hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粒子分散複合材料の非線形構成則に関する研究

本研究では、構成相のいづれかが非線形化すると両相の剛性が著しく異なるMMCなどの複合材料の粒子/繊維分散モデルの構築に取り組んだ。初年度では混合則理論の確立を行い、次年度には広範な領域に理論を発展させた。研究目的として:(I)ミクロ粒子回りで起きる損傷などの局所的な非線形挙動をメゾFEM解析する。(II)開発した粒子/繊維粒子分散モデルを発展させ、塑性などの非線形域における理論モデルを構築し構成則を立てる。さらに熱膨張,熱伝導問題にまで発展させる。(III)混合焼結体の引き張り試験を行い構成則を実証する。また(IV)本構成則を繊維強化複合材料の構成則に適用する。本目的に沿って研究を実施し、以下に示す成果を得た。(1)本研究でまず,粒子分散体の基礎となる混合則に関する自己整合SCC(Self-consistent Compliance)法と局所剛性法、即ちLRM法(Localized Ridigity Method)を考案した。これらを用いて母相が塑性化する弾塑性構成則および、母相が微視的な損傷を起こす場合の構成則を構築、開発した。この分野で初めて、塑性や損傷の非線形性により母相内の応力分布形態が異なる複合材料に標準分布の分散値をモデルに巧く取り入れてモデルの構築を可能とした。(2)開発した構成則モデルの粒子形状をアスペクト比の高い長楕円体と変えて、高強度を呈するウィスカ分散複合材料の構成則を構築した。繊維の配向性と偏り分布が複合材料の巨視的な特性に著しい影響を与えるため、これらを新たな材料パラメタとしてモデル化した。(3)上記の粒子分散あるいは繊維分散複合材料の材料構成則に加えて、同じSSC法を用いて複合体の巨視的な熱伝導則および微膨張則をも構築した。(4)上記(1)(3)で開発したモデルの精度を、有限要素法によるメゾ・メカニックス解析により検証し、現存の他者のモデルに較べて精度がかなり高いことを確認した。(5)一般的には、これらの材料モデルは実験との比較において検証することが求められるため、市販の短繊維分散複合材料であるナイロン66を母材とするトレカ・ペレットを購入し、引き張り試験片と熱伝導、熱膨張試験片を作製して実験を行った。繊維の配向性を考慮した結果、モデルと実験結果の間に非常に良い一致が得られ、本モデルの信頼性を示すことが出来た。(6)これらの研究結果を日本機会学会誌、ICE98、ICFSS、ISSTAD、機材力部門委員会、計算工学会、他などの誌上および学会で発表した。また印刷予定の論文も数編あり、これから発表予定のための論文数編を準備している。

組成材料の物性値が著しく異なる複合材料は,微視的構造尺度において非均質性を持ち,それが巨視的な材料特性に顕著な効果を及ぼす.これまで複合材料の挙動を記述する正確な構成則を立てるため,多くの研究者が多様な方法で粒子分散複合材料の構成則に関する研究を行って来た。それらの中,複合材料の介在相の形状によらない混合則即ち,Voigt,ReussやHashin-Shtrikmanモデルがあり、弾性問題に対する上下限となっている。しかし、繊維介在物強化材料などの複合材料では介在物の形状を無視できず、粒子分散複合材料の開発が重要な研究課題となっている。楕円体粒子介在物についてのEshelbyの等価介在物理論が紹介されて以来,多粒子分散複合体への拡張が容易となり,とりわけMori-TanakaのMean Field Theoryを混合則とする粒子分散複合材料のモデルがいくつか開発された.これらのモデルは総称してMFM(Mean Field Method)モデルと呼ばれ、粒子の外界の剛性をマトリックスの剛性とし,応力と歪みの相平均的な視点から構成則を求めるモデルである.これらのモデルは介在相の体積分率が高くなる場合、精度は著しく悪化し実際的な適用には疑問点が多い。上のモデルに対し、本研究では:(1)粒子の外界の剛性を複合体の平均剛性であると仮定するSCC(Self-consistent Compliance)法を複合材料の新たな構成則理論の手段として開発し提唱した。このSCC混合則を用い,弾塑性分布関数を用いて応力分布を表す事により粒子間の応力干渉を取り扱い,粒子分散複合材料のメゾ局所性を表現する局所剛性法,即ちLRM法(Localized Ridigity Method)を提案して弾塑性構成則を構築した。(2)開発した構成則モデルを実証するため、粒子分散複合材料のメゾメカニックス解析をFEMによる均質化法を用いて実施し、巨視的な挙動をベンチマーク参照データとしてデータベース化した。(3)開発した上記(1)の粒子分散複合材料の構成則を発展させ、針状の介在物が分散する繊維強化複合材料の構成則モデルを構築した。実際上の問題である繊維の偏り(クラスター)をもモデル化し、配向性による巨視的な材料特性を解析した。(4)さらに上記(1)、(3)のモデルを発展させ、複合材料の熱伝導と熱膨張に関する材料特性を求める理論則を構築した。構成相のいづれかが非線形化すると両相の剛性が著しく異なる場合の粒子/繊維分散モデルの構築に取り組んだ。前年度の研究で開発した混合則理論を基礎とし、次の研究目的を掲げた:(I)ミクロ粒子回りで起きる損傷などの局所的な非線形挙動をメゾFEM解析する。(II)開発した粒子/繊維粒子分散モデルを発展させ、塑性などの非線形域における理論モデルを構築し構成則を立てる。さらに熱膨張,熱伝導問題にまで発展させる。(III)混合焼結体の引き張り試験を行い構成則を実証する.また,(IV)本構成則を繊維強化複合材料の構成則に適用する。本目的に沿って本年度の研究を実施し、以下に示す成果を得た。(1)本研究で開発した、粒子分散体の混合則に関するSCC(Self-consistent Compliance)
イノシトールリン脂質動態が制御する表皮と毛包形成のメカニズム

