hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規抗マラリア薬の創製研究

1新規抗マラリア薬の候補を選抜するための、二本全国の薬学系大学・製薬企業に抗マラリア薬開発の重要性を呼びかけ、天然薬用植物、有機合成品、海洋資源、微生物由来、及びコンビナトリアル生合成品を集め、in vitroでの抗マラリア薬のアッセイを行った。また、ほ乳動物のモデルとして培養細胞に対する細胞毒性までを評価し、マラリア原虫にのみ特異的に阻害活性を示す化合物を見出した。その結果、安価で大量合成可能な分子内にペルオキシドを含む過酸化物及びその誘導体に強い抗マラリア活性を見出し、これら化合物はクロロキン耐性の熱帯熱マラリア原虫にも有効であることが判った。2メフロキン耐性のメカニズムを解明するために、報告されている原虫のChromosome 5番目のアミノ酸変異(86、1034、1042、及び1246番)を検討したが、我々の系ではアミノ酸変異は見られなかった。そこで、mRNAの発現レベルを測定した結果、メフロキン耐性の熱帯熱マラリア原虫ではmRNAの発現レベルがコントロールよりも約3高く、マラリア原虫に対するEC_<50>値は一桁高いことから、Chromosome 5番目のアミノ酸変異による耐性ではなく、遺伝子の発現レベルの違いによってメフロキン耐性が生じたと結論した。マラリアは毎年世界中で2億7千万人がマラリア原虫に感染し、その内200万人が熱帯熱マラリア(悪性マラリア)で死亡している熱帯感染症の一つである。マラリアの特効薬で有るキニーネやクロロキンに耐性を示す熱帯熱マラリア原虫が出現し、薬剤耐性原虫は全世界に広がり、現在はほとんどの抗マラリア薬に耐性を示す多剤耐性熱帯熱原虫が出現している。私たちは作用機序の明らかな抗マラリア薬の開発を研究目的とし、下記の研究を行った。1,2,4,5-テトラオキサシクロアルカン類化合物の作用機序を解明した。マラリア原虫の細胞周期、ヘモゾインの形成阻害能、及びマラリア原虫のヘモグロビンの蓄積量を検討した結果、環状過酸化物を作用するとearly trophozoite期の原虫が強く阻害され、middle trophozite期原虫への移行を阻害することが判った。また、middle trophozoite期の原虫のlate trophozoite期への移行も阻害されていた。その時のヘモゾインの形成阻害能は100%と62%で、マラリア原虫の形態変化の結果と一致した。次に、ring期に同調培養したマラリア原虫内へのヘモグロビンの蓄積量を調べたところ、マラリア原虫の培養時間に伴い、ヘモグロビンの蓄積量は最大33倍に増加していた。この結果より、環状過酸物はヘモグロビンの原虫内部への取込み能には影響せずヘモグロビンの分解過程を阻害し、その結果、ヘモゾイン形成が阻害されたと考えられる。現在、環状過産物作用時のマラリア原虫の栄養源獲得に関するカスケードの詳細を検討している。近年、新興・再興感染症が世界的問題として取り上げられている。とりわけ再興感染症であるマラリアは脚光を浴びている。世界のマラリア感染者数は3億人以上であり、死亡者数は150270万人である。特に発展途上国ではマラリアが主な死亡原因の一つとなっている。現在のところ、マラリア原虫は各種マラリア治療薬に耐性を獲得しており、マラリアを制圧するには薬剤耐性を克服できる治療薬の開発は最も重要である。本研究は薬剤耐性熱帯熱マラリア原虫に有効な新規抗マラリア薬を開発し、学術研究の面で国際貢献するものである。
農山村の災害集落における復旧計画に関する共同研究の企画

2004年は観測史上最多の台風が日本列島に襲来し、洪水、津波、土石流などによる大きな被害を各地にもたらした。加えて、10月には新潟県中越に観測史上最大震度7の大地震が発生し、さらに数十年ぶりの豪雪が被害を大きくした。翌、05年には福岡県西方沖地震で玄界島が大きな被災を受けた。これらの自然災害は、農山漁村に点在する小規模集落に被害が集中したことに特徴がある。本研究は、日本建築学会農村計画委員会が中心となり、農山村に点在する小規模集落の自然災害に対する防災計画のあり方、災害が発生したときの避難計画のあり方、災害後の復旧計画のあり方について共同研究を展開すべきであるとの観点から、自然災害で被災した農山村集落における防災計画、避難計画、復旧計画を検証し、取り上げるべき課題を抽出、共同研究の体制、研究手法、研究期間について検討することを目的にしている。そして、05年4月の新潟県中越地震復興シンポに参加、情報交換、資料収集を始めとし、6月以降、数回にわたり福岡県玄界島の被災調査や復興計画シンポに参加、情報交換、資料収集を行った。