hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺動脈性肺高血圧症における新規分子病態を基盤としたバイオマーカーの開発

肺動脈性肺高血圧症(Pulmonary arterial hypertension, PAH)は、若年女性に比較的好発し、無治療の場合はその5年生存率が約20%と重篤かつ致死的な難病である。息切れや易疲労感など、その非特異的症状により早期診断は困難を極め、現在までに有効な特異的バイオマーカーは実用化されておらず、診断確定時には重症肺高血圧・右心不全状態を呈している症例がいまだに数多く存在する。PAHの肺動脈平滑筋細胞は、その癌細胞類似の異常増殖能によって、微小肺動脈壁の肥厚と狭小化を来す病変の首座と考えられている。我々はこれまでに、PAH患者由来の肺動脈血管平滑筋細胞(PAH細胞)のライブラリーを構築し、それらを用いた網羅的解析によって新規病因蛋白セレノプロテインP(SeP)を同定し、SePがPAH発症のメカニズムに深く関与していることを示した(Circulation 2018)。SePは流血中または採血後の自然分解により、そのフラグメントに分解されることが知られているが、アルフレッサファーマ株式会社が開発した全長SeP濃度測定方法を用いたSeP測定法(SPIA: Sol particle homogeneous immunoassay)を用い、当科が保有するPAH症例由来の血清、血漿を用いたSeP濃度測定の結果、PAH患者由来検体の血中SeP濃度は健常者に比べて有意に高値であり、それは血清、血漿いずれのサンプルを用いても同様の濃度を示し、良好な再現性を示した。さらにはSeP高値がPAHの予後を予測することを示し、PAHに対する世界初のバイオマーカーとしての可能性を見出した。血中SeP濃度測定のためのアッセイ系の確立として、SPIA法がその精度と再現性いずれも良好場結果を示し、今後の臨床応用に向けた研究に使用可能であることを確認した。また、血中バイオマーカーとしてのSePの可能性を示す目的に測定した、PAHと健常者由来血中SeP濃度の比較により、PAHにおけるSeP濃度の有意な上昇とその予後との相関を示し、世界初のバイオマーカーとしての可能性を確認することが出来た。引き続き、PAHにおいて、血中SeP濃度がPAHの診断と予後予測、治療効果判定においてどの程度有用で実用化の見込みがあるのかという点についての検討を進める。具体的には、血中SeP濃度測定の症例数を増やし、紐づけされた臨床データを用いた解析を進め予後や主要血行動態パラメーターとの相関を解析する。また、これまでPAH診断において有効性が報告されている既存のバイオマーカー(脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP),高感度C反応蛋白(hs-CRP),推定糸球体濾過率(eGFR)など)と、本研究ターゲットであるSeP濃度との感度、特異度比較を行う。本研究成果を基に、未だ有効な早期診断方法が存在しないPAHに対して、臨床・基礎・診断薬研究開発企業(アルフレッサファーマ株式会社)の横断的研究ネットワークを基盤とする、SePをターゲットとした全く新しい独自のPAH診断法開発を引き続き推進する。

また、これまでPAH診断において有効性が報告されている既存のバイオマーカー(脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP),高感度C反応蛋白(hs-CRP),推定糸球体濾過率(eGFR)など)と、本研究ターゲットであるSeP濃度との感度、特異度比較を行う。本研究成果を基に、未だ有効な早期診断方法が存在しないPAHに対して、臨床・基礎・診断薬研究開発企業(アルフレッサファーマ株式会社)の横断的研究ネットワークを基盤とする、SePをターゲットとした全く新しい独自のPAH診断法開発を引き続き推進する。
膠原病患者におけるT細胞レセプターの複数自己抗原認識機序の解明

一般にひとつの抗原分子上には複数のT細胞抗原決定基(エピトープ)が存在する。たとえばRNPA上には患者間で共通な2個のT細胞エピトープが存在している。さらにT細胞の認識するエピトープは病勢と病期が進行するにしたがって拡散して行く傾向がある。このことは、ひとつのT細胞が複数の自己抗原上のエピトープを認識する可能性があることを示している。そこで自己反応性T細胞が複数の自己抗原エピトープを認識するかどうかを明らかにするために、全身性エリテマトーデスと混合性結合組織病患者と慢性関節リウマチ患者のT細胞においてRNPAあるいはB"またカテプシンD抗原あるいはサイトメガウイルス抗原刺激に対して増殖反応を示すT細胞のT細胞レセプター(TCR)を決定し、そのTCRと複数の自己抗原ペプチドとの親和性についての解析を行った。RNPAとRNPB"の合成アミノ酸で患者末梢血単核球をin vitroで刺激し、TCTR解析した結果、RNPB"エピトープ類似ペプチドで2回刺激するとPLGTGA,LSGGELF,LAGPGSなどRNPAエピトープペプチド刺激時と共通した配列をもつTCRが検出された。また、慢性関節リウマチ患者T細胞においても同様に自己抗原のカテプシンDと類似の配列を持つウイルス由来のアミノ酸配列に対しても親和性を有していた。これは抗原分子群の中でひとつのエピトープとhomologyをもつ他のエピトープ類似部位はもとの抗原アナログとなって、ひとつのTCRに認識され、自己抗原反応性T細胞のanergy成立を妨げることにより抗体産生の持続性に関与している可能生があると考えられた。この結果は、本来であれば自己の抗原に対してトレランスな状態にあるT細胞が、自己抗原を認識しはじめて、次第にいくつかのエピトープを形成して行くという自己免疫反応を理解する手がかりになる可能性があり、意義のあることと思われる。[目的]自己反応性T細胞が複数の自己抗原エピトープを認識するかどうかを明らかにするために、全身性エリテマトーデスと混合性結合組織病患者においてRNP抗原刺激に対して増殖反応を示すT細胞のT細胞レセプター(TCR)を決定し、そのTCRと複数のRNP自己抗原cDNAとの親和性についての解析を行った。この実績は研究期間2年間の始めの1年目のものである。[方法]全身性エリテマトーデスと混合性結合組織病患者6名の末梢単核球を分離し、リコンビナントRNPAあるいは68Kで刺激後、細胞を回収しcDNAを調整する。これらのcDNAをT細胞レセプター遺伝子特異的プライマーを用いて増幅してそのCDR3領域の塩基配列を解析した。また、未刺激の末梢単核球由来のTCRcDNAのうち、既に我々が報告した「末梢で優位なcDNA(Vβ14)」とRNPAあるいはRNP68KのcDNAの用いてTwo-hybrid systemでTCRと抗原の結合を検討した。[結果]リコンビンナンRNPAで刺激した単核球から得られたTCR遺伝子のCDR3の配列は患者末梢血において優位に増加していたCDR3と同様の配列をとるものが多かった。一方、リコンビナント68Kで刺激した場合には異なる塩基配列を示した。Two-hybrid systemでは、現在のところまだ予備実験であるが、患者末梢単核球由来のTCRcDNAはRNPAのcDNAと組み合わせで陽性反応を示した。[考察]これらの結果からひとつのRNP抗原は患者末梢血のT細胞にTCRを介して特異的に認識されていると考えられた。しかし、発症時あるいは病勢の悪化している期間には、T細胞は複数のRNP抗原を認識している可能性は残されている。この研究に付随したRNPAのT細胞エピトープの解析により、RNPAのT細胞エピトープがRNPB"上のC末のアミノ酸配列と類似していることが明らかとなってきた。そこで、次年度は抗原の対象をRNPの68KとAからAとB"に変更して解析を行うこととした。

