hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト白血病発症における,癌抑制遺伝子WT1の役割の解析

1.突然変異のない野生型のWT1遺伝子は,白血病のみならず,肺癌などの固形がんでも高発現しており,WT1アンチセンスオリゴマー処理により,細胞増殖が抑制された。2.WT1アンチセンスオリゴマー処理により,白血病細胞K526は,cell cycleのG_2/Mでarrestした。5.WT1タンパクと結合する新規結合タンパクをクローニングし,WTIPと名付けた。WTIPは,splicesomeに局在し,splicing factorと考えられる。WT1遺伝子は、Wilms'tumorではtumor suppressor geneとして機能しているが、白血病や固形がんの一部(大部分)では、oncogenicな機能を果たしている。この機能の2面性は、WT1タンパクと、WT1タンパクに結合し、WT1タンパク機能をmodifyするWT1結合タンパクによって生じると考えられる。そこで、WT1結合タンパクの単離を試みた。WT1を高発現している白血病細胞株K562から、WT1タンパクを結合させたカラムを用いて、WT1結合タンパクを単離し、クローニングし、WTIPと命名した。このタンパクは分子量120KDaで、957コのアミノ酸からなり、アミノ酸配列を141217番目に、WWドメイン(Pro-richなりガンドとのタンパク-タンパク相互作用を担うドメインであり、Trp(w)-21a.a.-Trp(w)-21a.a.-Proという共通なモチーフをもち,Trp(w)が2コあるため、WWドメインとよばれる)をもち、このWWドメインが15コのアミノ酸配列をはさんでタンデムに2つ存在した。このような構造は、pre-Mrna splicing factorであるyeast PRP40やFBP21に共通した構造であるので、WTIPもpre-Mrnaのsplicingに関与している可能性が高い。またWTIPアンチセンスオリゴマーで白血病細胞を処理すると、その増殖が著名に抑制され、細胞増殖に重要な役割を果たしていることが明らかになった。WTIPノックアウトマウスを作製し、WTIPの機能を明確にしたい。
三次元画像解析法を応用したヒトの日常動作における体平衡障害の解析

三次元画像解析による体平衡の定量的評価法を開発し,前庭機能障害患者の平衡障害の特徴を研究した。マン姿勢起立時の頭部、肩、腰の動きを三次元座標における運動として記録、まず、フーリエ変換法により周波数分析を行い、0.12Hzのハイパスフィルタ処理(フーリエ逆変換)を行った後に、積分処理を行い身体動揺・偏倚量を定量的に評価した。本解析により次の知見を得ることができた。1)代償期の一側前庭機能障害患者では、健常被験者に比較して有意に身体各部の動揺が大きい。2)健常被験者では、頭部動揺が肩動揺に比較して大きい(p<0.05)のに対し、一側前庭障害患者では逆に頭部動揺の方が肩動揺より小さい(p<0.05)。これは動揺が高度となると、頸筋による姿勢制御機構が働き、頭部動揺を抑制しようとする生体防御反応と考えられた。3)一側前庭障害患者の頭部と肩動揺は高い相関性があり、頭部と肩が硬直した状態で動揺していることを示した。以上のように、本方法により身体動揺・偏倚の立体的な定量評価が可能となり、従来の分析では評価できなかった前庭障害症例の体平衡障害の特徴を詳細に分析できることが確認された。今回の研究で下記の成果を得た。1.身体各部運動の三次元画像解析の検討[概要]一側前庭障害患者のマン姿勢、足踏み動作の異常を検討した。被検者は、身体各部位に直径2cmの反射マーカーを張り、上記の姿勢・動作を行い、ビデオカメラ2台で撮影した。画像をコンピュータに取り込み、1枚毎の画像に写つたマーカー位置を読みとった。カメラ2台分のマーカー位置データとキャリブレーション値を元に、3次元座標を計算した。[結果]単相関、偏相関を用いた解析結果を示す。健常成人では、身体各部の動きに一定の傾向がなかった。一側前庭障害患者では、明らかに頭部と体幹が固定して姿勢を維持しようとしていた。前庭頸反射の異常によるものか推察した。2.足圧記録の検討[概要]フォースプレート上で静止直幸した被検者の水平分力が、垂直分力中心の位置や、腰部(体重心位置)の動きと、どのように関係しているかを検討した。[結果]水平分力の最大値は、健常人20名の平均値±標準偏差で、前後方向が14.7±1.3ニュートン、水平方向が6.6±2.7ニュートンであった。垂直分力よりは、かなり小さな力ではあった。水平分力と動揺方向の関連については、水平分力波形の方向は、垂直分力波形とほぼ一致し、垂直分力加速度波形とは方向が逆転した。速度波形とは、明らかな関係は認めなかった。水平分力波形と腰部波形との関係も、足圧中心波形とほぼ同様であった。以上が今年度の成果であるが、3次元画像解析は様々な受動、能動運動の解析に威力を発揮する事がわかった。次年度もさらに発展させていく予定である。マン姿勢起立時の頭部、肩、腰の動きを三次元座標における運動として記録、まず、フーリエ変換法により周波数分析を行い、0.12Hzのハイパスフィルタ処理(フーリエ逆変換)を行った後に,積分処理を行い身体動揺・偏倚量を定量的に評価した。2)健常被験者では、頭部動揺が肩動揺に比較して大きい(P<0-05)のに対し、一側前庭障害患者では逆に頭部動揺の方が肩動揺より小さい(P<0.05)。

以上のように、本方法により身体動揺・偏倚の立体的な定量評価が可能となり,従来の分析では評価できなかった前庭障害症例の体平衡障害の特徴を詳細に分析できることが確認された。
炎症の増幅回路の交感神経による活性化機構の解析と病態形成への関与