また、9月に開催された日本建築学会近畿大会で、パネルデスカッション「震災直後の居住支援を考える」を企画し、情報交換、資料収集をすすめた。10月には兵庫県淡路島で阪神淡路大震災復興住宅調査を実施し、情報交換、資料収集を行い、11月には神戸大学神戸フィールドスタジオの災害復興研究会で情報交換、資料収集をし、12月に農村計画学会岩手大会で地震災害と農村計画で講演、情報交換、資料収集をすすめた。さらに、06年1月には兵庫県の豊岡水害調査、3月には和歌山県の津波対策調査等を行い、情報交換、資料収集をすすめた。こうした情報交換、資料収集をベースに、日本建築学会06年度技術部門設計競技「甚大な被害を受けた農山漁村集落の再建・アイデアコンペ」を企画し、1月に関連する公開研究会を開催した。以上を通し、自然災害復旧復興・再建を課題とする共同研究体制の構築を確信した。
深海採鉱機採削時の画像計測システムの研究開発

深海4000メートル以下の海底には多量のコバルトリッチクラストがあり、多くのコバルトリッチクラストは海山の斜面に分布している。海底鉱物コアリングを使用する場合は、急峻な崖やチムニー群等の複雑な地形が多く、粉麈が舞い上がりやすい。現在使用している計測システムは、深海熱水鉱床の超高濁度の環境では使用できず、画像の解像度も良くない。そこで、申請者は新たな人工知能を用いた深海採鉱機採削ローラ用画像計測システムの開発を行った。平成30年度ではスペクトル計測プラットフォームを構築し、水中の鉱物のスペクトル画像に対する画像分割を行った。動的輸郭モデル(Active Contour Model)は、ノイズに対して頑強な境界追跡手法として現在広く用いられている。動的輸郭モデルの代表的な手法として、SnakesモデルとLevel Set Methodモデルに焦点を当て、様々な研究が行われてきた。しかし、これらの手法には、分離や結合など境界の位相変化への対応が困難であることが問題とされており、多領域や複数境界線は求められない。本研究では、Fast Active Contourモデルを利用したスペクトル画像の分割を行った。従来法の計算コストの問題に対し、補助関数の計算が静的な境界追跡手法と等しいことを利用し、AOS法を用いた高速で安定な補助関数の計算手法を提案した。また、本研究では世界初の23レイヤーFiltering Deep Residual Network(FDRN)を使って高濁度水中目標認識技術を開発し、学習データが存在しないいわゆる教師なし学習モデルにおける画像認識方法を提案した。その結果、従来のResNet等の方法と比較して1%以上の認識率の向上が得られた。これは新たな人工知能モデルを提案し、高濁度水中の画像を強化することにも成功し、泥や粉塵による画質劣化が明らかに改善された。本研究は従来の大規模かつ高密度な深海探査方法と異なり、急峻な崖やチムニー群等の複雑な地形や粉麈が舞い上がりやすい採掘箇所など、視界不良時の小規模な地形の可視化技術と高精度計測技術の開発を目的とした。平成29年度には、下記の研究を実施し、極めて良好な結果を得た。先行研究では、深海画像の特有な光の散乱や色の退化、粉麈の影響による劣化をスペクトル特性法、重み付きフィルター法で、また、照明の照度不均一さを口径食除去法により改善する新たなイメージングセンサを作成した。本研究では人工知能技術を用いて、超高濁度水中のビデオ可視化システムを開発した。具体的には、撮影したビデオを解析し、深海の距離ビッグデータベースを構築することで、撮影画像の高精度距離データを計測した。次に、重み付き画像を利用し、さらに精度が高い深度画像を獲得した。その深度画像を利用し、申請者らが開発した水中画像改善モデルを用いて、超高濁度水中画像を復元した。さらに、リアルタイムで鉱物を検知するため、グラフィックスプロセッシングユニット(GPU)での実装実験も行った。縦波である水中音波は、空気中より長距離まで伝搬できるので、現在、最も利用されている水中通信手段であるが、伝送速度には限界がある。そこで、高精度で採掘機の位置と進行方向等の情報を提供する自己回遊の分離式観測システムと採鉱機に付着している観測システムの2機同時運用総合システムを開発している。採鉱母船の監視モニターは低解像度の画像を拡大表示するため、高濁度水中の低解像度の画像から精細な高解像度の画像を生成する超解像技術が必要である。本研究では、申請者は画像超解像技術人工知能技術を用いた新たな深海ビデオの画像超解像技術を開発した。本研究では,先行研究で提案した画像強化と超解像技術を再検討し,高濁度水中画像の超解像技術及び画像復元技術の開発を行っている。システムの全体構成までのすべてを検討し,新たな計算的イメージングモデルを提案し,鮮明な画像を処理可能する方法を示している。次に,深海画像超解像技術を検討している。濁りのないきれいな深海では,ビデオカメラで撮影した画像の殆どは高解像度である。本研究では,高濁度水中画像の超解像技術の開発を行った。以上,おおむね順調の進展を得ることができた。