この結果は、本来であれば自己の抗原に対してトレランスな状態にあるT細胞が、自己抗原を認識しはじめて、次第にいくつかのエピトープを形成して行くという自己免疫反応を理解する手がかりになる可能性があり、意義のあることと思われる。
既存仮説間の正の依存に基づく新仮説発見

既存仮説の中で同時に真になりやすい関係(正の依存)にあるものの共通原因として未知仮説を発見し,その関係を満たす未知仮説を発見する手法を研究した.これは,観測事象の時系列から既存仮説の正の依存を見つける手段があってこそ可能となるが,われわれがこれまでに開発した以下の技術はその有効な手段である.[仮説推論のコネトに基づく協調(CCMA)]各時点の観測事象の原因をそれぞれ仮説推論によって推論しては隣り合う時点の解仮説を通信し合う,時系列理解のための協調推論であるCCMAにより,観測された時系列の原因が変化する様子を高精度で理解することができる.[単語共起グラフを用いたキーワード抽出法Key Graph]CCMAによって得られた各時点の原因仮説を文字列で表して時刻順に並べ,その列での区切れの意味を持つ時点にピリオド(.)を入れると文章のようになるので,この文章で同じ文に現れやすい単語間に正の依存があるとみなす.Key Graphが文章中で同じ文に現れることの多い単語をまとめる機能はこれに利用できる.こうして求められる正の依存を持つ既存仮説(既知原因)群には共通の原因があると考えられる.Key Graphには互いに正の依存を持つ仮説集合(文章でいえば同段落や同節の中の単語集合)だけではなく,そのような仮説集合をいくつか結束させる役割を果たす仮説(文章でいえば著者の主張)を取り出す効果があるが,これを地震データにあてはめると未来に地震が発生する危険の高い活断層が得られることがわかってきた.このように本研究は新しいアプローチによる新仮説発見とも,時系列データから未来の事象を予測する研究とも言える成果を挙げている.既存仮説の中で同時に真になりやすい関係(正の依存)にあるものの共通原因として未知仮説を発見し,その関係を満たす未知仮説を発見する手法を研究した.これは,観測事象の時系列から既存仮説の正の依存を見つける手段があってこそ可能となるが,われわれがこれまでに開発した以下の技術はその有効な手段である.[仮説推論のコネトに基づく協調(CCMA)]各時点の観測事象の原因をそれぞれ仮説推論によって推論しては隣り合う時点の解仮説を通信し合う,時系列理解のための協調推論であるCCMAにより,観測された時系列の原因が変化する様子を高精度で理解することができる.[単語共起グラフを用いたキーワード抽出法Key Graph]CCMAによって得られた各時点の原因仮説を文字列で表して時刻順に並べ,その列での区切れの意味を持つ時点にピリオド(.)を入れると文章のようになるので,この文章で同じ文に現れやすい単語間に正の依存があるとみなす.Key Graphが文章中で同じ文に現れることの多い単語をまとめる機能はこれに利用できる.こうして求められる正の依存を持つ既存仮説(既知原因)群には共通の原因があると考えられる.Key Graphには互いに正の依存を持つ仮説集合(文章でいえば同段落や同節の中の単語集合)だけではなく,そのような仮説集合をいくつか結束させる役割を果たす仮説(文章でいえば著者の主張)を取り出す効果があるが,これを地震データにあてはめると未来に地震が発生する危険の高い活断層が得られることがわかってきた.このように本研究は新しいアプローチによる新仮説発見とも,時系列データから未来の事象を予測する研究とも言える成果を挙げている.
脱メチル化酵素のクローニングと腎臓再生技術の開発

DNAメチル化修飾は、ヒストンのメチル化・アセチル化・リン酸化修飾と同様、「エピジェネティックな情報」のひとつとして注目され、細胞の分化方向の決定づけやインプリンティング、X染色体の不活性化機構に関与している。また、DNAメチル化異常が、癌化や先天性疾患などの病気に関わることも明らかになってきた。しかしながら、DNAメチル化脱メチル化の制御機構やその意義については不明な点が多く残されている。そこで、本研究では、ヒトインターロイキン2(IL-2)遺伝子プロモーターを用いて解析を行い、ヒトIL-2遺伝子プロモーターのDNAメチル化状態によってIL-2遺伝子の発現が制御されていることを詳細に解明した。その結果、Tリンパ球細胞でのIL-2遺伝子の発現には、DNAの脱メチル化と転写因子結合の2段階の過程が必要であることが明らかになった。さらに、In vivoにおける2段階の遺伝子発現過程の意義を明らかにするため、抗原刺激を受けていないnaive T細胞と抗原刺激を受けたことのあるresting T細胞との違いを検討した。その結果、両者にはDNAメチル化状態に違いがあり、その違いにより抗原刺激に対する反応性が異なることが明らかになった。つまり、resting T細胞では、すでにDNAは脱メチル化されていることから、転写因子の結合のみでIL-2遺伝子発現が誘導され、抗原刺激に対する反応性が早いことが判明した。これらの結果から、DNAメチル化状態がエピジェネティックな記憶として機能していることが示唆され、分化した細胞における脱メチル化の意義について新たな見解を見出すことができた。そこで、本研究ではゲノムDNAのメチル化状態による遺伝子発現調節機構を解明することを目的とし、IL-2遺伝子を用いて解析を進めた。マウスTリンパ球ではIL-2遺伝子プロモーターが非メチル化状態にあるときIL-2の分泌が認められる。我々はヒトTリンパ球細胞株Jurkat細胞および臍帯血から取得したヒトCD4+Tリンパ球においても同様の現象が認められることを確認した。しかし、マウスと異なりヒトではIL-2遺伝子プロモーター-252bpのCpGのみが特異的に非メチル化していることを初めて明らかにした。この-252bpのCpGは、転写因子であるOct-1の結合領域内に存在し、メチル化によってOct-1の結合が阻害され、転写活性の抑制を認めた。次に、RNAiを用いてCpGメチル基導入を検討した結果、bisulfite sequencing法によりCpGメチル基導入が確認された。その際、CpGメチル基導入Jurkat細胞ではIL-2遺伝子の発現抑制が認められた。これらの結果から、ヒトでは一つのCpGのメチル化状態によって、IL-2遺伝子発現が調節されていることが示唆された。また、部位特異的なメチル化をRNAiを用いて人工的に挿入することが可能となった。今後はより詳細にIL-2プロモーターメチル化パターンの維持機構を解明していくとともに、個体レベルでRNAiを用いた遺伝子操作を行い、メチル化状態を変化させることによる影響について検討していきたい。これにより、病因解明および遺伝子治療への応用が期待される。
摂食障害への積極的治療戦略に向けて-量的・質的解析に基づくアセスメント技法の開発

