hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鉄とかび臭物質産生ラン藻の相互作用に関する研究

琵琶湖をはじめ多くの湖沼や水道水源池において、富栄養化に伴って、かび臭物質(2-メチルイソボルネオール及びジオスミン)を産生するラン藻が発生し、各地で水道水の異臭味が問題になっている。そこでこうしたラン藻の増殖機構を明らかにするため、A.macrospora、P.tenue、O.tenuis、O.brevis、A.spiroidesの5種のラン藻を用いて、それらの増殖及びかび臭物質の産生に大きな影響を及ぼす鉄との相互作用について検討を行った。培地にキレート剤EDTAが存在しない場合(鉄はコロイド状態で存在)、O.tenuis、A.macrospora、P.tenue、A.spiroidesは鉄を吸収できず、増殖阻害を起こした。一方O.brevisはコロイド鉄やさらに安定な酸化鉄のような難溶性鉄を溶解し、利用できることが判明した。O.brevisは微生物が産生した鉄輸送物質であるデスフェリオキサミンのFe(III)鎖体を鉄源に用いても増殖し、かび臭物質を産生すると同時に、リン酸鉄を鉄源及びリン源として利用できることが判明した。さらにO.brevisは3価鉄ときわめて高い安定度を形成する錯体を形成するキレート剤EDDHAやHBEDを過剰に加えても効率よく鉄を吸収することができ、細胞表層に強力なキレート形成基を有することが示唆された。このように,O.brevisは様々な形態の鉄を利用できるため、天然水中で溶存態鉄に比べ多量に存在するコロイド鉄(他の藻類が利用しにくい形態の鉄)を吸収できるため、鉄吸収の機能面においては幅広い環境変化に適応していることがわかった。一方、徐々に2価に還元される有機態の3価鉄を必要とするO.tenuisは鉄に関する環境適応の観点からは最も劣っていた。従って他の4種のラン藻、特にかび臭物質の産生量が高く、最近、琵琶湖で問題となっているO.tenuisについては摂取できる有機態鉄を減らすことにより、発生を減じることが可能と考えられる。琵琶湖をはじめ多くの湖沼や水道水源池において、富栄養化に伴い、かび臭物質(2-メチルイソボルネオール及びジオスミン)を産生するラン藻が発生し、各地で水道水のかび臭が問題になっている。培地にキレート剤EDTAが存在しない場合(鉄はコロイド状態で存在)、低レベル鉄存在下では、O.tenuis、A.macrospora、P.tenue、A.spiroidesは鉄を吸収できず、増殖阻害を起こした。一方O.brevisはEDTAを加えなくても増殖することができ、コロイド鉄やさらに安定な酸化鉄のような難溶性鉄を自ら溶解し、利用できる機能を持つことが判明した。またFe(II)と安定なキレートを形成するバソフェナントロリン(BPDS)添加したCT培地では、Fe(III)-EDTA中の鉄は光照射下で2価に還元され、BPDSと反応するため、A.macrospora、O.tenuis、A.spiroidesは鉄を利用できず、増殖阻害を起こした。しかしO.brevisとP.tenueは阻害を起こさず、増殖することができた。

またA.macrospora、P.tenue、O.brevis、A.spiroidesは2価に還元される鉄量が十分にあれば培地中にキレート剤が存在しなくとも、鉄を吸収し増殖できるが、O.tenuisは2価に還元される有機態の鉄が必要であった。さらにO.brevisは微生物が産生した鉄輸送物質であるデスフェリオキサミンのFe(III)錯体を鉄源に用いても増殖し、かび臭物質を産生した。このように、O.brevisは様々な形態の鉄を利用できるため、特に天然水中で溶存態鉄に比ベて多量に存在するコロイド鉄(他の藻類が利用しにくい形態の鉄)を利用できるため、鉄吸収の機能において幅広い環境変化に適応しているの対して、O.tenuisはこのような環境適応の点では最も劣っていることが明らかになった。水道水の異臭味に関わるかび臭物質(2-メチルイソボルネオール、ジオスミン)を産生するラン藻の増殖機構を明らかにするため、A.macrospora、P.tenue、O.tenuis、O.brevis、A.spiroidesの5種のラン藻を用いて、これらのラン藻の生育の必須元素であり、天然水中において増殖制限因子になると鉄の相互作用を検討した。O.brevisはリン酸鉄を鉄源として、さらにリン源としても利用できることが判明した。さらにO.brevisは鉄(III)ときわめて高い安定度を形成する錯体を形成するキレート剤EDDHAやHBEDを過剰に加えても効率よく鉄を吸収することができ、細胞表層に強力なキレート形成基を有することが示唆された。他の4種のラン藻はこれらのキレート剤の過剰のもとでは増殖阻害を起こした。クエン酸鉄(III)を用いてこれらのラン藻の培養実験を行ったところ、O.brevisは鉄源として効率よく利用できたが、O.tenuisはクエン酸鉄の添加量を増しても増殖は完全に阻害された。クエン酸鉄(III)は光により容易に分解するため、O.tenuisはクエン酸鉄を鉄源として利用できないことが判明した。A.macrospora、P.tenue、A.spiroidesはクエン酸鉄を鉄源として増殖することはできたが、鉄の吸収効率は悪く、光合成色素の生産が不十分であった。こうしてO.tenuisは光により2価に、しかも徐々に還元される有機態鉄(III)を必要とすることがわかった。従ってO.tenuisは鉄に関する環境適応の点からは5種のラン藻の中で最も劣っていた。またラン藻の細胞による鉄還元能はO.brevisが最も優れ、O.tenuisが最も劣ることが明らかになった。以上の結果、O.brevisは様々な形態の鉄を利用でき、特に天然水中で溶存態鉄に比べ多く存在するコロイド鉄を利用でき、幅広い環境変化に適応していることが明らかになった。
がん患者の突出痛治療における予防的オピオイドレスキュー効果の検討