我々はPhospholipase C d1(PLC d1)の遺伝子欠損(KO)マウスを作製し、PLCd1KOマウスが毛包の形態異常を伴う顕著な体毛の減少を示すことを報告してきた。今回PLCd1KOマウスとよく似たマウスとして転写因子Foxn1が先天的に変異しているヌードマウスに着目した。ヌードマウスでは、毛を構成する主なヘアケラチンの一つであるmHa3遺伝子の発現が低下し、無毛となる。PLCd1KOマウス体毛減少のメカニズムを詳細に検討した所、ヌードマウスと同様にPLCd1KOマウスの皮膚においてもmHa3遺伝子の発現が低下していた。またヌードマウス皮膚では、PLCd1の発現が低下していた。こうした結果は、毛包形成において、Foxn1→PLCd1→mHa3というシグナルの流れが存在していることを示している。申請者らはPhospholipaseCδ1(PLCδ1)の遺伝子欠損(KO)マウスを作製し、PLCδ1KOマウスが毛包の形態異常を伴う顕著な体毛の減少を示すことを報告してきた。PLCδ1KOマウスとよく似たマウスとして転写因子Foxn1が先天的に変異しているヌードマウスが知られている。ヌードマウスでは、毛を構成する主なケラチンの一つであるmHa3遺伝子の発現が低下し、無毛となる。PLCδ1KOマウス体毛減少のメカニズムを詳細に検討した所、ヌードマウスと同様にPLCδ1KOマウスの皮膚においてもmHa3遺伝子の発現が低下していることを見出した。そこで第一にヌードマウスとPLCδ1KOマウスとの関連性を検討した。1.PLCδ1はヌードマウスシグナル(Foxn1)の下流に存在する:ヌードマウスとPLCδ1KOマウスの皮膚構造の類似性を電顕で検討した所、毛が平たくなっていることなどの類似性が観察された。次に毛包におけるFoxn1,PLCδ1,mHa3の局在をin situ hybridizationにより検討した所、これらのmRNAはいずれも毛の形成に重要なprecortex部位に発現が見られ、機能的な関連性が高いことが示唆された。また毛周期におけるFoxn1,PLCδ1,mHa3の発現変化にも強い相関がみられた。次にFoxn1とPLCδ1のシグナルの関連性を明らかにするため、U20S細胞にFoxn1を強制発現した所、PLCδ1の発現が誘導された。更にヌードマウスの皮膚において顕著なPLCδ1発現量の減少が確認された。このことは、Foxn1→PLCδ1→mHa3というシグナルの流れが存在することを示している。2.「ヌードマウスの体毛減少はPLCδ1欠損が原因である」ことの個体レベルでの検証:ヌードマウスの体毛減少がPLCδ1の発現低下のみで説明できるのであれば、ヌードマウスにPLCδ1を発現させることにより、体毛が正常に形成されるようになることが期待される。そこで、ヌードマウスの原因遺伝子であるFoxn1プロモーター制御下でPLCδ1cDNAを発現するTGマウスを作製した。現在TGマウスとヌードマウスと交配中であるので、今後ヌードマウスの無毛がレスキューできるかを検討する。申請者らは、PhospholipaseCδ1(PLC δ1)の遺伝子欠損(KO)マウスが毛包の形態異常を伴う顕著な体毛の減少を示すことを報告してきた。PLCδ1KOマウスとよく似たマウスであるヌードマウスとの毛形成でのシグナルの共通性に着目した結果、ヌードマウスの原因遺伝子であるFoxn1→PLCδ1→mHa3というシグナルの流れが存在することが判明した。更にヌードマウスの体毛減少がPLCδ1の発現低下のみで説明できるのであれば、ヌードマウスにPLCδ1を発現させることにより、体毛が正常に形成されるようになることが期待されるので、ヌードマウスの原因遺伝子であるFoxn1プロモーター制御下でPLCδ1cDNAを発現するTGマウスを作製した。このTGマウスでは毛形成は回復しなかったが、毛包は形成され、ヘアケラチンも部分的に回復することが判明した。このことから、Foxn1の下流にはPLCδ1以外の分子を介したシグナル経路が存在し、ヘアケラチンの発現に関与することが示唆された。1. PLCδ1はヌードマスシグナルFoxn1の流に存在する:Foxn1, PLCδ1, mHa3の局在をin situ hybridizationにより検討した所、これらのmRNAはいずれも毛の形成に重要なprecortex部位に発現が見られ、機能的な関連性が高いことが示唆された。

またヌードマウスの皮膚におけるPLCδ1発現量の発現量を、検討した所、mRNA,タンパク質共に、顕著なPLCδ1発現量の減少が確認された。このことより、Foxn1→PLCδ1→mHa3というシグナルの流れが存在することが判明した。2.「ヌードマスの体毛減少はPLCδ1欠損が原因である」ことの個体レベルでの検証:ヌードマウスにFoxn1プロモーター制御下でPLCδ1cDNAを発現するTGマウスを作製した。毛形成は回復しなかったが、毛包は形成され、ヘアケラチンも部分的に回復することが判明した。このことから、Foxn1の下流にはPLCδ1以外の分子を介したシグナル経路が存在し、ヘアケラチンの発現に関与することが示唆された。
流入側にのみ弁を有する,左心補助心臓の研究

補助心臓としてのLA-Ao bypassにcounterpulsation(Cp)を加味した、1unitのdevice"Single-Valved Assist Device(SVAD)を開発し、その特性及び補助効果を検討した。Deviceの基本構造は、従来のbypass pumpから流出側弁を取り去り、流入側の1個の弁とpulsatile chamberから構成され、bypass pumpとしての効率は劣るが、流出側におけるaortaからの逆流により強力なsystolic unloadingを可能にしている。基本特性を検討するための水槽実験から、1.流出側弁がないために、deviceの拡張期には流入流出の両側より吸引が行なわれ、Cpを伴ったbypassが可能である。2.流出側における逆流の程度は、血圧の上昇と共に増加する傾向を有し、従って駆動条件が固定されていても、「血圧低下に伴いbypass量が増加、血圧上昇に伴ってbypass量は減少、Cpとしてのsystolicunloading効果が増強する」という特性を有している。3.bypass pumpとしての効率向上のためには流入側弁にはleakageの少ないものを選択する必要がある等が判明した。心筋梗塞犬に対しSVADと従来のsynchronizedLA-Ao bypassを施行、補助効果を比較検討した結果、同流量のnear-total bypass補助において、1.SVADはtension time index(TTI)で示される左室の圧仕事量の軽減効果の上でのbypass流量の変動に対しては、synchronizedLA-Ao bypassが従来の報告に一致し、TTIの減少効果が軽度のみであるのに対し、SVADではbypass流量増加に対応するTTIの減少効果が著明であった。以上から、SVADは、従来の方式と比べ、TTI軽減効果の上で、自然心にとって原理的に有利な補助方式であることが、判明した。
20世紀ドイツにおける総力戦と社会国家の生成―女性の社会活動と福祉の国家化