我々は、線維芽細胞や血管内皮細胞などの非免疫細胞に存在するケモカイン・IL-6の過剰産生機構である「炎症回路」を発見して解析を続け、最近では炎症回路が局所の感覚神経-交感神経の興奮によって過剰に活性化されることを証明した。また、定常状態のマウスでは重力に伴う神経活性化によって、第5腰髄背側血管での炎症回路が過剰に働くことが分かり、さらに、血中に中枢神経系抗原を認識する自己反応生T細胞が存在する場合には、この部位から中枢神経系に侵入して炎症が慢性化し、多発性硬化症に似た病態を形成することが判明した。この局所感覚神経-交感神経の活性化による血管機能変化をゲートウェイ反射と呼んでいる。本研究では、研究が進んでいる多発性硬化症モデル(EAE)に加え、ベーチェット病モデルである実験的自己免疫性ぶどう膜炎(EAU)を新たに利用してこれらの知見をさらに詳細に解析し、自己免疫疾患発症時における神経刺激の役割について明らかにすることを目的とした。EAUでは免疫後10日目からCD4 T細胞を初めとして免疫細胞の網膜への浸潤が認められた。この時期にマウスを暗所から明所へ飼育場所を移動させると、炎症性メディエーターであるインターロイキン6やケモカインの発現や網膜病態の臨床スコアも含め、網膜炎症の状態が変化することを見出した。このことは光の強度が網膜炎症に影響を及ぼすことを示唆しており、光ゲートウェイ反射の存在を示唆している。また、網膜炎症に対する新たな治療法に結びつく可能性が考えられる。これらの結果は学会等で発表し、また論文作製中である。28年度が最終年度であるため、記入しない。慢性炎症はさまざまな病気に関与することが最近明らかになっている。我々は、血管内皮細胞などの非免疫細胞に存在するケモカイン過剰産生機構「炎症回路」を発見し、そしてこの炎症回路が局所の神経活性化によって過剰に活性化されることを証明した。本研究課題では、研究が進んでいる多発性硬化症モデル(EAE)に加え、ベーチェット病モデル(EAU)を新たに利用してさらに研究を押し進め、自己免疫疾患発症時における神経刺激の役割に関して解析する。この目的のために、EAUをマウスを使って確立し、病状が発症する時点を同定した。さらに、病変部位局所の交感神経が活性化していることを見出した。「病は気から」という諺や鍼灸による疾患の治療など神経系と免疫系との関与は経験的に知られている。しかし、局所性の神経活性化、不活性化が直接、免疫臓器や疾患の標的臓器に作用する「神経シグナル系」に関しては、その生体内での役割とともに分子機構もほとんど判明していなかった。最近、私たちは重力による局所の神経活性化が、交感神経の活性化を誘導し、特定の局所血管に炎症を誘導する神経シグナル系を発見した。このことは、局所神経の活性化を介する血管系の制御が、中枢神経系(CNS)を含む各種臓器への免疫細胞の侵入口、期間、量を規定して「免疫、炎症反応」の強度を時空間的に制御するものと考えられた。この局所神経刺激を介する血管での免疫細胞の侵入口の形成機構は『ゲート反射』として名付けた。今年度に私たちは、中枢神経系の自己免疫疾患である多発性硬化症のマウスモデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を利用して、様々な局所神経刺激がどのように病態に影響を与えるのかを検討した。その結果、多くの病気に付随する痛みが、交感神経活性化を介してEAEの再発を誘導することを発見した。このことは、痛みが単なる病気の附属物ではなく、病態に影響を与えることを示している。そのメカニズムとして、痛みによる感覚神経活性化が脳の前帯状回に伝わり、交感神経を活性化、その後EAEの最初の炎症部位である腰髄の腹側の血管に炎症誘導機構である炎症回路を過剰に活性化させ、再発に至ることが分かった。重力刺激に続き、疼痛が交感神経を介して炎症回路を活性化させることを示した。これらの知見を論文として発表した。研究成果が論文発表に繋がったため。

このことは光の強度が網膜炎症に影響を及ぼすことを示唆しており、光ゲートウェイ反射の存在を示唆している。また、網膜炎症に対する新たな治療法に結びつく可能性が考えられる。これらの結果は学会等で発表し、また論文作製中である。多発性硬化症モデル(EAE)に加え、ベーチェット病モデル(EAU)を確立した。病状が発症する時点を同定し、自己反応生CD4+T細胞が浸潤する部位を特定する準備が整った。病変部位局所の交感神経が活性化していることを見出した。今後、この局所交感神経の活性化が、病態に与える影響を検討する。このように、研究課題は概ね順調に進展している。今年度の進捗が順調であったことから、これまでと同様に計画に沿って研究を推進して行く予定である。また、ベーチェット病モデルである実験的自己免疫性ブドウ膜炎など、他の疾患モデルでの交感神経活性化の役割についても検討していく。28年度が最終年度であるため、記入しない。我々は、神経系からの神経反射シグナルが慢性炎症の病態に影響を与えることを発見し、それがどのようなメカニズムによって調節されているか研究を続けている。多発性硬化症モデル(EAE)およびベーチェット病モデル(EAU)の病変部位局所の交感神経が活性化していることを見出したので、今後この局所交感神経の活性化が病態に与える影響を、薬剤等を用いた交感神経系の阻害実験などを利用して検討する。さらに、EAUモデルにおける自己免疫性CD4+T細胞の侵入部位を明らかにし、そしてどのような神経細胞種がこれらの調節に関与するか突き止める。
近世後期、小藩領の支配構造に関する比較史的研究

従来、諸藩の約4割を占める2万石未満の小藩領の大庄屋については、ほとんど研究がなかった。本研究では、信濃国佐久郡・小県郡の譜代小藩である岩村田藩と播磨国揖東郡の外様小藩である林田藩などを取り上げて、異なる地域における大庄屋制の特質を比較検討した。その結果、1岩村田藩では、割元としての職掌は一部に限られており、陣屋元村名主としての機能が中心であったこと、2林田藩では、大庄屋の職掌は比較的広かったが、藩政に介入するほどの職権は有していなかったことが明らかになった。平成24年度は、岩村田藩割元役篠澤家文書の調査・整理を中心に進めた。宿泊調査で目録調取と写真撮影を行い、その結果、同文書のほぼ全てについて目録作成が終了した。昨年度調査分と合わせて、今科研調査で新たに明らかになった史料点数は1366点であった。この全点調査の結果から、篠澤家は、名主役を代々務める一方で、寛政7年頃以降に割元を称するようになったことが明らかとなった。割元の機能としては、昨年度に見通しを得た、武家奉公人徴発がその主たる職務であったとする見方がさらに確実なものとなり、領内他村の年貢徴収や宗門人別改等の機能は一切見られなかった。また、他藩大庄屋ではよくある堤川除普請等の人足徴発機能も、ほとんど窺われなかった。勝手賄機能や用金調達といった職掌もほとんどみられず、岩村田藩割元役の職掌や経済的役割は、一般の名主層と大差ないことが分かった。他方、武家奉公人徴発機能については、善光寺平の人宿との連携が見られ、割元による直接徴発と人宿を介した間接徴発との2方式が採用されていたことがわかる。とりわけ大坂加番勤務に伴う奉公人徴発史料が中心をなしていることから、岩村田藩割元役に見られる諸特徴は、大坂定番・加番を勤める譜代小藩の大庄屋に共通した性格である可能性がある。/林田藩代官澤野家に関しては、日記翻刻作業をさらに進めて、昨年度翻刻した5年分に加えて、嘉永2年5年の4年分について翻刻を行った。調査の結果、一部史料の乱丁が判明するなど、今後翻刻資料の精査が必要となったが、代官の主な職掌は明らかになりつつある。林田藩代官の特徴としては、領内から大庄屋経由で出された金銭訴訟類の内容が摘記され、村々での盗難届け等が記載されるなど、中規模藩のそれと比べて、領内村々への細かい支配が行われていたことが窺われる。また、林田藩大庄屋は岩村田藩割元とはかなり異なる職掌を有していたことが明らかになった。岩村田藩割元役を歴任した篠澤家の所蔵古文書の補充調査を行い、史料群の全容を明らかにした(詳細は『岩村田藩割元篠澤家文書目録』として刊行予定)。篠澤家は17世紀前期から幕末まで岩村田町の名主(庄屋)役を勤めてきており、17世紀後期の幕領時代には組内村々への津留番所賄人足や薪の割賦などを行っていたことが明らかになったが、それらはあくまでも陣屋元名主の職掌の一部であった。割元が正式な職制となるのは岩村田藩時代からであり、篠澤家は名主役に加えて18世紀前期から断続的に割元役を兼任した。しかし、同家の職務の大半は名主役としてのそれであり、18世紀中に割元役として史料上表れるものは足軽仲間の徴発、陣屋への諸願取次、地方勘定向、出入立会等に関わる事柄に限られていた。割元は領内惣代としての地位を公認され、管下村々の訴訟では、郷宿機能も発揮しつつその処理にあたっていたが、陣屋役人への取次役が主であり、独自の裁判権は有していなかったと考えられる。近世後期には藩財政は、用達に任じられた野沢村並木家などによって左右されるようになり、陣屋元名主兼割元であった篠澤家は相対的に小さな役割を果たすにとどまっていた。播州林田藩の大庄屋の場合、一般村役人よりも一段上の権限を有しており、独自の百姓処罰権や村役人の任命権も部分的に有していた。林田藩では全領が4組4人の大庄屋で支配されていたが、陣屋元の林田組では、大庄屋と藩代官との職務上の密接な連携関係が確認できた。林田の大庄屋三木家は播磨を代表する豪農でもあったが、その経営実態の解明は今後の課題として残った。陣屋元村の大庄屋と陣屋役人との間の、日常生活物資や労働力の提供などを通じた緊密な関係は、播磨国の交替寄合領でも確認できる特徴であり、この点は、大庄屋権限の相対的な小ささとともに、現地に陣屋を持つ小規模領主領には一般的な特徴であったと考えられる。