我々の目的の一つは、がん患者における突出痛(急に強くなる痛み)の頻度とその特徴(サブタイプ、1日の出現回数、痛みのピークまでの時間、痛みの持続時間)を前向き観察研究で明らかにすることである。またもう一つの目的は、突出痛のサブタイプの一つである予測可能な随伴痛(骨転移の動作時痛や、飲食に伴う消化管の痛みなど)に対して、オピオイドレスキュー薬の有効性および安全性をランダム化比較試験で確認することである。そのために、まずは現在の国際的に標準的な突出痛評価尺度であるBAT(Breakthroughtpain Assesment Tool)の日本語版を開発する準備を2018年度は行ってきた。現在、BAT韓国語版開発研究を参考に、BAT原版の翻訳および逆翻訳を行ったところである。研究者間で日本語訳に対する議論が収束したら、学内研究倫理審査委員会にプロトコールを提出する。承認が得られたのちに、BAT日本語版のパイロットテストを10名程度の突出痛を持つがん患者を対象に実施し、質問票のわかりづらさや答えにくさ等問題が無いことを確認した後、100名の突出痛を持つがん患者を対象として日本語版BATの妥当性、信頼性、実施可能性を検証する。平成30年度に研究がほとんど進行しなかった反省点を踏まえて、次年度は研究計画を少し変更し、平成31年度(令和元年度)には、BAT日本語版開発研究と並行して、オピオイドレスキュー薬の有効性および安全性をランダム化比較試験を開始したいと考えている。研究に割く時間が圧倒的に不足していたため。尺度開発研究が初めてで、ひとつひとつの工程に時間がかかっているため。尺度開発研究が完遂しないと、次の観察研究やランダム化比較試験に進めないと考えていたため。2019年度中にBAT日本語版の開発を完遂する予定である。また、オピオイドレスキュー薬の有効性と安全性を検証する試験は、当初の2種類のオピオイド(Short acting opioid;SAOとRapid onset opioid;ROO)の比較から、より現在臨床で多く使用されているSAOに限ってプラセボ対照で比較する研究への変更を考えている。これにより2種のプラセボを用意する手間の削減、検証期間の短縮が期待される。更に評価ツールからBATを除き、従来痛み研究で用いられているNRS(Numerical Rating ScaleやBPI(Brief Pain inventory)で評価を行うことで、BAT日本語版開発と同時に研究を進めることが可能になる。当該年度に思うように研究を進めることが出来ず、すべての研究において計画との時間的相違を生じたため、次年度使用額が生じた。翌年度、研究遂行に向けてデーターベースの作成や管理、多施設共同研究のためのミーティング開催等を予定している。
NASHの病態におけるNrf2とミトコンドリア異常の関与メカニズムの解明

脂肪肝モデルマウスでは肝ミトコンドリアDNA(mtDNA)のコピー数は増加傾向だったが、ダイエット食により正常レベルにまで戻った。一方、非アルコール性脂肪肝炎(NASH)モデルマウスではmtDNAコピー数は減少した。これらのモデルにおけるmtDNAコピー数は、ミトコンドリアの生合成・分解に関連する遺伝子発現量の変化により制御されていると考えられた。NASHではミトコンドリア数の変化を伴った酸化ストレスを介して肝病変が進展していることが明らかとなった。本研究は、NASHモデルマウスを用いて、NASHの病態進展に伴ったミトコンドリアDNA(mtDNA)量の変化に伴ったミトコンドリア酸化障害とNrf2発現量との関連を明らかにすることが目的である。現時点での進行状況を以下に示す。1.モデルマウスの作成と臓器採取:非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、およびNAFLDに対する食事療法を想定した以下5群のモデルマウスを作成した。(1)メチオニン・コリン欠乏食(MCD)マウス:NASHモデル、6週齡からMCD食投与、(2)STAMマウス:NASH-肝細胞癌(HCC)モデル、生後間もなくストレプトゾトシンを投与して作成したNASHモデルでHCCを発癌する、(3)高脂肪食(HFD)マウス:NAFLDモデル、6週齡よりHFD投与、(4)DI(dietary intervention)マウス:食事介入モデル、6週齡からHFD投与、12週齡で通常食に変更、(5)コントロールマウス:通常食投与。STAMマウスは取り扱い業者で作成し、購入したが、他のモデルマウスは6週齡で購入、6、8、12、16週齡で屠殺し、肝、骨格筋、腹腔内脂肪などの臓器採取を完了した。その後、各臓器からDNAを抽出した。2.リアルタイムPCRによるミトコンドリアDNA(mtDNA)と核DNA(nDNA)の絶対定量:マウスのmtDNA上の遺伝子であるND1と、nDNA上の遺伝子であるβ-アクチンをクローニングし、プラスミドを調整した。TaqmanプローブによるリアルタイムPCRで、各プラスミドの希釈系列を用いて検量線を作成し、ND1とβ-アクチンのコピー数、すなわちmtDNAとnDNAのコピー数の絶対定量を現在行っている。本研究は、NASHモデルマウスを用いて、NASHの病態進展に伴ったミトコンドリアDNA(mtDNA)コピー数およびミトコンドリア酸化障害の変化とNrf2などのmtDNAコピー数の制御に関与する遺伝子発現量との関連を明らかにすることが目的である。(1)メチオニン・コリン欠乏食(MCD)マウス:NASHモデル、(2)STAMマウス:NASH-肝細胞癌(HCC)モデル、(3)高脂肪食(HFD)マウス:NAFLDモデル、(4)HFDー食事介入マウス:食事介入モデル(6週齡からHFD投与、12週齡で通常食に変更)、(5)コントロールマウス。各モデルを、6、8、12、16週齡で屠殺し、肝からDNA、RNA、蛋白抽出し、骨格筋からDNA抽出した。TaqmanプローブによるリアルタイムPCRで、各プラスミドの希釈系列を用いて検量線を作成し、ND1とβ-アクチンのコピー数、すなわちmtDNAとnDNAのコピー数の絶対定量を行った。HFDでは肝、骨格筋ともにmtDNAコピー数が増加傾向となり、MCDでは肝、骨格筋ともにmtDNAコピー数が有意に減少し、食事介入によりコピー数が回復することを見出した。4.PGC-1αとLC3Bのウエスタンブロット:各モデルの肝におけるPGC-1αとLC3Bのウエスタンブロットを行い、現在誤差の大きい検体を再検中である。本研究の目的は、NASHモデルマウスを用いて、病態進展とmtDNAコピー数変化との関連、およびミトコンドリア生合成・分解バランスの観点からmtDNAコピー数を規定するメカニズムを解明することである。MCD群では過剰な脂肪酸の流入に伴いβ酸化が亢進し、活性酸素種の発生増加でミトコンドリアが障害されmtDNAコピー数が減少したと推測される。HFDでは生合成・分解系両方の遺伝子群、蛋白レベルが増加したが、食事介入により分解系であるマイトファジーの機能が亢進し、mtDNAコピー数が是正されと推測された。また筋肉においてもmtDNAコピー数は肝と同様の傾向を示していた。本研究においてNASH、脂肪肝でmtDNAコピー数を制御するメカニズムの一端が明らかとなり、肝だけでなく全身の臓器連関を軸とした病態の全容解明への寄与が期待できる結果と考える。