2018年度には、第一次世界大戦期の戦没兵士遺族への支援について調査をすすめた。戦争障害者とともに戦争犠牲者グループを構成する戦没兵士遺族への支援は、19ー20世紀の転換期あたりから徐々に形成されていた家族を一つの単位として扶助する方法をさらに発展させたものであることを明らかにした。戦没兵士遺族は、戦争で主たる扶養者を失った家族であり、このように発展してきた家族扶助システムの適用を真っ先に受ける対象となった。2018年度は第一次世界大戦期の戦没兵士遺族への支援がどのように発展したか、その際の民間慈善組織による、すなわち女性による扶助実践に着目して調査をすすめた。女性たちの支援実践は、従来家族成員を個々ばらばらに支援していた慈善活動や行政の支援制度を統合して、傷病にもとづく休業・失業や疾病、不衛生な居住環境など家族の生活に関わる問題点をひとまとめに取り扱う家族扶助の方法に則って行なわれた。第一次世界大戦後にこの家族扶助は実践の場で体系化され、ヴァイマル期の公的扶助制度の中核となっていった。以上の調査分析の成果のうち、第一次世界大戦期を中心にした女性の支援については2018年9月に日本独文学会秋季研究発表会で、また戦後の1920年代については2018年11月に日本国際政治学会で、それぞれ報告した。また昨年度成果を発表した視覚障害を負った戦争障害者に盲導犬が提供された経緯とその後の経過について、その際の質疑応答を踏まえてさらに調査をすすめ、ワークショップ西洋史・大阪(2018年6月)と早稲田大学高等研究所からの招聘(2018年7月)で講演し、20世紀前半を通した支援の発展史を提示した。このほか歴史学研究会から、日本の第二次世界大戦期の精神障害を負った傷痍軍人に関する研究書の書評を依頼され、ドイツ史の観点から主として法律の変遷の相違について、書評会の席上でコメントをした。本年度の研究実績では、盲導犬関連においては二つの世界大戦期および戦後期という政治体制の異なる期間に関して、国家による社会事業となった範疇を明確にした。他方で、戦争寡婦への支援は、国家による年金給付と並行して自治体による追加支援や民間団体とくに女性組織による生活支援が行なわれたことを明らかにした。さらに第二次世界大戦期から戦後の時期における戦争犠牲者援護に着目して、兵士遺家族への生計支援について論文として発表した。電信事業が女性の職種とされた過程を分析した著書の書評では、戦争障害者の(再)就労先として電信事業が受け皿になっていた事例について、二つの側面でジェンダー間の軋轢が増したことを指摘した。一つは彼ら戦争障害者への職業教育と就労斡旋という援護政策に従って入職した際に、すでに入職していた女性の電信事業従事者との間で生じた軋轢である。もう一つは戦争寡婦の就労先としても電信事業が考えられたことから、戦争犠牲者が同一職種で競合したために、共同歩調をとるべき戦争犠牲者の内部で生じた軋轢である。後者に関しては、この著書を読み進める中で調査すべき項目として立ち現れてきたものであり、戦争犠牲者への援護は多くの摩擦や矛盾をはらんでいたことに改めて気づかされので、この視角を本研究の今後の分析で役立てていくこととしたい。本研究課題は、女性の社会活動(ソーシャルワーク)が福祉国家形成に果たした役割を検証するものである。女性たちの社会活動は、ドイツはもとよりヨーロッパ全体においても、民間の慈善組織による扶助実践でおもに見られた。そうした側面から、本年度は主として第一次世界大戦期およびその後の時期において、女性の社会活動がどのように展開されたかを具体的に調査し、その成果を報告しており、本来の研究計画に沿った成果が挙げられたと考える。最終年度にあたる2019年度には、20世紀前半を通しての戦争犠牲者支援と女性のソーシャルワーク、そして福祉国家の生成についてのこれまでの調査の集約を行なう予定である。そのためには、第二次世界大戦期およびその後の戦争寡婦への支援について調査を進める必要がある。とくに就労の場でのジェンダー間の軋轢という分析視角から、これまでの本研究の成果をあらためて検討し直していく。2019年6月にはドイツのレーゲンスブルク大学の大学院ゼミナールで、二つの世界大戦期における戦争犠牲者援護について、研究成果を報告する。この報告では、20世紀前半を通した戦争犠牲者援護の見取り図を、主として戦争障害者への支援を中心に通時的に提示する予定である。このレーゲンスブルク大学での成果報告に合わせて数日、また夏季休暇中に2週間ほど、それぞれ論文執筆その他に必要となる史資料の調査を計画している。今年度末には、ドイツの社会国家(=福祉国家)に関する共同研究グループのメンバーで予定している共著書に、第一次世界大戦期からその後の時期を中心とした戦争寡婦をめぐる支援について論文を寄稿する予定である。この論文で取り扱う時期の状況を相対化するためにも、第二次世界大戦期からその後の時期についても調査を進め、成果をいずれかの場で発表することを考えている。第二次世界大戦後のヨーロッパで、子どもの移動に着目した人口移転の問題を分析した英語文献の翻訳を共同で行なっており、兵士遺家族ではない戦争犠牲者への国際的な支援に関して理解を深めた。「国民」を前提とする福祉国家では、ユダヤ人の子どもなど「国民」でない存在は国家的支援の枠外に置かれたが、こうした存在を女性たちの支援活動は救い上げて、福祉国家を補完する重要な活動を展開したことが明らかになった。戦争犠牲者のなかでのこうした差異にも着目して、これまでの研究成果のとりまとめを行なう。

