hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
γ-受動性を用いた大型宇宙柔軟構造物の制御に関する研究

本研究では消散制御による制振コントローラのロバスト性能の検討を行った。この手法の特徴は、通常の構造化されていない摂動に対してロバスト性が保証できるだけではなく、制御系のゲイン余有や位相余有なども指定できる点にある。最近、H無限大制御法によって求めたコントローラはゲイン余有や位相余有に関しては極めて不十分なロバスト性しか持たない場合があるということが指摘されているので、この点からも本手法は通常のH無限大制御よりフレキシブルな設計法であると言える。本手法の有効性を示すために、本年度は柔軟ビームの角位置制御実験を行なった。これは柔軟ビームを静止状態から指定された角位置まで短時間で移動させるという実験で、ビームの移動に伴って振動が励起されるため、剛体モードと柔軟モードの間にカップリングが生ずる。さらにビームを短時間に移動させようとすればするほど柔軟モードの高周波モードを刺激するため、位置制御の制御性能を上げることと、無視された高周波モードに対するロバスト性の確保を両立させる必要がある。この様な問題に対しても本手法の有効性を実験によって示すことができた。H無限大制御が基本的に扱うことが出来ないゲインと位相の混合制御方法の開発と応用を目指す本研究では,現在その第一歩として制御系にあらかじめ指定したゲイン余裕と位相余裕を同時に与える手法を確立し,シミュレーションと実験によってその効果を確認した.これはγ-受動性を更に拡張した概念により,ゲイン曲線だけでなく位相曲線をも整形する手法であり,基本的には消散システムの理論に基礎を置く.予備実験として倒立振子を用いて理論の検証を行った.その結果として設計の際の重み関数の重要性とその決定の指針が明らかになった.全長約3mのステンレス製ラーメン構造柔軟梁の作成を川崎重工(株)航空宇宙事業本部へ依頼し,同定実験を行った.実験装置はセンサとアクチュエータを同位置に配置したコロケーション系で,高周波域を除けば正実性を満たし,高周波域ではモータの位相のおくれのため正実条件がくずれるプラントとなっている.同定実験から得られたデータを用いてシミュレーションを行い,重み関数を決定し,制御器を設計した.実験を行った結果,得られた制御性能(制振性)はH無限大制御と同等かそれ以上であった.しかし,H無限大制御による制御系のゲイン余裕位相余裕が望ましいものでなく,一般的な規格として求められる安定余裕を満足しないことが多い一方,本研究で開発された手法で設計した制御系では設計どおりの安定余裕が得られることを確認できた.しかし,実験で問題は生じなかったものの,無視されたモードに対するロバスト性の保証は十分とは言えない.したがって,安定余裕の保証と同時に構造化されない不確かさに対するロバスト性も保証する手法を開発することが今後の課題である.平成10年度は以下のような研究を行った.●γ-受動性および消散性に基づく柔軟構造物のモデル化モータ入力から歪ゲージ出力への柔軟構造物の周波数応答を計測し,このデータをもとに公称モデルとそれに付随する変動モデルを作成した.●γ-受動性および消散性に基づくロバストコントローラの設計法の確立モデル化により得られたデータをもとに,γ-受動性およびその拡張である消散性の理論を用いて,良好なロバスト性をもつ振動制御コントローラを求める手法を確立し,シミュレーションによりその有効性を確認した.●柔軟構造物の制振実験理論的に得られた制振コントローラを柔軟構造物に実装し,振動制御実験を行った.その際,ダイレクト速度制御法,H無限大制御,LQG・LTR法などの従来の設計法によるコントローラを用いた実験結果と比較し,本手法が同等またはそれ以上の制振性能をもちうることを確認した.平成11年度は前年度に求めた消散制御による制振コントローラのロバスト性能の検討を行った。この手法の特徴は、通常の構造化されていない摂動に対してロバスト性が保証できるだけでなく、制御系のゲイン余有や位相余有なども指定できる点にある。

これは柔軟ビームを静止状態から指定された角位置まで短時間で移動させるという実験で、ビームの移動に伴って振動が励起されるため、剛体モードと柔軟モードの間にカップリングが生ずる。さらにビームを短時間に移動させようとすればするほど柔軟モードの高周波モードを刺激するため、位置制御の制御性能を上げることと、無視された高周波モードに対するロバスト性の確保を両立させる必要がある。この様な問題に対しても本手法の有効性を実験によって示すことができた。
アントシアニンの摂取が運動中の動体視力及びスポーツパフォーマンスに及ぼす効果