NASHではミトコンドリア数の変化を伴った酸化ストレスを介して肝病変が進展していることが明らかとなった。おおむね順調と考える。肝臓病学4.肝ホルマリン標本における8-OHdG免疫染色(当初hOGG1で前処理した検体を用いたリアルタイムPCRによる酸化ストレスマーカーである8-OHdGの定量を計画していたが、hOGG1が販売停止となり入手困難となったため。)5.mtDNAコピー数、ミトコンドリア合成・分解系遺伝子の定量的RT-PCR、ウエスタンブロット、8-OHdG量の関連を解析し、これらの因果関係を検討する。本研究では、まずは比較的多数のモデルマウス作成が必要だったが、本学動物実験施設の改修工事に伴い、マウスの購入・飼育開始時期が遅れたため、全体的に進行が遅れた。ウエスタンブロット用抗体や試薬類を購入するために前倒し支払請求を行ったが、抗体使用量が予想より少量で済み、購入費用が抑えられたため。1.間もなく、mtDNAとnDNAのコピー数定量が終了する予定である。終了後、直ちに解析を行い、NASH/NAFLDの病態進行に伴ったmtDNAのコピー数変化を評価する。2.各モデルマウスよりRNA抽出、cDNA合成を行い、Nrf2を含めたmtDNAのコピー数コントロールに関わる遺伝子群の発現定量を行う予定である。3.DNA酸化障害の評価目的に、肝から抽出したDNAサンプルをhOGG1の処理後にリアルタイムPCRを行い、未処理検体と比較する。PCR効率の差により、DNA酸化障害の評価が可能である。4.肝のホルマリン固定標本を用いて、8-OHdGとNrf2の免疫染色を行う。主に、Parkinのウエスタンブロット用抗体や、8-OHdGの免疫染色用抗体、血液生化学用ELISA kit、各種試薬類の購入などに使用する予定である。実験進行の遅れより、当該年度中に免疫組織染色用の抗体や、免疫染色キットなどが未購入なため、次年度使用額が生じた。免疫染色用の抗体は使用期限があるため、具体的な実験開始時期が確定してから、次年度中には購入予定である。
ナノ粒子による増強電場を利用した振動分光の高感度化

金属ナノ粒子・金属表面に誘起される表面プラズモンを用い、振動分光の感度を向上させることに挑戦した。金ナノ粒子とパラメチルベンゼンチオールで表面修飾された金基板からなる金属球ー金属平面構造(ナノギャップ)はラマンの増強を示すことで知られている。この構造を利用し、振動和周波発生スペクトルを測定した。ラマンの増強度は532 nm励起で250、647 nm励起で104と見積もられた。これに対し、振動和周波発生のシグナルの増強度は最大で5程度であった。振動和周波発生過程のコヒーレント性が増強度に低減に影響を与えていると予想される。金薄膜ー金ナノ粒子のギャップモードによる表面増強ラマン散乱の観察を行った。プローブにはメチルベンゼンチオールを使用した。測定サンプルとして、1.ガラスに金薄膜を蒸着させたもの(以下金薄膜)2.金薄膜にメチルベンゼンチオールを自己組織化させたもの3.金薄膜に金ナノ粒子をキャストしたもの4.金薄膜にベンゼンチオールの自己組織化膜を形成させた上に金ナノ粒子をキャストしたもの、の4種類を作製した。特に2と4を比較することでギャップモード形成によるラマン散乱強度への影響を考察した。1、3を観察することで、2、4で検出されたピークがメチルベンゼンチオールにによるものであることを確認した。合成した金ナノ粒子の消失スペクトルは520nm付近に極大を有していたが、基板にキャストすることで700nm以上まで長波長シフトを示した。これは金ナノ粒子同士が基板上で近接していることや金ナノ粒子が金薄膜と相互作用していることを示唆している。この測定結果からラマン散乱の測定は647nmの励起波長を使用することとした。この結果、4は2に比べ10の10乗オーダーの増強を示すことを確認した。さらに、振動共鳴和周波光の観察を行った。励起光には、可視光647nmと赤外光2800cm-1の和周波を利用した。この結果、4は2に比べて5倍の増強度を示すことを確認すすことができた。以上のようなギャップモードによる振動共鳴和周波光増強はこれまでに発表されておらず、今後より詳細な研究を行う必要がある。振動和周波発生分光法(SFG分光法)は試料に赤外光(ωir)と可視光(ωvis)を同時入射し和周波光(ωir+ωvis)を得る、2次の非線形光学効果に基づく振動分光法である。単分子層の検出感度を持ち、かつ異方的に配向する分子を選択的に検出するため、界面の原子・界面に吸着した分子の観察に適している。ラマン分光法では、通常微弱なラマン散乱光を検出しているが、金属ナノ粒子を作用させることで局在表面プラズモンによってシグナルを増強させることができる(表面増強ラマン散乱)。局在表面プラズモンによるナノ粒子表面の電場増強が、近傍の分子の双極子が増大させ、ラマン散乱が増強するといった仕組みである。ラマン分光・SFG分光共に光照射により分極した分子からの双極子放射を観察するものであるため、SFG分光においてもラマン分光と同様にナノ粒子による増強電場を利用すればシグナルの増大が期待できると予想した。本研究ではより強い電場増強を得るために、ナノギャップを利用した。具体的には、パラメチルベンゼンチオールの単分子膜で被覆された金平面上に金ナノ粒子による二次元配列を形成させ利用した。金ナノ粒子にも金平面にも表面プラズモンが誘起されるため、その間隙に生じるナノ空間では電場増強がより一層増幅されることが知られている。この構造を利用し、630, 680, 720, 780 nm励起により振動和周波発生スペクトルを測定した。これに対し、振動和周波発生のシグナルの増強度はより小さく、最大でも5であった。我々はこの小さい値は振動和周波発生過程のコヒーレント性にあると予想している。26年度が最終年度であるため、記入しない。物理化学26年度が最終年度であるため、記入しない。金薄膜と金ナノ粒子によるギャップモードにおける表面増強ラマン散乱を確認した試料について、振動共鳴和周波光の増強を明らかにすることに成功した。この増強効果はこれまでに報告された例がないものである。増強度は5倍であり、分光技術の発展に大きく影響を与えうる重要な結果であると考えている。観察された、振動共鳴和周波光の増強度は5倍であったが、理論的には表面増強ラマン散乱の増強度と同程度の増強度(10の10乗オーダー)が得られるはずである。

増強度が低く観察されたのは、金ナノ粒子同士の会合数にばらつきが存在すること、または金ナノ粒子と金薄膜の距離にばらつきがあることなどによる、コヒーレンス性の低下であると予想している。金ナノ粒子の保護膜をより効果的なものにするなどの工夫により、ナノ粒子同士の会合が起こりにくい条件を見いだし、振動共鳴和周波光の増強度を理論的な値と近くすることを目指す。
小児感染症関連脳症における新たなバイオマーカーの探索