第二次世界大戦から戦後にかけてのドイツにおける戦争犠牲者支援について、主として支援を受ける戦争障害者とその家族との関係を調査・分析した結果を、政治経済学・経済史学会の2017年度秋季学術大会の共通論題で報告した。共通論題では他のチェコ、日本占領下の満州、満蒙開拓団に関する報告と合わせて、戦時下における都市社会問題の生成とそれらへの対応の一例を示すことができた。盲導犬という「補助器具」が戦争障害者に対する国家援護に組み込まれた過程を明らかにした学術論文は、戦争犠牲者への公的支援の幅が金銭や就労関係だけにとどまらない広さを持っていたことを明らかにした。このほか、歴史学研究会の2017年度大会に参加し、現代史部会の報告批判を著わした。部会の論題は、第二次世界大戦以降の日本と合衆国における居住の問題であり、戦争犠牲者支援のなかでも最重要部分を占める住宅支援との類似点、つまり緊急性がありかつ多数に一度に対応する必要がある点と、国家が扶養者役割を引き受けた戦争犠牲者は優先されるグループである他方で、戦後日本の被差別部落の人びとや合衆国の黒人住民などとは違うという相違点を指摘した。イギリスの精神科医の専門職化に関する書評では、第一次世界大戦期ドイツの戦争障害者のうち、精神障害を煩った除隊者の支援に関して、医療の専門家の間で生じた争いがイギリスと同種のものであったことを示した。ただしドイツにおいては、1933年にナチ党政権が誕生すると、精神疾患は戦争障害とは認められなくなるため、戦争障害者を認定する場において精神科医の発言権が失われていった点が異なること、イギリスでは優生学や社会ダーウィン主義が医療関係者のあいだに浸透していたにもかかわらず、著者がその点にあまり目配りしていないことを指摘した。第一次世界大戦以前からすでにすすんでいた社会事業における公私協働は、第一次世界大戦を経験することで、19世紀までとは比較にならない数の戦争犠牲者が生じたことにより、公つまり国家や自治体による支援の領域が拡大した。本年度の研究実績では、いずれも国家による社会事業の領域を明確化している。盲導犬を含めた国家援護の領域は、医師の診断にもとづいて毎年戦争障害者の就労不能度は鑑定し直されている。これにより就労不能度に応じて決まる年金額も変動する。そのため、公的支援が受けられなくなる戦争障害者も多数生じることとなるが、公的支援から外れた人びとへの支援は、民間の慈善組織あるいは戦争犠牲者の相互支援組織が担っていた。この構図は、第二次世界大戦後まで継続した。本年度は、戦争犠牲者支援におけるこのような公私協働の社会事業全体のうち、国家援護の範囲とその規模(受給者数)を明確にする作業を行ない、学会報告および論文等で示した。民間の慈善組織による扶助実践についても、研究実績のなかでそれぞれ軽く触れている。とりわけ戦時下において食料調達に欠かせなかったのは、第一次世界大戦期も第二次世界大戦期も女性団体による給食センターの運営や効率的な調理法の講習などといった活動であった。これらの点については、公的支援はむしろ配給の制度化に失敗(第一次世界大戦)したか、その失敗に「学んで」占領地や併合地から略奪するという極端な政策しか実施しなかった点を指摘した。
異文化対応能力向上を目指す薬学英語教育に関する研究と教材開発

本研究は、薬学生の異文化対応能力と英語での服薬指導力向上を目指した薬学英語教育の在り方を探ることを目的とする。そのために、(1)多民族国家米国における薬科大学での異文化対応能力教育の現状、(2)米国薬剤師の外国人患者対応の実態、(3)日本の薬剤師の外国人患者対応の実態を、文献調査、アンケート調査、聞き取り調査によって明らかにする。この調査結果から、多様な外国人患者対応のために日本人薬剤師に求められる知識と英語力を明らかにし、それらを学ぶことができる薬学英語教材を開発する。
不確実情報からの知識合成

PRISMは将棋の戦略や文章の曖昧性の解決といった複雑な確率事象を表現し、事象の分布の統計的パラメータをデータから自動的に学習する能力を持つ、世界的に見てもユニークなプログラミング言語である。今年度は確率的モデリング言語としての能力を更に強化するため、様々な改良を行い、PRISM1.11として公開した。PRISM1.11では、(1)PRISMの探索部分の実装言語であるB-Prologの最新バージョンであるB-Prolog7.0との統合を行い、メモリ効率を向上させた。(2)並列EM学習が行えるようになった。確率文脈自由文法のパラメータ学習ではCPU数にほぼ比例して数十倍の速度向上がみられた。(3)決定性のアニーリング方式に基づいたEM学習が利用できるようにした。これはEM学習の局所解の問題を避けるのに効果が期待できる。(4)N-viterbiアルゴリズムを実装し、上位N個のビタビ解を求められるようにした。(5)次に述べるようにベイズ的学習法である変分ベイズ学習法を実装した。確率モデリングでは通常最尤推定に基づくパラメータ学習を行うが、PRISMでは新たにパラメータにディリクレ分布を事前分布として導入し、ディリクレ分布のハイパーパラメータを変分ベイズ学習により学習出来るようにした。そのためPRISM用の変分ベイズ学習アルゴリズムを導出し、実装した。PRISMの変分ベイ学習は従来知られていた隠れマルコフモデルや確率文脈自由文法をはるかに越える範囲の変分ベイズ学習を可能にしており、例えば、バイオフィフォマティクスで使われるプロファイル隠れマルコフモデルの変分ベイズ学習が可能になった。論理推論と確率計算を統合した記号的統計モデリング言語PRISMの開発を進めた。PRISMの数学的意味論である分布意味論は従来確率的データ生成過程における失敗を許していなかったが、我々は意味論を3値(成功、失敗、未知)論理の枠組で再構成する事により、失敗を許す分布意味論を構築した。成功は確率的データ生成過程に於いて出力の成功を、失敗は、生成されたデータが与えられた制約を満たさない事を、未知は、生成過程が無限となり永久に出力が観測出来ない事をそれぞれ意味する。新しい意味論により、制約付きの確率文脈自由文法のような観測可能データの確率の和が1未満である場合も、確率モデルのパラーメータ学習が可能になった。但し学習には失敗過程を陽に記述するPRISMプログラムが必要であるが、我々はプログラム変換の技術を適用して失敗過程を陽に記述するPRISMプログラムを完全自動合成する方法を発見した。更に言語データとしてATRコーパスを用い、構文解析木の高さ制約を持った有限確率文脈自由文法から実際にEMアルゴリズムによりパラメータ学習が可能である事を確認した。このような確率モデルはいわゆるlog-linearモデルに属するが、これまでのlog-linearモデルのパラメータ学習に対し、簡便で効率的であると考えられる。またPRISMの応用として確率文脈自由文法による人体動作の解析と予測を取り上げた。ロボット研究グループと協力して茶道のお点前をビデオにより記録し、それから抽出した記号列を記述する確率文脈自由文法を構成した。Prismは将棋の戦略や文章の比喩理解といった複雑な確率事象の分布を表現し、また分布に含まれるパラメータをデータから学習するための世界的に見てもユニークなプログラミング言語である。一方論理ベースであるため、高い記述力を備えているものの、言語の能力を発揮させるためには大量のメモリと高速のCPUが必要である。本年度はPrismの問題点を探り、改良を行った。(1)Prismの学習は、EMアルゴリズムを使った最尤(MAP)推定であるが、巨大データからの学習に於いては、データがメモリに入りきらずスワップされる場合、極端に計算時間が掛かる問題点があった。この問題に対処するため、グリッド計算機を利用し、データをグリッド計算機の単位プロセッサに分散して処理する方式を開発した。