また、本研究では世界初の23レイヤーFiltering Deep Residual Network(FDRN)を使って高濁度水中目標認識技術を開発し、学習データが存在しないいわゆる教師なし学習モデルにおける画像認識方法を提案した。その結果、従来のResNet等の方法と比較して1%以上の認識率の向上が得られた。これは新たな人工知能モデルを提案し、高濁度水中の画像を強化することにも成功し、泥や粉塵による画質劣化が明らかに改善された。来年度には、スペクトルカメラを用いた鉱石の計測システム及び深層学習による採削ローラの制御システムの開発を行う予定である。
高耐久炭化ケイ素系水素分離膜の革新的合成手法開発と評価

これまで報告されているSiC系ガス分離膜は高い焼成温度、コーティング毎の焼成、CVI処理による熱履歴はアモルファスネットワークの緻密化につながり、実用上十分な水素透過率と水素選択透過性を両立することは困難であった。これらの問題を解決するため、Si-C結合を含む有機金属を出発原料として、対向拡散CVD法にて、メソポーラス細孔内にSiC膜を合成することで水素透過率と水素選択透過性の両立を試みた。SiC源として、シラクロブタン(SCB)を使用した。この原料は熱で-Si-CH2-Si-骨格を有する材料に変化する特徴を有している。多孔質支持基材はφ3 mm、細孔径150 nmのalpha-Al2O3基材上にNi添加gamma-Al2O3を2層コートしたものを使用した。メソポーラス中間層の細孔径は8nmであった。CVDにおけるSCBのキャリアガスとしてAr、反応ガスとしてH2を使用した。膜のガス透過特性は純ガスを用いた減圧法で評価した。ガス種はHe, H2, CO2, Ar, N2で、測定温度は50400°Cであった。473Kにおける水素透過率は1.2E-7 mol/m2・s・Pa、H2/CO2=2600であった。CO2, Ar, N2はほぼ同じような透過率で、細孔径分布が非常にシャープであることを示していた。透過率の温度依存性から計算した活性化エネルギーはHe 9.8k J/mol、H2 11.2kJ/molであった。他のガスも活性拡散支配であり、極めて欠陥の少ない膜が合成されていた。炭化ケイ素系ガス分離膜の分離性能としては世界トップレベルの数値であり、新たなカテゴリーのガス分離膜として、今後、更に研究が加速するものと思われる。炭化ケイ素系アモルファスネットワークの結合状態を解析し、生成条件、膜質とガス分離特性間の関係を検討していく。細孔径6ミクロン、外径φ12mm(内径9mm)、気孔率35%の炭化ケイ素多孔質チューブの表面細孔を修飾するための手法について検討した。炭化ケイ素多孔質基材は供給先が限られており、非対称型基材は市販されていない。粒子径1.5ミクロンの炭化ケイ素粒子を水、分散剤と混合してスラリー化し、チューブ先端を閉じたディップコート、大気オーブンによる乾燥後、アルゴン中で焼成することで多孔質基材の非対称化を試みた。多孔質基材上へスラリーをコーティングすると、多孔質基材内へスラリーの浸み込みが発生し、均一な膜をコートすることができなかった。そこで、多孔質基材の表面をデジタルマイクロスコープにて観察すると30ミクロン程度の孔が見られた。したがって、スラリー中に分散した炭化ケイ素の粒子径に対して、多孔質基材の細孔径が大きすぎることが原因として考えられた。そこで、基材メーカーにコーティング前後における多孔質基材の観察データをフィードバックして、細孔径2.5ミクロンの炭化ケイ素基材改良品を新たに作製した。また、同時に細孔径6ミクロンの炭化ケイ素多孔質基材表面へガラスコートし、大気中で焼成することで基材表面のシールを検討したが、ガラスが島状に固まり、多孔質基材を均一に封孔することは困難であった。そこで、ガラスシール代替として、ポリカルボシラン系前駆体を基材表面にコート後、雰囲気焼成することで、多孔質基材表面を封孔並びにガスタイト化できることを確認した。炭化ケイ素多孔質基材の供給できるスペックが限られており、メーカーとデータのやりとりをして、非対称化に適した基材を作製するのに時間を要した。

