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ヨーロッパ国際法の普遍化に東アジアが与えた影響

日本国際経済法学会で行った報告では、現実の制度としての主権国家体制の成立について、その一つのメルクマールを実効的な貿易管理に見いだすならば、近世の早い段階で海禁政策を実効的に実施していた東アジア諸国においてこそ主権国家体制が成立したと見ることも可能であり、17世紀-18世紀のヨーロッパの国際法学者の中には、中国や日本の海禁政策を国際法上の国家の通商管理権の行使の例とみなす者があることを指摘した。同報告の内容は、日本国際経済法学会年報に掲載される予定である。本研究の基本的な目的は、ヨーロッパ国際法が普遍化する過程において東アジアが果たした役割を明らかにすることにあった。ヨーロッパでの国際法理論の形成における東アジアの貢献には大きく分けて二つの段階があり、第一段階は、おおよそ19世紀前半頃までの時期に、ヨーロッパ国際法の現実の適用範囲がほぼヨーロッパ域内にとどまり、ヨーロッパ国際法の普遍化のための東アジアの貢献がもっぱら理論的要素としての用いられることにとどまっていた段階であると考えられる。そして、第二段階は、19世紀後半以降に、ヨーロッパ国際法の現実の適用範囲が東アジアに拡大し、東アジア諸国との外交関係において実際に国際法を適用する実践を通じて、ヨーロッパ国際法の内容が変化していく段階である。最終年度までに、第一段階の問題群については、東アジアが実際にヨーロッパ諸国と深い関わり合いを持つようになる以前から、ヨーロッパ国際法に一定の影響を与えていたことを明らかにするための史料を収集しており、その分析を進め、論文化の作業を急いでいるところである。他方で、ヨーロッパ国際法の東アジアによる普遍化の第二段階については、国際法が東アジアの国際関係をどのように変化させたかという観点ではなく、東アジアの国際関係に適用されることを通じて、ヨーロッパ文明に根差す近代国際法がどのように変化していったかを明らかにしなければならない。国際法の諸規則を東アジア諸国の政府関係者が理解・納得できるような形で説明しようとする過程で、ヨーロッパ国際法の法規則内容を普遍的に適用・受容可能なものとしていかざるを得なかったのでであろうと思われるが、その点についての史料はいまだ十分に収集できておらず、さらにロシア外交を視野に知れなければ全体像が見えてこないことも分かり、作業を取りまとめる段階に至っていない。
高強度軽合金の高速超塑性鍛造に関する研究

メカニカルアロイング(MA)法によりAl-Cu-Mg系及びAl-Cu-Mg-Mn系合金粉末を独自に作製し,焼結,熱間押出しにより固化成形し,その材料の超塑性特性を調査した.1)MA材の超塑性伸びは結晶粒径の小さなものほど大きく,また最大伸びの発生するひずみ速度も速くなる.2)MA時間はある程度長ければ結晶粒径に影響しないが,超塑性伸びに対してMA時間に最適値が存在する.3)押出し温度が低いほど結晶粒径は微細なものが得られる.そして,得られた微細組織は,その後の熱履歴に対して極めて安定である.4)得られた超塑性材の室温強度は600MPaと高く,ひずみ速度3.8/sという高速で320%という超塑性伸びを示した.5)この高速超塑性変形のメカニズムを有限要素法により検討した.次に熱間鍛造用のダイセットを製作し,加工速度の異なる油圧プレス(ひずみ速度:0.01/s)と機械プレス(ひずみ速度:10/s)により,据込みとスパイク鍛造をして,上記材料の鍛造性を評価した.6)室温での据込み限界率は,加工速度によらず37%と低い.これを熱間(475°C)で加工すると,油圧プレスの場合は68%であるのに対し,機械プレスでは90%以上でも割れは発生しなかった.7)機械プレスによるスパイク鍛造でのスパイク高さは,油圧の場合の3倍と非常に大きく,超塑性の発現による成形限界の向上は著しい.以上より本材料は高強度で高速超塑性を示すことから,機械プレスによる実生産ラインに適用でき,実用材料として有望であることが確認できた.メカニカルアロイング(MA)法によりAl-Cu-Mg系及びAl-Cu-Mg-Mn系合金粉末を独自に作製し,焼結,熱間押出しにより固化成形し,その材料の超塑性特性を調査した.1)MA材の超塑性伸びは結晶粒径の小さなものほど大きく,また最大伸びの発生するひずみ速度も速くなる.2)MA時間はある程度長ければ結晶粒径に影響しないが,超塑性伸びに対してMA時間に最適値が存在する.3)押出し温度が低いほど結晶粒径は微細なものが得られる.そして,得られた微細組織は,その後の熱履歴に対して極めて安定である.4)得られた超塑性材の室温強度は600MPaと高く,ひずみ速度3.8/sという高速で320%という超塑性伸びを示した.5)この高速超塑性変形のメカニズムを有限要素法により検討した.次に熱間鍛造用のダイセットを製作し,加工速度の異なる油圧プレス(ひずみ速度:0.01/s)と機械プレス(ひずみ速度:10/s)により,据込みとスパイク鍛造をして,上記材料の鍛造性を評価した.6)室温での据込み限界率は,加工速度によらず37%と低い.これを熱間(475°C)で加工すると,油圧プレスの場合は68%であるのに対し,機械プレスでは90%以上でも割れは発生しなかった.7)機械プレスによるスパイク鍛造でのスパイク高さは,油圧の場合の3倍と非常に大きく,超塑性の発現による成形限界の向上は著しい.以上より本材料は高強度で高速超塑性を示すことから,機械プレスによる実生産ラインに適用でき,実用材料として有望であることが確認できた.メカニカルアロイング(MA)法によりAl-Cu-Mg系及びAl-Cu-Mg-Mn系合金粉末を独身に作製し、焼結・熱間押出しにより固化成形し、超塑性特性を調査した.(1)MA時間はある程度長ければ、結晶粒径に影響しないが、超塑性伸びに対してMA時間には最摘値が存在する。(2)押出し温度が低いほどその結晶粒径は微細なものが得られる。そして、その後の熱履歴を受けてもろの微細組織は極めて安定である。(3)MA材の超塑性伸びは結晶粒径の小さなものほど大きく、また最大伸びの発生するひずみ速度も速くなる。(4)作製した両合金を比較すると、室温における引張り強度は60MPaと高く、差はほとんどないが、超塑性伸びはAl-Cu-Mg-Mn系合金の方がやや大きく、ひずみ進度ε=3.8/sで320%であった。この速度は従来の溶製材の100010000倍である。次に、上記材料の鍛造性を評価するため、熱間鍛造用のダイセットを新たに設計製作し、加工速度の異なる油圧プレス(ε^^・=0.01/s)と機械プレス(ε^^・=10/s)により据え込みとスパイク鍛造を行った。(1)室温での据え込み限界率は、加工速度によらずほぼ37%と低い、これを熱間で加工すると(475°C)、油圧プレスの場合は68%であるのに対し、機械プレスでは90%以上(割れず)と超塑性の発現による成形限界の向上は著しい。(2)スパイク鍛造における機械プレスによるスパイク山高さは、油圧の場合の3倍と非常に大きな加工を加えることができた。(3)本材料は高強度で高速超塑性を示すことから、普通の機械プレスを用いた生産ラインの利用が可能であり、実用材料として有望であることが確認できた。前年度までに高ひずみ速度で超塑性を発現するAl-Cu-Mg系合金とAl-Cu-Mg-Mn系合金の作製条件を確定した。