(2)統計的自然言語処理などの分野では、標準問題やデータを設定し、各種アルゴリズムの性能を比較する事が良く行われるが、Prismも標準的データで他のシステムとの性能比較を行う必要がある。一方近年Prismと良く似た言語としてDynaと呼ばれる言語の開発・実装が米国で続けられている。Dynaは統計的自然言語処理の分野でダイナミックプログラミングを実現する為のC++に基づく言語であり、Prismより低レベルなので、高速の実行が可能である。我々はPrismとDynaをPenn tree bankを用いたPCFGの構文解析実験により比較し、Prismが数倍から数十倍速く解析できることを確認した。(3)現在確率的情報処理ではベイジアンネットと呼ばれるグラフィカルモデルが有力である。Prismで使われている確率計算方式がベイジアンネットの確率計算で標準的に使われている信念伝播(BP)法の一般化であることを理論的に証明した。同時に標準データにより最新のベイジアンネットの確率計算方式とPrismの確率計算方式を比べたところ、数倍の範囲でPrismの実効速度が遅いことが判明した。PRISMは将棋の戦略や文章の曖昧性の解決といった複雑な確率事象を表現し、事象の分布の統計的パラメータをデータから自動的に学習する能力を持つ、世界的に見てもユニークなプログラミング言語である。今年度は確率的モデリング言語としての能力を更に強化するため、様々な改良を行い、PRISM1.11として公開した。PRISM1.11では、(1)PRISMの探索部分の実装言語であるB-Prologの最新バージョンであるB-Prolog7.0との統合を行い、メモリ効率を向上させた。(2)並列EM学習が行えるようになった。確率文脈自由文法のパラメータ学習ではCPU数にほぼ比例して数十倍の速度向上がみられた。(3)決定性のアニーリング方式に基づいたEM学習が利用できるようにした。これはEM学習の局所解の問題を避けるのに効果が期待できる。(4)N-viterbiアルゴリズムを実装し、上位N個のビタビ解を求められるようにした。(5)次に述べるようにベイズ的学習法である変分ベイズ学習法を実装した。確率モデリングでは通常最尤推定に基づくパラメータ学習を行うが、PRISMでは新たにパラメータにディリクレ分布を事前分布として導入し、ディリクレ分布のハイパーパラメータを変分ベイズ学習により学習出来るようにした。そのためPRISM用の変分ベイズ学習アルゴリズムを導出し、実装した。PRISMの変分ベイズ学習は従来知られていた隠れマルコフモデルや確率文脈自由文法をはるかに越える範囲の変分ベイズ学習を可能にしており、例えば、バイオフィフォマティクスで使われるプロファイル隠れマルコフモデルの変分ベイズ学習が可能になった。
細菌細胞のカチオンと共役する物質輸送系の構造と輸送機構

細胞膜における物質の能動輸送においては、カチオン循環が重要な役割を担っている。本研究では、カチオンと基質のシンポート系、および共輸送系の駆動力となるカチオンの電気化学的ポテンシャルの形成に重要なカチオン/カチオンアンチポート系について解析した。特に、細胞生理学的、生化学的、および分子遺伝学的な面から解析した。主として、カチオン(Na^+、H^+、Li^+)/基質シンポート系の一つであるメリビオース輸送系と、Na^+(Li^+)/H^+アンチポート系について、構造と輸送機構および輸送制御機構の関係を明らかにすべく解析を行い、以下のような成果を得た。私達が構造を明らかにしすでに報告している大腸菌とネズミチフス菌のメリビオース輸送系の遺伝子であるmelBについて、遺伝子操作などにより種々の変異体を作成し、メリビオース輸送タンパク質のアミノ酸残基の置換と輸送機能の変化の関係を明らかにした。こうして、カチオン共役に重要なアミノ酸残基、基質認識に重要なアミノ酸残基などが明らかになった。また、このタンパク質の温度感受性に関与するアミノ酸残基をいくつか同定した。このような解析の過程で、プロリン残基がセリン残基に置換することにより種々の変化が生ずることが多いという事実が明らかになった。そこで、ネズミチフス菌のメリビオース輸送タンパク質の17個のプロリン残基のすべてについて、1つ1つセリン残基に置換したものを部位特異的変異導入法により作成した。それらの変異型メリビオース輸送タンパク質を有する細胞について、メリビオースでの生育、メリビオース輸送能、カチオン共役、その他の性質の変化について解析した。その結果、個々のプロリン残基の役割に関する知見が得られた。また、12個の膜貫通領域の内、いくつかのものについて、構造上の特徴や機能上の役割が明らかになった。一方、これまでに解析されている大腸菌、ネズミチフス菌、クレブジエラの他に、腸内細菌属のエンテロバクターとシトロバクターにもメリビオース輸送系が存在することを見い出した。特にシトロバクター・フロインディにおいては、野生株ではメリビオース利用系が発現していないが、かなり高頻度でメリビオース利用可能となった変異株が得られることがわかった。これらの細菌のメリビオース輸送系におけるカチオン共役について解析し、その特徴を明らかにした。現在エンテロバクターとシトロバクターのメリビオース輸送系遺伝子melBのクローニングを行っている。それらのメリビオース輸送タンパク質の一次構造と性質の関係から、ドメインと機能に関する更なる知見が得られるであろう。Na^+/H^+アンチポーターについても、細胞生理学的、生化学的、および分子遺伝学的な面から解析した。特に、大腸菌のNhaA系とNhaB系について、それぞれを欠損する株および両者を欠損する株を分離・構築し、それぞれの系の細胞生理学的役割を明らかにした。また、腸炎ビブリオのNa^+/H^+アンチポーターについては、遺伝子面からの解析により、構造と機能の関係を明らかにすることができた。一方、ホスホトランスフェラーゼ系による輸送制御については、制御を受けなくなったいくつかのネズミチフス菌変異株を分離・解析し、この輸送制御には、メリビオース輸送系のC末端領域が特に重要であることを明らかにした。この領域のAsp438,Arg441,lle445の三つの残基が特に重要であることがわかった。また、この領域はα-ヘリックス構造を取り、これらの残基はその同じ面に存在することが示唆された。すなわち、制御因子であるファクターIIIは、このα-ヘリックスの一つの面から結合することにより輸送タンパク質の機能を制御するものと思われる。なお、細胞質側に大きく突出しているセントラル・ループ領域については、この領域のアミノ酸残基の欠損や置換の実験結果から、この領域は輸送制御にはあまり関係ないことがわかった。また、C末端領域を順次欠損させたメリビオース輸送タンパク質を用いた実験から、C末端から2023番目のアミノ酸残基が活性と輸送制御に特に重要であること等がわかった。