炭化ケイ素系ガス分離膜の分離性能としては世界トップレベルの数値であり、新たなカテゴリーのガス分離膜として、今後、更に研究が加速するものと思われる。新たに作製した細孔径2.5ミクロンの多孔質基材を用いて、非対称化の検討を行う。また、水系の他に非水系のスラリーを合成し、非対称化に適したコーティング手法を検討する。炭化ケイ素系アモルファスネットワークの結合状態を解析し、生成条件、膜質とガス分離特性間の関係を検討していく。非対称型炭化ケイ素多孔質基材の試作中であり、粉体及び基材の必要量が想定量よりも少なかった。CVDに使用可能な非対称型基材が開発されれば、長さ500mmの基材を1本/日のペースで使用することになる。多孔質支持基材の納入が年度末までに間に合わず、来期繰り越しとした。
量子微分幾何学の研究

非可換代数の元の表示を積公式を与えることで一意化し、それを用いて代数を超越的に拡大する手法は「変形量子化」と呼ばれるが、これを可換環から非可換環への変形とみずに、一般の元表示の変形理論とみて、特にワイル代数に対してその表示変形理論の構築をおこなった。これにより物理における観測理論にかなりの手がかりが得られた。非可換微分幾何学,特に量子論を視野に入れた幾何学の建設は最近特に注目されていているとはいえ,なかなか数学の世界には浸透しきれていない.その主な理由は数学は歴史的に論理関係にのみ注目しており,因果関係のような時間概念を含む関係に注目してこなかったことにある.現実の事象を扱う科学は数学を思考道具としては使うが,扱うものはほとんどの場合,因果関係であり,暗黙の了解事項として因果関係を論理関係に置き換えて数学の論理を応用している.このようなこと,特に時間に関することに注目してもらうべく.一般向け著書として「幾何学への新しい視点」(遊星社)を出すとともに,*-積に関するやや奇妙な,しかし注目すべき結果が得られているので,それについて次のような研究集会で講演した.「リー群とその関連分野」(信州大学,10月)*-積で作る2次式の指数関数とこれが生成するリー群.「秋田研究集会」(秋田大学,11月)*-積で作る接触代数の量子化.「金沢研究集会」(金沢シテイカレッジ,12月)*-指数関数の定義する微分差分方程式について.「沼津研究集会」(沼津高専),3月)*-ゼータ関数.これは,パラメーターの-方向きにのみ-意的になり,逆向きには多価になってしまうという奇妙な1径数部分群で,これが普通の微積分の代数を少し超越的に拡大した所に含まれているという新しい発見である.「同一のものが複数存在する」というのは論理的矛盾であるが,量子論特に場の理論はこの一見矛盾するものをとり込む事で或り立っている.これを数学論理の中に正しくとり入れて,点集合論にもとづかない,非す換代数を基礎にした微分幾何学の建設が目標である.これに向って,「代数表示の変形論」を展開し始めた.この中で局所的には区別できるが大域的には区別できない「多価の元」というのが一般的な存在の形であることが判明した.これらの元は数学的には.代数演算の結合律を破るので取扱いが難しいが,演算を注意深く行うことで,2次式の指数関数までは取扱えるようになった.この中に普通の計算では沢して現れることのない特殊な元が現れ,これだけをとり出すと,クリフォード代数を生成していることが判明した.この事は場の理論で言われている超対称性と良く似たものが数学の中にも自然に現われることを示している.この場合,使われる表示は,物理で一般に使われる正規順序表示とか,ワイル表示といったものでなく,一般的性質を代表している表示である.しかも,この現象は正規順序表示とか,ワイル表示では見ることのできないものである.これらの結果は本年度は富山,大垣,沼津等の研究会で発表しているが,論文としてまとめるにはもう少し物理学的意味が理解できてからにしたいと思っている.「同一のものが複数個存存する」というのは論理的矛盾であるが、量子論、特に場の量子論はこの一見矛盾するものを取り込むことで成立っている。これを数学論理の中に正しくとり入れて、点集合論にもとづかない非可換代数を基礎にした微分幾何学の建設を目標として「代数表示の変形論」を展開し始めた。この中では局所的には区別できるが大域的には区別できない「多価の元」というのが一般的な存在の形ではあるのだが、数学的には代数演算の結合律を破るので取扱いは難しくなるが、演算を注意深く行うことで、2次式の指数関数、1変数の高次式の指数関数まで取扱えるようになってきた。この中にはJacobiのデータ関数が極めて自然な形で現れる、さらに、この中には普通の計算では決して現れることのない特殊な元が現れ、これだけをとり出すと、クリフォード代数を生成していることも判明した。この事に場の理論で言われる超対称性と良く似たものが、物理学を持ち出す前に数学の中に自然に現れていることを示している。この場合、使われている表示は場の理論で一般に使われる正規順序表示とかワイル順序表示といったものではなく、一般的性質を代表している表示(genenicな表示)である。さらに、これらは、正規順序表示とかワイル順序表示では見ることのできないものである為、何か新しい物理現象に対応していることも期待される。これらの結果は、他の研究者の意見もとり入れたいので、順次anxiv. mathに投稿していくが、まとまった論文にするのは、物理的意見がもう少しはっきりしてからにしたいと思っている。