本研究では、Fairburnの提唱した症状維持要因に基づき、自己記入式の質問紙調査とインタビュー調査の量的・質的アプローチから神経性過食症における症状維持要因、予測因子を明らかにして、神経性過食症のアセスメント技法を開発することを目的とする。神経性過食症に対する認知行動療法の効果は多数研究で実証されているにもかかわらず、わが国の臨床現場に認知行動療法が十分に普及しているとはいえない。その理由を明らかにするために行われた英国の研究では、摂食障害への認知行動療法の実施にあたってセラピスト側が抱く懸念や不安が調べられ摂食障害の認知行動療法を構成する各要素のうち、身体イメージをとり扱う作業や治療終結に対する大きな不安・懸念が明らかになった(Turner 2014)。一方でわが国における神経性過食症への認知行動療法の普及を阻害している心理的要素を探索した研究は行われていない。したがって認知行動療法を実施できるセラピストが摂食障害や摂食障害の認知j行動療法そのものに対して抱いているイメージ探索は重要であると考える。様々な精神疾患に対する認知行動療法の経験を持つセラピストにおける摂食障害を担当することに対する心構えをモデル化することにより、数値化困難な、摂食障害の認知行動療法におけるセラピスト側の心構えや懸念や不安を理論化し、摂食障害の認知行動療法の普及が十分でない要因の明らかにするとともに、摂食障害の困難さを明らかにする。本年度は、5年以上の心理臨床の経験を有し、うつ病、不安障害、神経症過食症を含めた10症例以上の精神疾患の認知行動療法の治療経験を持つ5名のセラピストを選択し、1対1での半構造化インタビューを実施したものを質的研究法のM-GAT(修正版グランデッド・セオリー・アプローチ)を用いて分析を行った。セラピストに対するインタビュー調査の分析を行い、モデル化を行っている。認知行動療法の治療経験があるセラピストが抱くイメージのモデル化を行うことで様々な疾患と摂食障害における疾患特有性が明らかになり、治療における工夫は今後の治療技法やアセスメント技法に新たな知見をもたらすものと考える。摂食障害の疾患特有性を明らかにし、セラピストが抱える懸念・困難への解決策を検討し、効果的なアセスメント技法を検討する。本研究では、Fairburnの提唱した症状維持要因に基づき、自己記入式の質問紙調査とインタビュー調査の量的・質的アプローチから神経性過食症における症状維持要因、予測要因を明らかにして、神経性過食症のアセスメント技法を開発することを目的とする。本年度は、様々な疾患に対して、認知行動療法の治療経験を持つセラピストが、神経性過食症を担当して治療するうえで特に重視している点、また懸念を持っている点など、疾患にどのようなイメージを持ち、アセスメントを行って治療を行っているのかを検討することに取り組んだ。5症例以上の神経性過食症の治療経験があり、5年以上の認知行動療法の治療経験を持つセラピスト5名に対して、認知療法尺度ー改訂版(Cognitive Therapy Scale Revised ;CTS-R)に基づき作成した、セラピストがセッションを担当する疾患に対して持つ懸念の強さ、セラピストが疾患別に持つ治療時における認知行動療法の技法の重要度についての質問紙調査を行った。さらにセラピストが持つ疾患のイメージ、セラピストが持つ疾患における認知行動療法の特徴、また疾患担当することに対してのセラピストのイメージなどのインタビュー調査を行った。音声データをテープ起こしし、質的な分析を実施している。セラピストに対して、質問紙調査とインタビュー調査を行うことができた。認知行動療法の治療経験があるセラピストが他疾患と比べて、摂食障害に対して持っている懸念やイメージ、治療における工夫は、今後の治療技法やアセスメント技法に新たな知見を提供するものと考えられる。

質問紙、インタビュー調査の分析により、疾患特有性を明らかにし、またセラピストが抱える懸念、困難への解決策を検討し、効果的なアセスメント技法を検討する。摂食障害の疾患特有性を明らかにし、セラピストが抱える懸念・困難への解決策を検討し、効果的なアセスメント技法を検討する。
Zr系ゲッター材によるトリチウムの貯蔵-供給とトリチウム水からのトリチウムの回収

核融合反応実験をはじめとする大量トリチウムの取り提いに際しては、その安全取り扱い、即ち貯蔵-供給-回収技術の確立が必要不可欠である。その為の一方法としてゲッター材の利用が検討されているが、貯蔵、供給あるいは回収材のさらされる環境はそれぞれ磯なり、現在までに開発されているゲッター材のみでは要求される性能を満たせない。本研究では、Zr-V-Fe合金ゲッタでの研究成果を踏まえ、添加元素の異なるZr系合金ゲッターについて、活性化ならびに水素同位体及び同位体水蒸気の吸蔵-脱離過程を調べ、添加元素の役割りを検討するとともに最適ゲッター材設計の為の基礎的知見を得ることを目的とした。Zr系合金ゲッターの顕著な排気作用は金属表面の生成に対応し、その発現温度は300°C(Zr-V-Fe),400°C(Zr-Ni),500°C(Zr-Al)以上であることを見出した。この相違は酸化物及び炭化物の生成自由エネルギーならびに酸素及び炭素の拡散の活性化エネルギーの相違に基づくものと考えられる。吸蔵-脱離過程に関しては、水素同位体(【H_2】,【D_2】,【T_2】)及び同位体水蒸気(【H_2】O,【D_2】O,【T_2】O)の解離吸着及び表面会合反応が律速段階であることを明らかにした。吸蔵の活性化エネルギーは0.011Kcal/mol(水素同位体)及び0.73Kcal/mol(同位体水)で、水素脱離の活性化エネルギーは2835Kcal/molで添加元素により変化し、活性化過程と同様顕著な合金化効果が見出された。上記のゲッター材においては、水素同位体及び同位体水吸蔵の活性化エネルギーが小さく、吸蔵水素の平衡圧が極めて低いので、回収-貯蔵材として適している。また同位体水を吸蔵したゲッターを加熱すると水素同位体のみが脱離するので、トリチウム水からのトリチウムの回収に有用である。更にZe-Niにおいては、活性化温度を変えることにより同位体水を選択的に吸蔵する特性を示すことが知られた。
災害復旧支援のためのバルーンを利用したアドホックネットワークと位置推定

