言語化する際のストラテジーの違いの結果生じるものであること,(2)そのストラテジーは,省略だけでなく,それぞれの言語の文法全体を規定するものである,ということを示した。研究初年度である平成19年度は,「省略」の用法について,実際のテクストデータを分析し,検証を進めていった。その際,日本語,ドイツ語の翻訳テクストの間の比較を中心として分析を進めた。それと平行して,「省略」というコーパス等の実際の言語データには現れにくい(「省略」されるわけであるから実際には現れない)現象をいかに分析するかについての考察を進めた。その考察の中間報告というべき研究発表を,8月に開催された日本独文学会言語学ゼミナールについて行い,国内外の研究者との意見交換を行った。その際ゼミナール招待講師であったRickheit教授(ビーレフェルト大学)が進めているテクストの理解プロセスに関しての心理言語学的な実験研究から大きなヒントを得た。それにより研究初年度の後半は研究次年度以降の「プロセスとしての省略」に焦点を当てた研究への基礎作りをおこなった。それを受け本年2月には,東京外国語大学でおこなわれた第二回DAFN研究会において,省略現象についてコーパス分析による研究が持ちうる可能性とその限界に関しての報告を行った。また,同2月にはドイツ言語学会に参加し,ドイツの研究者との研究打ち合わせを行うとともに,次年度以降の研究発表の準備を行った。これらの本年度の成果に基づき,次年度以降の研究において,ダイナミックな過程としてのテクスト生成,テクスト理解について,その汎言語的な記述を進めていく予定である。本計画研究では,言語における「省略」現象についてテクスト言語学的な視点から捉えなおすことによって,言語間に観察される「省略の度合い」の差について,その原因を主に言語内的な要因にもとめることによって,統一的な説明を与えることを試みるものである。本年度は,研究初年度の成果を受け,日独の翻訳テクストの対照について,テクストジャンルを広げながら行った。その際に,「省略」という現象を,文レベルの現象としてではなく,談話状況を含めたテクスト全体の現象であるという観察を行った。これにより,「省略」現象の対照言語学的な分析の際には,各言語の文,テクストの生成に共通した指示のストラテジーというべきものを比較対照することが必要になるという知見を得た。これらの理論的な枠組みについての議論をドイツ各地の研究者と重ねたが,その成果は,2009年3月にミュンヘン大学に提出された博士論文にまとめられた。また,本年度は,目に見えない,よってコーパス等のデータに現れない「省略現象」の記述のための考察を進めた。この目的で,2009年10月に日本独文学会のシンポジウム「コーパスをめぐって」というテーマでシンポジウムを開催し,日本国内の研究者との議論を深めた。本年度では,テクスト生成について,母国語話者による文章作成実験を通しての解明を図っていくことを企画していたが,上述した理論的な問題点の解決を図るために,その実現は次年度(21年度)に持ち越されることとなった。本計画研究では,言語における「省略」現象についてテクスト言語学的な視点から捉えなおすことによって,言語間に観察される「省略の度合い」の差について,その原因を主に言語内的な要因にもとめることによって,統一的な説明を与えることを試みたものである。本年度は,研究計画最終年度であり,今までの研究成果を発表し,まとめた。これまでの研究から「省略」現象の対照言語学的な分析の際には,各言語の文,テクストの生成に共通した指示のストラテジーというべきものを比較対照することが必要になるという知見を得られたが,それに基づき「省略」現象の説明だけにとどまらない,理論的な枠組みを提示することに成功した。これは,2009年にミュンヘン大学に提した博士論文にまとめられたが,この論文は,同年7月に行われた審査講演を経て,「最優秀summa cumlaude」の評価を得るにいたった。これを受け,2009年9月に広島大学で行われた言語の情報構造についてのシンポジウムで発表した。また同年11月にベルリン自由大学で行われた機能語用論の国際会議に招待され,講演を行った。2010年3月には,学習院大学で行われた社会語用論の研究会にて招待講演を行った。2010年3月には,本計画研究の成果をまとめる報告書として,同博士論文の改定版を印刷し,国内外の研究者に配布した。また,同研究報告は,本年度中にもドイツの出版社より公刊される予定である。