実験1では、アントシアニン摂取、プラセボ摂取のいずれかを2時間前に摂取した上で、75%HRmaxの負荷での自転車エルゴメータを用いた運動を行い、運動中のKVA動体視力(前方から自分に向かって飛んでくる指標見る能力)を計測したところ、プラセボ摂取条件下では運動に伴い動体視力が低下するのに対し、アントシアニン摂取条件下では高いまま維持した。これを踏まえ実験2では、両条件下で同チームとのバスケットボールのゲームを行った。その結果、心拍数が上昇する第4クウォーターのパフォーマンスにおいてアントシアニン摂取条件下ではプラセボ摂取条件下よりもシュート成功率が高く、高いパフォーマンンスを発揮していた。ビルベリーやブルーベリーに多く含まれるアントシアニンは、網膜でのロトプシン再合成に活躍し、視機能が衰えず長い時間はっきりと見えることが、これまでの動物実験を含む研究で明らかになっている。このことからアントシアニンの摂取は、スポーツ活動中に疲労してきた際の視覚能力とスポーツパフォーマンスにも影響があるのではと考えた。そこで本研究はアントシアニンの摂取がスポーツ活動中の動体視力及びスポーツパフォーマンスに及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、今年度は、まず実験1において、アントシアニンの摂取が運動中の動体視力及びその他の視機能に及ぼす影響明らかにしようとした。被検者を健常な成年男子10名とし、自転車エルゴメータを用いて、高強度(80%HRmax)運動を15分行い、その際、動体視力等の視機能検査を行った。被検者はアントシアニンの摂取条件、プラセボ条件の2種類で上記実験を行い、その際は検者、被検者ともどちらがどの条件かわからないダブルブラインド法で、日を変えて行った。その結果、プラセボ条件下では運動に伴い、動体視力、深視力ともに低下していくのに対して、アントシアニン摂取条件下では心拍数が高くなっても、視機能が高いまま維持し、運動後15分後においては。両条件下にいずれも有意な差が認められた。これはスポーツ活動の後半に疲労が蓄積してきた時でも、動体視力、深視力などスポーツ活動に必要とされるスポーツビジョンの能力も高いまま維持することが初めて明らかになり、スポーツパフォーマンスの結果にも好影響が期待できるものと考えられた。これまでの研究で、ビルベリーエキス含有食品に含まれるアントシアニンは、身体疲労を伴う状況下においては、網膜のロトプシン再合成を助けることがわかっていることから、本研究では、ビルベリーエキス含有食品中に含まれるアントシアニンの摂取が、スポーツのパフォーマンスに影響を及ぼすか明らかにしようとした。スポーツパフォーマンスは、バスケットボールの試合中に発揮するパフォーマンスとし、シュート成功率、パス成功率、同様にミスについても注目した。バスケットボールの試合は、第1クウォーターから第4クウォーターまであり、第2クウォーターと第3クウォーターの間には10分の長い休憩があるが、第1クウォーターと第2クウォーターの間は2分間の短い休みしかないことから、第2クォーターと第4クウォーターでは身体的な疲労が重なり、特に第4クウォーターでは、心拍数が160拍/分以上になることも報告されている。このことから第2、第4クウォーターにおけるパスやシュートのミスが多くなりパフォーマンスが低下することもわかっている。本研究では、ビルベリーエキス含有食品とプラセボを準備し、ダブルブラインドの条件でどちらを飲んだかわからないようにしてゲームに臨んだ。今回実験を行った大学バスケットボールのリーグ戦では同じチームと2試合行うことから、同様のチームと対戦する2試合において、被検者ごとランダムにビルベリーエキス含有食品、もしくはプラセボを摂取し、ゲームに出場した。その結果、プラセボ摂取状態では、第4クウォーターにおいてシュート成功率、パス成功率ともに低下する傾向が認められたが、ビルベリーエキス含有食品の条件下では、第4クウォーターのシュート成功率、パス成功率ともに高いまま維持される傾向にあった。ビルベリー含有食品に含まれるアントシアニンを摂取することで、スポーツパフォーマンスにも好影響がある可能性が考えられた。ゴール型球技選手は、試合中一瞬のうちに、味方や相手の選手の位置取りを把握してプレーを進めなければならない。その際ビルベーリー含有食品を摂取することで、運動中のそれらの能力を助けるのではないかと考えた。そこで本研究では、ビルベリーエキス含有食品の摂取が運動中の瞬間視力及び色識別能力に及ぼす影響を明らかにすることを目的として研究を行った。被検者は、インフォームドコンセントが得られたゴール型球技種目の大学選手10名であり、自転車エルゴメータを用いた運動中の瞬間視力と色識別能力を測定した。運動負荷は75%HRmax相当の運動を15分行った。運動の2時間前にビルベリーエキス含有食品、あるいは見た目も味もまったく同じに作られたプラセボのどちらかを摂取した。この際、検者被検者ともどちらがどの食品であるかわからないようにするダブルブラインド法を用いた。

瞬間視力と色識別能力のテストは、運動前、運動中7.5分後、運動終了後、そして運動後30分まで5分ごとに測定した。瞬間視力の測定は先行研究にならい、パソコン画面に0.1秒間8桁の数字を3回提示し、認識できた正解数にて評価した。色識別テストは、ゴール型スポーツの試合中、味方及び相手を想定した赤と青のマークを碁盤の上にランダムに表示し、それを短時間で把握させるテストであり、色と位置取りの正解数にて評価した。その結果、プラセボ摂取条件では運動中瞬間視力、色識別テストともに有意に低下したものの、ビルベリーエキス含有食品摂取条件では、いずれも高いまま維持した。ビルベリーエキス含有食品中のアントシアニンが網膜のロトプシン再合成を助けたのではないかと考えられた。球技などの種目では特に心拍数が上昇した状態での動体視力を高く維持できれば、パフォーマンスを高く維持できる可能性がある。ビルベリー含有食品に含まれるアントシアニンは、網膜から脳に送る視神経の伝達物質であるロトプシン再合成を助ける働きがあると考えられていることから、運動中の動体視力やスポーツパフォーマンスも高く維持できる可能性があると考えた。本研究では、アントシアニンの摂取が運動中の動体視力とスポーツパフォーマンスに及ぼす影響を明らかにしようとした。第1実験では、健常な男子大学生10名を対象として、自転車エルゴメータを用いた75%HRmaxの運動を継続させることで動体視力がどのように変化するかを明らかにした。その際、アントシアニンを含むビルベリーエキス含有食品を摂取する条件とプラセボ条件を被検者ごとランダムに設定し、2条件はダブルブラインド法を用いて行った。その結果、プラセボ条件では運動に伴い、KVA動体視力が有意に低下したのに対し、アントシアニン摂取条件では高いまま維持し運動15分後には両条件間に有意な差が認められた。第2実験では、大学女子バスケットボール選手6名を対象として、アントシアニンの摂取がバスケットボール試合中のパフォーマンスに及ぼす影響を明らかにしようとした。第1実験同様に、同じ相手と2試合ずつ対戦するリーグ戦の仕組みを用いて、アントシアニン摂取条件とプラセボ条件をダブルブラインドで被検者ごとランダムに行った。バスケットボールの試合では、第2クオーターが終わった後に長い休憩が入り、第4クオーターまで行われる。ゲーム中のパフォーマンスは、それぞれのクオーターのシュート成功率、パスミス数などの指標を抽出した。その結果、第4クオーターのシュート成功率はプラセボ摂取条件時に有意に低下するものの、アントシアニン摂取条件においては高いまま維持された。スポーツ科学順調に進んでいる。また今年度中に次年度の計画にある研究活動の一部を始めることもできたことからむしろ、計画よりも早めに進んでいると考えていいと考える。この研究は、実験1でアントシアニンの摂取が動体視力等の視覚機能に及ぼす影響を明らかにすること、実験2としてアントシアニンの摂取がスポーツパフォーマンスに及ぼす影響について明らかにすることを目的としており、今年度は実験1を達成することとしている。
ブランク定数による展開を使った半古典近似の研究