小児感染症関連脳症では、発症早期の的確な診断と集中的な治療の開始が予後改善に重要と考えられ、早期診断に有効で、簡便な指標が必要である。我々は、早期の尿中β2ミクログロブリン補正値(cBMG)の異常高値患者が死亡または重度後遺症を残していたことに着目し、早期の尿中cBMGと急性脳症の神経学的予後の検討を行い、死亡群+重度後遺症群は回復群と比較して有意に高値を示すことを見出した。尿中cBMGは急性脳症の重症度診断に利用できる簡便な指標と考えられる。インフルエンザ脳症をはじめとする、感染症に関連して発症する急性脳症(感染症関連脳症)は、高率に後遺症を残す、小児期の重篤な急性神経疾患の一つである。しかし、現時点では、感染症関連脳症の病初期に患者の重症度を迅速に判断し、予後を予測することは困難であるため、経過を観察しながらその病因・病型を推定し、治療を進めているのが現状である。我々は、2007年1月から九州大学病院に入院し、加療を受けた小児期の感染症関連脳症患者の集積を行い、臨床データの解析と発症初期の血液、髄液を用いた検査データの解析を行い、臨床症状との関連について統計学的検討を加えている。これまでに、3例のインフルエンザ脳症患者(1歳男、1歳女、6歳男)と1例のロタウイルス関連脳症患者(2歳男)、感染症との関連が不明の急性脳症患者2名(1歳女、2歳男)を集積した。重度の後遺症を残したものは、インフルエンザ脳症患者1名とその他の急性脳症患者1名であった。現時点までの生化学データの解析では、サイトカイン産生過程の副産物と考えられる、尿中β2ミクログロブリン値が、急性脳症患者の重症度と関連する傾向が認められている。一方、白血球細胞表面マーカーの解析では、感染に対する初期の免疫応答を反映すると考えられる、CD56陽性NK細胞のCD69陽性率はインフルエンザ脳症患者で高い傾向にあるが、予後との関連は明らかではない。尿中β2ミクログロブリンは多くの基幹病院で測定可能であるため、急性脳症患者の早期の重症度予測や予後予測の簡便なマーカーとして応用が期待される。今年度もさらに症例数を増やして、解析をすすめていく予定である。インフルエンザ脳症(Flu脳症)などの感染症関連脳症は、高率に後遺症を残す、小児期の重篤な急性神経疾患の一つである。しかし、感染症関連脳症の病初期に患者の重症度を迅速に判断し、予後を予測することは困難であり、経過観察を行い、その病因・病型を推定し、治療を進めているのが現状である。我々は、2007年1月から九州大学病院に入院し、加療を受けた小児期の感染症関連脳症患者の集積を行い、臨床データの解析と発症初期の血液、髄液、尿を用いた検査データの解析を行い、臨床症状との関連について検討を加えている。これまでに、7例のFlu脳症患者(1歳男3例、1歳女、4歳女、6歳男、9歳女)、3例のロタウイルス感染症関連脳症患者(0歳女、1歳男、2歳男)、1例のアデノウイルス感染症関連脳症感染症(0歳男)、原因不明の急性脳症患者8例(0歳女、1歳男、1歳女2例、2歳男、3歳男、7歳女、8歳男)を集積した。ロタウイルス感染症関連脳症1例は出血性ショック脳症を呈し、死亡した。他、重度の後遺症は、Flu脳症患者2例、ロタウイルス感染症関連脳症1例とその他の急性脳症患者1例にみられた。生化学データの解析では、サイトカイン産生過程の副産物と考えられる、尿中β2ミクログロブリン値が、急性脳症患者の予後と関連する傾向が認められている。白血球細胞表面マーカーの解析では、感染に対する初期の免疫応答を反映すると考えられる、CD56陽性NK細胞のCD69陽性率はFlu脳症患者で高い傾向にあるが、予後との関連は明らかではない。また、予後不良な出血性ショック脳症例と痙攣重積型脳症例の病初期における血液中、髄液中サイトカインの解析では、前者は病初期より著明な高サイトカイン血症を示したのに対し、後者では、軽度の上昇にとどまり、病態の違いを示唆した。感染症関連脳症では、発症早期の的確な診断とintensiveな治療の開始が予後改善に重要と考えられ、早期診断に有効な、簡便かつ迅速なバイオマーカーが必要とされている。我々は、尿中β2-microglobulin (BMG)補正値が、急性脳症の神経学的予後に相関があることを平成21年度の研究で報告した。本年度は、症例を増やし、尿中BMG補正値のウイルス関連脳症の病型による早期診断における有用性を検討した。

対象者は小児153名(男91女62)。疾患の内訳はインフルエンザ(Flu)脳症7名、HHV-6(7)脳症6名、Rota脳症3名、その他の脳症34名、複雑型熱性けいれん66名(内Flu22名、HHV-6/74名)、異常行動37名であった。尿中BMG補正値(X100μg/gCr)中央値はFlu脳症43、HHV-6(7)脳症69、Rota脳症306、その他の脳症40、複雑型熱性けいれん40、異常行動46であった。尿中BMG補正値の異常高値患者はFlu脳症1例、HHV6脳症1例、急性壊死性脳症(HHV6脳症)1例、出血性ショック脳症3例(1例はロタ脳症)の計6例で、死亡または重度の後遺症を残していた。急性脳症患者の尿中BMG補正値を予後別に比較すると、死亡群+重度後遺症群は回復群と比較して有意に高値を示した(p<0.001)。早期の尿中BMG補正値は急性脳症患者で高く、著増例は死亡あるいは重度の後遺症を残していたことから、早期の尿中BMG補正値の上昇は脳症の予後不良因子と考えられ、尿中BMG補正値は急性脳症の早期の重症度診断に利用できる簡便なマーカーと考えられ、積極的に抗サイトカイン療法を行う根拠となりうると考えられる。ただし、けいれん重積型脳症例に関しては尿中BMGの低値例も重度の後遺症を残しており、予後判定には脳症病型も考慮する必要がある。
光線記述に基づく3次元空間共有通信の基礎研究