その結果、1岩村田藩では、割元としての職掌は一部に限られており、陣屋元村名主としての機能が中心であったこと、2林田藩では、大庄屋の職掌は比較的広かったが、藩政に介入するほどの職権は有していなかったことが明らかになった。平成23年度は、関西学院大学所蔵林田藩士沢野家文書のうちの勤役日記全点を写真撮影し、寛政11年・嘉永2年・同3年・同6年について、全文筆耕を行った。その結果、幕末の林田藩代官は、領内全ての大庄屋行政区を管轄するという立場から、各組大庄屋から上申された諸届・諸願の処理にあたっていたことが確認された。とりわけ、借銀訴訟や年貢滞納関係の記述が目立っており、このことが林田藩代官の重要な職掌であったことが窺われる。代官日記の詳細な検討はこれからであるが、23年度に撮影収集した林田藩大庄屋三木家文書の日記分析結果とつき合わせることで、外様小藩領での地方支配の実態と特質が具体的に明らかになると考えられる。藩領村々の実態については、ほぼ藩領全村のデータが揃っている寛政7年・寛政12年・天保8年・弘化3年・嘉永6年の五ヵ年を対象にして、主に年貢勘定目録を素材にして検討を行った。その結果、一円的小藩領であるにもかかわらず、村々では新田開発や小物成費目・武家奉公人の供出等に差違が見られた。信州岩村田藩については、割元役を勤めた篠沢家文書(未整理文書)の現地調査を中心に行った。目録作成作業を泊まり込みで延べ6日間にわたって行い、計332点の史料目録を取った。未調査分がなお残されているものの、調査済み史料から判断した限りでは、岩村田藩割元役の職掌は大庄屋としてはかなり限定的であり、一般の庄屋とさほど大きな違いは無かったと考えられる。しかしながら、数ヵ村単位の武家奉公人徴発関係文書が少なからず存在することから、諸藩の大庄屋に通底する役人足徴発機能が、岩村田藩割元にも当てはまると考えられる。また、国文学研究資料館や長野県立歴史館などにおいて、岩村田藩関係史料の調査を行い、関係史料を収集した。林田藩については、翻刻した澤野家文書の精査が十分に進んでいないことと、大庄屋三木家文書の分析が進んでいないことが大きい。林田藩の場合、大庄屋に多くの機能が集中していたことが判明してきたため、三木家文書の分析に力を傾注する必要が出てきた。岩村田藩については、割元役の機能が限定的であったことが判明した結果、同藩の支配構造全般を理解するためには、割元家の史料の分析だけでは限界があることが明らかである。郡方役人や陣屋元の郷宿などといった他の史料も可能な限り分析する必要が出てきたため、全般的に研究の進展は遅れ気味である。居付型大名領の林田藩については、沢野家日記の筆耕がいまだ4ヵ年分しか終わっておらず、また、大庄屋日記の分析が進んでいないため、代官と大庄屋の職務連携関係が十分に把握できていない。転封型大名領の岩村田藩については、割元家文書の目録整理が予定通り進んでいるが、同藩割元役の職掌範囲が当初の予想以上に限定的であったと考えられるため、篠沢家文書の調査と並行して、他の同藩割元や郷宿の史料を検討する必要が出てきたため。林田藩については、澤野家文書の代官日記の精査をさらに進めるとともに、大庄屋三木家の役用日記の分析に重点を置いて研究を進める。岩村田藩については、今年度調査で明らかになった割元関連史料のなかから、武家奉公人徴発関係史料を中心に突っ込んだ検討を行い、あわせて、補完的作業として、郷宿史料の分析も行う。以上の両藩に関する個別分析を行った上で、居付型外様小藩と譜代小藩といった類型別に、小藩の支配構造の特徴について、総括的検討を行う。沢野家代官勤役日記のうち、未翻刻分について、翻刻・分析を行う。並行して、大庄屋三木家文書の天保期以降の未撮影分について撮影収集を行う。嘉永期を中心に代官日記の分析を進め、同時期の大庄屋日記も分析することで、代官と大庄屋の職務連携関係を明らかにする。岩村田藩については、篠沢家文書の未調査分の調査を継続して行い、その全体像を把握する。また、他割元家と郷宿家の文書について検討を行う。手始めとしては旧佐久市志収集資料(佐久市教育委員会所蔵)の調査を行う。
発達に伴う大脳基底核回路変遷におけるモノアミン入力の役割