今年度はその材料の鍛造性を調査するため、一周り大きなビレットの製作を行った。そして、それで得られた試験片の引張特性を調査し、超塑性伸びの発生を確認した。次に、熱間鍛造用のダイセットを製作し、加工速度の異なる油圧プレス(ひずみ速度:0.01/s)と機械プレス(ひずみ速度:10/s)により据込みとスパイク鍛造をして、上記材料の鍛造限界を評価した。1)Al-Cu-Mg系合金の場合、室温で据込み限界率は、加工速度によらず37%と低いが、これを熱間(475°C)で加工すると、油圧プレスの場合は68%であるのに対し、機械プレスでは90%以上でも割れは発生せず、高速超塑性変形による限界の向上は著しい。2)機械プレスによるスパイク鍛造でのスパイク高さは、油圧の場合の3倍と非常に大きく、高速超塑性の発現による成形限界の向上は著しい。3)Al-Cu-Mg-Mn系合金はAl-Cu-Mg系合金より超塑性伸びは小さいが、鍛造限界は高かった。このことから、単に超塑性伸びの高い材料より、ひずみ速度の広い範囲で超塑性が発現する材料の方が実際の鍛造に適用するには有利である。以上より本材料は高強度で高速超塑性を示すことから、機械プレスによる実生産ラインに適用でき実用材料として有望であることが確認できた。
配位子光解離反応を用いた新規グロビン蛋白質の動的構造解析

本研究は、6配位型グロビン蛋白質であるサイトグロビンとニューログロビンの外来性配位子結合-解離機構の解明を目的としている。今年度は外来性配位子として一酸化炭素(CO)を用い、サイトグロビンのCO結合型における結晶構造の決定に成功した。CO結合型は、CO雰囲気下でサイトグロビン溶液を還元することで調製した。次にそれを、COガスを封入したガラスバイアル中で沈殿剤と混ぜ合わせ結晶化した。一週間程度でPEGを沈殿剤とする条件で針状結晶が得られた。結晶の可視吸収スペクトルは、溶液状態におけるCO結合型のものとほぼ一致したため、結晶中の大部分の分子がCO結合型と考えられた。大型放射光施設SPring-8にて回折強度データを収集し、分子置換法により分解能2.7Åで分子構造を決定した。内在性の配位子で第6配位子座を占有していたHis81は、COのヘム鉄への結合に伴いCα-Cβ軸周りに溶媒方向へ約150度回転した。最も大きな構造変化は、DヘリックスからEヘリックス前方の主鎖構造で見られ、最大2.4Å溶媒側に構造変化している事を見いだした。一方、内在性の第五配位子(His113)が存在するFヘリックス側においては、変化は見られなかった。そえゆえサイトグロビンは、これらEヘリックス側の構造を変化させることで外来性配位子の結合-解離を可能にしていると考えられた。一方、ニューログロビンでも、サイトグロビンと同様の方法でCO結合型の結晶化に取り組んだが、結晶は未だ得られていない。結晶化条件の検討が今後の課題である。本申請研究は、新規ヘム含有グロビン蛋白質であるサイトグロビンとニューログロビンを研究対象とし、立体構造を基盤とした研究を展開する。両者の外部配位子結合時には、これまでの研究より蛋白質の構造変化を伴うと予想されているが、詳細な配位子結合-解離機構は未解明である。その分子機構に迫るため、外部配位子結合状態、配位子解離直後の非平衡状態、そして外部配位子解離状態にかけての一連の構造を明らかにすることを目的とする。申請者はこれまでに、サイトグロビンの鉄三価型の結晶を得ており、この結晶を用いて外部配位子である一酸化炭素(CO)を用いたCO結合型結晶の調製を行った。補欠分子族であるヘムは、配位子結合-解離やヘム鉄の酸化還元に伴い、紫外-可視領域の吸収スペクトルが変化する。そこでこの性質を指標に、結晶中でのCO結合状態を安定に保持する条件について検討し、CO結合型であることを確認した。この結晶を用いて大型放射光施設SPring-8にて回折データを収集し、構造解析を行なったが、COのヘム鉄への結合を確認できなかった。これは結晶中でヘム鉄に結合したCOの割合が低いためと考えられた。そこで占有率を上げるために、市販のキセノン封入用の高圧セルをCO用に改良し、高圧下にて結晶を保持した。しかし結晶性が低下したため、構造解析には至らなかった。一方、ニューログロビンに関しては、今年度より新たに研究を開始した。そこで結晶化に必要となる大量発現系の構築と精製法を確立した。次に野生型での結晶化を行い、2.8Å分解能にて構造決定に成功した。加えてニューログロビンが有する3つのシステイン残基をアラニンに置換した変異体でも結晶化を行い、1.6Å分解能を与える結晶を得た。この結晶中のヘム鉄にCOを結合させるため、サイトグロビンと同様に結晶中でのCO結合体を調整し、その吸収スペクトルよりCO結合を確認した。今後、早期に回折実験を行ない、構造解析に取り組む。本申請研究は、新規ヘム含有グロビン蛋白質であるサイトグロビンとニューログロビンを研究対象とし、その配位子結合-解離機構の解明を目的とする。そのためには外部配位子結合状態の構造が必要不可欠である。今年度までにサイトグロビンとニューログロビンの発現方法、精製方法、結晶化条件の検討を行ってきた。ニューログロビンでは外部配位子結合状態の構造を明らかにすべく調製法を検討した。外部配位子として一酸化炭素(CO)を用いた。グローブボックス中で還元剤、CO飽和溶液とニューログロビンの結晶をキャピラリーに封入し、X線回折測定を試みたところ、差フーリエマップ上でヘム周辺に構造変化が起きていることが確認できた。しかし全体構造がどのように変化しているかは確認できなかった。これは結晶中のヘムに結合しているCOの割合(占有率)が低いためと考えられた。またサイトグロビンでは結晶をCO雰囲気下で保持すると、結晶性が低下するため構造解析には至っていない。そこでサイトグロビンでは結晶性を向上すべく結晶化条件を改良したところ、酢酸ナトリウムを沈殿剤とした条件で、新たに外部配位子非結合状態における結晶を得た。この結晶を用いてX線回折測定をしたところ、これまでに不明であったN末端、C末端の構造が明らかとなった。この結果はActa Ciystallographica section D誌に報告した。次にニューログロビンと同様のキャピラリーを用いた方法で外部配位子結合状態の調製を試みたが、またしても結晶性が低下したため構造解析には至らなかった。そこで溶液状態のサイトグロビンにCO結合をさせ、CO雰囲気化で結晶化を試みた。