それらの変異型メリビオース輸送タンパク質を有する細胞について、メリビオースでの生育、メリビオース輸送能、カチオン共役、その他の性質の変化について解析した。その結果、個々のプロリン残基の役割に関する知見が得られた。また、12個の膜貫通領域の内、いくつかのものについて、構造上の特徴や機能上の役割が明らかになった。一方、これまでに解析されている大腸菌、ネズミチフス菌、クレブジエラの他に、腸内細菌属のエンテロバクターとシトロバクターにもメリビオース輸送系が存在することを見い出した。特にシトロバクター・フロインディにおいては、野生株ではメリビオース利用系が発現していないが、かなり高頻度でメリビオース利用可能となった変異株が得られることがわかった。これらの細菌のメリビオース輸送系におけるカチオン共役について解析し、その特徴を明らかにした。現在エンテロバクターとシトロバクターのメリビオース輸送系遺伝子melBのクローニングを行っている。それらのメリビオース輸送タンパク質の一次構造と性質の関係から、ドメインと機能に関する更なる知見が得られるであろう。Na^+/H^+アンチポーターについても、細胞生理学的、生化学的、および分子遺伝学的な面から解析した。特に、大腸菌のNhaA系とNhaB系について、それぞれを欠損する株および両者を欠損する株を分離・構築し、それぞれの系の細胞生理学的役割を明らかにした。また、腸炎ビブリオのNa^+/H^+アンチポーターについては、遺伝子面からの解析により、構造と機能の関係を明らかにすることができた。一方、ホスホトランスフェラーゼ系による輸送制御については、制御を受けなくなったいくつかのネズミチフス菌変異株を分離・解析し、この輸送制御には、メリビオース輸送系のC末端領域が特に重要であることを明らかにした。この領域のAsp438,Arg441,lle445の三つの残基が特に重要であることがわかった。また、この領域はα-ヘリックス構造を取り、これらの残基はその同じ面に存在することが示唆された。すなわち、制御因子であるファクターIIIは、このα-ヘリックスの一つの面から結合することにより輸送タンパク質の機能を制御するものと思われる。なお、細胞質側に大きく突出しているセントラル・ループ領域については、この領域のアミノ酸残基の欠損や置換の実験結果から、この領域は輸送制御にはあまり関係ないことがわかった。また、C末端領域を順次欠損させたメリビオース輸送タンパク質を用いた実験から、C末端から2023番目のアミノ酸残基が活性と輸送制御に特に重要であること等がわかった。カチオン/基質共輸送系の一つであるメリビオース輸送系について,構造と輸送機構および輸送制御機構の関係を明らかにすべく解析を行い,以下のような成果を得た。これまでに解析されている大腸菌,ネブミチフス菌,クレブジエラの他に,エンテロバクターとシトロバクターにもメリビオース輸送系が存在することを見い出した。これらの細菌のメリビオース輸送系におけるカチオン共役について解析し,その特徴を明らかにした。
意味微分法で抽出される感性次元の脳内基盤の解明

感性評価で頻繁に利用される意味微分法(semantic differential method)により抽出されるE(評価性)、A(活動性)、P(力量性)の基本的因子は、様々な文化や対象を越えて広く存在することが認められているので、固有の安定した脳内基盤をもつ可能性が高い。ニューロイメージング(fMRI)を用いて、E, a, Pの主要な感性次元が特定の異なった脳内基盤を持つことをはじめて明らかにした。心理印象や感性評価で頻繁に利用される意味微分法(semantic differential method:以下,SD法)により抽出される評価性,活動性,力量性の基本的因子は,様々な文化圏や対象を越えて広く存在することが認められているので,固有の安定した脳内基盤をもつ可能性が極めて高い。ところが,SD法に関連した脳活動を実際に測定した研究は,脳波における事象関連電位よる研究などがあるものの,非常に少ないのが現状である。そこで,OsgoodがSD法を考案してから約50年が過ぎた現在,ニューロイメージング技法を駆使して,E(評価性),A(活動性),P(力量性)の主要な感性次元が所定の異なった脳内基盤を持つことを世界に先駆けて明らかにすることが本研究の目的である。fMRI(1。5-T, Siemens Vision Plus)を用いて,線画刺激のSD評定中の脳活動計測を行った。その結果,評価性因子に属する形容詞対で評定を行っているときには,下前頭図,眼窩前頭前野などに有意な活性化が見られた。活動性因子に関連する形容詞対の評定では,聴覚連合野に対応する上側頭回周辺や,運動制御にかかわる中心前回,そして空間や方位情報処理に関連するといわれる楔前部付近に有意な活性化がみられた。力量性因子の場合には,左縁上回に活性化がみられた。この付近の領域は音韻や視覚・運動情報の系列的処理や多感覚的処理に関与することが知られている。また,右の上前頭回付近にも活性化が見られたが,この領域は情動(特に痛みなど)の予期に関与することが報告されている。また,俳句に関する印象をSD評定中の脳活動も同様に計測を行った。その結果,素材は異なっても,評価性,活動性,力量性にかかわる評定で,ほぼ同様の脳領域が活性化することがわかった。fMRIを用いた検討の結果、評価性因子に属する形容詞対で評定を行っているときには、下前頭回に有意な活性化が見られ、美感や快に対応する情動や報酬価の判断に関連した領野が評価性因子に関与することが確認された。活動性因子に関連する形容詞対の評定では、聴覚連合野に対応する両側の上側頭回周辺や、運動制御にかかわる左中心前回、そして空間や方位情報処理に関連するといわれる右楔前部付近に有意な活性化がみられた。力量性因子の場合には、下頭頂小葉の賦活が確認された。上述の結果は、線画の印象に関するSD評定中の脳活動についてのものであるが、俳句を文字刺激として提示し、それらに関する印象をSD評定中の脳活動も同様に計測した。その結果、評価性では下前頭回,中側頭回,中前頭回が,活動性では中前頭回,線条体,中前頭回が,力量性では中前頭回,線条体,下前頭回の活動が見られた。活性化した脳内部位に多少の違いはあるものの,線画と俳句という素材は異なつても、評価性、活動性、力量性にかかわる評定で、因子に特徴的な脳活動が存在することを示唆なるものである。心理印象や感性評価で頻繁に利用される意味微分法(semantiec differential method:以下、SD法)により抽出される評価性、活動性、力量性の基本的因子は、様々な文化圏や対象を越えて広く存在することが認められているので、固有の安定した脳内基盤をもつ可能性が極めて高い。ところが、SD法に関連した脳活動を実際に測定した研究は、脳波における事象関連電位よる研究などがあるものの、非常に少ないのが現状である。