大脳基底核における神経回路は、発達に伴い直接路優位から間接路優位にシフトすることが知られている。しかし、なぜこのような神経回路のシフトが起こるのか分子メカニズムは解明されていない。本研究では、黒質線条体系ドーパミンニューロンの発達に伴う代謝変化を解析し、直接路・間接路の回路シフトとの関連を検討することを目的とした。これまでの解析から、成獣においてはドーパミン生合成律速酵素であるチロシン水酸化酵素(TH)を過剰発現させても、神経終末のある線条体ではドーパミンが増加しないことが明らかとなっている。そこで、出生後発達期においても、THの発現量がドーパミン量に影響しないかを解析するために、マウス新生仔中脳にTHを発現するアデノ随伴ウイルス(AAV-TH)、または、コントロールとしてGFPを発現するAAV-GFPを投与した。その後、マウスが2週齢、4週齢、8週齢の時点で線条体を取り出してドーパミン量の変化を解析した。その結果、2週齢ではTHの過剰発現により線条体ドーパミン量が増加するが、4週齢、8週齢ではAAV-TH投与マウスにおいてもドーパミン量はコントロールマウスと同様であることが判明した。また、THの補酵素であるビオプテリンの生合成律速酵素であるGTPシクロヒドロラーゼI(GCH)を発現するAAV-GCHを新生仔中脳に投与した場合にも、2週齢ではコントロールと比較してドーパミン量の増加が認められたが、4週齢、8週齢ではビオプテリン量は増加しているにもかかわらずドーパミン量は変化しなかった。これらの結果は、2週齢頃の脳の発達時期においては生合成酵素活性がドーパミン量に影響するが、成獣に近づくにつれてドーパミン量が別のコントロール機構により制御されるようになることを示唆した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、大脳基底核の神経回路が発達に伴いどのように変化シフトしていくかを明らかにすることを目的としている。今年度の研究では、AADC-KIマウス、TH過剰発現マウス、Spr-KOマウスなどモノアミン代謝を擾乱したマウスを用いて脳内ドーパミン量の発達に伴う調節機構の変化、さらに、運動機能異常の発症機構を解析した。AADC活性が野生型の1%以下に低下しているAADC-KIマウスで、なぜ脳内ドーパミンが3-4週齢以降に増加してくるかを明らかにするために、1) AADCを介さない別経路によりドーパミンが生成される可能性、2) AADC以外の酵素がドーパミン前駆体であるDOPAを脱炭酸してドーパミンを合成する可能性についてin vitro反応系を用いて生化学的に検討した。その結果、上記1および2の可能性は否定できることを示した。また、我々のこれまでの解析から野生型マウスの黒質-線条体系ドーパミンニューロンでTHを過剰発現させても脳内ドーパミンニューロン量が増加しないことが明らかとなっていた。この分子メカニズムの一つとして、生成物であるドーパミンによるフィードバック阻害が起きている可能性が考えられた。そのため、今年度の研究としてドーパミンが結合しないリン酸化型THを模倣するTH変異体を作製し、そのTH変異体を再びマウス脳内に投与して野生型と同様の実験を行った。その結果、TH変異体の発現でも脳内ドーパミン量が増加しないことから、脳内ドーパミン量が増加しない原因はTHの活性調節機構ではなく、それ以外のドーパミン代謝の変化による可能性が高いことを明らかとした。さらに、ビオプテリン欠乏によりパーキンソン病様の運動障害を来すSpr-KOマウスについても、大脳基底核における神経活動の変化をユニット記録の手法により解析を行い、他のパーキンソン病モデル動物と同様の変化を示すことを明らかとした。上述のように、初年度の研究計画として掲げた3つの項目について、ほぼ予定通り実験を遂行し成果を挙げることができたので、おおむね順調に計画を達成させることができたと考えている。

また、THの補酵素であるビオプテリンの生合成律速酵素であるGTPシクロヒドロラーゼI(GCH)を発現するAAV-GCHを新生仔中脳に投与した場合にも、2週齢ではコントロールと比較してドーパミン量の増加が認められたが、4週齢、8週齢ではビオプテリン量は増加しているにもかかわらずドーパミン量は変化しなかった。これらの結果は、2週齢頃の脳の発達時期においては生合成酵素活性がドーパミン量に影響するが、成獣に近づくにつれてドーパミン量が別のコントロール機構により制御されるようになることを示唆した。今後、大脳基底核の直接路と間接路という神経回路がどのように発達に伴ってシフトしていくかの分子機構を明らかとするために、THの過剰発現を成獣ばかりではなく、新生仔マウスにおいても実施して、発達時期によりドーパミン量調節機構が異なる可能性についても検証していく。さらに、生化学的手法ばかりでなく、組織化学・電気生理学的な手法も積極的に導入していくことにより、多面的にアプローチしていくことにより神経回路シフトの新しい分子メカニズムの発見に努める。28年度が最終年度であるため、記入しない。
ミダゾラム静脈内鎮静法後の動的平衡機能の回復について

【対象と方法】健康成人男子10人を対象として動的平衡機能(アクティブトレーサーAC-200型)を計測し,それを対照値とした.動的平衡機能検査は直立位で両上肢を真直前方に水平に進展させた姿勢をとらせ,閉眼させ同じ位置で100歩太腿が水平位になるくらいまで下肢を挙上させながら,自然の歩調で足踏みさせて移動距離を測定した.被験者を仰臥位にして心拍数,血圧,血液飽和度(日本コーリン社製BX-2)を測定し,肘窩静脈よりミダゾラムを投与した.ミダゾラム投与終了30分後より15分おきに120分まで動的平衡機能測定を行った.対照値と比較し回復過程を検討した.またあわせて前回行った静的平衡機能検査とも比較検討した.【結果】R群ではS群より,移動距離の回復が遅かった.動的平衡機能検査は,静的平衡機能検査と同様の結果となった.【対象と方法】健康成人男子10人を対象として動的平衡機能(アクティブトレーサーAC-200型)を計測し,それを対照値とした.動的平衡機能検査は直立位で両上肢を真直前方に水平に進展させた姿勢をとらせ,閉眼させ同じ位置で100歩太腿が水平位になるくらいまで下肢を挙上させながら,自然の歩調で足踏みさせて移動距離を測定した.被験者を仰臥位にして心拍数,血圧,血液飽和度(日本コーリン社製BX-2)を測定し,肘窩静脈よりミダゾラムを投与した.ミダゾラム投与終了30分後より15分おきに120分まで動的平衡機能測定を行った.対照値と比較し回復過程を検討した.またあわせて前回行った静的平衡機能検査とも比較検討した.【結果】R群ではS群より,移動距離の回復が遅かった.動的平衡機能検査は,静的平衡機能検査と同様の結果となった.
バイオマス燃焼炉からのナノ粒子排出を抑制するポンプレス集じん装置の開発