機能時に義歯にかかる力と変位のＳＰＨ解析

機能時に義歯に加わる力や義歯の変位を、粘膜との間の滑りの要素も含め解析し、最も義歯の変位が小さくなる諸条件を数値シミュレーションにより明らかにするため,無歯顎患者の顎堤や周囲軟組織の形態をモデル構築し,SPH法により義歯との力学的関係を解析するモデルを構築し、密着タイプ義歯安定剤(HR)の不適切な使用がどのような影響を及ぼすのかを数値的に探った。過剰量のHRは咬合高径を増加させ,義歯が傾斜した状態で装着された場合,頬側床下粘膜の負担圧を顕著に増加させた.HRを適切量塗布した場合には,不適合義歯の沈下を抑制し床下粘膜の咬合負担圧を減弱させるが,最も負担圧が低いのは適合義歯であった.咀嚼機能時に、食塊や人工歯を介して、義歯に加わる力やそれによる義歯の変位を解析し、デンチャースペースの中でどこに咬合平面や人工歯を配置すれば、最も義歯の変位が小さくなるかを数値シミュレーションの手法により明らかにするため,無歯顎患者の顎堤や周囲軟組織の形態を、数値解析可能な3次元モデルに構築し,新たな数値解析の手法であるメッシュレス解析すなわちSPH法(Smoothed Particle Hydrodynamics Method)により義歯との力学的関係を解析するものである。SPH法では、非線形(大変形、粘弾性、破壊)を伴う固体、流体、紛体のシミュレーションも可能であり、工業分野において、従来のFEMでは計算不可能な問題をシミュレーションできる手法として注目されている。歯科分野には粘膜や印象材、裏装材など、粘弾性を有する解析対象が多々あり、SPH法は今後非常に有効なシミュレーション手法になると考えられる。しかし、現在のSPH法では歯科分野の解析で必要となるような、精度の良い高次の力学モデルを適応した粘弾性解析はまだ確立していない。本年は歯科領域、口腔領域におけるSPH法による適切な解析条件の検討を行った。使用したモデルとしては義歯床下に密着タイプの義歯安定剤の層を設定し、咬合力が加わった際にどのように義歯安定剤が流動するかを解析し、その過程で適切な解析条件の検討を実施した。シミュレーション結果より、どの条件下においても密着型安定剤は咬合力の床下粘膜への伝達を分散、減弱させる一方で、その厚みにより義歯を偏位させ、除荷終了後も床下粘膜全体を僅かに圧迫し続ける結果となった。また、安定剤の塗布量が多いほど0-0と比べて、荷重時における最大沈下時より、除荷終了時の方が義歯の変位量がより大きくなる傾向が見られた。咀嚼機能時に、食塊や人工歯を介して、義歯に加わる力やそれによる義歯の変位を、粘膜との間の滑りの要素も含め解析し、最も義歯の変位が小さくなるデザインを数値シミュレーションの手法により明らかにするため,無歯顎患者の顎堤や周囲軟組織の形態を、数値解析可能な3次元モデルに構築し,新たな数値解析の手法であるメッシュレス解析すなわちSPH法(Smoothed Particle Hydrodynamics Method)により義歯との力学的関係を解析するものである。SPH法は従来のFEMのような多面体要素の中の節点間の関係を数式化するのではなく,要素を球形のボクセルとして扱い、そのボクセル間の力学的関係をさまざまに設定し,モデル化するものである(粒子法とも呼ばれる)。構造物の運動が粒子の運動によって表わされるため、界面の大変形のみならずその位相まで変化する場合にも適用することができ、弱い圧力で大きく変形する軟組織や食塊の変形の解析のような大変形問題,唾液による軟組織と義歯との間に生じる滑りの問題が同時に存在する口腔内と義歯との関係を解析するには,本法がFEMより優れていると考えられる。本研究ではSPH法による高次の力学モデルを適用した粘弾性解析プログラムを開発し、密着タイプ義歯安定剤の不適切な使用により、咬合関係と粘膜にどのような影響を及ぼすのかを数値的に探った。過去よりFEMで口腔粘膜の粘弾性計算に利用されてきた,一般化voigtモデルを用いてSPH法粘弾性計算プログラムを作製した.シミュレーションモデルの口腔粘膜とHRについては粘弾性計算を行い,義歯と上顎骨については弾性計算を行った.また, HRに大変形理論を使用し,その他の材料については微小変形理論を使用した. x, y軸方向の義歯の偏位と,全ての材料についての応力とひずみをタイムステップ毎に動的解析した.