一週間程度で針状結晶を得ることができ、その結晶を大型放射光施設SPring-8 BL41XUで放射光測定したところ、3.0Å分解能の回折像を確認することが出来た。本研究は、6配位型グロビン蛋白質であるサイトグロビンとニューログロビンの外来性配位子結合-解離機構の解明を目的としている。今年度は外来性配位子として一酸化炭素(CO)を用い、サイトグロビンのCO結合型における結晶構造の決定に成功した。CO結合型は、CO雰囲気下でサイトグロビン溶液を還元することで調製した。次にそれを、COガスを封入したガラスバイアル中で沈殿剤と混ぜ合わせ結晶化した。一週間程度でPEGを沈殿剤とする条件で針状結晶が得られた。結晶の可視吸収スペクトルは、溶液状態におけるCO結合型のものとほぼ一致したため、結晶中の大部分の分子がCO結合型と考えられた。大型放射光施設SPring-8にて回折強度データを収集し、分子置換法により分解能2.7Åで分子構造を決定した。内在性の配位子で第6配位子座を占有していたHis81は、COのヘム鉄への結合に伴いCα-Cβ軸周りに溶媒方向へ約150度回転した。最も大きな構造変化は、DヘリックスからEヘリックス前方の主鎖構造で見られ、最大2.4Å溶媒側に構造変化している事を見いだした。一方、内在性の第五配位子(His113)が存在するFヘリックス側においては、変化は見られなかった。そえゆえサイトグロビンは、これらEヘリックス側の構造を変化させることで外来性配位子の結合-解離を可能にしていると考えられた。一方、ニューログロビンでも、サイトグロビンと同様の方法でCO結合型の結晶化に取り組んだが、結晶は未だ得られていない。結晶化条件の検討が今後の課題である。
物理学における高速並列分散処理システムの基礎研究及びその応用

この研究の目的は、高エネルギー実験物理学と計算機理論物理学の分野に対し必要とされる高速並列分散システムとはどのようなものなのかを明らかにしようとするものである。一般にデータ処理解析(計算)システムはデータ収集部、データ転送部、データ受信部及びデータ解析部に分離できる。特に並列分散システムでは、多くの処理装置が同時に離れた場所で動作するためにデータ受信法、及びデータ収集システムのコントロール方法が重要となる。高エネルギー実験におけるデータ処理システムでは分散データの高速収集が必要となってきている。この要求に対し現在は処理スピードの高速化で対応しようとしているがこの方法ではすぐに速度限界がくる。そこでこの研究では従来の方法をやめ、データ処理能力がシステムの大きさに比例する構成を考え製作評価する。我々はすでにデータ収集部に関し並列性及び分散性の高いモデルの製作を終了している。今年度はデータ転送部及び受信後のデータをどのように効率良くデータ解析部に移すかについて主に考察を行いそのコンポーネントの製作を行なった。それは、オッカム、トランスコンピュータ国際会議や論文誌(NIM,IEEE NS)などに発表された。そこでは高エネルギー実験物理学におけるデータ処理システムの例としてシリコン検出器をとりあげ、それに対する応用としての分散処理システムが述べられている。データを効率良く収集する方法の一例が述べられているが、一方計算機理論物理学の分野においては、データを効率良く収集する方法のみでなく、データを効率良く分配することが必要となる。この点に関しては我々はまだ結論をだすには至っていない。これは計算する対象によるため、我々は目標をどの計算分野に定めるかを調べている途中である。
超新星残骸に残る恒星の噴出物のX線による観測と、それに基づいた恒星進化の研究

超新星残骸の膨張率の測定は、残骸の年齢、進化の段階、周囲の密度、距離と言った根本的なパラメータに制限を与えるので大変意義深い。しかし、測定には膨張が判るだけの十分な時間間隔と優れた空間分解能が必要である。そのためこれまでは、研究の歴史が長く、また望遠鏡の性能の良かった可視光と電波のみによって測定されてきた。X線波長域では、試みはあったが必ずしも確実な測定とは言えない状況であった。この状況を打破したのは、1999年に打ち上げられた空間分解能の非常に優れたアメリカのChandra X線天文衛星、それにはやや劣るがヨーロッパのXMM-Newton X線天文衛星である。現在、それらの衛星が打ち上げから10年経ち、超新星残骸膨張率の測定が可能な時期を向かえている。我々は世界に先駆け、Vela Jr.,Kepler,SN1006,Tycho超新星残骸の膨張率をX線で測定した。その結果、Vela Jr.については、年齢と距離がこれまで考えられていたよりもそれぞれ2倍、4倍以上大きいと推定できた。また、Keplerについては、残骸の広がり方が非等方であることを明らかにし、残骸周囲の密度分布が非一様であることを明らかにした。SN1006についてはX線では初めて残骸が広がる様子をとらえ、それをもとに北東端での密度を推定した。Tychoについては、距離を初めて確かな方法で推定することができた。これらの結果は、4本の論文としてまとめ、3回の国際会議で報告した。我々はCygnus Loop超新星残骸を北東端から南西端にかけて、すざく衛星で11点、XMM-Newton衛星で7点観測した。すざく衛星の低エネルギー側の高い感度によって、初めてこの天体から高階電離した炭素、窒素のK輝線を検出することに成功した。また、空間的に分離した詳細なスペクトル解析から、高温(0.5keV)で重元素が豊富な(爆発噴出物起源と考えられる)プラズマが、低温(0.2keV)の重元素が少ない(爆発噴出物によって掃き集められた)プラズマに取り囲まれて、この残骸中に大きく広がっていることが判った。珪素、イオウ、鉄の爆発噴出物は南部に北部の2倍程度も多く分布することが判った。我々はこの爆発噴出物の非一様な分布は爆発の非対称を反映していると考えた。これらの結果はアメリカの天文専門誌1編と日本の天文専門誌2編で発表した。Puppis A超新星残骸はXMM-Newton衛星による5回の観測でそのX線放射領域ほぼ全体が観測された。我々は全てのXMM-Newtonデータを使ってさまざまな元素の輝線について等価幅分布図を作成した。その結果、鉄以外の全ての元素について等価幅が強調された領域、すなわちその元素が豊富な爆発噴出物の痕跡、を発見した。珪素とイオウについては、北東部分にのみ爆発噴出物の痕跡が残っていたことから、我々はこれらの元素は爆発時に非対称に噴出したと推測した。さらに我々はPuppis A北東領域に、青方偏移した輝線を持つ爆発噴出物の塊を発見した。一方で近年、超新星爆発の後、中心に残った中性子星は高速で南西に向かって動いていることが判った(e.g., Winkler & Petre 2007)。従って、今回我々が発見した北東領域の爆発噴出物は、超新星爆発時に中性子星に蹴り飛ばされた反跳物質と推測できる。これらの結果は、アメリカの天文専門誌で5月に発表することが決まっている。
植物PMSAPキナーゼの活性化機構と細胞内情報伝達系の解析