ポンプレス集じん装置の開発にあたり,繊維層フィルタより捕集効率が低いが安価で耐久性が高い充填層フィルタ技術を応用し,ドラフト気流のみで駆動するPM0.1を50%以上捕集する可能性を検討した。基礎実験から,従来のろ過理論との整合性を確認し,設定目標を満たす条件を発見した。また,薪ストーブの燃焼温度と排ガス流速の関係を調査し,これも従来の理論との整合性を確認した。この温度条件と捕集効率から,ポンプレス集じん装置が十分実現可能であることが確認されたため,その設計条件をもとに装置を設計・試作し,基礎実験を行った。本研究は,小型バイオマス燃焼炉からの環境負荷を抑制して大気環境汚染を防止するために,従来製品より粉じん負荷に強い「超低圧損フィルタ」を開発するものである。このために,基礎性能の実験的検討,ライフサイクル分析に基づく最適構造設計,模擬燃焼排ガス実験による粉じん負荷耐久性能の検討,実燃焼炉での実証試験を行う計画であった。開発にあたってコストとメンテナンス性を重視し,繊維層フィルタより捕集効率が低いが安価で耐久性が高い充填層フィルタ技術を応用し,ドラフト気流のみで駆動するPM0.1を50%以上捕集できる超低圧力損失フィルタの可能性について検討した。球形のガラスビーズと,非球形のステンレス粒子を使用した基礎実験から,従来のろ過理論との整合性を確認し,非球形のステンレス粒子の一部で,球形粒子より同一圧力損失での捕集効率の高い結果が得られた。この温度条件と捕集効率から,ポンプレス集じん装置が十分実現可能であることが確認されたため,その設計条件をもとに装置を設計した。引き続きこの装置を試作し,実証試験を進める予定である。球形のガラスビーズと,非球形のステンレス粒子を使用した基礎実験から,従来のろ過理論との整合性を確認し,非球形のステンレス粒子の一部で,球形粒子より同一圧力損失での捕集効率の高い結果が得られたほか,薪ストーブの燃焼温度と排ガス流速の関係を調査し,これも従来の理論との整合性を確認した。この温度条件と捕集効率から,ポンプレス集じん装置が十分実現可能であることが確認されたが,今年度実際の装置試作の際に,大きなフィルタ表面積が必要であることが判明し,煙突の設計を含めて見直し,キャンドル型の新しい充填層フィルタ形状を提案・試作し,基礎的なデータを得て,PM0.1捕集効率が設計通りに出ることを確認した。今後の展開として,薪ストーブの実用に際した燃焼状態と捕集性能の実証データが不十分であるので,その知見の蓄積を進める。連携する研究で導入する薪ボイラーでの実証試験も予定している。大気環境工学挑戦的萌芽研究として,ポンプレスを実現しうる条件を見つけることができるかどうかが,最初の大きなハードルであったが,基礎実験と理論的な裏付けから,それをクリアすることができ,提案技術の可能性を示すことができた。一方で,一年目に予定していた実機排ガスを使用した予備実験には至らなかったため,単純に当初計画と比べると,やや遅れているとも判断できるが,国内外での議論から使用するバイオマス燃焼条件の情報を広く集めることができ,単なるひとつの技術開発にとどまらず,当初想定していなかった用途への可能性も開けたため,全体としてはおおむね順調に進展していると判断する。(1)実用可能性の検討と課題の抽出:得られた設計に従ってポンプレス集じん装置を製作し,木質ペレットストーブと薪ストーブのダクトに取り付けてリスク低減効果を検証する実証試験(バイオマス燃料費を申請)を行い,リスク低減性能と実用上の可能性・課題を検討する。(2)コスト・環境負荷・性能分析に基づくポンプレス集じん装置の最適構造設計:上記基礎実験で測定したベースフィルタの圧力損失と捕集性能,孔の大きさと流出量,孔での捕集効率をまとめ,気流の流通状態と粒子の捕集特性の関係を明らかにする。得られる環境リスク削減性能を分析し,費用対効果を検討する。(3)研究総括と報告書作成:2年間の検討結果を踏まえ,得られた成果と発生した課題を総括し,次の段階として発生源に合わせた実際の製品開発に向けた課題を検討する。
高校入試問題情報を活用した学力分析システムの開発と有効性の評価

本研究では高校入試問題情報を利用した学力分析システムを開発することを目指した。開発に至るまでのプロセスで、次のことが分かった。(1)単年度の情報から都道府県の比較を行なうことは難しい。(2)学習指導要領の小項目単位であれば、経年変化を調べることができそうである。(3)内容面の分類基準は学習指導要領と教科書を利用して作成可能である。(4)単純な知識を問う問題以外の分類基準は今後検討する必要がある。(5)理科以外の教科についても分析が行なえるであろうとの感触を得た。本研究は、全国の都道府県教育委員会が行なう公立高等学校の入試問題の結果に基づいて、中学卒業レベルの生徒の学力を継続的に分析可能とするシステムを開発するパイロット・スタディーである。また、高校入試は毎年行なわれるため基礎データは継続的に蓄積されていることにより、文科省が行なう全国学力調査と比較可能な情報が得られるものと考える。本年度は理科について学習指導要領と教科書に基づいた教育内容の分類枠組みを作成した。啓林館の「未来へひろがるサイエンス」を材料として物理・化学・生物・地学の4分野で扱われる科学的内容から、科学概念、概念定義、名詞キーワード、動詞キーワード、分類カテゴリーを抽出した。その結果、学習指導要領の理科の50の内容項目について、総計1,432の定義または説明が含まれており、平均すると一つの内容項目は約29の定義または説明で構成されていることになる。一方、国立教育政策研究所研究情報データベースに収録されている高校入試問題情報データベースから、問ごとの正答率情報を公表している都道府県の平成15年から平成19年の5年間分の理科の情報を取り出し、小問レベルで上記の分類枠組みへの落し込みを行なった。ただし、正答率を公表している都道府県は33都道府県であり、14府県については分析対象から除外せざるを得なかった。次年度(最終年度)は、正答率の情報を使って内容平面と時間軸に沿った分析を行なうと共に、他教科の分析への展開可能性を検討する予定である。本研究は、全国の都道府県立教育委員会が行う高校入試の問題情報から高校入学時の学力を経年的に分析するシステムを開発するパイロット・スタディーである。高校入試問題はその時々の学習指導要領を問題作成の基準として、それを逸脱しない範囲内で作問することが暗黙の了解となっている。したがって問題を分類・整理するためには往時の学習指導要領に照らして分類の枠組みを作成することが有効であると考える。手始めとして、平成10年の学習指導要領に基づいた理科の問題の分類枠組みを作成した。また、どのような問題が出題されるかは、教科書に記載された知識に基づくことは自明であるため、教科書中の知識(概念知識、実験等の方法的知識、その他コラム記事中の発展的知識等)を先の学習指導要領基づく問題の分類枠組みに整理することを、1社の教科書について行った。他方、学力分析の材料となる高校入試問題情報については、国立教育政策研究所の教育研究情報データベースに収録されているデータを分析し、受験生の正答率までを公表している都道府県名及び公表年について調査しリスト化を行った。2年目には分析枠組みが実際に機能するかどうかを理科の天文学分野の問題分析を通して検証を試みた。その結果、たとえ2分野の1領域に限定しても問題の内容・レベルには幅があり、単純に分類枠組みが同じデータの成績を比較することは現実的ではないことが分かった。理科についてはシステム化の問題点が把握できた。次に数学について、同様に学習指導要領に基づく問題の分析枠組みを作成し検証した結果、理科ほど問題のバリエーションが大きくなく、システム化の実現可能性が高いことが分かった。高校入試問題はその時々の学習指導要領を問題作成の判断基準として、それを逸脱しない範囲内で作問することが暗黙の了解となっている。したがって問題を分類・整理するためには往時の学習指導要領に照らして分類の枠組みを作成することが有効であると考え、平成元年及び平成10年の学習指導要領に基づいた問題の分類枠組みを作成した。また、どのような問題が出題されるかは、教科書に記載された知識に基づくことは自明であるため、教科書中の知識(概念知識、実験等の方法的知識、その他コラム記事中の発展的知識等)を先の学習指導要領基づく問題の分類枠組みに整理することを、差し当たり1社の教科書について行った。他方、学力分析の材料となる高校入試問題情報については、国立教育政策研究所の教育研究情報データベースに収録されたデータを分析し、受験生の正答率までを公表している都道府県名及び公表年について調査しリスト化を行った。以上が高校入試問題情報から学力を分析するシステムを開発する前準備として初年度に行った研究実績となる。