本研究課題では,平面的な2次元画像による現在の「画像通信」から,3次元空間そのものの共有を目的とした「3次元空間共有通信」へと飛躍するべく,その実現に向けた技術課題を体系的に明らかにし,個々の課題に対する基礎研究を行った.1.3次元空間共有通信のビジョンと3次元空間符号化技術の課題に関する調査・検討従来の3次元画像技術ならびに将来の3次元空間共有通信へ向けた内外の研究動向を調査し,その基盤となる3次元空間符号化技術の研究課題を整理した.2.3次元空間情報の光線記述法の理論的体系化に関する検討従来の「画像」を基本単位とする視覚情報の処理技術を,「光線情報」の処理技術として体系的に整理した.さらに,光線情報と各種視覚情報の相互変換手法および包括的な視線情報通信システムについて検討した.3.3次元空間情報の効率的サンプリングに関する検討複数のカメラを用いて3次元空間情報をサンプリングする(撮影する)撮像系を構築した.さらに,能動的に3次元形状を計測するシステムを導入し,3次元構造情報を計測しながら,3次元空間の光線情報を効率的にサンプリングする手法について検討した.また,正投影画像の集合として,3次元空間情報を取得する撮像系を構築し,その可能性を実験的に検証した.4.光線情報の統計的冗長圧縮符号化の検討動き補償DCT変換符号化などの2次元画像統計的冗長圧縮符号化を,光線情報へ適用し冗長圧縮の観点からその有効性と特性の限界を探った.さらに,統計的冗長圧縮の成果を基に,光線情報を領域分割して構造化する手法について検討した.5.没入型3次元スクリーンシステムにおけるヒューマンインターフェースの検討本研究課題では,平面的な2次元画像による現在の「画像通信」から,3次元空間そのものの共有を目的とした「3次元空間共有通信」へと飛躍するべく,その実現に向けた技術課題を体系的に明らかにし,個々の課題に対する基礎研究を行った.1.3次元空間共有通信のビジョンと3次元空間符号化技術の課題に関する調査・検討従来の3次元画像技術ならびに将来の3次元空間共有通信へ向けた内外の研究動向を調査し,その基盤となる3次元空間符号化技術の研究課題を整理した.2.3次元空間情報の光線記述法の理論的体系化に関する検討従来の「画像」を基本単位とする視覚情報の処理技術を,「光線情報」の処理技術として体系的に整理した.さらに,光線情報と各種視覚情報の相互変換手法および包括的な視線情報通信システムについて検討した.3.3次元空間情報の効率的サンプリングに関する検討複数のカメラを用いて3次元空間情報をサンプリングする(撮影する)撮像系を構築した.さらに,能動的に3次元形状を計測するシステムを導入し,3次元構造情報を計測しながら,3次元空間の光線情報を効率的にサンプリングする手法について検討した.また,正投影画像の集合として,3次元空間情報を取得する撮像系を構築し,その可能性を実験的に検証した.4.光線情報の統計的冗長圧縮符号化の検討動き補償DCT変換符号化などの2次元画像統計的冗長圧縮符号化を,光線情報へ適用し冗長圧縮の観点からその有効性と特性の限界を探った.さらに,統計的冗長圧縮の成果を基に,光線情報を領域分割して構造化する手法について検討した.5.没入型3次元スクリーンシステムにおけるヒューマンインターフェースの検討1 3次元空間情報の光線記述法の理論的体系化に関する検討従来の「画像」を基本単位とする視覚情報の処理技術を、「光線情報」の処理技術として体系的に整理した。これにより、3次元空間情報の光線記述法の立場から、新たに何ができるのか、生じうる問題点は何かなどを明らかにした。2 3次元空間情報の効率的サンプリングに関する検討ビデオマトリクススイッチャをコンピュータ制御して、適応的にカメラを選択することにより、効率的かつ自由度の高い3次元空間撮像システムを実現するための検討を行った。また、複数のカメラを適応的に用いて3次元空間情報をサンプリングする(撮影する)撮像系の基礎検討を行った。3光線情報の統計的冗長圧縮符号化の検討動き補償DCT変換符号化などの2次元画像統計的冗長圧縮符号化を、光線情報へ適用し、冗長圧縮の観点からその有効性を検討した。3次元空間情報のサンプリング手法に関する検討テレセントリックレンズを用いることにより、正投影画像に基づく空間情報の取得を実現するシステムを実装した。このシステムによって空間の光線情報が効率的に得られ、任意視点における写真品質の画像合成を容易に行うことが可能になった。また、合成画像の品質と、システムの制御方法に関する基礎的な検討を行った。光線情報の圧縮手法に関する検討仮想オブジェクト面の概念を提案し、被写体の構造的要素を有効に利用しつつも、基本的には波形的手法で冗長度を圧縮する手法を明らかにした。この手法は、画像再合成時においても段階的な表示が可能であり、例えば観察者が視点を移動させている間はCG品質の画像を表示し、観察者が止まったところで徐々に写真品質の画像へと復号していくことができる。また、仮想オブジェクト面は、様々な形で定義することが可能であり、高速画像合成と圧縮率の2つの観点から、適切な定義の仕方について基礎的な検討を行った。没入型3次元スクリーンシステムにおけるヒューマンインタフェイスの検討没入型3次元スクリーン環境において、鏡を利用することにより、手元に違和感なく3次元像を提示する手法を提案・実装した。鏡には周囲を囲むスクリーンの映像が映り込んでいて、観察者の視点位置・方向と鏡の位置・向きに応じて、光線理論に基づきスクリーン上に適切な像を描画する。

特殊な電子デバイスではなく、単純な鏡をインタフェイスとして用いるため、スクリーン描画を変更するだけで様々な用途に利用可能である点に、本手法の利点がある。本手法を応用し,空間をキャンパスにした作画インタフェイスや、多人数による同時観察インタフェイスを実装した。1.光線情報と各種視覚情報の相互変換手法の確立および包括的な視覚情報通信システムの検討体系化された光線記述法の理論に基づき、ステレオ画像・多眼画像・ホログラムなどの各種視覚情報と光線の相互変換手法を確立し、これによって個々の視覚情報に依存した通信システムを統合的に扱う理論基盤を与え、次世代の視覚情報通信システムに関する包括的な議論へ導いた。2.3次元形状入力とカメラアレイを組合わせた3次元空間情報のサンプリング手法に関する検討能動的に3次元形状を計測するシステムで3次元構造情報を計測しながら、3次元空間の光線情報を効率的にサンプリングする手法について検討を進めた。カメラアレイシステムによる手法との併用により、安定動作するシステムを構成した。3.光線情報の構造的記述と波形的記述を融合した情報圧縮に関する検討統計的冗長圧縮の成果を基に、光線情報を領域分割して構造化する手法について検討した。被写体の構造情報を推定する操作と、光線情報を構造化する操作の相違点について整理分類した。4.研究のとりまとめ個々の要素技術に関する成果を整理し、システムの構成法としてまとめた。
国会議事堂の建設地決定の経緯に関する研究