2つ以上の電子状態間の遷移における原子集団のトンネル効果を調べるために、プランク定数展開を使って、これまでよく使われている近似理論を検討した。各々の近似理論の物理的な意味を明らかにして、適応範囲をはっきりさせた。ここで考える遷移は、電子状態間の(Hamiltonianの非対角項)結合が小さくて、遷移速度が摂動論(golden rule)で与えられる場合に限る。この様な遷移が起こる時は、系に含まれる原子集団は、エネルギーの保存からエネルギー的に不安定な配置を要求される。この原子集団の活性化は、熱的にも起こり得るが、水やタンパク質の場合、トンネル効果も強い。具体的には、以下の6つの近似について、その遷移速度をプランク定数で展開し、厳密な式と比べた。1.Spin-bosonモデル。2.Cumulant展開の方法(古典)。3.Cumulant展開の方法(量子)。4.Warshelの方法(半古典軌道近似)。5.Frozen Gaussianの方法。6.Frozen Gaussian+local harmonics近似。これらの近似のプランク定数による展開を比較する事により、プランク定数が2次のオーダーで近似が厳密になる条件を見つけた。条件のうち2つは、反応体の電子状態が溶媒の構造にあまり影響を与えないというもので、他の条件は、反応座標の線形性に関係している。解析的な式の比較に加えて、数値的な比較もした。検討したパラメーターでは、ほとんどの近似が同じ値を与えたが、5のFrozen Gaussianは、全く違った値を与えた。
小児期成人病における血小板・凝固・線溶・血管内皮細胞由来の分子マーカーの動態

1.臨床的検討1996年4月から1999年12月までの期間に当科を受診した単純性肥満児、若年性糖尿病患児、川崎病罹患児を対象として脂質系パラメーターと共にantithrombin III、thrombin-antithrombin III complex、von Willebrand factor、tissue plasminogenactivator (tPA)、plasminogenactivator inhibitor 1(PAI-1)、tPA・PAI-1 complex、*_2plasmin inhibitor、plasminogen、thrombomodulin、透光法ならびに粒子凝集法による血小板凝集能を測定した。その結果、単純性肥満児ではPAI-1を除くパラメーターは正常対照群との間に有意差が認められなかったが、中等度肥満群と高度肥満群のPAI-1は、軽度肥満群ならびに正常対照群と比べて有意に高値であった。一方tPAは、中等度肥満群と比べて高度肥満群が有意に低値であった。同様な成績は、若年性糖尿病患児、遠隔期川崎病罹患児でも得られた。さらに心エコー上、測定時点では明らかな冠動脈病変が認められない川崎病罹患児での検討で、罹患5年以降の川崎病患児では、一過性冠動脈病変の既往がある例でPAI-1がさらに有意に高値であった。そこで、川崎病患児の急性期の凝固・線溶系の動態を検討したところ、冠動脈エコーで異常を合併した群ではtPAの減少とPAI-1の増加が認められたのに対して、異常を合併しなかった群では逆にtPAが増加し、PAI-1が減少する傾向が認められた。このことは、一度正常化した線溶系の不均衡が加齢と共に再現するとも考えられ、線溶系の不均衡が動脈硬化あるいは向血栓傾向へのリスクファクターとなることが示唆された。2.基礎的検討血栓症易発症ラットでの検討で、加齢に伴う血栓助長因子のmRNA発現の増加を証明することはできなかった。しかし、組織因子のmRNAの発現を高感度かつ特異的に測定する方法を開発することができたので、本法を用いて更に検討を進めている。1.臨床的検討1996年4月から1999年12月までの期間に当科を受診した単純性肥満児、若年性糖尿病患児、川崎病罹患児を対象として脂質系パラメーターと共にantithrombin III、thrombin-antithrombin III complex、von Willebrand factor、tissue plasminogen activator (tPA)、plasminogenactivator inhibitor 1(PAI-1)、tPA・PAI-1 complex、*_2plasmin inhibitor、plasminogen、thrombomodulin、透光法ならびに粒子凝集法による血小板凝集能を測定した。1.臨床的検討2.基礎的検討血栓症易発症ラットとWister-Kyotoラット(対照)を用い、各年齢群または同一個体の各年齢段階でLPSを投与し、類洞内皮細胞における組織因子mRNAの発現を検討したところ、血栓症易発症ラットで加齢に伴いmRNAの発現が増加する予備的結果が得られ、現在その機序を検討中である。また、血管内皮細胞をアスベスト及び人工鉱物線維に曝露させることにより、ドロンボモジュリンの発現が増加することを明らかにした。1.臨床的検討2.基礎的検討昨年に引き続き、血栓症易発症ラットとWister-Kyotoラット(対照)を用い、各年齢群または同一個体の各年齢段階でLPSを投与し、血栓症易発症ラットで加齢に伴いmRNAの発現が増加する機序を検討中である。さらに、血管内皮細胞の加齢に伴う抗血栓機能の低下をアデノシンが抑制する予備的結果が得られたので、接触分子を介したアデノシンの作用機序について検討を進めている。1.臨床的検討

平成10年度に引き続き、当科に受診した単純性肥満児を対象として、脂質系のパラメーターと共にthrombin-antithrombinIII複合体、von Willebrand因子、tissue plasminogen activator(tPA)、plasminogen activatorinhibitor 1(PAI-1)、tPA・PAI-1複合体、thrombomodulin、血小板凝集能を測定し、治療効果との関連についても検討した。その結果、単純性肥満児ではPAI-1の増加と粒子凝集法で測定した凝集能の亢進が認められ、これらの所見は治療に伴う体重減少により改善する傾向が認められた。一方、これまでの遠隔期川崎病患児を対象とした検討で、一過性冠動脈病変の既往のある例では、既往のない例に比べてPAI-1が高値であったことから、2g/kgのγグロブリンを単回投与された川崎病患児で急性期の凝固・線溶系の動態を検討したところ、冠動脈エコーで一過性の異常を合併した群ではtPAの減少とPAI-1の増加がみられたのに対して、異常を合併しなかった群では逆にtPAが増加し、PAI-1が減少する傾向が認められた。このことから線溶系の不均衡が動脈硬化あるいは向血栓傾向へのリスクファクターとなることが示唆された。2.基礎的検討
陸上植物の形態形成と重力-植物ホルモンを介した抗重力メカニズム-