教科書は学習指導要領に則り執筆された上で検定が行われているので、記載される知識は同じはずであるが、表現上の違いがあるのかどうかを、試みに平成23年度に出版された中学校理科の教科書5種類(5社)について、調べておく必要があると考えている。パイロット的な分析システムの開発を目指しており、最終年度にはシステムの評価に足りる分析結果を産出できるところまで研究が完了していることによる。概ね当初の計画通りに進展している。今年度で理科に関する分析システムの開発・評価は完了する予定である。分析が完了した時点で学会発表を行いシステムの評価を受けることを計画している。その後は、理科以外の国語・数学・社会・英語についての学力分析システムを開発すべく研究を展開する方策について検討したいと考える。初年度の研究実績から、当初計画通りにシステムが開発できる見込みとなったため、本年度は学会発表等によりシステム開発計画のシナリオについて専門家による評価を受けることを考えている。その他は当初計画通りである。本年度は研究計画最終年度に当たり、これまでの研究成果を学会で発表しレビューを受ける予定にしている。昨年度までの残額については、本年度交付予定額と合わせて、旅費等に充当する予定である。初年度には必要とする最低限の資料(教科書)を購入するに留めたため、残りを翌年度にまとめて購入するために研究費に移動が生じた。2年次には新規購入する資料を用いた分類を行うと共に、システムの開発のために研究費を使用する予定である。
ナノ傾斜構造化複合表面改質によるドライ摺動アルミニウム合金の開発

本研究の目的はUBMS装置による成膜工程のみでDLC膜とAl合金の密着性を向上させ,苛酷環境に耐えるドライ摺動Al合金を創製することである.まず,UBMS成膜条件が膜の硬さや弾性率や成膜速度に及ぼす影響について明らかにし,Al合金上に膜厚及び硬さをナノレベルで段階的に制御した硬度傾斜AlN膜,硬度傾斜AlCrN膜を成膜できた.次に,中間層に硬度傾斜AlN膜,最表面にDLC膜を成膜したAl合金は,低摩擦係数を示し,摩耗寿命が向上することを明らかにした.さらにDLC/AlNG皮膜が疲労強度信頼性を低下させないことを明らかにした.以上から,本研究で開発したAl合金は摺動機器等への利用が期待される.本年度は、軟らかいAl合金と硬いDLC膜の硬度差を緩和するための中間層膜の創製に焦点を絞って実証的に研究を行った。(1)硬さを制御した軟硬質膜の成膜法中間層・軟硬質膜の成膜条件の検討UBMS装置(既存設備)を使用して、成膜条件(スパッタ電力、バイアス電力、ガス圧、成膜温度など)が膜の硬さや弾性率に及ぼす影響について調査した。基材を超鋼として、膜の材料はAlと相性の良いAlN、AlCrNについて検討した。AlN膜はガス圧を調整することで520Ga、AlCrN膜はCrスパッタ電圧を調整することで2050GPa程度まで硬さを制御できること分かった。(2)硬さの傾斜構造を有する中間層膜の成膜法上記(1)の成果に基づいて、A7075合金およに超鋼上にAlN膜とAlCrN膜の硬さを軟らかい硬い膜へ変化させた積層被膜(傾斜構造膜と称する)を成膜できるか否かを調査した。SEMによる断面観察により、いずれの供試材においても23μm程度の厚さの皮膜が製膜されていることが確認された。さらに、マイクロビッカース硬さ試験による押し込み試験の結果から、AlN膜とAlCrN膜において表面付近では高硬度であり、表面からの距離が大きくなるにしたがって徐々に硬さが傾斜的に減少していることが認められた。さらに皮膜の表面粗さは基材の表面のそれと同様であることが分かった。(3)DLC膜の成膜条件の検討DLC膜の硬さに及ぼす水素添加量について調査した。特に硬質のDLC膜を得るために水素のガス導入量を極力少なくしてDLC膜を成膜した。しかしながら期待した成果が得られていない。来年度以降の継続検討課題とした。平成26年度は、UBMS法によるAlCrN膜の硬さの制御法およびDLC/AlN傾斜構造複合膜被服Al合金の疲労強度信頼性について検討した。(1)硬さの傾斜構造膜を有する中間層膜の製膜法:硬さ制御を実施硬さの異なるAlCrN膜をUBMS法により製膜するために、Crスパッタ電力量の影響および窒素導入量の影響について検討した。スパッタ時のCr電力量とAl電力量の比を変えて調査した。その結果、ある電力量の比のときに最も硬度が高くなることが分かった。しかしながら、目標とする硬さ(50GPa)程度までは達することが出来なかった。そこで、今後は窒素導入量を変化させて検討する必要があるとの指針を得た。(2) DLC/傾斜構造複合膜被服Al合金の疲労強度信頼性保証とその要因解析:中間層にAlNの傾斜構造膜、最表面にDLC膜(以後DLC/AlNG膜)を製膜したA7075合金について、電気油圧式サーボ式材料試験(既存設備)で疲労試験を実施して強度信頼性に及ぼすコーティング膜の影響について検討した。その結果、DLC/AlNG膜を施したAl合金の疲労信頼性は低下しないことが分かった。すなわち、高応力側では未処理剤と同程度、低応力側では10^7回疲労強度で未処理材と比べて1.4倍程度向上した。一方、AlN傾斜構造(AlNG)膜のみを製膜したA7075合金は未処理材と比べて低下することが分かった。SEMによる破面解析から疲労寿命の向上は、疲労き裂発生寿命に起因することが示唆された。すなわち、AlNG膜は表面が割れやすいためき裂が発生しやすく疲労寿命が低下するが、DLC/AlNG膜は最表面のDLC膜によってAlNG膜の割れを抑制するため疲労寿命が向上することが分かった。平成27年度は,26年度に引き続き,(1)硬さの傾斜構造皮膜を作成するため,UBMS法による(1)AlCrN膜の硬さの制御法,(2)DLC膜の硬さの制御法について調査した.さらに(3)DLC/AlN傾斜構造複合皮膜被服Al合金の疲労強度信頼性保証とその要因解析を行い,以下の結果を得た.(1)平成26年度は,AlCrN膜の硬さに及ぼす成膜時のスパッタ電力の影響について調査し,各ターゲットに負荷するスパッタ電力によって硬さが620GPaと変化することが分かった.そこで,H27年度は前年度で最も高硬度であったスパッタ電力を用いて,更なる高硬度のAlCrN膜を作成するために,硬さに及ぼすバイアス電圧の影響を調査した.バイアス電圧を変化させて成膜した結果,AlCrN膜の硬さが2027[GPa]と変化することが分かった.バイアス電圧を変化させることでAlCrN膜の硬度の傾斜化か可能であることが分かった.しかしながら,目標とする50GPaまでは達成できなかった.