検体から直接DNA多型を検出する方法の確立

DNAの抽出キットが多数市販され、試料の調整はかなり簡略化されてきたが、通常用いている反応系に出来るだけ手を加えずに直接試料をいれPCRを行う方法が出来れば最も簡便である。今回。DNAを抽出せずに直接PCRを行う方法を検討した。全血や血清を直接PCRチューブに入れて増幅を行うと、用いた試料によって増幅効率に大きな差異が生じた。採血後間もない血液ではほとんど増幅されないが、保存血や死体血では良く増幅された。このことは生きている白血球は本法の鋳型にはなりにくく、少なくとも細胞死あるいは溶解した細胞の存在の必要性を示している。つまり新鮮な白血球は加熱処理によりDNAが血球内に閉じ込められるか、あるいは鋳型として利用できない状態にあったと思われる。なお新鮮な血液の血清中にはDNAが極めて微量であることを示唆している。血液は陳旧度に依存するが、血痕、爪、唾液、髭屑はそのままで良いPCR用の試料となった。しかし、古い骨、歯は有効なDNA量が少ないので、前もっての精製を必要とした。尿は沈査を用いれば充分可能であったが、塩濃度などが高い場合はなんらかの前処理が必要であった。なお、毛幹部はSTRにおいてラダー状のバンドの出現が多かったので、鋳型となるDNAはすでに高度に分解を受けていることが考えられた。本法を用いれば、PCRはきわめて気軽にごく微量のサンプルから行えることが明らかになった。特に新鮮過ぎる血液は凍結処理などの操作を必要としたが、血液はそのままの状態でもPCRにより増幅産物が得られる事が明らかと成った。本法は予備的な試験などを含めて広く活用される事が期待される。今回。PCR法は、多種多様な方法が急激に開発されたこともあり広範な分野で高度に活用されている。しかし、法医学分野における試料は腐敗や微量なことが多いので、DNAは抽出時に消失することが少なくない。そこで今回、検体を直接用いることによりSTR多型などを試料のロスを伴わず検出できないかどうか検討した。従来の方法では、血液を直接PCRの試料に用いるとヘモグロビンや塩類過多などにより反応は阻害され増幅されなかった。しかし、最近、PCRの増幅の前に加熱の必要なAmpliTaq Goldが発売されたので、これをヘモグロビンなどの不活化に応用してみた。この方法を用いれば、血液を直接試料として用いてもヘモグロビンは事前に不活化された。なお血痕量が多いと塩類過多で増幅の困難なことが判明した。以上のことより、AmpliTaq Goldを用いれば色々の試料を直接PCRに用いることが可能となった。この時、特に血液はできるだけ微量を用いること、唾液,毛髪、血清などもそのままPCRの試料として用いることができたが、ある一定以上の試料を用いると増幅しないことが判明した。今後の問題点としては、ヘモグロビンなどの蛋白質由来の阻害剤の確実な不活化法や塩類などの簡便な除去法を開発することである。このような改良により広範な検体から直接DNA多型を検出できるようにしたい。最近、多様な原理に基づくDNAの抽出キットが多数市販され、試料の調製はかなり簡略化されてきた。しかし、通常用いている反応系にできるだけ手を加えずに直接試料を入れPCRを行う方法があれば最も好ましいので、色々な試料についてDNAを抽出せずに直接PCRを行う方法を検討した。全血や血清を用いて判定すると試料によって増幅効率に大きな差異が生じ、採血後間もない血液ではほとんど増幅されないが、保存血や死体血では良く増幅された。完全に溶血したような陳旧血液からでも多くの場合型判定が可能であったので、生きている白血球は本法の鋳型にはなりにくく、少なくとも細胞死あるいは溶解した細胞の存在を必要とした。