リグニン形成は植物が陸上進出する際に獲得した重要な抗重力反応である.リグニン形成を含めた植物の抗重力反応に植物ホルモンが関与するか否かを検証した.過重力刺激を与えたシロイヌナズナのトランスクリプトーム解析から,過重力により発現変化する遺伝子の中でオーキシン関連のものが多く含まれることが確認された.そこで過重力を与えたDR5 ::GUS形質転換体を用いて過重力処理区と1G対照区においてDR5 :: GUSの発現を調べた.その結果DR5 ::GUS形質転換体の花茎において強いGUS発現が検出された.またそのときの花茎におけるリグニン合成関連遺伝子の発現は増加した.次にシュート頂からのオーキシンの供給を絶つ目的で摘芯処理を行ったDR5 :: GUS形質転換体に過重力を与え解析を行った結果,過重力による花茎内のGUS発現増加は見られず,リグニン合成関連遺伝子の発現も増加しなかった.このことから過重力による花茎におけるリグニン形成の促進には内生オーキシン量の増加が関与することが示唆された.リグニン形成は植物が陸上進出する際に獲得した重要な抗重力反応である.リグニン形成を含めた植物の抗重力反応に植物ホルモンが関与するか否かを検証した.過重力刺激を与えたシロイヌナズナのトランスクリプトーム解析から,過重力により発現変化する遺伝子の中でオーキシン関連のものが多く含まれることが確認された.そこで過重力を与えたDR5 ::GUS形質転換体を用いて過重力処理区と1G対照区においてDR5 :: GUSの発現を調べた.その結果DR5 ::GUS形質転換体の花茎において強いGUS発現が検出された.またそのときの花茎におけるリグニン合成関連遺伝子の発現は増加した.次にシュート頂からのオーキシンの供給を絶つ目的で摘芯処理を行ったDR5 :: GUS形質転換体に過重力を与え解析を行った結果,過重力による花茎内のGUS発現増加は見られず,リグニン合成関連遺伝子の発現も増加しなかった.このことから過重力による花茎におけるリグニン形成の促進には内生オーキシン量の増加が関与することが示唆された.21年度は遠心機と照明装置を用いて植物に長期間過重力を与える実験系を構築し,構築した長期過重力栽培実験系で生育させた植物体を用いて,栄養生長に関しては,側枝や葉の大きさ・角度などシュートの形態,二次木部に着目して形態学的解析を行うことをめざした。生殖生長に関しては,分子レベルでの知見をてがかりとして,まずどの時期にどの部分を比較するのかを決め,これをもとに花芽・花器官から種子に至るまでの様々な形態学的パラメータに重力が与える影響を調べることをめざした。長期間過重力を与える栽培装置の開発については,遠心機を用いて植物に長期間過重力(数Gから数百G)を与える実験系のうち,遠心を与える部分はほぼ完成したが,照明システムは製作中である.従って,長期間処理が必要な生殖生長に関しては,形態学的パラメータに過重力が与える影響を調べるところまでは至らなかった.一方で,生殖生長については現象レベルでの手がかりがまだ余りに少ないため,短期過重力処理の実験系を用いて,プロテオーム解析を進めた.その結果,過重力処理直後の花芽において、対照区と比べていくつかのタンパク質のスポットで変化がみられ,エチレン合成系や酸化ストレス応答に関わる可能性のあるタンパク質の発現が変化する可能性が示唆された.また抗重力反応において,植物ホルモンであるエチレンのシグナリングの関与について調べるためエチレンシグナリングに関わる突然変異体を用いて,短期過重力処理がリグニン含量やいくつかのリグニン合成系遺伝子の発現に与える影響を調べた.その結果,花茎の形態やリグニン含量,調べた遺伝子の発現変化が変異体では変化が見られなかった.これにより,過重力刺激によるリグニン合成系の促進においては,エチレンシグナリングが関与することが強く示唆された.また小規模ではあるが,長期間過重力を与える実験系を予備的に構築し,主に栄養生長に関して,シュートの形態およびリグニン含量に10Gの過重力が与える影響について,形態学的解析を行った.その結果,長期の過重力により花茎の乾燥重量やリグニン含量の増加が見られ,抗重力反応が促進されたことが示唆をれた.国際宇宙ステーション「きぼう」棟における微小重力実験とともに,軌道上および地上1G対照区の実験を行った。22年度は,国際宇宙ステーション「きぼう」棟における微小重力実験により得られた試料の解析に重点を置いた.μG区と宇宙1G区いずれにおいても,種子の発芽,ロゼット葉の形成,ボルティング,開花,長角果および種子の形成が確認され,宇宙においてもシロイヌナズナが生活環を全うすることが確認された.栄養成長の段階では,ロゼット葉の枚数については実験区の間に有意な差はみられなかった.生殖成長の過程については,短期実験の試料において,宇宙1G区と比べると,花茎長がμG区において有意に大きかったのは,ボルティングの開始が早まったためである可能性が考えられる.また開花のタイミングもμG区において早まる傾向が見られた.従って生殖成長の開始もしくは初期段階は微小重力下において早まるか,もしくは促進される可能性が示唆された.過重力環境下では花茎の成長自体が抑制されることが報告されているので(Soga et al. 1999, 2001,

Tamaoki et al. 2006),成長速度についてはさらなるデータ解析が必要である.生殖成長の後期におこる長角果形成においては,宇宙実験区内における差よりも,地上対照区と宇宙実験区内の間で顕著な差が確認された.長角果の長さが宇宙実験区で有意に低下した.しかし花の形態は実験区の間に顕著な違いは見られず,またボルティングした個体あたりの長角果数は,地上対照区と比べると宇宙実験区ではむしろ多い傾向がみられたので,花芽形成の段階までに,宇宙実験区において負の影響があったとは考えにくい.従って,宇宙実験区ではその後の過程における何らかの原因により長角果の成熟度合いが低下したと考えられる.宇宙実験区においては,実験終了後でも長角果や花茎に緑色を残した試料が地上実験区と比べると多く見られたことから,長角果の成熟が何らかの原因により遅れたため,未熟なまま収穫することになってしまった可能性がある.これまでに過重力刺激を与えた植物のトランスクリプトーム解析により,過重力により発現変化する遺伝子の中でオーキシン関連のものが多く含まれることが確認された(Tamaokiら,2009).そこで過重力が促進するリグニン形成に花茎内のオーキシン動態が関与するか否かを明らかにするため,オーキシン応答性プロモーターの下流にレポーター遺伝子をつないだコンストラクト(DR5::GUS)を導入したシロイヌナズナの形質転換体を用いて,オーキシン動態を可視化した.過重力を与えたDR5::GUS形質転換体の花茎において強いGUS発現が検出された.またそのときの花茎におけるリグニン合成関連遺伝子の発現は増加した.次にシュート頂からのオーキシンの供給を絶つ目的で摘芯処理を行ったDR5::GUS形質転換体に過重力を与え解析を行った.その結果,過重力による花茎内のGUS発現増加は見られず,リグニン合成関連遺伝子の発現も増加しなかった(Tamaokiら,2011).この結果,過重力による花茎におけるリグニン形成の促進には内生オーキシン量の増加が関与することが示唆された.これらの結果は花茎における抗重力反応にオーキシンが関与することを強く示唆する.国際宇宙ステーション「きぼう」実験棟において微小重力および1Gの条件下において生殖生長まで全うさせた植物試料から取り出した種子について,大型放射光施設SPring-8を利用したX線CTによる非侵襲観察については,着手しており現在も解析を進めているところである.
調音データに基づく発話制御モデルと音声合成実験