本年度は、PMSAPキナーゼの植物細胞及び個体への形態的・機能的な機能を明らかにするために、PMSAPキナーゼ遺伝子を過剰発現する形質転換植物体をタバコ及びモデル植物のアラビドプシスで作成することを行ってきた。またこの形質転換植物を用いて、PMSAPキナーゼにより発現が制御される下流遺伝子を明らかにすることも行う予定であった。PMSAPキナーゼ全長を恒常的に過剰発現するように作成したキメラ遺伝子をタバコ及びアラビドプシスに形質転換したが、キメラ遺伝子が導入された植物細胞及び植物体を得ることはできなかった。PMSAPキナーゼの過剰発現が植物細胞の生理機能に影響し、植物細胞が生存できなくなった可能性が考えられる。形質転換植物を得ることができなかったことから、PMSAPキナーゼにより発現制御される下流遺伝子の検討も現在進んでいない。過剰発現によるPMSAPキナーゼの機能解析は困難であることから、遺伝子破壊による機能解析を進めている。高等植物での遺伝子破壊個体の作成は困難であることから、酵母のように遺伝子破壊が可能な、緑色植物の一種である微細藻類クラミドモナスを用いることとした。すでにクラミドモナスからMAPキナーゼ様プロテインキナーゼ遺伝子の断片を得ており、現在、このMAPキナーゼ様プロテインキナーゼがPMSAPキナーゼ相同遺伝子であるかどうかを検討するとともに、遺伝子破壊株の作成と遺伝子破壊による植物細胞への影響を調べている。また、この遺伝子破壊株にタバコのPMSAPキナーゼ遺伝子を導入することにより、タラミドモナスMAPキナーゼ様プロテインキナーゼ遺伝子がタバコのPMSAPキナーゼ遺伝子と同一の機能を有しているか否かの検討を行っていく予定である。本年度はタバコPMSAPキナーゼの変異遺伝子を持つ植物体の作製とその下流遺伝子の解析を行うにあたり、PMSAPキナーゼの精製とアミノ酸配列の決定、及びPMSAPキナーゼの上流因子の解析を行った。タバコPMSAPキナーゼの精製条件を検討したところ、大変不安定なタンパク質であり、その安定した抽出と大量精製は現在も検討中である。現在までに、タバコ培養細胞BY-2を出発材料として、PMSAPキナーゼの活性化条件、抽出条件、タンパク質精製条件(陰イオン交換カラム(mono-Q)、逆相カラム(フェニルセファロース)、ヒドロキシアパタイトカラム、ポリLリジンカラム等)の検討を行い、数千倍にまで精製を行うことができた。アミノ酸分析の結果、N末端残基の修飾が確認され、現有サンプルのみではアミノ酸分析には不十分であることがわかった。現在、大量精製に向けスケールアップの条件検討を行っている。また、この精製の過程でPMSAPキナーゼと挙動を共にし、in vitroアッセイにおいてリン酸化される分子量50kDaのタンパク質の存在を確認している。この50kDaタンパク質はPMSAPキナーゼの下流因子である可能性があり、更なる研究が必要であると推測される。一方、PMSAPキナーゼの上流因子の探索の結果、動物において三量体Gタンパク質に作用することが知られているマストパランにより恒常的に活性化されることが明らかとなった。この結果はPMSAPキナーゼの上流に三量体Gタンパク質の存在が示唆している。高等植物の三量体Gタンパク質は遺伝子の相同性から分離されているものの、いまだ機能が明らかにされていない。これらの結果は、植物における三量体Gタンパク質の機能の解析に有用な情報を与えると考えられる。
抗精神病薬の作用機序を探る；Kv３チャネルファミリーの発現調節

当該研究により、定型抗精神病薬であるハロペリドールと非定型抗精神病薬であるリスペリドンでは、前頭葉におけるKv3.1およびKv3.2の発現量に異なった影響をもたらすことが判明した。すなわち、Kv3.1タンパクはハロペリドール、リスペリドンの長期投与を受けたラットの前頭葉においてともに発現量の増加をもたらすが、Kv3.2タンパクは同部位においてハロペリドールの投与によって増加する一方、リスペリドンの投与では減少を生じる。また、小脳においてもKv3.2タンパクは同様に変化したが、海馬や視床、線条体においては変化をみとめなかった。以上の結果を精神神経学会学術総会にて報告した。本研究の目的は、統合失調症の病態により直接的に作用する新規抗精神病薬の開発に向け、その土台となる知見を電位依存性カリウムチャネルのひとつであるKv3.1およびそのファミリーを中心に集積するものである。研究代表者らはこれまでの研究で、抗精神病薬により統合失調症前頭葉にみられるKv3.1の減少が改善されることを見出した(Yanagi et al.Mol.Psychiatry 2014)が、抗精神病薬が特異的にKv3.1に作用しているかを知るためには、Kv3チャネル全体に対する抗精神病薬の影響を検討する必要がある。特にKv3.1とKv3.2はとともに前頭葉のFast-spiking GABAニューロンに特異的に発現しており、このニューロンをfast-spikingたらしめる高頻度発火の機能をこれら2種類のチャネルは司っている。今年度は、研究分担者である白川教授による助力のもと、近畿大学医学部精神神経科に用意された一室を改造し、フリーザーや遠心分離機、解析ソフトや解析機器などといった研究室に必要な器具類のセットアップをおこなった。また、研究協力者であるTamminga教授の協力のもと、ハロペリドールもしくはリスペリドンを長期間(6か月間)経口投与されたラットの前頭前野におけるKv3.1およびKv3.2のタンパク定量をおこない、コントロール群との比較解析をおこなった。この解析の結果、Kv3.1に対しては抗精神病薬は一様の反応を示すものの、Kv3.2については抗精神病薬の種類や容量によって多様な反応をとりうることが明らかとなってきている。本年度は研究協力者であるテキサス大学サウスウェスタンメディカルセンターのDr.Tammingaの協力のもと、定型抗精神病薬であるハロペリドールおよび非定型抗精神病薬であるリスペリドンを長期間投与されたラットの脳を用いておこなったKv3.1およびKv3.2のタンパク定量の結果に加えて、GABA神経伝達のマーカーであるGAD65およびGAD67についてタンパク定量を用いた解析をおこない、抗精神病薬のKv3.1およびKv3.2に対する影響をGABA神経伝達との関連において検討した。ラットの前頭葉において、ハロペリドール投与群およびリスペリドン投与群ともにKv3.1は増加をみとめる一方、Kv3.2はハロペリドール投与群では有意に増加し、リスペリドン投与群では有意に減少するほか、高容量のリスペリドン投与群では著明に増加することが見いだされた。同部位におけるGAD65とGAD67のタンパク定量の結果では、GAD67についてはいずれの群においても有意な発現量の変化をみとめなかったが、GAD65は高容量のリスペリドン投与群において優位な増加をみとめた。さらにこれらのタンパクについて発現量の相関を比較検討したところ、Kv3.2とGAD65のみが強い相関を示し、Kv3.1とGAD65、Kv3.1とGAD67、Kv3.2とGAD67にはいずれも有意な相関をみとめなかった。また、Kv3.1とKv3.2も相関を示さなかった。ラットの小脳におけるタンパク定量では、Kv3.2はすべての抗精神病薬投与群において前頭葉と同様の変化を示したが、海馬や視床、線条体では抗精神病薬による変化を示さなかった。定型抗精神病薬の代表例であるハロペリドールおよび非定型抗精神病薬であるリスペリドンそれぞれのKv3.1およびKv3.2に対する影響を、GABA神経伝達との関連において前頭前野を中心に評価することができた。これまでに本研究において得られた所見は以下になる。定型抗精神病薬であるハロペリドールと非定型抗精神病薬であるリスペリドンの長期投与を受けたラットの脳サンプルを用いたウェスタンブロッティングにより、同容量のハロペリドールとリスペリドンの比較では、前頭葉においてはKv3.2タンパクはハロペリドール投与により増加する一方、リスペリドン投与によっては減少することが見いだされた。これは、いずれの薬剤においても増加をみとめたKv3.1タンパクとは反応性を異にする。さらに同部位において、GABA神経伝達のマーカーであるGAD65とGAD67のタンパク定量をおこなったところ、Kv3.2の発現量はGAD65と有意な相関を示した一方で、Kv3.1はGAD65との相関をみとめなかった。GAD67はKv3.1、Kv3.2いずれとも相関を示さなかった。また、Kv3.2タンパクのハロペリドール及びリスペリドン投与による変化は、小脳においても同様の変化をみとめたが、海馬や視床、線条体においては変化をみとめなかった。以上より、Kv3.2は前頭葉においてGABA神経伝達に関わっており、定型および非定型抗精神病薬が共通してもたらす