本研究では、国会議事堂の位置を日比谷練兵場内に示したJ.コンドルの官庁集中計画(明治18年)について調査し、計画への経緯やコンドルの計画意図を明らかにした。また、議事堂の位置を初めて永田町に示したW.ベックマンの官庁集中計画(明治19年)について調査し、断片的ながら、ベックマンの調査・情報収集過程に関する新事実を明らかにした。さらに、議事堂建設に関する政府委員会の議事録を調査し、建設地が実質的に最終決定されたのは、議院建築準備委員会(明治43年)であったことを明らかにした。平成21年度においては、前年度までに行ってきた関係史料や新聞・雑誌記事に関する予備的な調査を拡充、徹底した。予備調査の成果も含め、これまでの主な研究成果は以下の通りである。関係史料の調査については、まず、エンデ・ベックマン事務所がベックマンの来日(明治19年4月末)前に日本政府に送った書簡(一部は既存研究で翻訳済み)を改めて全文翻訳した。その結果、同事務所は、官庁や議事堂の建設候補地域について、等高線が描かれた地形図を用意しておくように要請していたことが分かった。ベックマンが東京の地形に強い関心を寄せていたことを示している。また、議事堂の建設地を永田町とすることが閣議決定されたのは明治20年4月と言われるが、明治期の公文書を詳細に調査した結果、これを裏付ける史料は発見できなかった。ただし、明治20年4月9日に臨時建築局が内閣に対し、日比谷練兵場に仮議事堂を建設するための予算の追加を建議していることが分かり、議事堂の建設地は、少なくとも4月9日以前に日比谷練兵場以外に決定されていたことが明らかになった。新聞・雑誌記事については、時事新報、讀賣新聞、東京輿論新誌の明治19年20年の記事を網羅的に調査した。その結果、ベックマンの来日以前の記事では、そのほぼすべてが、議事堂は日比谷練兵場やその付近に建設するとの伝聞を報じている。一方、来日以降では、永田町に建設することが決まったとする伝聞記事が圧倒的に多くなった。なお、東京輿論新誌の明治19年5月19日号にベックマンの意見を紹介する記事があり(一部、既存研究でも紹介がある)、それによれば、ベックマンは、永田町の利点を挙げ、議事堂の敷地は政府が決めている日比谷ではなく永田町になるかも知れないと述べている。これらの事実から、ベックマンの意見が議事堂の建設地決定に大きな影響を及ぼしたと言って間違いないと考えられる。平成22年度においては、新聞記事、W.ベックマンの日本旅行記、その他関係資料の調査を行った。主な成果を以下にまとめる。(1)新聞記事の調査:昨年度調査した時事新報、讀費新聞に加えて、朝野新聞、郵便報知新聞、東京日日新聞、朝日新聞を対象とし、明治19年20年の2年間の全記事を調査した。その結果、(1)議事堂の建設地に関しては、明治20年4月とされる閣議決定をはじめ、政府の公式発表に関する記事は無かった、(2)新聞は、日比谷の地質調査や土地の買上・引渡などの事実を通して、議事堂や諸官衙の計画を推測して報道していた、(3)ベックマンの調査・計画についての記事がほとんどない中、ベックマンの指示により市中の写真を撮るための足場が組まれたというニュースが、詳細な内容で幾つかの新聞で報道された、などの事実が明らかになった。一方、新聞には、これまでの知見の確認という意味での意義ある記事は多いものの、新事実の発見には限界があることも分かってきた。一般雑誌についての追加調査も予定していたが、同様の限界が感じられたので、網羅的な調査は中止し、適宜、参考となる記事を見つけ調査する方針に変更した。(2)ベックマンの日本旅行記の調査:既存研究による翻訳は抄訳であるため、本研究において、来日以降2週間程度の日記について全訳を行った。その結果、詳細は省くが、ベックマンの東京の地形に関する関心の強さや、実際に彼が行った調査の過程を知る幾つかの事実を知ることができた。(3)その他関係資料の調査:第一に、閣議決定をはじめ、関連する政府発表の事実を知るために、明治19年20年の政府官報について網羅的な調査を行った。しかし、特別に新たな知見を得ることはできなかった。第二に、議事堂建設に関する政府資料、当時の関係する学会誌等について、より詳細な調査を行う必要性を認識し、次年度に向けて、関係する種々の文献を入手、整理した。前年度までの調査で、国会議事堂の敷地については、明治20年4月の閣議決定以降も、議院建築準備委員会(明治43年)、議院建築調査会(大正6年)などで議論が続けられていたことが分かった。平成23年度においては、これら委員会の議事録などの政府資料や、関連する新聞/雑誌記事を調査した。

また、建築家ジョサイア・コンドルが太政官雇技師として明治18年1月に立案した官庁集中計画(第一案)に、議事堂の位置が日比谷練兵場内に示されていたことに注目し、同計画の経緯や計画意図について調査を行った。ここでは、紙幅の都合上、前者(委員会の資料等)の調査で判明したことに限り、主だった史実を示す。1)「帝国議会議事堂建築報告書」(大蔵省、昭和13年)に、敷地を永田町とした理由が記されているが、その理由が初めて示されたのは、議院建築準備委員会の第一号議案(敷地)での審議で、妻木頼黄(当時、大蔵省臨時建築部技師)によるものであった。2)同委員会では、辰野金吾らが予定敷地及び周辺の土地利用・道路幅員、地質状況への懸念から、永田町案に反対の意見を表明し、敷地問題を議論する特別委員会が設置された。しかし、特別委員会での議論の末、他に適当な敷地がないなどの理由から、予定通り永田町とする方針で合意された。3)議院建築調査会では、上記準備委員会での議論の結果が確認されたのみで、敷地は予定通り永田町とされた。すなわち、議事堂敷地を永田町とすることは、実質的には議院建築準備委員会で決定されたと解される。4)明治20年4月の閣議決定については、「帝国議会議事堂建築の概要」(大蔵省、昭和11年)以降、種々の文献に紹介されてきたが、上記準備委員会・調査会においては、閣議決定の事実に言及する発言はなかった。なお、閣議決定の事実を初めて紹介したと思われる文献は大熊喜邦が「建築雑誌」に寄せた「議院建築計画の沿革と懸賞図案」(396号、大正8年)である。
認知マッピングとトートロジー

本年度の成果は、大きく3つにまとめられる。第一に、メンタル・スペース理論の枠組みで非現実世界に言及する「この映画で{は/も}ヒッチコックはヒッチコックだ」のようなトートロジーが持つ解釈を論じた。このトートロジーは14通りの読みを持つが、これらの読みは、スペース間結合トートロジーとしての解釈と差異否定型トートロジーとして解釈とに大きく分類される。前者の場合、トートロジーはあるスペースの要素が別のスペースのどの要素に対応するかを述べ、介在するコネクターに応じて解釈の複数性が生じる。後者の場合、あるスペースの要素が別のスペースにおいてもその属性を維持していることを述べ、スペースの多様性に応じて解釈の複数性が生じる。第二に、日本語とフランス語の差異否定型トートロジーの異同を記述した。両言語に共通する解釈スキーマを仮定することができる一方で、細部において相違点が観察される。日本語のトートロジーは、フランス語のトートロジーと異なり、主語と属詞が同一形態でなければならないという制約に従っており、ある程度構文化されていると考えられる。また、フランス語ではトートロジーに対応する否定文が完全に容認されるのに対して、日本語では「MではXはXだ」の否定として「MではXがXでなくなる」あるいは「MのXはXではない」の方が自然である。これは、一般に日本語のコピュラ文が、フランス語のコピュラ文と異なり、主語と属詞の形態的同一性を要求するという事実からの帰結である。第三に、差異否定型トートロジーと共起することが多い条件文と譲歩文の分析を開始した。条件文はもっぱら何らかの結論に対する論拠として機能し、この機能を条件文の定義とするべきであるという言語内論証理論的分析を批判し、条件文が正当化する結論は言語学的に見て均質的でなく、これらの結論を無定義概念とすることには問題があることを論じた。
データマイニングにおける特徴(属性)選択の研究