本研究は,ヒトの音声生成系を模擬した音声合成実験を通して,音声合成システムの高度化を目指すものである。連続音声にも対応できる声道シミュレータを計算機上に構築し,声道形状とその変化を与えることで音声合成実験を行った。連続音声の合成のためには,調音運動により時々刻々と変化する声道形状を表現し,これを声道シミュレータ部に入力する必要がある。調音データの分析結果から,縦続1次系の関数が調音運動を良好に表現できることが明らかとなり,これに基づいた運動解析を行った。この結果を踏まえ,MRIデータから得られるスタティックな形状を基に,縦続1次系関数を用いてダイナミックな形状変化を表現することで,連続母音の合成を行った。実験の結果,滑らかな調音運動が比較的少ないパラメータで表現可能となり,自然性の高い合成音声を得ることができた。また,声道シミュレータ部では,声道形状を20個の音響管の縦続接続で近似表現するが,声道形状の分割数,すなわち音響管の個数と声道の音響特性の関係についても検討を行った。分析には有限要素法を用い,分割数とホルマント周波数変動の関係を調べた。分析の結果,40個の音響管では,その変動は十分に小さく,20個の音響管でも概ね良好な特性を示した。しかし,20個の場合は母音により影響が異なり,中には特定のホルマントに大きな変動を与える例が認められ,その取り扱いには注意が必要であることがわかった。更に,声道シミュレータと音声分析の機能をGUIを用いて統合することにより,音声合成研究支援ツールが作成できた。本研究は、発話に関与する調音器官の運動特性を明らかにし、これに基づいた音声合成実験を行うことを目的とするものである。本年度の研究では、(1)調音運動の計測と縦読一次系モデルに基づいた運動特徴解析、(2)MRIデータによる声道形状抽出、(3)TcL/Tkを用いた音声合成・分析システムの開発を行った。(1)の解析では、舌や下顎の運動データに縦読一次系モデルを適用し、モデルのパラメータの抽出を行った。その結果、/etete/の検査語では、/t/調音時に舌尖よりも下顎が先行して上昇運動を開始し、母音/e/調音時には両調音器官同期して下降運動を開始する特徴などが明らかになった。(2)では、MRI装置を用いて、発話中の調音器官の断層画像を取得し、単独母音の声道形状の抽出および再構築を行った。声道形状の抽出に用いる画像処理について、複数の手法を比較検討し、信頼性の高い抽出手法を実現できた。(3)では、インタラクティブな音声合成システムを構築するため、GUI(Graphical User Interface)を用いた音声合成・分析システムの開発を行った。音声合成・分析の数値計算部はFortranおよびC言語を用いて記述し、GUIの設計部には、容易にウィンドウベースのアプリケーション開発が行え、種々のプラットホームで動作可能なスクリプト言語Tcl/Tkを採用した。本システムの作成により、声道形状と音声信号との対応関係が視覚的にも把握できるようになり、音声合成の研究を進める上で有益なツールとなった。継続研究となる次年度には、(1)、(2)、(3)の成果を統合し、連続音声の合成を目指す。本研究は,発話に関与する調音器官の運動特性を明らかにし,これに基づいた音声合成実験を行うことを目的とするものである。これまでの研究で,GUI(Graphical User Interface)ベースの音声合成・分析システムの開発を行い,MRIデータから抽出される単母音発話時の声道形状を声道シミュレータ部に与えることで,単母音の合成を行ってきた。本年度は,調音データの分析結果を踏まえて,連続音声の合成を試みた。調音データの分析では,縦続1次系の関数が調音運動を良好に表現できるので,これに基づいた運動解析を進めてきた。

連続音声の合成のためには,調音運動により時々刻々と変化する声道形状を表現し,これを声道シミュレータ部に入力する必要がある。そこで,MRIデータから得られるスタティックな形状を基に,縦続1次系関数を用いてダイナミックな形状変化を表現することで,連続母音の合成を行った。実験の結果,滑らかな調音運動が比較的少ないパラメータで表現可能となり,自然性の高い合成音声を得ることができた。また,声道シミュレータ部では,声道形状を20個の音響管の縦続接続で近似表現するが,声道形状の分割数,すなわち音響管の個数と声道の音響特性の関係についても検討を行った。分析には有限要素法を用い,分割数とホルマント周波数変動の関係を調べた。分析の結果,40個の音響管では,その変動は十分に小さく,20個の音響管でも概ね良好な特性を示した。しかし,20個の場合は,母音により影響が異なり,中には特定のホルマントに大きな変動を与える例が認められ,その取り扱いには注意が必要であることがわかった。
DNA複製開始における起点DNA構造と複製開始蛋白との相互作用

1981年、Fullerらによって大腸菌染色体の複製開始点(OriC)を持ったプラスミドの複製を粗酵素画分を用いて試験管内で行なわせる系が開発された。その後、複製開始反応およびその制御の分子機構を解明なべく、この系の解体再構成が進められ、現在、ある程度忠実に生体内の開始反応を反映した再構成系が得られている。本年度は反応生成物の解析を中心とした研究を行ない、以下の結果を得た。1.再構成系の検定再構成系での反応はdnaA蛋白を含む11種類の複製蛋白およびoriCDNAに良い依存性を示す。また【oric^-】DNAは鋳型活性を持たない。複製は超二重らせん(Form【I】)DNA上で開始し、Θ型分子を経て開環型(Form【II】)DNAになる。合成された娘鎖DNAの約半分はfull sizeの長さを持ち、残りの半分はfull sizeから数百塩基の長さに幅広く分布している。以上の結果は再構成系での反応がかなり忠実に生体内および粗酵素画分での反応を反映していることを示している。2.RNA合成の要求性複製開始にはRNA合成が必要である。このRNA合成が行なわれる際に他の複製蛋白が存在する必要があることが判明した。3.転写開始部位の同定S1マッピング法を用いてoric近傍での転写開始部位を同定した。最少必須領域およびその近傍に左向きの転写開始部位があることが判明した。右向きの転写開始は検出されなかった。現在より詳細な解析を継続中である。4.プライミングおよびDNA合成開始部位のマッピングS1マッピング法によりoriC付近におけるDNA合成開始部位およびRNAプライミング部位のマッピングを行なっている。oriC内に左向きのDNA合成開始点が多数検出されており、より詳細な解析を継続中である。
in vivoモデルを用いた子宮筋腫の発生に関与するマスター遺伝子の特定