被災地におけるネットワーク環境を構築するため,ノードの配置場所を決定する.ノードを風船に取り付けて建物周囲の空中に配置し,建物をカバーするネットワークを構築するような配置の仕方を行うノードの配置場所を求める.無線電波が屋外から屋内へ伝搬する際の電波強度の減衰を求めるモデルについて,電波減衰予測モデルを提案する.取り組む問題は三次元配置問題であり,カバレッジの保証を満たしつつ必要なノード数を最小化する.この問題を解決する手法として遺伝アルゴリズムに基づくアルゴリズムを提案する.3つのベンチマーク手法と比較した結果,提案手法が他手法と比べて少なくなる配置パターンを生成できることを確認した.被災地における無線ネットワーク環境を素早く構築するシステムを目指し,ネットワークノードの配置場所を決定する手法を考案・実装し,評価を行った.結果をまとめ,国際会議および国内論文誌に投稿し,下記の通り採録された.-松尾真也,孫為華,柴田直樹,木谷友哉,伊藤実: BalloonNet:無線ネットワークノードを用いた建物包囲型三次元配置手法,情報処理学会論文誌(採録決定)また,この研究に引き続き,災害時の避難誘導に関する研究を開始した.上記の研究では,被災した建物の内側で無線によるネットワーク接続および位置推定を利用可能にすることにより,救助活動の支援を行うことを目的とするものであったが,そのような支援の下実際に救助活動を行うための方法を考案することが新たな課題である.現在関連論文のサーベイを行っており,火災時に既存の避難誘導灯があまり役に立っていないという先行研究に対し,これを解決するための手法を検討している.被災地におけるネットワーク環境を構築するため,ノードの配置場所を決定する.ノードを風船に取り付けて建物周囲の空中に配置し,建物をカバーするネットワークを構築するような配置の仕方を行うノードの配置場所を求める.無線電波が屋外から屋内へ伝搬する際の電波強度の減衰を求めるモデルについて,電波減衰予測モデルを提案する.取り組む問題は三次元配置問題であり,カバレッジの保証を満たしつつ必要なノード数を最小化する.この問題を解決する手法として遺伝アルゴリズムに基づくアルゴリズムを提案する.3つのベンチマーク手法と比較した結果,提案手法が他手法と比べて少なくなる配置パターンを生成できることを確認した.被災地における無線ネットワーク環境を素早く構築するシステムを目指し,ネットワークノードの配置場所を決定するアルゴリズムを構築した.無線ネットワークノードを風船に取り付けて建物周囲の空中に配置することで,建物全体をカバーできる無線ネットワークを構築できることを確認した.提案するアルゴリズムでは,このような配置の仕方を行う無線ネットワークノードの配置場所を求める.また本研究では,無線電波が屋外から屋内へ伝搬する際の電波強度の減衰を求めるモデルについても,独自の電波減衰予測モデルを提案した.本論文で取り組む問題は三次元配置問題であり提案する手法では,カバレッジの保証(対象空間のうち一定の割合以上の空間をカバーすること)を満たしつつ,必要なネットワークノード数を最小化することを目指す.本論文では,この問題を解決する手法として遺伝的アルゴリズムに基づくアルゴリズムを提案した.提案手法を評価するために,3つのベンチマーク手法と比較を行った.その結果,提案手法がネットワークノード数が他手法と比べて最も少なくなる配置パターンを生成できることを確認した.研究においては,関連研究のサーベイおよび問題の定式化を行った.また,少数のバルーンを使用した予備実験を行った.予備実験では,バルーンを大学のグラウンドにおいて浮かべ,風の影響を調べた.直径90cmのゴム風船にヘリウムガスを充填し,地上から3点で固定し,風によるバルーンの位置の変化を測定したところ,高度20m程度までは,風の影響はほとんどないことが分かった.また,無線ノードとして市販の無線LANアクセスポイントを使用し,研究棟の窓から吊るし,屋内での電波強度の測定を行った.また,一連の様子のビデオ撮影を行った.被災地における無線ネットワーク環境を素早く構築するシステムを目指し,ネットワークノードの配置場所を決定するアルゴリズムを構築した.無線ネットワークノードを風船に取り付けて建物周囲の空中に配置することで,建物全体をカバーできる無線ネットワークを構築できることを確認した.このような配置を最適化する,遺伝アルゴリズムに基づくアルゴリズムの提案を行った.また,無線電波が屋外から屋内へ伝搬する際の電波強度の減衰を求めるモデルについても,独自の電波減衰予測モデルを提案した.本論文で取り組む問題は三次元配置問題であり提案する手法では,カバレッジの保証(対象空間のうち一定の割合以上の空間をカバーすること)を満たしつつ,必要なネットワークノード数を最小化することを目指す.本論文では,この問題を解決する手法として遺伝的アルゴリズムに基づくアルゴリズムを提案した.提案手法を評価するために,3つのベンチマーク手法と比較を行った.その結果,提案手法がネットワークノード数が他手法と比べて最も少なくなる配置パターンを生成できることを確認した.研究においては,関連研究のサーベイおよび問題の定式化を行った.また,少数のバルーンを使用した予備実験を行った.予備実験では,バルーンを大学のグラウンドにおいて浮かべ,風の影響を調べた.直径90cmのゴム風船にヘリウムガスを充填し,地上から3点で固定し,風によるバルーンの位置の変化を測定したところ,高度20m程度までは,風の影響はほとんどないことが分かった.また,無線ノードとして市販の無線LANアクセスポイントを使用し,研究棟の窓から吊るし,屋内での電波強度の測定を行った.また,一連の様子のビデオ撮影を行った.研究棟内部で提案手法を使用して実際に計測・評価を行い,比較手法に対する優位性を確認した.研究成果を除法処理学会論文誌に投稿し,採録された.