(2)DLC成膜時のバイアス電圧を変化させて成膜した結果,DLC膜の硬度は823GPaまで変化することが分かった.バイアス電圧を変化させることでDLCの硬度の傾斜化か可能であることが分かった.(3)DLC/傾斜構造複合膜を被服したAl合金が疲労強度が向上した要因を詳細に調べた.特に走査型電子顕微鏡による詳細なき裂発生部の観察を行った.その結果,高靭性を有するDLC膜は中間層であるAlN膜から発生する微小な割れが表面に出てくるのを遅延させる,すなわちDLC膜が疲労き裂の発生を抑制することが分かった.さらに圧縮残留応力との相乗効果によって疲労き裂の発生がさらに遅延されることによって,疲労寿命が向上することが示唆された.(1)硬さを制御した軟硬質膜の成膜法:中間層であるAlN膜およびAlCrN膜Cの硬さについて,成膜条件により制御可能であることが分かった.また,DLCについても同様に制御可能であった.(達成度90%)(2)硬さの傾斜構造を有する硬質膜の成膜法:(1)の結果に基づき,硬度を傾斜させた皮膜をUBMS法のみで成膜することができた.(達成度100%)(3) DLC/傾斜構造複合膜被服Al合金の摩擦摩耗特性とその要因解析:摩擦摩耗試験を行い,硬度傾斜膜の耐摩擦・摩耗性を調査した結果,DLC/AlN硬度傾斜複合膜は,低摩擦係数0.1を示し,Al合金に直接DLCを施した材料に比べて80倍の摩耗寿命を呈した.さらにFEMによる応力解析を行った結果,DLC/AlN硬度傾斜複合膜はDLC膜内部の応力が低減していることを確認した.(達成度100%)(4)DLC/傾斜構造複合膜被服Al合金の疲労強度信頼性保証とその要因解析:疲労試験を実施した結果,DLC/傾斜構造複合膜を被服したAl合金は疲労強度が向上した.その要因について詳細に観察し,高靭性を有するDLC膜は中間層であるAlN膜から発生する疲労き裂の発生を抑制することと,圧縮残留応力との相乗効果によって疲労寿命が向上することが明らかとなった.(達成度100%)本研究ではUBMS装置による成膜工程のみでDLC膜とAl合金の密着性を高度に向上させるナノ表面改質法を開発し,極苛酷環境に耐える革新的なドライ摺動Al合金を創製することを目的に研究を実施した.まず,Al合金とDLC膜との中間層にAlN膜やAlCrN膜などの硬質膜をナノレベルで硬さの大きさを傾斜的に制御した傾斜構造膜の成膜法について検討した.その結果UBMS装置を使用して、成膜条件(スパッタ電力、バイアス電力)が膜の硬さ,弾性率や成膜速度に及ぼす影響について明らかにした.さらにAl合金上に硬度傾斜AlN膜(以降AlNG膜),硬度傾斜AlCrN膜を膜厚および硬さをナノレベルで段階的に制御して成膜することができた.次に,中間層に硬度傾斜AlN膜,最表面にDLC膜(DLC/AlNG膜)を成膜したAl合金について摩擦摩耗試験を行なった結果,中間層無しで直接Al合金に成膜したDLC膜と比較して摩耗寿命が70倍向上した.さらにFEM解析からDLC/AlNG膜の膜中の応力およびひずみが低減されること,およびDLC/AlNG膜の摩擦摩耗寿命の向上の要因を明らかにした.最後に,DLC/AlNG膜を成膜したAl合金について疲労試験を実施して強度信頼性に及ぼす影響について検討した.その結果DLC/AlNG膜を成膜したAl合金の疲労信頼性は高応力側では未処理材と同程度であり低応力側では1.4倍向上することが分かった.
パターニング技術によるマラッセ上皮遺残ネットワークの構築と歯周再生療法への応用

歯周疾患は細菌感染により生じる炎症性疾患であり、主な歯の喪失原因である。したがって、安全で効果的な治療法の開発は極めて重要な課題である。しかしながら、GTR法やエナメルタンパクなどの従来法では完全な歯周組織の再生には至っていない。我々は歯根面への新生セメント質形成を伴う歯周組織再生法の確立を目的として基礎的検討を行い、細胞転写担体による骨組織再生の有効性を確認し、セメント芽細胞分化に関与する分子の機能を明らかにした。本研究の目的は、発生後の歯周組織におけるマラッセの上皮遺残の機能を明らかにすることである。平成20年度は、間葉系細胞に対する上皮細胞の機能解析の中で特に、1.歯根膜由来細胞のセメント芽細胞への分化調節、2.ヌードラット移植モデル作製に焦点を絞り行った。以下に詳細を述べる。1歯根膜由来細胞のセメント芽細胞への分化調節(1)セメント芽細胞特異的タンパクのレトロウィルス発現ベクターを構築した。(2)セメント芽細胞特異的タンパクの発現をRNAとタンパクレベルで確認した。コントロール細胞には、ヒト骨芽細胞とヒトセメント芽細胞(広島大学口腔病理学教室、高田隆先生よりご提供)を用い比較検討した。(3)レトロウィルス発現系を用いて、セメント芽細胞特異的タンパク質発現ヒト歯根膜由来細胞を作製し、タンパクの骨芽細胞分化ならびに石灰化関連マーカー発現に対する影響を検討した。セメント芽細胞発現タンパクは、骨芽細胞ならびに関連遺伝子を負に調節することが示された。(4)ヒト歯根膜由来細胞を骨芽細胞分化させると、逆にセメント芽細胞特異的マーカーの発現は抑制されることが示された。以上の結果より、セメント芽細胞分化の独自の指標を設け、今後、上皮細胞の間葉系細胞の分化(とくにセメント芽細胞への分化)についてその機能解析を進めたい。2ヌードラット移植モデル作製(1)レトロウィルス発現系を用いてEGFPタンパク発現ヒト歯根膜由来細胞を作製。(2)ヌードラット下顎に歯槽骨ならびにセメント質、象牙質を含む欠損を作製した。(3)細胞転写技術を用いてヒト羊膜に1)で作製した細胞を転写し、2)で作製した歯周組織欠損に移植、術後脱灰パラフィン包埋切片を作製、移植法の最適化を行っている。1歯周組織持機構における骨髄由来細胞の関与について骨髄由来細胞の歯周組織への動員の有無を検討するためにGFP標識骨髄置換マウスモデルを作製し組織学的に検討した。歯周組織には恒常的に骨髄由来細胞が存在し、その数は組織侵襲に伴い顕著に増加した。骨髄由来細胞の組織恒常性についてこれまで他臓器では既に報告されており、私どもは新たに歯周組織における関与を明らかにした。歯周組織維持・再生には、組織幹細胞が重要な役割を演じると考えられていたが、我々の研究結果は、さらに骨髄細胞がこれに関与する可能性を示した。2細胞転写技術の骨・再生への応用我々はこれまでに細胞パターニングと細胞転写技術を用いてex vivoにて血管を構築し、下肢虚血モデルにおいて血流の回復と下肢運動の改善しうることを報告した。私どもは新たに短時間にシート状骨芽細胞の形成方法を確立しマウス頭蓋骨骨欠損に応用することで、コントロールに比して早期に骨欠損の完全閉鎖が起こることを確認した(現在、論文投稿中)。さらにヒト骨髄間葉系細胞、ヒト骨芽細胞についても同様の方法でシート状細胞が得られることを確認した。今後、ヒト由来細胞による骨再生を検討し、歯周組織再生、とくに歯槽骨再生と骨折治療への応用を目指す。3セメント質由来タンパク(CEMP1)の発現・機能解析DNAアレイを用いてCEMP1強発現ヒト歯根膜細胞における遺伝子の網羅的解析を行なった。CEMP1はこれまでに報告のあるセメント芽細胞関連遺伝子の発現に関与することが示された。また、骨芽細胞分化誘導は、歯根膜細胞におけるCEMP1発現を低下させること、CEMP1は、歯根膜細胞の骨芽細胞分化と石灰化を抑制することが確認された。FACSを用いてヒト骨髄幹細胞とヒト歯根膜細胞におけるCEMP1とその他分子の発現を比較した。CEMP1を指標にしたセメント質特異的マーカー同定について現在検討中である。1歯周組織における骨髄由来細胞の関与についてGFP標識骨髄置換マウスモデルを作製、組織学的に検討した結果、歯周組織において骨髄細胞はSDF1を発現する血管内皮細胞周辺に存在することが明らかになった。また、in vitroのメカニズム解析により骨髄細胞はそのレセプターCXCR4を発現し、SDF1に対し遊走することを明らかにした。また、歯周組織欠損作製により骨髄細胞のCXCR4発現に変化がないことを確認した。また、マウス血管内皮細胞に実験的に低酸素を誘導するとSDF1発現がmRNA,タンパクレベルで上昇することを明らかにした。