DNAメチル化変異により発現の変化した上流の制御遺伝子が子宮筋腫の発生に関与するという仮説の基、その候補としてSATB2およびNRG1遺伝子を抽出した。これらの機能を調べるため,それぞれを過剰発現した細胞株を作成し網羅的mRNA発現解析とパスウェイ解析を行った。これらの過剰発現によりWNT/β-カテニン・TGF-βシグナル経路、VEGF、PDGF、IGF1の増殖因子およびレチノイン酸シグナル経路が活性化され、子宮筋腫の発生に関与する経路の大部分が網羅された。この結果はSATB2およびNRG1が上流の制御因子として子宮筋腫の発生に関与する可能性を示唆する。本研究では,子宮平滑筋細胞において,エピジェネティクス変異により発現の変化したマスター遺伝子が下流の遺伝子の発現を変化させることで子宮筋腫が発生するという仮説のもとにマスター遺伝子(群)の特定を目指す。これまでにゲノムワイドなDNAメチル化解析,トランスクリプトーム解析および相互的ネットワーク解析による統合的解析により,3つのマスター遺伝子候補を抽出した。従来の培養系では,平滑筋細胞が筋腫細胞に変化してもそれを評価する方法がなく,遺伝子の機能解析が困難であったが,候補遺伝子の発現改変平滑筋細胞を用い,異種移植によりin vivoで筋腫を形成させることで,子宮筋腫の発生に関わる分子やその分子機構を特定する。さらにそれらの分子を標的とした薬物治療に発展させる。平成27年度は1.候補遺伝子の発現改変細胞株の作成および2.異種移植について検討した。1.候補遺伝子の発現改変細胞株の作成:当初3つのマスター遺伝子候補として,筋腫で高発現したNRG1と筋腫で低発現だったMAPK10およびNR3C1を選出していたが,使用した不死化平滑筋細胞株でMAPK10の発現が見られなかったため,新たにマスター遺伝子候補として筋腫で低発現のEPAS1を選出した。したがって,NRG1の過剰発現,NR3C1およびEPAS1をノックダウンした細胞株を作成した。2.発現改変細胞株をマウス腎被膜下に移植する異種移植系の検討:1.と並行して,不死化平滑筋細胞株の親株およびモック導入細胞株を用いて,ヌードマウスの腎被膜下への移植を試みた。移植後8週間で細胞塊を移植した腎臓を回収したが,移植細胞に由来する腫瘤は確認されず,この細胞株がヌードマウスで生着しないことが判明した。今後はSCID等の重度免疫不全マウスの使用を検討する。平成27年度に到達目標の一つとしたマスター遺伝子候補の発現改変平滑筋細胞の作製については,候補遺伝子の一つが変更になったが,3つの候補遺伝子それぞれについての発現改変細胞株は作成できたので,目標はある程度達成できたと考えている。その一方で,候補遺伝子を複数個同時に改変した細胞株の作成も試みたが,まだ得られていないので,今後さらに作成を継続する。発現改変細胞株をマウス腎被膜下に移植する異種移植系については,個体の価格の安さと飼育および手術時の扱いやすさからまず,ヌードマウスを選択し,検討した。細胞塊を移植した8週間後に移植腎臓を回収したが,回収した全ての腎臓で腫瘤は確認されなかった。さらに,GFPを発現するモック導入細胞株を移植した腎臓については,蛍光実体顕微鏡にて移植細胞に由来するGFP陽性細胞の有無も確認した。その結果,移植腎臓の約1/4でのみGFP陽性細胞が認められたが,その数は極めて少なかった。以上の結果から,この細胞株はヌードマウスには生着できないと考えられた。平成27年度中に異種移植系の確立はできなかったが,ヌードマウスが使えないことが確認され,さらに,SCID等の重度免疫不全マウスの使用を検討するという今後の方針は決めることができた。本研究では,子宮平滑筋細胞において,エピジェネティクス変異により発現の変化したマスター遺伝子が下流の遺伝子の発現を変化させることで子宮筋腫が発生するという仮説のもとにマスター遺伝子の特定を目指す。これまでにゲノムワイドなDNAメチル化解析,mRNA発現解析および相互的ネットワーク解析による統合的解析によりマスター遺伝子候補を抽出した。従来の培養系では,平滑筋細胞が筋腫細胞に変化しても評価する基準がないため,遺伝子の機能解析が困難であった。そこで,候補遺伝子の発現改変平滑筋細胞株を用いた異種移植により,実際にin vivoで筋腫を形成させることで子宮筋腫の発生に関わる分子を特定する。また,特定した遺伝子の発現改変細胞株における網羅的なmRNA発現解析でその分子機構を解明する。平成27年度は,マスター候補遺伝子として抽出したNRG1,EPAS1およびNR3C1のそれぞれの発現を改変した平滑筋細胞株を作成した。また,異種移植の条件検討を行ったところ,この細胞株がヌードマウスでは生着しなかったことから,SCID等の重度免疫不全マウスの使用を検討する必要が生じた。平成28年度には,作製した細胞株の遺伝子発現の変化をウェスタンブロットにてタンパクレベルで確認したところ,EPAS1およびNR3C1改変細胞株で発現改変がうまくいっていないことが分かった。そこで再度,候補遺伝子の抽出を行い,新たにSATB2遺伝子を選出した。これまでに,SATB2およびNRG1のそれぞれの遺伝子発現を改変した細胞株,両方の遺伝子の発現を同時に改変した細胞株を得ている。また,これらの細胞株における網羅的な遺伝子発現をマイクロアレイで調べ,それぞれの細胞株で発現変化する遺伝子群を抽出している。それらの遺伝子群には正常筋層と子宮筋腫で遺伝子発現を比較した際に,子宮筋腫特異的に発現変化する遺伝子が複数含まれていた。