本研究は、データマイニングにおける特徴(属性)選択法の開発を目的としている。一般にデータ解析やデータマイニングにおいては、常にサンプルの集合と個々のサンプルを記述する特徴の集合を対にして考える必要がある。本研究では、判別解析のための特徴選択法と、相関分析のための一般的な相関評価法の開発を目標としたが、以下のような成果が得られた。1)判別解析のための特徴選択法判別の機構を設計するとき、与えられるサンプルの数が有限である以上、サンプルの記述に用いられる特徴を新たに付加することが、必ずしも判別の精度向上につながらない。このような性質を、近隣グラフの概念を使って理論的に示した。つぎに、クラス間の分離能力と、クラスの記述の一般性を同時に評価する特徴選択の方法として、変形0-1整数計画に基づくアルゴリズムを開発した。また、より簡便な方法として、Generality ordered mutualneighborhood graphとGenerality orderedinterclass mutualneighborhood graphとよぶ、2つの新たな近隣グラフに基づく特徴選択アルゴリズムを開発した。2)相関分析のための一般化された相関係数相関分析において、特徴間の相関の程度を評価する尺度が有用である。本研究では、2つの特徴の間に因果性があれば、例えば任意の関数のグラフのように、サンプルの集団は、そのようなグラフに沿った幾何学的に薄い構造を有する。このようなサンプルの分布の幾何学的な厚みを合理的に評価する尺度として、カルホーン相関係数を提案した。3つ以上の特徴間の因果関係を評価可能な尺度の開発が、今後の課題である。本年度の研究目標は、識別能力の評価とクラス概念の記述の一般性を同時に最適化するような、変形0-1整数計画を利用した、判別分析のための新しい「特徴選択アルゴリズム」を開発することであった。具体的には、サンプル対が生成する特別な形の領域に含まれるサンプルの数を用いて、分離の程度を表現する尺度と記述の一般性を評価する尺度を構成する。これらの尺度に関する制約条件式の下で、選択すべき特徴数を最小化する、変形0-1整数計画法のアルゴリズムの構成である。C言語によるアルゴリズムの記述を完了し、種々の人工データと実データによって、初期の目的が達成されているかどうかを評価した。その結果、(1)ソナーデータ(シドニー大学)による検証では、60特徴のうち、機雷と岩礁の区別に有用な特徴はただ1つしか存在しないことが見いだされた。この結果は、C4.5等の決定木による結果とは大きく異なる。(実際、C4.5では、56個の特徴が重要な特徴として、選択され、60パーセント台の正答率しか得られていない)一方、選択された1個の特徴によって、最短距離法という最も単純な認識法で99パーセントの認識率が得られることから、提案のアルゴリズムの有効性が確認された。(2)手書き漢字認識(電総研のデータベースETL-8を使用)によって、対象文字種、対象サンプルによって識別に使用する特徴の組を動的に変化させる文字認識法についても考察した。その結果、平均的に大幅に特徴数を減らしても高い認識率の得られることを確認した。(3)(1)および、(2)の成果は、2000年6月にベルギーのブリュッセルで行われた国際会議OSDA-2000において報告した。平成13年度の研究目標は、相関分析における特徴選択法の確立であった。多次元データに埋もれた因果関係を見いだす相関分析は、データマイニングにおける主要なテーマの一つである。もし、多次元データの中に関数構造のような因果関係が存在するとすれば、因果関係を与える特徴の組に関して、データは幾何学的に薄い構造を有するはずである。したがって、指定した特徴の組について、幾何学的に薄い構造か否かを評価する方法を見いだせば良い。与えられた有限個のサンプル群が、指定された特徴の組に関して幾何学的に薄い構造を有するとすれば、サンプル群は特定の領域に偏って存在すると考えられる。

したがって、サンプル群が空間全体に均質に散布している状態に比して、どの程度狭い範囲に偏って散布しているかを合理的に評価する機構を開発すれば良いことになる。このような考え方に沿って、まず特徴が2つに限定されているときに、カルホーン相関係数を開発した(電子情報通信学会論文誌採録)。任意の2つのサンプルを指定したとき、そのサンプルを横切る、座標軸に垂直・水平の4本の軸を引き、生成された9つの領域に含まれるサンプルの数(サンプル含有数)を数える。つぎに、サンプル対を変化させて、各領域におけるサンプル含有数の総計(総合サンプル含有数)をとる。カルホーン相関係数は、総合サンプル含有数の最小値と最大値の比を用いて、サンプル群の偏りを評価する。カルホーン相関係数は、良く知られたピアソンの相関係数のように、直線的な関係に高い評価値を与えるばかりでなく、指数関数、各種多項式関数、さらに、線形的関数の重ね合わせなど、幾何学的に薄い多くの因果関係に高い評価値を与える。今後、カルホーン相関係数のさらなる改良を行うと同時に、3つ以上の特徴の組に適用可能な、より一般的な評価法の開発を試みる。
インプラントのoffset 配列が周囲骨に及ぼす影響の検証

インプラントの長期的な安定のためには,適切なインプラント配置が重要である.近年,インプラント配置と応力の関係性を明らかにするために,多数の生体力学的解析が行われてきたが,同一条件で複数の解析を行った研究は認められない.本研究では下顎臼歯部欠損モデルにおいて,オフセット配置による生体力学特性を模型実験と三次元有限要素解析を用いて比較検討した.その結果,すべてのモデルで荷重側の圧縮ひずみが最も大きくなった.また,両解析の応力分布は同様の傾向を示した.以上のことから,下顎臼歯部欠損において,オフセット配置がストレート配置と比較し,生体力学的に必ずしも有効であるわけではないことが示唆された.超高齢社会を迎えた現在,インプラント治療を長期的な成功に導くためには,力学的因子が重要である.負担過重に由来するインプラントと骨界面へのストレス集中は,骨吸収を招くことが報告されている.インプラントを3本埋入する場合,直線状に配列するかわりに,そのうち1本を23 mm横へずらすこと(offset配列)により,インプラントに加わる水平圧を減少できるとされている.しかし,この方法が顎骨周囲に及ぼす影響を検討した研究は少ない.そこで本研究では,offset配列が顎骨周囲に及ぼす力学的影響について,三次元有限要素解析法とストレインゲージ法を用いて分析し,適切なインプラント体の配列位置を明らかにすることを目的とした.そこで,まずは直線配列において,ストレインゲージによる模型実験と三次元有限要素解析を用いて荷重試験を実施し,三次元有限要素解析法の応力値の結果の妥当性の検討を行った.その結果から,両者の解析結果が一致し,両解析法の妥当性が示唆された.現時点は,offset配列における力学的影響を検討するため,offset配列の実験模型の製作と三次元有限要素解析モデルの構築を行っている.今後は,両解析の結果をもとに,offset配列がインプラント周囲骨に及ぼす力学的影響について検討を行う予定である.現在は,offset配列における力学的影響を検討するため,offset配列の実験模型の製作と三次元有限要素解析モデルの構築を行っている.最も困難な点は,模型実験の変位および応力値を再現した三次元有限要素解析モデルを構築することである.模型実験の結果を再現するために,条件やモデル構築時に様々な設定が必要であり,現在はその再解析を行っているため,進行がやや遅れている.1「目的」.インプラントの長期的な安定のためには,適切なインプラント配置が重要である.近年,インプラント配置とインプラント周囲の応力の関係性を明らかにするために,多数の生体力学的研究が行われている.下顎臼歯部欠損に複数のインプラントを埋入する際の配置に関して,幾何学解析や三次元有限要素解析(finite element analysis: FEA),模型実験等が行われている.しかし,同一の条件で複数の解析を行った研究は認められない.そこで本研究では,下顎臼歯部欠損において,オフセット配置によるインプラント周囲骨の生体力学的効果を明らかにすることを目的に,ひずみゲージによる模型実験とFEAを用いて比較検討を行った.2.「方法」.擬似下顎骨にインプラント体を3本埋入し,3カ所の荷重点を設定したチタン製上部構造体を装着したモデル(実験モデル)を製作した.インプラント体を直線配置させたモデル,ほかの2つは,インプラント体を頬・舌側にそれぞれ1 mmずつオフセットさせたモデルとし,インプラント体の配置の異なる3種類の実験モデルを製作した.さらに,第一大臼歯相当部インプラント周囲骨に4枚のひずみゲージを貼付した.実験モデルをCT撮影し, FEAモデルを製作した.実験モデルと,FEAモデルの3つの荷重点に100 Nの垂直荷重を加えた.被圧変位量およびインプラント周囲骨のひずみを実験モデルとFEAモデルで比較検討した.3「結果」.実験モデル,FEAモデルともに,全ての配置で中央荷重時の被圧変位量が最も小さかった.ひずみの解析については,3種類全ての配置で荷重側の圧縮ひずみが最も大きかった.3種類のモデルにおける,応力分布は同様の傾向を示した.4「結論」.下顎臼歯部欠損において,オフセット配置がストレート配置と比較し,生体力学的に必ずしも有効であるわけではないことが示唆された.インプラントの長期的な安定のためには,適切なインプラント配置が重要である.近年,インプラント配置と応力の関係性を明らかにするために,多数の生体力学的解析が行われてきたが,同一条件で複数の解析を行った研究は認められない.本研究では下顎臼歯部欠損モデルにおいて,オフセット配置による生体力学特性を模型実験と三次元有限要素解析を用いて比較検討した.その結果,すべてのモデルで荷重側の圧縮ひずみが最も大きくなった.また,両解析の応力分布は同様の傾向を示した.以上のことから,下顎臼歯部欠損において,オフセット配置がストレート配置と比較し,生体力学的に必ずしも有効であるわけではないことが示唆された.現時点は,offset配列における力学的影響を検討するため,offset配列の実験模型の製作と三次元有限要素解析モデルの構築を行っている.今後は,両解析の結果をもとに,offset配列がインプラント周囲骨に及ぼす力学的影響について様々な観点から検討を行う予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。インプラント補綴歯科28年度が最終年度であるため、記入しない。
非アルコール性脂肪性肝炎における肝臓類洞内皮細胞の超微細構造変化に関する研究