そこで、OsgoodがSD法を考案してから約50年が過ぎた現在、ニューロイメージング技法を駆使して、E(評価性)、A(活動性)、P(力量性)の主要な感性次元が所定の異なった脳内基盤を持つことを世界に先駆けて明らかにすることが本研究の目的である。最近、Schaefrr and Rotte(2010)はfMRIを用いて、製品ブランドのSD法による評定を行っているときの脳活動を計測したが、そこでは社会的適性と呼ばれる因子と力量性因子しか取りあげられなかった。本研究課題によって、EAPの基本的3因子の脳内基盤がはじめて体系的に示されたといえる。その結果、E因子に関与する領野は下前頭回で、特に美感や快に対応する情動や報酬価の判断に関連した部位が関与することが確認された。A因子に主に関与するのは、聴覚連合野に対応する両側の上側頭回周辺や、運動制御にかかわる左中心前回であった。P因子の場合には、左縁上回や上前頭回が関与することが明らかにされた。これらの知見はSD法を用いた従来の多数の研究結果を脳科学の観点からとらえなおす契機を与えるものであり、今後の感性研究にとって心理神経科学的基盤を提供するものといえる。このような意義から、Japanese Psychological Research誌の特集号"Kansei as mental activity"(2011)に論文として掲載された。
顎関節症の診断におけるMR画像検査法の確立と応用に関する研究

まず、実験的検討として新鮮死体の顎関節部を核磁気共鳴(MR)画像診断装置によって各種条件下で撮像した。その後、同部を通法にて固定しテクノビット樹脂にて包埋し、撮像時と同じ部位・同じ厚さで連続的にマイクロ・カッティング・マシンにて切断し切片を作成し、MR画像と切片を比較検討した。これらから、MR画像のコントラストや異常信号の出現が、解剖学的にそれぞれ何に起因するものなのかが明らかになり、適切なMR画像の撮像条件や診断基準を確立することが可能となった。次に、得られた条件・基準をもとに顎関節症患者に臨床応用し、MR画像所見と臨床症状、手術所見などとを比較検討した。その結果、顎関節円板の前後的転位と円板形態・内外側転位は強く関連していることが明らかになった。また、下顎頭と関節円板の位置異常によって引き起こされると考えられてきた顎関節クリック音が位置異常の認められない症例にも確認されるなど、必ずしも画像所見と臨床症状が一致しない症例も数多く存在することが明らかになった。一方、外科的手術(観血処置)が必要となる症例などには、MR画像をイメージスキャナでコンピュータにとりこみ、コンピュータソフト上で3次元構築することによって、患部を立体的に把握することが可能となり、治療方針の決定・治療後における手術法の選択やアプローチに有効な示唆を与えることになった。今後はこのMR画像3次元構築の手法を応用し、保存的治療が施行された症例についても顎関節円板と下顎頭の立体的位置関係を表現し、治療法の適否や治療の奏効状況の確認が可能となるものと考える。
Webからの履歴情報の発見とその呈示方式の研究

実世界に存在するオブジェクトに関する多くの情報は,時間に関連付けられる場合が多い.例えば,人物の行動や発言,企業の製品発表などのイベントには,そのイベントが発生した時点がある.また,検索を行うユーザの側にとっても,それがいつの時点での情報なのかを確認することは重要であり,履歴の形で情報を整理してユーザに呈示することで,閲覧の支援が可能になると考えている.そこで,Webページから,履歴情報を日付とイベントの組の形で抽出をし,抽出結果を年表のように時系列で呈示する方式を研究した.実世界に存在するオブジェクトに関する多くの情報は,時間に関連付けられる場合が多い.例えば,人物の行動や発言,企業の製品発表などのイベントには,そのイベントが発生した時点がある.また,検索を行うユーザの側にとっても,それがいつの時点での情報なのかを確認することは重要であり,履歴の形で情報を整理してユーザに呈示することで,閲覧の支援が可能になると考えている.そこで,Webページから,履歴情報を日付とイベントの組の形で抽出をし,抽出結果を年表のように時系列で呈示する方式を研究した.実世界に存在するオブジェクトに関する多くの情報は,時間に関連付けられる場合が多い.例えば,人物の行動や発言,企業の製品発表などのイベントには,そのイベントが発生した時点がある.また,検索を行うユーザの側にとっても,それがいつの時点での情報なのかを確認することは重要であり,履歴の形で情報を整理してユーザに呈示することで,閲覧の支援が可能になると考えている.そこで,Webページから,履歴情報を日付とイベントの組の形で抽出をし,抽出結果から重複を除いて年表のように時系列で呈示する方式を研究する.そのために,本年度は以下の方式の研究を行った.1.履歴情報の抽出には,ページ中に現れる日付表現の抽出・正規化を行うルールが必要である.抽出ルールは,文書中に現れる日付に対応する文字列を特定するものであり,正規化ルールは,例えば,10月23日という年が省略された日付を20061023と一意に特定できる標準形に対応させるものである.これらのルールを実際のWebページに対して適用して評価実験を行い,有効性と問題点を検証した.2.実際には,同じページ内に複数のオブジェクトの情報が混在していたり,複数のページに同じオブジェクトの情報が分散している場合がある.そこで,ページ内から指定されたオブジェクト名に対応する情報だけを選択して抽出する方式の研究を行った.対象オブジェクトに関連する箇所を人手でアノテーションした訓練集合から,関連箇所抽出するルールを機械学習を用いて獲得する研究を行った.その際,文書構造を示す属性を導入することで,文書構造を利用した関連箇所抽出ルールの獲得を可能にした.実世界に存在するオブジェクトに関する多くの情報は,時間に関連付けられる場合が多い.例えば,人物の行動や発言,企業の製品発表などのイベントには,そのイベントが発生した時点がある.また,検索を行うユーザの側にとっても,それがいつの時点での情報なのかを確認することは重要であり,履歴の形で情報を整理してユーザに呈示することで,閲覧の支援が可能になると考えている.そこで, Webページから,履歴情報を日付とイベントの組の形で抽出をし,抽出結果から重複を除いて年表のように時系列で呈示する方式を研究する。そのために,本年度は以下の方式の研究を行った.人物や企業などの実世界のオブジェクトの多くは,その属性(所属や連絡先,代表者や所在地など)が時間とともに変化する. Web上には時期の異なる情報が混在しているため,これらの情報が誤って別オブジェクトのものであると認識されてしまう可能性がある.精度の高いオブジェクト識別を行うためには,オブジェクトの時間変化の可能性を考慮する必要がある.そこで,一定期間にオブジェクトの属性が変化する確率を用いてオブジェクト識別を行う方式の研究を行った.例えば, 1年間に人物の所属が変わる確率や,企業の規模がある大きさで変動する確率である.このような属性の時間変化の確率を表す具体的なモデルを人物と企業を対象オブジェクトとして構築することを試みた.また,これらの確率モデルに基づく,オブジェクトの属性の時間変化を考慮したクラスタリングアルゴリズムを開発した.さらに,人物および企業のオブジェクト識別問題で実験を行い,提案手法の識別精度向上への寄与を評価した.
新しい歯周再生療法開発のためのエナメル蛋白活性部位の同定と同合成ペプチドの創製