平成27年度には,3つのマスター遺伝子候補として,子宮筋腫で高発現したNRG1と筋腫で低発現だったEPAS1およびNR3C1を選出して,NRG1の過剰発現,EPAS1およびNR3C1をノックダウンした細胞株を作成した。しかしながら,EPAS1およびNR3C1の発現改変細胞株では,ノックダウンの技術的な問題により,それぞれの遺伝子がタンパクレベルで減少していないことが分かった。そこで,平成28年度はノックダウンの系を諦め,子宮筋腫で高発現するマスター遺伝子候補を上述のデータをもとに異なるネットワーク解析で選出し直した。その結果,マスター遺伝子候補として,既に抽出していたNRG1遺伝子に加え,新たにSATB2遺伝子が抽出された。現在までに,多症例の子宮筋腫検体を用いた解析により,NRG1およびSATB2の遺伝子発現およびDNAメチル化変異が子宮筋腫特異的に生じていることを確認している。また,それぞれの遺伝子を過剰発現した細胞株および両方の遺伝子を同時に過剰発現した細胞株を得ている。発現改変細胞株をマウス腎被膜下に移植する異種移植系については,平成27年度の結果から,ヌードマウスにこの細胞株は生着せず,SCID等の重度免疫不全マウスを検討する必要が生じていた。しかしながら,移植の方針として,NRG1およびSATB2を同時に過剰発現した細胞株を使用することにしており,その細胞株の樹立が最近までかかったため,異種移植系の検討は進んでいない。一方で,SATB2およびNRG1のそれぞれの遺伝子発現を改変した細胞株におけるマイクロアレイを用いた網羅的なmRNA発現解析を既に進めている。これらの細胞株で発現変化する626および566遺伝子をそれぞれ抽出している。抽出した遺伝子群についてパスウェイ解析等を行い,遺伝子改変により発現に影響を受ける遺伝子経路およびそれらの機能を特定する。本研究では、子宮平滑筋細胞において、エピジェネティクス変異により発現の変化したマスター遺伝子が下流の遺伝子の発現を変化させることで子宮筋腫が発生するという仮説のもとにマスター遺伝子の特定を目指した。これまでにゲノムワイドなDNAメチル化およびmRNA発現データを基にした統合的解析によりマスター遺伝子、あるいは上流の制御遺伝子の候補としてSATB2およびNRG1の2遺伝子を抽出した。まず、これらのmRNA発現およびDNAメチル化状態を多症例の子宮筋腫および正常筋層を用いて症例ごとに比較したところ、これらの遺伝子はそれぞれ90%および80%の症例で子宮筋腫特異的に高発現・高メチル化状態にあることが分かった。さらに,これらの遺伝子の機能を類推するため,ヒト子宮平滑筋細胞株でそれぞれの遺伝子の過剰発現株(SATB2およびNRG1株)を作成し、トランスクリプトーム解析およびパスウェイ解析を行った。SATB2株およびNRG1株で発現変異した遺伝子には、子宮筋腫の発生・進展に最も重要なサイトカインと考えられるTGFB3が含まれていた。また、SATB2株およびNRG1株で子宮筋腫と共通したパスウェイとしてWnt/β-cateninおよびTGF-βのシグナル経路が抽出された。
複数物体の最密充填と安定性を制御する詰込みに関する研究

物体同士が密に接触する詰込みの安定性解析とそれに基づく作業計画法を行うために、詰込まれた一つの対象物にどういう力が働くかを計測するセンサモジュールを開発し、過渡状態・最終状態の力分布を計測する。触覚センサを対象物の表面上に配置したセンサモジュールを作成し、対象物の配置順序を変更しながら計測を行いその違いを計測する。この実際の測定値を得て、順序を変更した際の力分布の推移の計測を行う。摩擦のある場合の力分布は一般には一意に決まらず、不等式で表された区間等が求まるだけであるが、その範囲内での力分布の推定を、測定値を入れたシミュレーションによるモデル化により推測を可能とする。摩擦のある場合の力分布は一般には一意に決まらず、不等式で表された区間等が求まるだけであるが、その範囲内での力分布の推定を、測定値を入れたデータ同化シミュレーションによるモデル化により推測を可能とする。平成27年度の研究実績は以下の通りである。1.詰込力分布計測センサモジュールの開発触覚センサを詰込対象物表面に配置した詰込力分布計測センサモジュールの開発を行った。実対象物と同じ大きさになるようセンサモジュール用対象物は表面のセンサ分だけ小さく作成した。表面の摩擦係数が大きく変わる場合は、触覚センサを実物の表面の下に配置することも行う。詰込・積載パタンの一つをセンサモジュールに置き換えて、詰込・積載時の過渡状態も含めた力分布を計測した。2.センサモジュールによる詰込・積載時の力分布の計測詰込・積載パタンの一つをセンサモジュールに置き換えて、詰込・積載時の過渡状態も含めた力分布を計測した。入手可能な触覚センサは一般に高価であるが、同グループの長久保晶彦博士より、彼の共同研究先の伸縮可能な触覚センサを購入した。本センサモジュールの開発と調整において、所望のSN比が出なかったため、センサの開発者の協力を得てその調整を行った。当初より、SN比を大きくとらねば測定にかからない可能性を想定していたが、実際の詰込み対象よりも重い・大きい等、本研究の趣旨に反しない範囲で、対象物を実物より測定しやすいものに変更することも考えていたが、センサの調整で現在は測定ができている。平成28年度の研究実績は以下の通りである3.複数個のセンサモジュールの作成前年度に構築したセンサモジュールを複数個作成した。4.複数個のセンサモジュールによる詰込・積載時の力分布の同時計測複数個のセンサモジュールにより、詰込・積載時の力分布の計測を同時に行った。5.計測した力分布を用いたデータ同化シミュレーションによる力分布変化のモデル化データ同化の手法を用いて、計測した力分布を初期値としてシミュレーションを行い、力分布の過渡状態の力分布を予測するモデル化を行った。入手可能な触覚センサは一般に高価であるが、同グループの長久保晶彦博士より、彼の共同研究先の伸縮可能な触覚センサが購入した。S/N比をあげるために重量を増やす等の工夫はいったが、概ね順調に進展しているため。平成29年度の研究実績は以下の通りである6.力分布変化と安定性を考慮した作業計画法の作成力分布の変化と、それに基づく安定性を考慮して、円筒形の対象物の支えのモデル化を拡張して、多面体で表されるような一般的な形状をもつ対象物についても扱えるような拡張を行った。多面体を球体で被覆しそれにつき、探索すべき候補の枝刈りを行い、安定な過渡状態を持つ手順を効率的に探索する作業計画手法を開発した。