ネットワーク上記の通り,当初予定していた研究内容については,研究を概ね完了し,国際会議および国内論文誌に投稿し,採録されている.論文の内容的にも,当初予定した内容が概ね含まれており,論文のレビューの結果も良好であるため,研究は計画以上に進展していると考えてよいだろう.現在,研究の目的である災害時の救助活動支援のための新たな研究を開始するため,準備を行っている.本研究によって今までに得られた知見をもとに,提供されるネットワーク接続および位置推定を有効に活用し,一般の人にも分かりやすい避難誘導を行うための方式の実現のため検討を行っている.この新しい研究の途中結果は,2014年7月開催のマルチメディア、分散、協調とモバイル(DICOMO2014)シンポジウムで発表する予定である.無線ネットワークノードを風船に取り付けて建物周囲の空中に配置することで,建物全体をカバーできる無線ネットワークを構築するための,ネットワークノードの配置場所を決定するアルゴリズムを構築した.これは,ノードの三次元配置問題であり,提案する手法では,カバレッジの保証(対象空間のうち一定の割合以上の空間をカバーすること)を満たしつつ,必要なネットワークノード数を最小化することを目的関数として,ノードの配置を最適化する遺伝的アルゴリズムに基づくアルゴリズムを提案した.また,無線電波が屋外から屋内へ伝搬する際の電波強度の減衰を求めるモデルについても,独自の電波減衰予測モデルを提案した.このために,無線ノードとして市販の無線LANアクセスポイントを使用し,研究棟の窓から吊るし,屋内での電波強度の測定を行った.評価のために,3つのベンチマーク手法と比較を行った.その結果,提案手法がネットワークノード数が他手法と比べて最も少なくなる配置パターンを生成できることを確認した.また,少数のバルーンを使用した予備実験を行った.予備実験では,バルーンを大学のグラウンドにおいて浮かべ,風の影響を調べた.直径90cmのゴム風船にヘリウムガスを充填し,地上から3点で固定し,風によるバルーンの位置の変化を測定したところ,高度20m程度までは,風の影響はほとんどないことが分かった.また,また,一連の様子のビデオ撮影を行った.ここまでの研究結果は,論文としてまとめ,DICOMO2012シンポジウムにて発表を行った.また,国際会議への投稿を目指し,準備しているところである.上記の通り,災害等の発生時において,位置推定などが可能である場合に,避難誘導を行う手法について検討を行っている.災害等の発生時に大規模な建物や地下街が停電した場合,避難者は唯一の目印である避難誘導灯を用いて避難することになる.しかし先行研究によると,避難誘導灯を利用して避難する人は約2割であることや,避難誘導灯の標識の意味を理解している人は約1割であること,また高齢者が逃げ遅れる傾向にあることがわかっている.このように避難誘導灯は,避難する際に唯一の目印となるにもかかわらず,避難誘導としての役割を果たしていない.
サメはなぜ発生初期に海水環境を克服できるのか：卵黄嚢上皮から胚体への機能シフト

26年度は1).トラザメ胚を用いた肝臓の形成と機能(尿素合成能)獲得時期の同定。2).YSMで発現する糖質コルチコイド受容体(GR)と、そのリガンドである糖質コルチコイドの生体機能への関与を明らかにすること。この2つを目的に研究を実施した。研究の成果は以下の通りである。1).各ステージの個体を頭尾軸方向に横断面で切り、切片標本を作製した。組織観察の結果、肝臓憩室は早い時期から将来的な組織領域に広がっているものの、ステージ30までの肝臓実質には大きな間隙が存在し、中空である。また、類洞の管状構造も観察されない。一方、ステージ31以降には成体の肝臓で見られる構造物を全て備えるようになり、この時期から肝臓での尿素合成系遺伝子の発現も増大する。これらの結果は「ステージ31まで肝臓の機能は十分でなく、YSMが未発達な胚の機能を補完している」とする仮説を強く支持するものであった。2).哺乳類培養細胞を用いたレポーターアッセイの結果、コルチコステロン処理によって軟骨魚類GRの転写活性は特に強く亢進された。軟骨魚類では、血中に最も豊富に存在する1a-OHBが主要な糖質コルチコイドであると考えられてきたが、1a-OHBよりもはるかに低濃度のコルチコステロンも、重要な役割を果たしている可能性が示唆された。さらに、in vivoステロイド暴露実験系を確立し、胚を3日間コルチコステロンに暴露することで、いくつかの尿素合成系遺伝子の発現量が変化するという結果も得られた。既に哺乳類では、糖質コルチコイドがGRを介して尿素合成量の調節をおこなうことが報告されており、この機構は脊椎動物を通して保存されていると考えられる。また、これまで軟骨魚類の胚を用いてin vivoでのホルモンの作用を解析した例はなく、この手法は、軟骨魚類の発生過程におけるホルモンの役割を理解する上で非常に有用だと考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。海産の軟骨魚類にとって、尿素は体液浸透圧のホメオスタシス維持に重要な物質である。本研究では、軟骨魚類の発生初期の胚がどのようにして体液尿素濃度を一定に保っているのか、その機構の解明を目的としている。本年度は、卵生軟骨魚ゾウギンザメの発生中の胚を用いて、種々の尿素回路酵素の遺伝子発現量の動態を解析し、発生の初期には卵黄嚢上皮(YSM)が主要な尿素合成器官として働くことを明らかにした。また、胚組織(主に肝臓)の形成に伴い、尿素合成の場がYSMから肝臓へと移行する可能性も示唆された。以上の成果は国内で学会発表を行い、論文としても報告している。また、同じ卵生種のトラザメの胚を用いて行った研究からも、同様の結果が得られており、YSMから胚体への尿素合成機能が移行する現象は卵生軟骨魚類に共通のものであることが示唆された。申請者はトラザメのYSMに対して、トランスクリプトーム解析を行っており、YSMにおけるいくつかの興味深い遺伝子の発現を明らかにしている。特に注目している分子には、YSMの外胚葉由来の細胞層に強く発現している糖質コルチコイド受容体(GR)が挙げられる。他の脊椎動物を用いた先行研究では「糖質コルチコイドがGRを介して上皮細胞の物質透過性を低下させる」という報告があり、トラザメYSMでも同じ作用が見られるかをGRのアゴニスト・アンタゴニストを用いて明らかにする。物質透過性には密着結合(TJ)を構成するTJタンパクが関わっており、膜透過性に影響があるかどうかは、ウッシングチャンバーによる経上皮抵抗値の測定や、TJタンパクの遺伝子発現解析によって明らかにしていく予定である。

既に哺乳類では、糖質コルチコイドがGRを介して尿素合成量の調節をおこなうことが報告されており、この機構は脊椎動物を通して保存されていると考えられる。また、これまで軟骨魚類の胚を用いてin vivoでのホルモンの作用を解析した例はなく、この手法は、軟骨魚類の発生過程におけるホルモンの役割を理解する上で非常に有用だと考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究開始当初に想定していた卵黄嚢上皮の塩分排出能については、確かな証拠が得られていないが、本研究の目的のひとつであった、卵生軟骨魚類の発生過程における尿素合成部位の特定に成功しており、当初の研究計画を全うできると考えている。国内で容易に入手できるトラザメを用いて、肝臓の器官形成と尿康合成能の獲得過程について、さらに詳細な解析を進める予定である。GRの機能解析には組織培養系を用いる予定だが、軟骨魚類の細胞・組織培養方法は報告例が少ないため、申請者自身が培養条件を確立する。
特異点を許容する曲面の微分幾何的研究とその応用