以上の結果より歯周組織欠損モデルにおける組織の低酸素は、SDF1を介した骨髄細胞の歯周組織への遊走に関与することを示した。2細胞転写技術の骨・再生への応用新たに確立した短時間シート状骨芽細胞の形成方法を用いてマウス頭蓋骨骨欠損に応用することで、早期に骨欠損再生が起こることを明らかにし、国際誌に発表した。3セメント質由来タンパク(CEMP1)の発現・機能解析我々は、歯根膜幹細胞にCEMP1強制発現させることにより、骨芽細胞ならびに歯根膜細胞分化を抑制し、セメント芽細胞分化を促進することを明らかにし、国際誌に発表した。
サイロ内粉粒材料の異常流動現象の発生因子およびそのメカニズムの解明

穀物,製粉薬品・食品,砂,セメント等の粉粒材料の貯蔵に用いられるサイロ・ホッパーの力学設計の高度化には,粒子の流動特性のみならず流動時に生ずる構造物各部の力学量の詳細な把握が必要となる.従前より流動実験や古典弾塑性モデルに基づく有限要素法を用いた流動現象解析が行われている.しかしながら,計測システムや構成モデルの適用限界等の要因により,異常流動現象の予測には至っていない.本研究では,PIV(粒子画像流速測定法)による流動現象の高精度計測,ならびに,降伏面内部を純粋弾性域と仮定しない非古典塑性論に属する下負荷面モデル(Hashiguchi and Ueno,1977;Hashiguchi,1980),さらには上負荷面モデル(浅岡他,2000,岡安他,2004)を導入した更新Lagrange法に基づく弾塑性有限要素解析プログラムによる流動現象の解析を行い,両結果の比較・照査から本プログラムの予測精度を検討した.その結果,粉粒材料の貯留層厚や密度,ホッパー角度,さらには壁面摩擦の違いにより引き起こされる流動現象の差異が上記プログラムにより表現可能であることを示した.他方,本研究で開発した有限要素解析プログラム(2次元)は,プレ・ポスト処理プログラムと合わせて開発を終了し,初期バージョンについては一般公開するに至っている.本プログラムは,地盤構造物施工時の地盤変形メカニズムや金属材料の引出成形加工メカニズムの解明のためにも活用されており,他分野においてもいくつかの知見を得ている.以上,本研究で得られた知見は,サイロ・ホッパーのみならず盛土,トンネル等の土木・地盤構造物さらには機械構造物要素の力学設計の高度化にも適用し得る可能性を示唆するものである.穀物,製粉食品,砂,セメント等の粉粒材料の貯蔵に用いられるサイロ・ホッパーの力学設計の高度化には,粒子の流動特性のみならず流動時に生ずる構造物各部の力学量の詳細な把握が必要となる.従前より流動実験や古典弾塑性モデルに基づく有限要素法を用いた流動現象解析が行われているが,計測システムや構成モデルの適用限界等の要因により,異常流動現象を高精度に予測するまでには至っていない.本研究では,PIV(粒子画像流速測定法)に基づく計測システムによる流動現象の高精度計測,ならびに,降伏面内部を純粋弾性域と仮定しない非古典塑性論に属する下負荷面モデル(Hashiguchi and Ueno, 1977 ; Hashiguchi, 1980)を導入した更新Lagrange法に基づく有限要素解析プログラムによる流動現象解析を行い,両結果の比較・照査から本プログラムの予測精度を検討した.その結果,粉粒材料の貯留層厚やホッパー角度の違いにより引き起こされる流動現象の差異が上記プログラムにより表現可能であることを示した.さらに,流動現象が粉粒体層の密度に依存する点を考慮して,上負荷面の概念(浅岡他,2000)を材料の繰返し負荷挙動の現実的表現が可能な拡張下負荷面モデルに導入し,密度の異なる粉粒材料の力学挙動を同一の材料定数で表現することに成功した.他方,地中構造物施工時の地盤変形メカニズムを解明するために,上記プログラムを落し戸幅や地盤深さを種々変えた落し戸問題の解析にも適用した.深層地盤においては落し戸近傍にアーチ状のせん断帯形成が認められるのに対して,浅層地盤ではアーチ形成は見られず落し戸幅でせん断帯が鉛直に地表面まで発達する実験事実の予測を可能した.以上,本研究で得られた知見は,サイロ・ホッパーのみならずトンネル等の土木・地盤構造物の力学設計の高度化にも適用し得る可能性を示唆するものである.穀物,製粉薬品・食品,砂,セメント等の粉粒材料の貯蔵に用いられるサイロ・ホッパーの力学設計の高度化には,粒子の流動特性のみならず流動時に生ずる構造物各部の力学量の詳細な把握が必要となる.従前より流動実験や古典弾塑性モデルに基づく有限要素法を用いた流動現象解析が行われている.しかしながら,計測システムや構成モデルの適用限界等の要因により,異常流動現象の予測には至っていない.本研究では,PIV(粒子画像流速測定法)による流動現象の高精度計測,ならびに,降伏面内部を純粋弾性域と仮定しない非古典塑性論に属する下負荷面モデル(Hashiguchi and Ueno,1977;Hashiguchi,1980),さらには上負荷面モデル(浅岡他,2000,岡安他,2004)を導入した更新Lagrange法に基づく弾塑性有限要素解析プログラムによる流動現象の解析を行い,両結果の比較・照査から本プログラムの予測精度を検討した.その結果,粉粒材料の貯留層厚や密度,ホッパー角度,さらには壁面摩擦の違いにより引き起こされる流動現象の差異が上記プログラムにより表現可能であることを示した.他方,本研究で開発した有限要素解析プログラム(2次元)は,プレ・ポスト処理プログラムと合わせて開発を終了し,初期バージョンについては一般公開するに至っている.本プログラムは,地盤構造物施工時の地盤変形メカニズムや金属材料の引出成形加工メカニズムの解明のためにも活用されており,他分野においてもいくつかの知見を得ている.以上,本研究で得られた知見は,サイロ・ホッパーのみならず盛土,トンネル等の土木・地盤構造物さらには機械構造物要素の力学設計の高度化にも適用し得る可能性を示唆するものである.