非アルコール性脂肪性肝炎、NASHは動脈硬化の独立した危険因子で心筋梗塞や脳血管障害の発症および死亡に強く関与しており、法医解剖でよくみられる疾患のひとつである。しかし、その病態機序には不明な点が多く、生命予後を改善させる薬剤も開発されていない。申請者らは2つのNASHマウスモデルにおいて、まず類洞内皮傷害が起こり、その後にKupffer細胞や肝星細胞が異常に活性化し、肝硬変へと進展していくことも明らかにした。本研究は、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の病態進展における類洞内皮の構造変化とこれに関与する形態学的ならびに機能的関与因子を解明することで、類洞内皮細胞傷害の抑制がNASHの病態進展を抑制できるかを明らかにすることを目的としている。平成26年度は、以下の3つを明らかにした。1NASHにおける肝臓類洞内皮の超微細構造変化の解明:長期間投与によりNASHを引き起こすコリン欠乏食(CDAA)、または高脂肪食(HFD)投与後にマウス肝臓を摘出し組織標本を作製する。電子顕微鏡検査を行うことで類洞内皮の超微細構造変化を明らかにした。この類洞内皮の超微細構造変化は、CDAA、HFD投与早期である単純性脂肪肝の状態で既に発現しており、慢性期には増悪していることが分かった。2類洞内皮傷害への形態学的関与因子の検索:同時期のマウスから得られた肝臓を用いて特殊染色や免疫染色を行い、類洞内皮細胞傷害の病態進展に関与する形態学的な因子を明らかにした。結果、線維化、脂肪沈着、類洞内皮傷害が起こっていることが確認できた。3類洞内皮傷害への機能的関与因子の検索:同じく、同時期の肝臓組織と血液、尿を用いて、炎症関連分子のタンパク質やmRNAの定量、さらに生化学検査、脂質代謝検査を行うことで類洞内皮細胞傷害に関与する炎症・線維化関連分子などの機能的因子を明らかにした。結果、形態学的変化が起こるより以前に、類洞内皮傷害、炎症や線維化関連遺伝子のmRNAの上昇が起きていた。さらに、肥満、インスリン抵抗性、脂質異常症なども確認できた。法医学は、これまで予防医学に関する多くの提言を行ってきたが、メタボリック症候群も我が国の予防医学における克服すべき課題の一つで、法医学にとって重要な研究対象である。NASHは、肝疾患であると同時にメタボリック症候群の一つでもある。NASHは動脈硬化の独立した危険因子で心筋梗塞や脳血管障害発症に強く関与しているが、現在のところ生命予後を改善させる薬剤は開発されていない。治療薬がない原因としては、NASHの病態が不明であり、研究が進んでいないことが最も寄与していると考えられる。これまでにNASHは糖尿病や脂質代謝異常に着目して病態に迫ることが一般的であったが、NASHと類洞内皮傷害の関連に着目した研究はなかった。類洞内皮細胞は肝細胞に接して存在し、また、機能的にも血液と肝細胞の間で物質交換を行うなど肝細胞と密接な関係にあるため、肝細胞と類洞内皮細胞は深く関与していると考えられる。さらに、近年、肝臓線維化を促進する肝星細胞と類洞内皮細胞が密接に関連することが明らかになった。我々はNASHの病態進展における類洞内皮の構造変化とこれに関与する形態学的ならびに機能的関与因子を解明することで、類洞内皮細胞傷害の抑制がNASHの病態進展を抑制できるかをNASHモデルであるコリン欠乏食モデルおよび高脂肪食モデルマウスを用いて検証した。その結果、NASHの病態において、まず類洞内皮傷害が起こり、その後にKupffer細胞や肝星細胞が異常に活性化し、肝硬変へと進展していくことを明らかにした。これにより類洞内皮傷害の抑制がNASH進展の抑制や回復に有効であり、新規治療法開発へと繋がる可能性を示した。平成26年に計画していた、NASH病態早期および進展期の変化をみるために、コリン欠乏食(CDAA)および高脂肪食(HFD)を用い検索を行った。これらの特殊飼料を与えた場合、どのタイミングが病態早期あるいは進展期なのかが最も難しい問題となるが、予備実験を行い、タイミングの決定がスムーズに進んだ。また、血清検査や電子顕微鏡のための標本作製の際、再現性の低さで違いが出たのか本当の病的変化で違いが出たのかが問題とあるが、同じく予備実験を行うことで、ほぼ同一の条件で実験を進めることができた。法医学これまでの研究により、類洞内皮傷害がNASH病態の進展と相関することが示された。今後はこの類洞内皮傷害そのものがNASH進展に促進的に働くのか、それともNASH進展に対して二次的に発現しているだけなのかを明らかにする。そのために、コリン欠乏食(CDAA)あるいは高脂肪食(HFD)を与えたマウスに対して、血管の分化に影響を与えうる薬剤を投与し、病態進展が促進や抑制されるのか、あるいは変化がみられないかを検証する。