定曲率空間の微分幾何学的に良い性質をもつ特異点付き曲面について研究した.(非ユークリッド的な定曲率空間では,我々の`常識'を超えた興味深い現象が数々起こる.)双曲型空間の線型ワインガルテン曲面について,大域的表現公式,特異点の判定条件,および(余)向き付け可能性に関する結果を得た.また,ドゥ・ジッター空間内のCMC-1面およびローレンツ・ミンコフスキー空間内の極大面についても(余)向き付け可能性に関する結果を得た.ドゥ・ジッター空間内のエンドが二つのCMC-1面の分類や,双曲型空間内のエンドが3つのCMC-1曲面の研究成果を得た.定曲率空間の微分幾何学的に良い性質をもつ特異点付き曲面について研究した.(非ユークリッド的な定曲率空間では,我々の`常識'を超えた興味深い現象が数々起こる.)双曲型空間の線型ワインガルテン曲面について,大域的表現公式,特異点の判定条件,および(余)向き付け可能性に関する結果を得た.また,ドゥ・ジッター空間内のCMC-1面およびローレンツ・ミンコフスキー空間内の極大面についても(余)向き付け可能性に関する結果を得た.ドゥ・ジッター空間内のエンドが二つのCMC-1面の分類や,双曲型空間内のエンドが3つのCMC-1曲面の研究成果を得た.本研究においては,ユークリッド空間の平均曲率一定曲面,3次元双曲型空間の平均曲率一定曲面,ガウス曲率一定曲面およびそれらを一般化した線形ワインガルテン曲面を主に研究した.扱った曲面は特異点を許容するもので,大域的研究においてはとくに,曲面と言うよりはむしろ波面と呼ぶのが適切なものである.曲面から波面に一般化することで,弱完備性,余向きづけ可能性といった,正則曲面にはない新たな概念が生まれ,研究すべき事柄が豊富になる.得られた成果として次の(1),(2)などが挙げられる.(1)3次元双曲型空間の平均曲率から1を引いたものとガウス曲率が比例するようなワインガルテン曲面(通称BLW曲面と呼ばれ,線形ワインガルテン曲面の中でも重要と思われるもの)についても,その双対と解釈されるドゥジッター空間のBLW曲面との関連性を見出した.(2)3次元双曲型空間の平均曲率1の曲面の重要な例であるカテノイドカズンについて,それがある条件を満たしているものについては,平均曲率1をもつまま大域的に別の等長はめ込みをもつことを示した.ここで言うある条件はそれ程強いものでなく,実際その条件を満たすカテノイドカズンは可算無限個ある.(この内容について,論文執筆を始めた.)以上の内容に関してブルガリア・ソフィアのBulgarian Academy of Sciencesで開催された国際研究集会およびスペイン・グラナダのGranada Universityで開催された研究集会で講演を行った.本研究においては,3次元双曲型空間もしくは3次元ドゥジッター空間における平均曲率一定曲面,ガウス曲率一定曲面およびそれらを一般化した線形ワインガルテン曲面を主に研究した.扱った曲面は特異点を許容するもので,大域的研究においてはとくに,曲面と言うよりはむしろ波面もしくは波面的曲面と呼ぶのが適切なものである.曲面から波面に一般化することで,弱完備性,余向きづけ可能性といった,正則曲面にはない新たな概念が生まれ,研究すべき事柄が豊富になる.得られた成果として次の(1),(2)などが挙げられる.(1)3次元双曲型空間の平均曲率から1を引いたものとガウス曲率が比例するようなワインガルテン曲面(通称BLW曲面と呼ばれ,線形ワインガルテン曲面の中でも重要と思われるもの)についても,その双対と解釈されるドゥジッター空間のBLW曲面との関連性を見出し,それらの向き付け可能性,余向き付け可能性について結論を得た.それと同時に,3次元ミンコウスキー空間の特異点つき極大曲面についても余向き付け可能であることを示した.これはほぼ平行な議論が適用できたからである.(2)3次元双曲型空間のCMC-1トライノイドについて分類定理を得た.既約なものについての分類は既に知られていたが,可約なものも含めた分類定理が得られた.以上の内容(1),(2)のそれぞれについて,連携研究者らとの共著で論文を執筆した.本研究の主な研究対象は次の3つであった:(1)3次元ユークリッド空間および3次元双曲型空間の平均曲率一定曲面のボンネ曲面としての性質の研究.ボンネ曲面とは,自分自身以外に等長的だが合同ではない曲面が存在するような曲面を指す.(2)3次元ローレンツ・ミンコウスキー空間,3次元双曲型空間もしくは3次元ドゥジッター空間における平均曲率一定曲面,ガウス曲率一定曲面およびそれらを一般化した曲面の微分幾何的研究.扱った曲面は特異点を許容するもので,大域的研究においてはとくに,曲面と言うよりはむしろ波面もしくは波面的曲面と呼ぶのが適切なものである.曲面から波面に一般化することで,弱完備性,余向きづけ可能性といった,正則曲面にはない新たな概念が生まれ,研究すべき事柄が豊富になる.

(3)種々の空間における曲面のガウス写像の値域となり得る多様体の適切な貼り合わせによる,新たな幾何的構造をもった空間の創出.(1)については,特にドロネー曲面やカテノイドカズンと呼ばれる円柱に同相な平均曲率一定曲面の随伴族の中に大域的に等長な組が豊富に存在することを証明した.(2)については,連携研究者らとの連携により,平均曲率やガウス曲率に制約を課さずにどのような一般化ができるか試みた.これについて小さな結果は得られたものの論文にまとめるレベルには至っていない.(3)については,(2)の曲面に密接に関連したいくつかの興味深い例が観察された.しかしながら,論理的な枠組みの理解等には至っておらず,いわば`実験'の段階にとどまっている.本研究においては,3次元双曲型空間もしくは3次元ドゥジッター空間における平均曲率一定曲面,ガウス曲率一定曲面およびそれらを一般化した線形ワインガルテン曲面を主に研究した.扱った曲面は特異点を許容するもので,大域的研究においてはとくに,曲面と言うよりはむしろ波面もしくは波面的曲面と呼ぶのが適切なものである.曲面から波面に一般化することで,弱完備性,余向きづけ可能性といった,正則曲面にはない新たな概念が生まれ,研究すべき事柄が豊富になる.連携研究者らとの連携により得られた成果として次が挙げられる.3次元ドゥジッター空間の空間的CMC-1曲面とリーマン面上の一般化された双曲型計量(特異点を許容する負の定曲率計量)との対応を詳細に調べ,一方の性質から導かれる他方の性質により両者の研究を同時進行的に発展させた.その応用として,ドゥジッターカテノイド(種数が0でありエンド数が2の弱完備空間的CMC-1曲面)について分類定理を得た.楕円型,双曲型,放物型と型の異なるものが存在し,ユークリッド空間のカテノイドや3次元双曲型空間のCMC-1カテノイドと比べ,いくぶん精密な議論が必要であった.また,高々2つの正則特異点をもち得るリーマン球面上の一般化された双曲型計量についても分類した.これらの研究に付随して,一般化された双曲型計量についても余向きづけ可能性の概念が存在することなどの発見もあった.以上の内容について,連携研究者らとの共著で論文を執筆した.本研究においては,主に次の3テーマについて取り組んだ.(1)3次元双曲型空間もしくは3次元ドゥジッター空間における平均曲率一定曲面,ガウス曲率一定曲面,主曲率の一方のみが一定な曲面,およびそれらを一般化した線形ワインガルテン曲面を研究した.扱った曲面は特異点を許容するもので,大域的研究においてはとくに,曲面と言うよりはむしろ波面もしくは波面的曲面と呼ぶのが適切なものである.曲面から波面に一般化することで,弱完備性,余向きづけ可能性といった,正則曲面にはない新たな概念が生まれ,研究すべき事柄が豊富になる.ある特異点付き曲線を中心曲線として,管曲面を作ると,その曲面上に臍点が非孤立的に現われることなど,特有の現象が観察される.これらについて9月にウィーン工科大学で開かれた研究集会にて発表した.(2)双等温曲面の研究に着手し,今までに知られていた楕円面とシャーク曲面の対応について,現代的かつ単純化された解釈を得た.更に,3次元ローレンツ・ミンコフスキー空間における類似性をとらえることで,極大曲面や時間的極小曲面の新しい例を得ることができた.また,混合型曲面の双等温性についてなすべき課題があることも発見している.これらの内容については,連携研究者らとの共著論文の執筆を開始しており,次年度の完成を目標としている.(3)連携研究者のひとりが開発中の3D可視化装置に関連して,接線曲面およびその上に現れる特異点の可視化をテーマのひとつとして,3D可視化装置に関する論文の執筆に参画した.26年度が最終年度であるため、記入しない。微分幾何学
植民地末期インドネシア・ムスリムの国際関係認識