7.複数個のセンサモジュールによる詰込・積載順序を変更した際の力分布の計測複数個のセンサモジュールを利用して、詰込・積載順序を変更した各詰込手順について、力分布を計測した。順序に依存した結果は出るが、S/N比が小さくこの結果については今後の検証が必要である。実証実験において、力分布変化を起こすような載せ方については、力分布は変化することを確認した。一方で、かなり繊細な置き方、そして、積載されている対象自体の状態の片当たりのようなものの扱いが問題となることが分かった。物体同士が密に接触する詰込みの安定性解析とそれに基づく作業計画法を行うために、詰込まれた一つの対象物にどういう力が働くかを計測するセンサモジュールを開発し、過渡状態・最終状態の力分布を計測する。触覚センサを対象物の表面上に配置したセンサモジュールを作成し、対象物の配置順序を変更しながら計測を行いその違いを計測する。この実際の測定値を得て、順序を変更した際の力分布の推移の計測を行う。摩擦のある場合の力分布は一般には一意に決まらず、不等式で表された区間等が求まるだけであるが、その範囲内での力分布の推定を、測定値を入れたシミュレーションによるモデル化により推測を可能とする。今後の研究の推進方策としては、当初の計画に従い、下記を行う予定である。複数個のセンサモジュールの作成として、前年度に構築したセンサモジュールを複数個作成する。複数個のセンサモジュールによる詰込・積載時の力分布の同時計測を行う。データ同化の手法を用いて、計測した力分布を初期値としてシミュレーションを行い、力分布の過渡状態の力分布を予測するモデル化と推定を行う。6.力分布変化と安定性を考慮した作業計画法の作成力分布の変化と、それに基づく安定性を考慮して、円筒形の対象物の支えのモデル化を拡張して、一般的な対象物についても探索すべき候補の枝刈りを行い、安定な過渡状態を持つ手順を効率的に探索する作業計画手法を開発する。7.複数個のセンサモジュールによる詰込・積載順序を変更した際の力分布の計測複数個のセンサモジュールを利用して、詰込・積載順序を変更した各詰込手順について、力分布を計測する。8.実証実験による作業計画法の評価作業計画の実行をロボットにより行い、作業計画結果の評価を行う。ロボティクス昨年度購入したセンサの性能があがるバージョンアップが今年度に期待できるため、1個分のセンサのフィジビリティのテストが概ね良好だったため、それを安く抑えて、今後かかると想定される複数個のセンサの費用に回すことにした。触覚センサを購入する費用を削減することができたため。性能があがると期待される今年度以降に、複数個のセンサの購入を行う。センサや、実験装置、予備実験等の消耗品に利用する予定である。
歯周炎病態形成におけるTRPチャネルを介した神経－骨代謝ネットワークの解明

歯周炎は歯槽骨の吸収を特徴とする慢性炎症性疾患であり、主要な歯の喪失原因である。それに加え、様々な全身疾患のリスクファクターであることが多くの疫学調査および動物実験によって報告されている。主に神経組織に発現しているTransient receptor potential (TRP)チャネルタンパクは、生理活性をもつ神経ペプチド産生を誘導することで局所での骨代謝機能に関与することが知られているが、歯周炎の病態形成におけるこれらの明確な関与は不明である。本研究の目的は、TRPチャネルタンパクの中でも炎症性疾患との関連が多く報告されているTRPV1に注目し、in vivoとin vitroで検討を行い、歯周炎の病態形成への関与を行うことである。これまでに、TRPV1ノックアウトマウスは歯周炎が重症化しやすいことを明らかにしたが、TRPV1は神経細胞のみならず他の細胞種にも発現していることが知られている。神経組織に発現するTRPV1が歯周炎の病態形成に関与しているかを検討する目的で、神経組織特異的TRPV1不活性化マウスの作製および評価を行った。天然に存在する超強力なカプサイシンアナログであるレシニフェラトキシン(resiniferatoxin: RTX)を野生型マウスに投与し、TRPV1不応答であることを確認した後、同様に実験的歯周炎を惹起した。その結果、TRPV1ノックアウトマウスとほぼ同等に歯槽骨破壊が亢進することが確認された。これらのことから神経組織に発現するTRPV1が歯周炎の病態形成に関与することが示唆された。また、歯周組織の免疫染色によって、歯周組織中の破骨細胞にCGRP陽性の神経線維が近接していることが確認された。歯周炎は,歯周組織の炎症・歯槽骨の吸収を主症状とする慢性疾患である.神経組織に特に高発現しているTRPチャネルタンパクは,生理活性をもつ神経ペプチド産生を誘導することで局所での骨代謝機能に関与することが知られているが,歯周炎の病態形成におけるこれらの明確な関与は不明である.本研究の目的は,歯周組織のTRPチャネルが誘導する神経ペプチドの同定と,その機能を歯周炎モデルマウスにて検討することであり,本年度はTRPV1を介して産生誘導される神経ペプチドの同定を中心に解析を行った。将来的に,神経ペプチドによる歯槽骨の骨代謝制御機能が明らかとなれば,TRPチャネルをターゲットとした歯周炎予防・治療への応用が期待される.本年度における具体的な実験内容として、TRPV1の特異的アゴニストとして知られるカプサイシンを野生型マウスの食餌に0.01%の量で混和して与え,7日後に安楽死させてサンプル回収を行った.歯肉組織および三叉神経節を採取し,mRNAを抽出後,神経ペプチドに特異的なプライマーを用いて,遺伝子発現の有無をPCR法にて確認した.また、採取した歯肉組織および三叉神経節を24時間培地で培養し,上清中の神経ペプチドの産生量をELISA法にて測定した.神経ペプチドの局在を確認するために,歯肉組織および三叉神経節を固定後,パラフィン包埋を行い,免疫染色法にて検出を行った。その結果、カプサイシン刺激により,生物活性が以前より知られているカルシトニン遺伝子関連ペプチド(calcitonin gene-related peptide;CGRP)の産生誘導が生じていることが明らかになって。歯肉組織中の遺伝子解析および切片作成は以前より当研究室で確立されている手技であるため、順調に進んでいる。三叉神経節の解析に関しては、改良の余地がある。神経組織に特に高発現しているTransient receptor potential (TRP)タンパクファミリーは,生理活性をもつ神経ペプチド産生を誘導することで局所での骨代謝機能に関与することが知られているが,歯周炎の病態形成におけるこれらの明確な関与は不明である.そこで本研究の目的は,歯周組織のTRPチャネルが誘導する神経ペプチドの同定と,その機能をin vivo, in vitroで検討することである.昨年度の結果を踏まえ、神経ペプチドCGRPが骨芽細胞および破骨細胞の分化・増殖に及ぼす影響をin vitroにて検討した.骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1に神経ペプチドのリコンビナントタンパクをそれぞれ添加し,添加していない群との比較検討を行った.硬組織形成の酵素マーカーであるアルカリホスファターゼ(ALP)をALP染色にて,石灰化した硬組織をアリザリンレッド染色にて比較検討したが,両解析方法において群間差は認められなかった.破骨細胞の分化に関しては,前駆細胞であるRAW264.7細胞にRANKLを添加して分化誘導した.歯周病原細菌であるPorphyromonas gingivalis由来のLPSを添加し,歯周炎の病態を模した系を確立した上で神経ペプチドをそれぞれ添加し,添加していない群と比較検討を行った。破骨細胞マーカーである酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ(TRAP)の染色を行い,神経ペプチド投与で破骨細胞への分化が有意に抑制されることが確認された.in vivoにおける結果をin vitroで検証し、ターゲットである神経ペプチドが実際に破骨細胞の分化に影響することを確認し、学会発表等行うことができたため、概ね順調に進展していると判断した。