抗精神病作用よりもむしろ、両薬剤の臨床薬理学的効果の差異に寄与していると考えられ、これらの結果を平成28年度の精神神経学会にて報告した。また、以上の所見について論文にまとめ、現在英文雑誌への投稿を準備している。当該研究により、定型抗精神病薬であるハロペリドールと非定型抗精神病薬であるリスペリドンでは、前頭葉におけるKv3.1およびKv3.2の発現量に異なった影響をもたらすことが判明した。すなわち、Kv3.1タンパクはハロペリドール、リスペリドンの長期投与を受けたラットの前頭葉においてともに発現量の増加をもたらすが、Kv3.2タンパクは同部位においてハロペリドールの投与によって増加する一方、リスペリドンの投与では減少を生じる。また、小脳においてもKv3.2タンパクは同様に変化したが、海馬や視床、線条体においては変化をみとめなかった。以上の結果を精神神経学会学術総会にて報告した。基本的な研究室のセットアップが無事に完了した。また、Tamminga教授との共同研究が順調にすすみ、抗精神病薬のKvファミリーにおける影響についてのデータを蓄積しつつある。得られた解析結果についてさらに検討を加えたのち、学会報告をおこない、学術誌への投稿をおこなう。精神神経科学分野抗精神病薬がKv3.1に対しては一様な影響を及ぼしている一方、Kv3.2についてはその種類や容量に応じて異なった影響を及ぼしている点について、GABAニューロンの機能との比較を中心に解析を加える予定にしている。またKv3ファミリーの他のメンバーであるKv3.3およびKv3.4についても解析をおこなう予定にしている。消耗品に関し、おもに研究協力者のDr.Tammingaの援助を受けたため、残金の一部を次年度予算に繰り越すことができた。研究室のセットアップに関わる費用に関し、おもに近畿大学医学部精神神経科学教室の講座費からの援助を受けたため、一部を次年度予算に繰り越すことができた。繰り越した助成金はおもに翌年度の研究補助院への人件費に充てる予定であり、当初予定の次年度助成金は当初の計画に沿って翌年度のデータ解析や学会発表などに関わる経費に充てる予定である。繰り越した助成金はおもに翌年度の研究補助員への人件費に充てる予定であり、当初予定の次年度助成金は当初の計画に沿って翌年度のデータ解析にかかる費用に充てる予定である。
レ-ザ-照射高速成膜プロセスに関する基礎的研究

近年のマイクロエレクトロニクスの進歩は成膜技術の進展によって支えられてきたと言っても過言ではない。そしてマイクロエレクトロニクスは計算機を益々高速化し、それがさらに高度な成膜技術を生み出してきた。しかしながら、このような成膜技術に於いては、得られた機能のみを注目し過ぎるあまり、その成膜機構に関する関心は極めて低い。もし成膜機構に対する理解が深化して、特異な機能性を持つ表面構造を高速、かつ大面積で創り出すことが出来れば、エレクトロニクスのみならず、航空宇宙材料、核融合炉炉壁材料、太陽電池などの分野への波及効果が大きい。その様な可能性を持つプロセスとしてCVDや電解プロセス等を見直すことは興味深い。そこで本研究では例えば(1)電解プロセスに関しては水溶液中で回転電極基板上にFeーNiやNiーP合金薄膜を析出させ成膜機構の検討を行った。電解液組成や電極回転数、電流密度などを変化させて成膜した。薄膜の構造は組成でほぼ決定され、組成は回転電極近傍の表面pHによって、大きく影響される事が判った。また、(2)CVDに関してはAlCl_3ーH_2ーCO_2やAlCl_3ーTiCl_4ーH_2ーCO_2ガス中に設置されたTiC回転基板の上にAl_2O_3、TiO_2等を析出させ、それらの構造や形態とCO_2レ-ザ-で照射された基板の温度やガス分圧及び回転数などの関係を整理する事にした。Qスイッチユニットの導入が遅れたため現在CVDプロセスの実験がかなり遅れ気味である。反応装置の設計及び粉体供給機構の検討を行っている段階である。また基板上にCO_2レ-ザ-をパルス状に照射してレ-ザ-パルス強度やdutyーcycle等がそれらの関係に及ぼす影響を調べたい。電解プロセスに関して成膜機構の解明がある程度進行すれば溶融塩中でAlーTi系金属間化合物の電析を行いCVDと電解プロセスの成膜機構に関する比較を行う予定である。
タバコ規制をめぐる法と政策