2018年度は、インドネシアの国立図書館(ジャカルタ)で、1930年代のイスラーム定期刊行物Adil(「公正」当初日刊、のちに週刊)のデジタル化の作業を文書館員と協力して行うことが主な作業であった。しかし、研究代表者が5月に病に倒れたために、海外出張が不可能となった。そこで、研究協力者に指名した2名の若手(大学院生、ポストドクターでインドネシア・イスラーム研究に従事)がそれぞれ2週間強、夏休みにジャカルタで作業を行うことになった。そのため、作業工程、作業実施における問題の検討など4回綿密な研究打合せを行った。デジタル化の作業の大半は、現地の文書館員の作業を確認することに費やされた。この資料は一部が凝固し、スキャン不能であった。これをスキャンするには文書保存の専門家の助けが必要と思われる。そのほかの部分は比較的順調に作業が進み、4分の3近くが終了した。閲覧不可能部分があるのに加え、一般紙との比較検討も必要なことを考えると、やはあり国立図書館に所蔵されている1930年代の日刊紙Pemandangan(展望)を閲覧の可能性もさぐる必要が出てきた。なお、Adilの使用意義を明らかにするために、研究代表者と研究協力者1名は、2019年3月17日南山大学で開催されたセミナー「'国民国家'インドネシア再考」において、それぞれ1920年代30年代のイスラーム定期刊行物を基本資料とした研究発表を行った。研究代表者が作業できなかった分を研究協力者がカバーしてくれたために、さほどの支障は起きなかった。何よりも、この3人はすでにジャカルタの国立図書館のライブラリアンとはすでに長い交流の中で、信頼関係を築いていたことが大きかった。こちら側からも先方の作業については率直に要望を伝えた。ジャカルタの国立図書館は、2年前からの移転作業の途中であり、昨年度はまだ旧館に所蔵されていたためにスムーズにできた。今後は現地と密接に連絡をとりつつ、Adilの残りの部分のスキャン作業を急ぐとともに、すでに新館に移動した資料Pemandanganなどへのアクセスを確認して、閲覧・デジタル化を進める。同時に、入手した資料の解読を本格化させる。研究代表者は国際会議(ライデンで2019年8月に開催)で、研究成果の一部を発表する。これをはじめとし、研究協力者2名とともに、国内学会でも研究大会でセッションを組んで本科研の研究課題の意義を発信するとともに、学術誌での研究発表をめざす。
腫瘍随伴性天疱瘡における閉塞性細気管支炎の発生機序の解明

腫瘍随伴性天疱瘡(PNP)は天疱瘡群の一つで、皮膚病変と粘膜病変を示し、血中に主にプラキンファミリー蛋白に対する自己抗原を検出する。エピプラキンは、他のプラキンファミリー蛋白と異なる構造を有し、細胞質内分子として表皮全層に発現が認められ、ケラチン中間系繊維を束ねる形で細胞骨格の維持に関与すると考えられている。エピプラキンは現在までに発見された最後のプラキンファミリー蛋白である。これ以前に発見された全てのプラキンファミリー蛋白は、PNPの抗原であることが認められたことから、同じプラキンファミリー蛋白であるエピプラキンもPNPの自己抗体である可能性が考えられた。表皮抽出液での免疫ブロットでは、PNP患者血清のエピプラキンに対する反応を確認できなかったことから、PNP患者血清中の抗体はエピプラキンの高次構造上のエピトープに反応している可能性を考え、ケラチノサイト細胞抽出液で免疫沈降を行った。その結果、検討した患者血清の約70%でエピプラキンに対して陽性であることが認めた。また、臨床診断との統計解析を行った結果、エピプラキンがPNP患者で時々併発する閉塞性細気管支炎(BO)様肺病変の発症に関与している可能性を認めた。このことを確認するため、幾つかの実験を行った。免疫組織学的検討の結果、肺の細気管支にエピプラキンの発現を確認した。そして、エピプラキンの発現を確認した正常ヒト細気管支上皮細胞の抽出液で免疫沈降を行った結果、PNP患者血清においてエピプラキンの反応が認められた。そして、マウスへのエピプラキン抗体の導入により、BOの特徴である肺の細気管支細胞の肥大と炎症が認められた。以上の実験結果から、エピプラキンに対するPNP患者血清中の自己抗体が、何らかの機序を経て肺の細気管支細胞内に侵入し、皮膚病変と同様の抗原-抗体反応が引き起こされてBOが発症することが推測された。
歯髄細胞の分化と機能発現の調節機構に関する研究