新鮮な白血球は加熱処理によりDNAが血球内に閉じ込められるか、あるいは鋳型として利用できない状態にあるものと思われる。このことは新鮮な血液の血清中にはDNAが極めて微量であることを示唆している。法医学的試料を中心にTH01型に応用してみたところ、かなり広範囲な試料が判定可能であり、特に血液、血痕、爪、唾液、髭屑はそのままで良い試料となった。しかし、骨歯、牙、尿はなんらかの前処理が必要と考えられた。なお毛幹部はラダー状のバンドの出現が多かったので、鋳型となるDNAは高度に分解を受けていることが考えられた。本法を用いれば、PCRはきわめて気軽にごく微量のサンプルから行えることが明らかになった。今後は予備的な試験などを中心に広く活用される事が期待される。DNAの抽出キットが多数市販され、試料の調整はかなり簡略化されてきたが、通常用いている反応系に出来るだけ手を加えずに直接試料をいれPCRを行う方法が出来れば最も簡便である。今回。DNAを抽出せずに直接PCRを行う方法を検討した。全血や血清を直接PCRチューブに入れて増幅を行うと、用いた試料によって増幅効率に大きな差異が生じた。採血後間もない血液ではほとんど増幅されないが、保存血や死体血では良く増幅された。このことは生きている白血球は本法の鋳型にはなりにくく、少なくとも細胞死あるいは溶解した細胞の存在の必要性を示している。つまり新鮮な白血球は加熱処理によりDNAが血球内に閉じ込められるか、あるいは鋳型として利用できない状態にあったと思われる。なお新鮮な血液の血清中にはDNAが極めて微量であることを示唆している。血液は陳旧度に依存するが、血痕、爪、唾液、髭屑はそのままで良いPCR用の試料となった。しかし、古い骨、歯は有効なDNA量が少ないので、前もっての精製を必要とした。尿は沈査を用いれば充分可能であったが、塩濃度などが高い場合はなんらかの前処理が必要であった。なお、毛幹部はSTRにおいてラダー状のバンドの出現が多かったので、鋳型となるDNAはすでに高度に分解を受けていることが考えられた。特に新鮮過ぎる血液は凍結処理などの操作を必要としたが、血液はそのままの状態でもPCRにより増幅産物が得られる事が明らかと成った。本法は予備的な試験などを含めて広く活用される事が期待される。
ブロメラインインヒビターの3次元構造解析とそれに基づく阻害剤の開発

ブロメラインインヒビター(BI)は、パイナップルの茎に存在する蛋白質性のシステインプロテアーゼインヒビターである。我々はBIを単離精製し、アイソタイプVI(BI-VI)の2次元NMRスペクトルを測定解析して、溶液3次元構造を決定した。その結果、この蛋白質はβシートにより形成されるドメイン2個からなり、各ドメインは3本鎖の逆平行βシートからなることがわかった。BIのトリプシンならびにキモトリプシンに対する阻害活性を測定したところ、このインヒビターはセリンプロテアーゼ阻害活性も有することが明らかとなった。本研究では、BI-VIをタンパク質工学的に種々修飾あるいは置換して有用なインヒビターを開発することを目的として、発現系の構築と遺伝子のクローニングを試みた。BI-VIは2本鎖のタンパク質であるが、構造から軽鎖のC末端と重鎖のN末端が空間的に近く、軽鎖のC末端が酵素阻害部位であることが分かったので、軽鎖-重鎖の順に並んだペプチドを発現する遺伝子を合成した。大腸菌で発現した蛋白質はすべて封入体となったので、種々の条件で巻き戻しを試みたが、活性のあるインヒビターを得ることはできなかった。BIには何らかのプロ配列が存在する可能性が示唆されたので、遺伝子のクローニングを行った。これまでに、genomicDNAから約1kbの断片がクローニングされ、重鎖、軽鎖、重鎖、軽鎖というように重鎖、軽鎖の配列が繰り返され、軽鎖と重鎖の間には5残基の、重鎖と軽鎖の間には19残基のアミノ酸が挿入されていることが判明した。この挿入配列は一般的なイントロン則には当てはまらないので、イントロンではなくBI遺伝子の1部であり、プロ配列に当たると考えている。今後、BI遺伝子の全構造を明らかにし、プロ配列を含む遺伝子配列に基づいて発現系を再構築し、上記の目的の変異体BIの作成を目指す。
抗菌薬関連性腸炎の臨床解析と感染対策の検討

わが国においてClostridium difficile感染症(CDI)の的確な診断,治療法,院内感染防止対策の確立が求められているものの,その臨床像は未だ十分把握されていない.CDI診療の指針策定の参考となるデータを提示する目的で,CDI症例および検出菌の解析を行った.その結果,保有する毒素遺伝子型と重症度の間に相関はみられなかった.現行治療薬に対する薬剤耐性はみられず,投与薬剤,投与量,投与期間による差異もみられなかった.毒素遺伝子迅速検出法は,現行の迅速診断法と比べ診断精度が高く,今後のCDI診断への有用性が期待できる.Clostridium difficile感染症(Clostridium difficile infection:CDI)は診断・治療が確立されておらず臨床的課題が残されている.また抗菌薬使用の適正化と水平伝播防止という院内感染管理の面でも重要なテーマである.