機能時に義歯に加わる力や義歯の変位を、粘膜との間の滑りの要素も含め解析し、最も義歯の変位が小さくなる諸条件を数値シミュレーションにより明らかにするため,無歯顎患者の顎堤や周囲軟組織の形態をモデル構築し,SPH法により義歯との力学的関係を解析するモデルを構築し、密着タイプ義歯安定剤(HR)の不適切な使用がどのような影響を及ぼすのかを数値的に探った。過剰量のHRは咬合高径を増加させ,義歯が傾斜した状態で装着された場合,頬側床下粘膜の負担圧を顕著に増加させた.HRを適切量塗布した場合には,不適合義歯の沈下を抑制し床下粘膜の咬合負担圧を減弱させるが,最も負担圧が低いのは適合義歯であった.柔らかく不定形に変形する物体のシミュレーションには、近年粒子法が用いられていれる。そのような粒子法の一種であるSPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)法は、宇宙物理学の分野で銀河系の衝突や天体の形成の計算の為に生まれたシミュレーション方法であり、物理理論に忠実な計算を行うという特徴をもつ。

現在のSPH法では、非線形(大変形、粘弾性、破壊)を伴う固体、流体、紛体のシミュレーションも可能であり、工業分野において、従来のFEMでは計算不可能な問題をシミュレーションできる手法として注目されている。歯科分野には粘膜や印象材、裏装材など、粘弾性を有し不定形に変形する解析対象が多々あり、SPH法は今後非常に有効なシミュレーション手法になると考えられる。しかし、現在のSPH法では歯科分野の解析で必要となるような、高次の力学モデルを適応した粘弾性解析はまだ確立していない。本研究ではSPH法による高次の力学モデルを適用した粘弾性解析プログラムを開発し、患者が密着型安定剤を説明書に従って上顎総義歯に塗布し、装着した場合に、咬合関係と粘膜にどのような影響を及ぼしているのかを数値的に検証した。弾性計算と6要素以下のvoigtモデル粘弾性計算が同時に可能なSPH法プログラムをFORTRANにて実装した。粘弾性体のクリープ現象と、応力緩和現象を表現する力学モデルに、一般化maxwellモデルと一般化voigtモデルが存在する。従来より生体には一般化voigtモデルが適していると言われ、歯科の分野でも顎底粘膜の解析に一般化voigtモデルを使用した研究が過去に行われている。本研究ではSPH法の基本アルゴリズムに、有限要素法における一般化voigtモデルの定式化を内挿し、6要素のvoigt粘弾性解析アルゴリズムを実装した。歯科補綴学FEMは工学的に、面の平衡方程式をもとに計算を行うのに対し、SPH法は物理学的に悉点のニュートン運動方程式をもとに計算を行う。よってSPH法は物理理論に基づいて、より現実にフィットした計算を行うという長所があり、FEMでは解析が困難となる面を持たない物体、つまり不定形に変形するような物体の解析にも適している。今回の研究で対象とした、義歯安定剤や口腔粘膜はSPH法に適した解析対象であると言え、またSPH法に高次の粘弾性解析を実装したことにより、今後は生体など、同様の解析対象を有する他分野への応用も見込まれる。また、今回のシミュレーションを踏まえて、材料定数の設定を変えることにより、より安定剤として望ましい物性値を探り、材料開発における指標として扱う可能性も考えられる。またSPH法での大変形を伴う動的粘弾性計算の短所は膨大な計算量を必要とすることである。工学的な諸問題と比較して動きの遅い人体を、荷重条件で計算するには多大な時間が必要となり、今回の研究では、4.0GHzのCPUで粒子数108070の4-4mm model解析終了までに135時間を要している。同問題について、3次元での解析を実用可能にする為には、計算時間の短縮が必須であり、GPU化による並列計算が今後望まれる。SPH法での大変形を伴う動的粘弾性計算の短所は膨大な計算量を必要とすることである。工学的な諸問題と比較して動きの遅い人体を、荷重条件で計算するには多大な時間が必要となり、今回の研究では、4.0GHzのCPUで粒子数108070の4-4mm model解析終了までに135時間を要した。したがって更に進展したモデルの作成の必要性が判明したが、本年度にそのモデル製作を実施することはできなかった。