歯髄細胞の象牙芽細胞への分化ならびに機能発現を制御する因子とその機序を解明するために、in vitroの実験による培養歯髄細胞の増殖と分化について、in vivoの実験による歯髄細胞の象牙芽細胞への分化について、さらにin situの実験として接着性レジンの1種である4-META/MMO-TBB-Oレジンの露出歯髄への応用による歯髄細胞の増殖と分化について検討した。In vitroの実験では培養歯髄細胞の増殖能が最も弱いことが明らかにされた。しかし、歯髄細胞は歯根膜や骨髄の細胞と比較して著明に高いアルカリフォスファターゼ活性を示した。高いアルカリフォスファターゼ活性を示す細胞は象牙芽細胞直下に局在していた。また、非刺激時の歯髄細胞はPCNA(proliferating cell nuclear antigen)に対して陽性を呈する細胞は観察されなかった。歯髄組織を象牙質とともに移植したり、シリコンチューブ内に入れて移植すると象牙芽細胞に分化して象牙質を形成したが、歯髄組織のみを移植した場合は骨組織は形成されたものの象牙質の形成は認められなかった。さらにgerm-freeラットを用いた部分的露髄実験では、dentin bridgeが形成されたが、歯冠部を全部除去した場合は骨組織が形成された。このように歯髄細胞が象牙芽細胞に分化するためには微小環境が必須であることが判明した。また、4-META/MMA-TBB-0を歯髄組織に応用した結果、dentin bridgeの形成は約半数にしか認めることはできなかった。さらに、長期例では歯髄内に多数のマクロファージが出現していた。このため、歯髄とレジンの界面を検索した結果、歯髄-レジン界面には軟組織ハイブリッド層が形成されていることが強く示唆され、ハイブリッド層および重合したレジかンらカルボン酸誘導体および4METが溶出しているものと推察された。これらの成分が歯髄細胞の分化に影響を与え、マクロファージの出現を引き起こしたものと考察された。本研究の目的は歯髄細胞の象牙芽細胞への分化ならびに機能発現を制御する因子とその機序を解明することである。培養歯髄細胞の増殖と分化について明らかにするためにin vitroの実験を、移植による歯髄細胞の象牙芽細胞への分化を検索するためにin vivoの実験を、そして接着性レジンの1種である4-META/MMO-TBB-Oレジンの露出歯髄への応用による歯髄細胞の増殖と分化について検討するためにin situの実験を行なった。In vitroの実験では培養歯髄細胞が歯根膜や骨髄の細胞と比較して明らかに高いアルカリフォスファターゼ活性を示した。しかし、培養細胞の増殖能は骨髄、歯根膜、歯髄の順で、歯髄細胞の増殖能は弱いことが判明した。また、in situの実験で4-META/MMA-TBB-Oを歯髄組織に応用した結果、dentin bridgeの形成が約半数に認められたものの、残りの半数にはdentin bridgeは形成されなかった。象牙芽細胞の出現状況もdentin bridgeの形成状況と同様、約半数にのみ象牙芽細胞が認められた。高いアルカリフォスファターゼ活性を示し、増殖能が弱い歯髄細胞はかなりの程度にまで分化した細胞であると考えられた。象牙芽細胞が出現し、dentin bridgeが形成される例が約半数であったことから、4-META/MMO-TBB-Oの成分が細胞の分化に何らかの影響を与えている可能性が示唆された。

また、歯髄内のマクロファージの出現は、(] SY.encircleda. [)4-META/MMo-TBB-O中に含まれるほう酸が微量ながら溶出したため、(] SY.encircledb. [)接着性レジンの界面が粗造であるため、Ruhophiliaとして知られる現象によって、マクロファージが集積した可能性が考えられた。歯髄細胞の象牙芽細胞への分化ならびに機能発現を制御する因子とその機序を解明するために、in vitroの実験による培養歯髄細胞の増殖と分化について、invivoの実験による歯髄細胞の象牙芽細胞への分化について、さらにinsituの実験として接着性レジンの1種である4-META/MMO-TBB-Oレジンの露出歯髄への応用による歯髄細胞の増殖と分化について検討した。In vitroの実験では培養歯髄細胞の増殖能が最も弱いことが明らかにされたものの、歯根膜や骨髄の細胞と比較して著明に高いアルカリフォスファターゼ活性を示した。Invivoの実験から歯髄細胞が象牙芽細胞に分化するためには微小環境が必須であることが判明した。また、insituの実験で4-META/MMA-TBB-0を歯髄組織に応用した結果、dentinbridgeの形成は約半数にしか認めることはできなかった。さらに、長期例では歯髄内に多数のマクロファージが出現していた事実に着目し、歯髄とレジンの界面に形成される軟組織ハイブリッド層を検索した結果、この層からカルボン酸誘導体および4METが溶出している可能性性が示唆された。以上のことから、歯髄細胞はかなりの程度にまで分化した細胞であると考えられた。Dentinbridgeの形成例が約半数であったことは、4-META/MMO-TBB-Oおよび軟組織ハイブリッド層からのカルボン酸などの成分が細胞の分化に影響を与えた結果であると考察された。また、歯髄内のマクロファージの出現もレジンに含まれる成分の溶出によって説明できるものと思われる。歯髄細胞に象牙芽細胞への分化ならびに機能発現を制御する因子とその機序を解明するために、in vitroの実験による培養歯髄細胞の増殖と分化について、in vivoの実験による歯髄細胞の象牙芽細胞への分化について、さらにin situの実験として接着性レジンの1種である4-META/MMO-TBB-0レジンの露出歯髄への応用による歯髄細胞の増殖と分化について検討した。In vitroの実験では培養歯髄細胞の増殖能が最も弱いことが明らかにされた。しかし、歯髄細胞は歯根膜や骨髄の細胞と比較して著明に高いアルカリフォスファターゼ活性を示した。歯髄組織を象牙質とともに移植したり、シリコンチューブ内に入れて移植すると象牙芽細胞に分化して象牙質を形成したが、歯髄組織のみを移植した場合は骨組織は形成されたものの象牙質の形成は認められなかった。さらにgerm-freeラットを用いた部分的露髄実験では、dentin bridgeが形成されたが、歯冠部を全部除去した場合は骨組織が形成された。このように歯髄細胞が象牙芽細胞に分化するためには微小環境が必須であることが判明した。また、4-META/MMA-TBB-0を歯髄組織に応用した結果、dentin bridgeの形成は約半数にしか認めることはできなかった。
延伸成形ポリ-L-乳酸膜を用いた機能的顎骨再建に関する基礎的研究

ポリ-L-乳酸(PLLA)は、吸収性の高分子生体材料である。これまで、われわれは骨折および顎変形症の手術においてPLLAプレートおよびスクリューを使用し、良好な結果を得ている。さらに、PLLAを延伸成形することによって作製した膜を骨誘導再生法に応用することを考案し、すでにPLLA膜がGBR法に用いる隔壁としての条件(生体親和性・封鎖性・スペース確保)を満たしていることを確認した。今回の研究においては、スペースを確保して骨組織の再生を待つだけではなく、ここにリコンビナントヒト骨形成タンパク(rhBMP)を応用し、積極的に骨の誘導をはかる試みを行った。<方法>実験にはビ-グル犬を用い、両側下顎第三および第四前臼歯を抜歯した後、抜歯窩が上皮にて被覆されるまで約3ケ月間放置した。この部位に辺縁切除を加え、ここに厚さ100μmのPLLA膜を適合させた。さらに骨欠損部充填材としてrhBMPを用いた場合の骨組織の再生状態を確認した。術後時間経過とともに新生される骨の状態は、軟X線写真・pQCT・三次元CT・硬組織研磨標本により評価した。<結果>rhBMP非充填群、充填群ともに経時的に骨組織の形成が認められたが、rhBMP充填群では非充填群と比較して著明な骨形成が観察された。また、rhBMP充填群における骨形成量は濃度依存的であった。以上により延伸成形PLLA膜は顎骨欠損に対するGBR法に有用であり、rhBMPを応用することにより、より優れた結果が得られることが判明した。今後これらの結果を口腔外科領域における機能的顎骨再建に応用し、臨床での実用化の可能性を追求したい。