日本は、先進諸国の中でも喫煙率が高い「たばこ汚染国」であるが、たばこをめぐる行政的規制(たばこ規制)が際立って弱い。しかし、たばこ規制の強化は不可欠である。今後のたばこ規制のあり方としては、(1)非喫煙者の被害を防止し、健康を保護するという視点から、「受動喫煙防止施策」を充実させることはもちろんであるが、(2)現在、未成年者による喫煙が少なくなく、未成年者を保護するという視点から、「未成年者の喫煙防止施策」も必要である。さらに、(3)喫煙者も「やめたいけれどもやめられない」という面があり、喫煙者を保護するという視点から、「喫煙者減少施策」も必要である。(1)本研究は、先進的な法制度が早くから整備・運用されている米国制度との比較研究を実施するとともに、「法社会学的研究」も踏まえて、主として「政策法学」の視点から検討するものである。(2)また、実態を踏まえた検討をするために、国内外で実態調査を実施することも予定している。(3)本研究の研究計画であるが、まずは国内外で実態調査をすることによって現在のたばこ政策の問題点を確認するとともに論点を明確にしたうえで(平成2021年度)、整理した論点について検討して、あるべきたばこ政策の法システムを提案し(平成22年度)、最後に、研究成果をまとめ、学会等で報告するとともに学術雑誌に掲載する(平成23年度)という予定を考えている。本研究は、タバコ政策を実現するうえで効果的な法システムを構築することを目的としている。当該目的達成のため、本研究は、(1)既存の法システムの趣旨や意味を探求する「解釈法学研究」、(2)新しい法システムを設計する「政策法学研究」のほか、(3)法制度の法過程や規制過程に関する体系的な実証研究をする「法社会学研究」を実施することによって、わが国の立法論に資することを狙いとしている。とりわけ、本研究は、「政策法学」および「法社会学」の視点から検討するものであるほか、実態調査を実施し、実際の運用に携わっている方々にインタビューを実施し、現場で生じているさまざまな問題点についても検討したうえで、効果的な法システムを設計することを試みるものである。平成20年度は、現在のタバコ政策の問題点を確認して論点を明確にするために、さまざまな文献を収集するとともに、国内で実態調査を実施した。日本国内で実態調査を実施した対象組織としては、(1)健康増進法の管轄官庁である厚生労働省、(2)罰則付きの路上喫煙禁止条例を制定している地方公共団体として東京都千代田区、(3)公共スペースにおける喫煙規制を持ち込んでいる条例制定の動きのある神奈川県、の3つの機関があげられる。研究成果については、「たばこ訴訟の論点と課題」というテーマで1本はすでに執筆済であり、関西大学法学論集59巻2号(2009年5月)で公表する予定である。平成21年度は、平成20年度に引き続いて、日本国内で文献収集と論点の整理をするとともに、日本国内で関係機関に対して、ヒアリング調査を実施した。具体的には、2009年3月に策定された「公共的施設における受動喫煙防止条例」について、神奈川県庁保健福祉部健康増進課たばこ対策室のほか、厚生労働省健康局総務課生活習慣病対策室、千代田区役所環境安全部安全生活課などに対して、ヒアリング調査を実施した。また、本研究を実施するに当たって、先進的な法システムが早くから整備運用されている米国制度と比較することによって効果的に研究を進めることができると考え、米国ハワイ大学のMark A. Levenと意見交換を行なうとともに、ハワイ州政府(Department of Health(Tobacco Prevention and Education Program(TPEP))および、Coahtion for a Tobacco Free Hawaiiにヒアリング調査を実施した。本研究は、たばこ政策を実現するうえで効果的な法システムを構築することを念頭に置くものであるが、効果的な法システムを設計するという場合、実態を無視した法システムを設計しても意味はない。たばこ政策については、国によって、また地域によって対応が異なっているという状況であるが、「理想と現実の間のギャップ」を埋めるというためにも、また、「理想の姿を描いたうえで、どの手順で政策を実現するのか」を検討するためにも、実際に現場に足を運ぶことの重要性を改めて実感した次第である。以上、「たばこ規制の現状と今後の法制的課題」については、平成22年度から平成23年度にかけて、じっくりとまとめていく予定である。一方、「たばこ訴訟」に関しての研究成果については、2009年6月14日に開催された関西行政法研究会で「たばこ訴訟の論点と課題」というテーマで報告するとともに、同テーマの論文を関西大学法学論集59巻2号(2010年3月)31-87頁で公表した。平成20年度から平成22年度にかけて、日本国内で文献収集と論点の整理をするとともに、日本国内で関係機関に対して、ヒアリング調査を実施した。

具体的には、2009年3月に策定された「公共的施設における受動喫煙防止条例」について、神奈川県庁保健福祉部健康増進課たばこ対策室のほか、厚生労働省健康局総務課生活習慣病対策室、千代田区役所環境安全部安全生活課、日本医師会などに対して、ヒアリング調査を実施した。また、本研究を実施するに当たって、先進的な法システムが早くから整備運用されている米国制度と比較することによって効果的に研究を進めることができると考え、米国ハワイ大学のMark A.Levenと意見交換を行なうとともに、ハワイ州政府(Department of Health(Tobacco Prevention and Education Program(TPEP))および、Coalition for a Tobacco Free Hawaiiにヒアリング調査を実施した。本研究は、たばこ政策を実現するうえで効果的な法システムを構築することを念頭に置くものであるが、効果的な法システムを設計するという場合、実態を無視した法システムを設計しても意味はない。たばこ政策については、国によって、また地域によって対応が異なっているという状況であるが、「理想と現実の間のギャップ」を埋めるというためにも、また、「理想の姿を描いたうえで、どの手順で政策を実現するのか」を検討するためにも、実際に現場に足を運ぶことの重要性を改めて実感した次第である。「たばこ訴訟」に関しての研究成果については、2009年6月14日に開催された関西行政法研究会で「たばこ訴訟の論点と課題」というテーマで報告するとともに、同テーマの論文を関西大学法学論集59巻2号(2010年3月)31-87頁で公表した。一方、「たばこ規制の法システムと今後の法制的課題」(仮題)、「たばこ問題の特徴と今後の法制的課題」(仮題)、「諸外国、とりわけ米国におけるたばこ規制の現状と今後の法制的課題」(仮題)の研究成果については、平成23年度に研究成果としてまとめる予定である。昨年度に引き続いて、平成23年度も、日本国内で文献収集と論点の整理をするとともに、日本国内で関係機関に対して、ヒアリング調査を実施した。具体的には、神奈川県庁保健福祉部健康増進課たばこ対策室のほか、厚生労働省健康局総務課生活習慣病対策室、千代田区役所環境安全部安全生活課、日本医師会などに対して、ヒアリング調査を実施した。たばこ規制に関する研究成果は、「たばこ規制の法システムと今後の法制的課題(1)(2)(3・完)」関西大学法学論集61巻6号(2012年)133-161頁、62巻1号(2012年)で公表した((3・完)については、62巻3号で掲載予定)ほか、2012年1月31日には、「たばこ規制をめぐる基本的な視点と今後の法制的課題」というテーマで、報道機関向けの記者懇談会で報告した。今後の研究計画として、「非喫煙者の権利」(仮題)を関西大学法学論集62巻4=5号(2012年)で公表する予定であるほか、「たばこ問題の特徴と今後の法制的課題」(仮題)の研究成果についても、平成24年度に研究成果としてまとめたいと考えている。また、可能であれば、欧文の研究成果もまとめ、米国内のLaw Reviewに掲載することができればと考えている。
情報漏洩量と計算量を考慮したランダム推定量の最適性の研究