歯周組織再生療法として注目されているエナメル基質蛋白(Emdogain : EMD)の生物活性を示す蛋白の種類や活性部位の同定,ならびに同活性部位の合成ペプチドによる新しい歯周組織再生療法剤の開発実用化の可能性を検討するために,以下の検討を行った。1.歯周組織再生に関わる歯周靱帯細胞(PDLC),歯肉上皮細胞,歯肉線維芽細胞,骨芽細胞などの歯周組織構成細胞の増殖分化に対するEMDの作用機序を,細胞ならびに分子レベルで明らかにする.2.EMDを作用させた時の細胞内シグナル伝達系の動きを解析し,レセプター型を同定する.3.どのエナメル基質蛋白のどのペプチド部位に生物活性があるかを絞りこむ.4.生物活性のあると考えられる部分のペプチドを合成し,PDLCに対する生物活性の有無や同ペプチドの歯周組織再生促進作用を明らかにする。その結果,1.EMDはPDLCや骨芽細胞の増殖や分化を促進したのに対し,歯肉上皮細胞の増殖や線維芽細胞の増殖を抑えた。2.PDLCの増殖促進作用に,EMD特異的なRTK-ERK1/2シグナル伝達系の存在が示唆された.3.抗アメロブラスチン抗体がEMDの示すPDLCの増殖,分化促進効果を抑制した.4.PDLCの増殖,分化に影響を及ぼす抗体の認識部位に一致する合成ペプチドが,PDLCの増殖,分化を促進し,実験的歯周欠損モデルにおける組織再生を促進した.以上の結果から,EMDが歯周組織再生に合目的的な生物活性を有していることが示された。また,本研究で創製したアメロブラスチン合成ペプチドを,新しい歯周組織再生療法剤として応用できる可能性が示唆された。歯周組織再生療法として注目されているエナメル蛋白(エムドゲイン:EMD)の生物活性を示す蛋白の種類や活性部位の同定ならびに同活性部位の合成ペプチドによる新しい歯周組織再生療法剤の開発実用化の可能性を検討するため,本年度はまず,歯周組織再生に関わる細胞の増殖分化に対するEMDの作用機序を,細胞ならびに分子レベルで明らかにするとともに,エナメル蛋白を作用させた時の細胞内シグナル伝達系の動きを解析し,レセプター型を同定することを試みた.その結果以下のことが明らかとなった.1.歯周靭帯細胞の増殖,分化に及ぼすEMD作用に対する各種エナメル蛋白に対する抗体の影響の影響を検討したところ,抗アメロジェニン抗体は著明な影響を示さなかったのに対し,抗アメロブラスチン抗体がEMDの示す歯周靱帯細胞の増殖,分化促進効果を抑制した.2.そこで,歯周靭帯細胞の増殖,分化に影響を及ぼす抗体の認識部位に一致するペプチドを合成し,そ.の増殖分化に対する影響を解析したところ,同ペプチドが歯周靭帯細胞の増殖,分化を促進した.3.EMDに反応するレセプタータイプを推定するため,歯周靭帯細胞にEMDを作用させた際のシグナル伝達系タンパクの動きを検索したところ,Extracellular signal-related kinases(ERK)1/2が選択的に活性化されることが明らかとなった.また,この反応をsuraminが阻害することから,epidermalgrowth factor(EGF)と同様にreceptoe tyrosine kinases(RTK)を介した経路であることが分かった.さらに,EGFとのcompetitive binding assayでは変化はみられず,EMD特異的なRTK-ERK1/2シグナル伝達系の存在が示唆された.歯周組織再生療法として注目されているエナメル蛋白の生物活性を示す蛋白の種類や活性部位の同定ならびに同活性部位の合成ペプチドによる新しい歯周組織再生療法剤開発の可能性を検討するため、申請書にある計画にそって研究を遂行した結果、本年度は以下の成果を得た。

1.活性を示すエナメル蛋白活性化部位の絞り込み14年度の検討によって,歯周組織再生に関与することの推定されたアメロブラスチンのN端とC端の合成ペプチドの歯周細胞に対する影響を検討した結果、N端の16ポリペプチド部分に歯根膜細胞、骨芽細胞、骨髄間葉系細胞の分化を促進する活性のあることが明らかとなった。その活性はピコグラム濃度から濃度依存性であり、骨髄間葉系細胞に対するアルカリフォスファターゼ活性促進能はBMPより強かった。2.合成ペプチドの生物活性に関与するシグナル伝達系の同定14年度の検討で示唆されたRTK-ERK1/2シグナル伝達系をはじめSmad、JNK、p38などN端合成ペプチドに対する代表的シグナル伝達系の動きを検討したが、いずれも著明な変化を示さなかった。3.合成ペプチドに対するレセプターの同定N端合成ペプチド・フラッグ融合組換え蛋白を作成し,免疫沈降により合成ペプチドと相互作用する蛋白の回収を試みたが、組替え蛋白の作成に手間取り、本検討は16年度に繰り延べとなった。4.合成ペプチドの組織再生促進作用に関する予備的動物実験ラットの歯周欠損モデルにN端合成ペプチドを貼付したところ、セメント質の再生促進効果があることが認められた。以上の結果を国際歯科研究学会ならびにアメリカ歯周病学会に発表するとともに、特許の出願をした。歯周組織再生療法として注目されているエナメル蛋白の生物活性を示す蛋白の種類や活性部位の同定ならびに同活性部位の合成ペプチドによる新しい歯周組織再生療法剤開発の可能性を検討するため、申請書にある計画にそって研究を遂行した結果、本年度は以下の成果を得た。1.15年度の検討によって歯根膜細胞の分化を促進する活性のあることが明らかとなったアメロブラスチンN端ポリペプチド部アミノ酸数を増減し,分化促進能のピークを検討した結果,今回検討したポリペプチド長の増減は細胞増殖に変化を及ぼさなかったが,16アミノ酸より長いペプチドはアルカリホスファターゼ活性や石灰化物形成能を促進した。2.合成ペプチドをコードするcDNAをCMVベクターにて導入したところ,細胞外分泌ドメインを持つベクターを用いた場合に,アルカリホスファターゼ活性や石灰化の亢進が認められ,細胞表面に合成ペプチドに対するレセプターの存在する可能性が強く示唆された.そこで,この系を用いてレセプターの同定を試みたが,完遂するには至らなかった.3.合成ペプチドの組織再生促進作用に関する検討をラットの歯周欠損モデルを用いて行った結果,対照群では明らかな組織再生が観察されなかったのに対し,合成ペプチド投与群では明らかな結合組織付着の新生や上皮の進行増殖がみられ,合成ペプチドの新しい歯周組織再生薬としての有用性が示された.4.本研究で得られた成果を特許出願するとともに,歯科医学会総会に公表した.