本研究の目的は,CDIの適正な診断,治療を遂行する上で重要となる菌の病原性と臨床像を明らかにし,これらを踏まえた感染管理を確立することである.H24年度は当院におけるCDIの臨床情報の収集と,菌株の毒素産生性およびタイピングの検索を予定し,CDIの臨床像の収集およびCdifficile臨床分離株46菌株について毒素産生性について,コロニーから直接釣菌しC.DIFF QUIKCHEKコンプリートを用いた毒素検出と菌液を用いたRT-PCR法による毒素遺伝子検索を行った。その結果,19株(41%)がC.DIFFQUIKCHEKコンプリートで毒素陽性を示し,33株(72%)が毒素遺伝子が陽性を示した.Binary toxin遺伝子が陽性を示す株はみられなかった.臨床的にもそれを疑う重症例はみられなかった.H24年度はタイピングと型別による臨床像の比較検討は行い得ず,次年度に検討をおこなうこととした.Clostridium difficile感染症(Clostridium difficile infection:CDI)は適切な診断・治療法が未だ確立されておらず臨床的課題が残されてる疾患である.最近では欧米におけるCDIの重篤化を反映し,我が国においても院内感染管理の面からも関心が高まってきている.本研究の目的は本菌の病原性とCDIの臨床像を明らかにし,的確な診断と治療法,適切な感染管理を確立することである.H25年度は,当院で臨床検体より分離されたC.difficileの毒素産生性検索およびタイピング,病状との関連性の検討を予定した.臨床分離株の毒素産生性について,コロニーから直接釣菌し迅速診断キットを用いた毒素検出と分離菌の毒素遺伝子検索を行った.その結果,毒素を検出しなかった臨床検体から分離されたC.difficileの49%の株がコロニー再釣菌による迅速診断キットで毒素を検出し,86%の株から毒素遺伝子を検出した.この成績は現行の迅速診断法の限界を示しており,更なる好感度の検査の必要性が確認された.タイピングについてはリボタイプの結果が安定せず,H25年度には型別の解析はできなかった.臨床像と毒素の関連性について,保存株の解析でBinary toxin遺伝子陽性を確認した症例に関する解析を行ったが,いずれも重症例はみられなかった.これは欧米で強毒株といわれるBI-NAP1-027株がではなかったこととが一因と考えられる.わが国においてClostridium difficile感染症(CDI)の的確な診断,治療法,院内感染防止対策の確立が求められているものの,その臨床像は未だ十分把握されていない.CDI診療の指針策定の参考となるデータを提示する目的で,CDI症例および検出菌の解析を行った.その結果,保有する毒素遺伝子型と重症度の間に相関はみられなかった.現行治療薬に対する薬剤耐性はみられず,投与薬剤,投与量,投与期間による差異もみられなかった.毒素遺伝子迅速検出法は,現行の迅速診断法と比べ診断精度が高く,今後のCDI診断への有用性が期待できる.本研究の目的はClostridium difficile感染症(C.difficile infection: CDI)の実態を明らかにし,CDIの診断・治療法およびCDIに対する感染防止対策を確立することを目的としている.このために一施設に留まらず中部地区における多施設から広くC.difficileの特性,CDIの臨床像を集積する必要があると考えている.このため研究協力が可能な施設を選別して地域ネットワークを構築しようと試みている.現段階で5施設と調整中である.C.difficileの特性,CDIの臨床像を明らかにするためにはC. difficileのタイピングが重要となるが,一般の医療技術員や研究者はこのタイピングの技術を有していない.このため国立感染症研究所に研究協力者である臨床検査技師を派遣し,タイピング技術習得のための研修を行った.この研修は当初平成23年8月に予定したが,両施設の都合で平成24年3月へと大幅に遅延した.このため平成23年度は事務的な手続き,処理に留まらざるを得ず,本格的な研究の遂行は,次年度にずれ込むことこととなった.平成24年度はまず当院のC.difficileの分離菌株からタイピングならびにCDIの情報収集を行い,当院のC.difficileのタイピングの精度について感染症研究所と確認しながら多施設のC.difficile菌株のタイピングならびにCDIの情報収集を進めていく予定である.近年我が国においても急速にClostridium difficile感染症(C.difficile infection:CDI)に対する関心が高まってきている.