平成30年度は,主に2つの課題に取り組んだ.1つ目の取り組みとして,区分単調信号の推定問題の研究を行なった.これは,昨年度に着手した劣モジュラ正則化の研究の応用として位置付けられる.主な成果として,1次元の場合に,推定量のリスクの挙動を調べた.まず,ミニマックスリスクの下界を導出し,計算量の制約がなければ達成可能であることを示した.一方,劣モジュラ正則化による推定量は多項式時間で計算可能な推定量であり,ある追加の条件のもとでは,ほぼ最適な収束レートを達成することを証明した.本プロジェクトにおける主な課題は,計算量の制約と統計的な最適性の関係を調べることであった.上記の結果は,理論計算量と統計的なリスクのトレードオフを部分的に明らかにしているため,本プロジェクトにおいて当初設定した目標に対して一つの回答を与えたと言える.また,劣モジュラ正則化の研究に関して,前年度の成果を含めて2本の論文の投稿を行ない,国内シンポジウムで1件の口頭発表を行なった.2つ目の取り組みとして,低次元のサポートをもつ分布の推定問題の研究を行なった.特に,サポートの内在的な次元が既知であり,「体積」が定義できる集合であるとき,体積制約のもとでの推定について考察を行なった.この設定には,例えば,次元と体積の上界が既知だが集合としては未知であるコンパクト部分多様体上の(なめらかな)分布などが含まれる.本研究では,この問題における(ノンパラメトリックな)最尤推定量の収束レートを導出し,分布推定問題のある損失関数が,データの次元ではなく,サポートの内在的な次元に依存した収束レートを持ちうることを明らかにした.この課題に関しては国内学会で2件の発表を行い,1件のポスター発表について学生最優秀プレゼンテーション賞を受賞した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、計算量制約のもとでの高次元線形モデルの推定量の性質の解析を中心に研究を行った(研究計画(B)に対応)。特に、基本的かつ多くの示唆が得られると考えられる高次元線形モデルに焦点を当て、劣モジュラ正則化と呼ばれる手法群の統計的な性質についての研究を進めた。本研究ではまず、任意の劣モジュラ正則化に対して、リスクの不偏推定量が統一的な形で表されることを示した。特に、自由度と呼ばれる、リスクの不偏推定量において非自明な項が、劣モジュラ関数の選択によらず同じ計算量(線形オーダー)で高速に計算できる。この成果は、研究報告がIBISML研究会賞ファイナリストに選ばれた。本研究では次に、劣モジュラ正則化の応用のひとつとして、「有向グラフ上で区分的に単調である」という構造を持つ関数(区分単調関数)の推定問題に取り組んだ。グラフ上で大域的に単調性をみたす関数の推定問題は単調回帰と呼ばれ、統計学で古くから研究されている。しかし、単調性の仮定が区分的にのみ成り立っているとき、単調回帰の手法の非最適性を示すことができる。本研究では、有向グラフによる正則化を考えることで、推定量の計算量、およびリスクの不偏推定量(情報量規準)の計算量の上界を保証しつつ、区分単調関数の推定においてよい性能を達成できることを明らかにした。この成果は2017年9月に行われた統計関連学会連合大会において口頭発表を行い、同大会のコンペティションセッション最優秀報告賞を受賞している。これに加えて、特に一次元の場合は、最適に近いと考えられるリスク上界が達成できることも示した。この成果は2017年11月に行われた第20回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2017)においてポスター発表を行い、学生最優秀プレゼンテーション賞を受賞している。本研究課題の問題意識は、統計学および機械学習において近年重要な課題となっている「(A)プライバシーの保護」および「(B)計算量の削減」という二つのテーマについて、「情報漏洩量と統計的リスクのトレードオフ」という観点からの最適性を論じるというものである。よって、当初はそれぞれのサブテーマに基づいて(A)(B) 2つのゴールが設定してあり、今年度は主に(A)の課題に取り組む計画であった。今年度の研究成果である、劣モジュラ正則化における自由度の公式の導出も、動機としては課題(B)に属するものである。この成果によって、劣モジュラ正則化というクラスの推定量が、多項式時間性の保証つきでリスクの不偏推定量の計算ができる推定量のクラスを特徴付けていることが明らかになった。さらに、この結果はグラフ上の区分単調関数の推定問題という新しい問題に発展し、それに基づく国内学会での研究発表が2件の受賞につながっている。進捗状況を「やや遅れている」とした根拠は、研究手法の変更により、当初の目標であった情報漏洩量の観点でのトレードオフの解析には至っていないことである。特に計算量の問題については、調査を進めるにつれ理論計算機科学についての理解が深まり、情報漏洩量という抽象的な観点だけから個々の問題に対する最適な手法にアプローチすることは難しいと判断された。また、理論計算機科学の分野では、「多項式時間かそうでないか」という解析が中心であるのに対し、数理統計における最適性の定義は多項式のオーダーの最適性に基づいている。したがって、双方の分野における最新の成果を単に組み合わせるだけでは、本研究の目的であるトレードオフの解析を実現することはできないと考えられる。その点を踏まえ、当初の研究計画の順序を変更し、まずは計算量と統計的リスクの両方を解析できる具体的な問題を探し、その解析に着手している。

平成30年度は,主に2つの課題に取り組んだ.1つ目の取り組みとして,区分単調信号の推定問題の研究を行なった.これは,昨年度に着手した劣モジュラ正則化の研究の応用として位置付けられる.主な成果として,1次元の場合に,推定量のリスクの挙動を調べた.まず,ミニマックスリスクの下界を導出し,計算量の制約がなければ達成可能であることを示した.一方,劣モジュラ正則化による推定量は多項式時間で計算可能な推定量であり,ある追加の条件のもとでは,ほぼ最適な収束レートを達成することを証明した.本プロジェクトにおける主な課題は,計算量の制約と統計的な最適性の関係を調べることであった.上記の結果は,理論計算量と統計的なリスクのトレードオフを部分的に明らかにしているため,本プロジェクトにおいて当初設定した目標に対して一つの回答を与えたと言える.また,劣モジュラ正則化の研究に関して,前年度の成果を含めて2本の論文の投稿を行ない,国内シンポジウムで1件の口頭発表を行なった.2つ目の取り組みとして,低次元のサポートをもつ分布の推定問題の研究を行なった.特に,サポートの内在的な次元が既知であり,「体積」が定義できる集合であるとき,体積制約のもとでの推定について考察を行なった.この設定には,例えば,次元と体積の上界が既知だが集合としては未知であるコンパクト部分多様体上の(なめらかな)分布などが含まれる.本研究では,この問題における(ノンパラメトリックな)最尤推定量の収束レートを導出し,分布推定問題のある損失関数が,データの次元ではなく,サポートの内在的な次元に依存した収束レートを持ちうることを明らかにした.この課題に関しては国内学会で2件の発表を行い,1件のポスター発表について学生最優秀プレゼンテーション賞を受賞した.まず、全体的な方針としては、情報漏洩量や計算量と統計的リスクのトレードオフを明らかにするという目標は保ちつつ、研究計画段階で想定していた「情報理論的な制約に帰着させて解く」という方法には限定せずに、問題ごとによりよい方法を選択して研究を進めるということである。次年度は、本年度に成果が得られた研究課題(B)の内容の発展を中心として研究を進めていく。特に、上記の成果を査読付論文誌への報告としてまとめつつ、高次元統計学における計算量と統計的性質についてより踏み込んだ関連性を明らかにしていく。研究課題(A)のプライバシー保護制約については、差分プライバシー研究の近年の動向として、主に深層学習における確率的最適化手法の汎化性能の解析への応用が注目されている。特に、本研究の成果として前年度に発表した論文を引用した別の著者らによる研究で、本研究の内容のこの分野への応用が示唆されている。そのような背景を踏まえつつ、可能であれば一年以内に取り組めるサブテーマ設定を行いたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
歯根膜支持を有する歯科インプラントシステム開発のための基礎的研究

天然歯と同様の歯根膜(PDL)による理想的支持を備えた次世代の歯科インプラントシステム開発のための基礎研究として,本研究ではまずPDL細胞の培養法を確立し,種々の培養条件下における培養PDL細胞の形態的,機能的特徴の解析を行うとともに,インプラント材料上における培養PDL細胞の動態観察を行った.その結果,培養PDL細胞にはセメント芽細胞や骨芽細胞フェノタイプに相当する細胞が含まれ,それらはインプラント材料上でもその形態的,機能的特徴を保ったまま増殖し,セメント質/骨様石灰化物をインプラント材料表面に添加しうることを明らかにした.これらの知見は,インプラント培養PDL細胞複合体を生体へ移植する試みに,科学的根拠を与えるものであり,引き続いてインプラント培養PDL細胞複合体移植実験を行った.その結果,インプラント材料単独移植に比較して,培養PDL細胞を同時に移植したものでは,インプラントと母床骨の骨癒着の程度が少ないという結果を得た.本研究で用いた実験モデルでは,機能的配列を有する真のPDLをインプラント体表面に再現することはできなかったが,以上の検討を通して得られた結果は,結合組織性付着形成能を有するPDL細胞と同様の性格を保持した培養PDL細胞を,インプラント材料と複合させインプラント床に移植することによって,インプラント周囲にもPDL支持が得られるとした本研究の仮説を支持するものであり,PDL支持を有する歯科インプラントシステム開発のための基礎的基盤を与えた.天然歯と同様の支持機構を有する理想的インプラントシステム開発のためには,その中心的役割を担うPDL細胞の分化増殖機構の解明や,培養PDL細胞とインプラント材料の複合法の改良など,さらなる検討の必要性が強く示唆された.天然歯と同様の歯根膜(PDL)による理想的支持を備えた次世代の歯科インプラントシステム開発のための基礎研究として,本研究ではまずPDL細胞の培養法を確立し,種々の培養条件下における培養PDL細胞の形態的,機能的特徴の解析を行うとともに,インプラント材料上における培養PDL細胞の動態観察を行った.その結果,培養PDL細胞にはセメント芽細胞や骨芽細胞フェノタイプに相当する細胞が含まれ,それらはインプラント材料上でもその形態的,機能的特徴を保ったまま増殖し,セメント質/骨様石灰化物をインプラント材料表面に添加しうることを明らかにした.これらの知見は,インプラント培養PDL細胞複合体を生体へ移植する試みに,科学的根拠を与えるものであり,引き続いてインプラント培養PDL細胞複合体移植実験を行った.その結果,インプラント材料単独移植に比較して,培養PDL細胞を同時に移植したものでは,インプラントと母床骨の骨癒着の程度が少ないという結果を得た.本研究で用いた実験モデルでは,機能的配列を有する真のPDLをインプラント体表面に再現することはできなかったが,以上の検討を通して得られた結果は,結合組織性付着形成能を有するPDL細胞と同様の性格を保持した培養PDL細胞を,インプラント材料と複合させインプラント床に移植することによって,インプラント周囲にもPDL支持が得られるとした本研究の仮説を支持するものであり,PDL支持を有する歯科インプラントシステム開発のための基礎的基盤を与えた.天然歯と同様の支持機構を有する理想的インプラントシステム開発のためには,その中心的役割を担うPDL細胞の分化増殖機構の解明や,培養PDL細胞とインプラント材料の複合法の改良など,さらなる検討の必要性が強く示唆された.天然歯と同様の歯根膜による支持を備えた歯科インプラントシステム開発のための基礎研究として、培養歯根膜細胞の生物学的特性ならびにインプラント材料上での動態について明らかにし、ついで同細胞をインプラント体と同時に生体に埋入したときにどのような組織変化が見られるかを目的に研究を実施している。本年度はまず、ラット臼歯歯根膜細胞の培養条件ならびに培養細胞の形態学的、機能的特性について検討した結果、培養歯根膜細胞がセメント芽細胞あるいは骨芽細胞に相当する細胞フェノタイプを含み、高いアルカリフォスファターゼ活性を有することや、アスコルビン酸とβグリセロリン酸の存在下で活発な石灰化能を示すことを明らかにした。さらにまた、コラーゲンゲルを用いた3次元培養下において、上記の石灰化のためのsupplementを添加すると培養歯根膜細胞は同様に活発な石灰化を示すのに対し、supplementの非存在下では石灰化せず培養歯根膜細胞がコラーゲン溶解性の機能を示すことも明らかにした。以上のように当初計画した研究計画はほぼ達成され培養歯根膜細胞に関する知見を蓄積した。しかし培養歯根膜細胞に備わる高いアルカリフォスファターゼ活性や石灰化能は継代を重ねるにしたがって減弱し、引き続き検討を予定している各種インプラント材料上における培養歯根膜細胞の動態観察や培養歯根膜細胞とインプラント体の複合体を生体に移植する実験に供するための、細胞フェノタイプを大量に得ることの困難に当面している。培養歯根膜細胞の分化・増殖のための条件設定を早急に決定し、次年度に予定しているin vivoでの実験に着手したい。天然歯と同様の歯根膜(PLD)による支持を備えた歯科インプラントシステム開発のための基礎研究として,本年度は初年度において確立した条件によって培養したラットPDL細胞の形態学的,機能的特性に関する知見をもとに,インプラント材料上における培養PDL細胞の動態観察や同細胞とインプラント体の複合体移植実験をすすめた.その結果,PDL細胞はインプラント上でもその形態的,機能的特徴を保ったまま増殖し,インプラント-培養PDL細胞複合体を生体へ移植することの科学的根拠を得ることができた.また,引き続いて行ったインプラント培養