CDIに対する的確な診断,適切な治療(特に重症,難治,再発症例),そして過不足のない院内合感染対策の確立が求められられているものの,未だその途上にあるといえる.本研究ではこれらの参考となる基礎的データを提示することを目的として,検出菌臨床像の解析ならび新たな臨床診断法の検証を行ってきた.平成26年度は,検出菌の毒素遺伝子産生と重症度を検証した.その結果,毒素遺伝子の産生性あるいは毒度型と重症度との間に相関はみいだせなかった.これはBinary toxin産生株においても同様であったが,これらの症例の中で難治例,再発例では低アルブミン血症,高度の炎症反応,高熱などを示していた.検出菌の薬剤感受性検査ではキノロン耐性が多くみられたものの,Vancomycin(VCM)やMetronidazole(MNZ)への耐性はみられなかった.治療については,ほとんどの例でVCMが投与されており,VCMとMNZの薬剤間の比較はできなかった.VCMの投与量,投与期間と治療経過との間に有意な関連はみられなかった.感染症学H24年度には毒素産生性とともにタイピングを進める予定であったが,複数の研究協力者の体調不良などにより,計画通り進まなかった.他施設との連携についても,H24年度から開始された地域連携加算にともなうネットワーク構築を優先した.H25年度はこれに基づくCDIネットワークの構築を目指す.研究協力者の産休からの職場復帰の遅れと実験助手の産休入りが重なり,リボタイプの成績が安定せず解析が困難であった.他施設との連携については,1施設ではC.difficileの水平伝播が広がり疫学解析に不向きであったこと,他の施設ではC.difficileの検出がほとんどみられなかったことから,解析に着手できなかった.C.difficileの特性,CDIの臨床像を明らかにするためにはC. difficileのタイピングが重要となるが,一般の医療技術員や研究者はこのタイピングの技術を有していない.このため国立感染症研究所に研究協力者である臨床検査技師を派遣し,タイピング技術習得のための研修を行った.この研修は当初平成23年8月に予定したが,両施設の都合で平成24年3月へと大幅に遅延した.このため平成23年度は事務的な手続き,処理に留まらざるを得ず,本格的な研究の遂行は,次年度にずれ込むことこととなった.
逆ミセル中の水集合体と孤立水和クラスターの比較研究

酸素など生体高分子とバルクの水が接する領域の局所的水環境をモデル化するため、水/イソオクタン/界面活性剤(AOT;ビス(2-エチルヘキシル)スルホこはく酸ナトリウム)系逆ミセル中の“WATER POOL"と分子ビーム法により得られる水和クラスターの性質を比較した。とくに、類似性の高い逆ミセル系について、その性質を、極性の異なるピレン系蛍光色素(ピレンスルホン酸ナトリウム、8-アセトキシピレン-1、3、6-トリスルホン酸ナトリウムなど)の可溶化の面から検討した。可溶化位置や分配についての情報は、レーザー励起により生成した過渡的化学種の吸収あるいは蛍光スペクトルとその時間変化を観測することにより得ることができた。その結果、以下のことが明らかになった。(1)これらピレン系化合物はその極性と逆ミセルの大きさに応じてWATER POOLと界面活性剤疏水性部分に分配される。(3)大きなWATERPOOLに対する溶解度はバルクの水に対する溶解度よりずっと低く、複数個の分子が溶解することは稀である。これらの結果を水和クラスターについて得られている結果と比較し、逆ミセル中のWATER POOLの場合、可溶化を含む溶質分子の挙動に対し周囲環境の効果が重要であることをみいだした。1.ショ-トア-クパワ-フラッシュ光源(日進電子工業、SAー200E)を購入し,これに大きな誘導コイルを取り付けることにより、パルス光ピ-ク周辺の平坦性を数100μsまで確保することができた。その結果レ-ザ-励起過渡吸収スペクトルの測定時間範囲が既存のものより大巾に広くなり、そのデ-タ処理も格段に容易になった。また、付属のライトガイドを用いることにより光学系の配置も単純化された。2.上記の改良を行い、水/AOT(界面活性剤)/イソオクタン逆ミセル系に可溶化したピレンスルホン酸(PSA)塩のレ-ザ-(XeF(351nm),XeCl(308nm))励起過渡吸収の強度と時間変化を、ミセルサイズ,PSA濃度および雰囲気(0_2,N_2)の関数として測定した。その結果、レ-ザ-励起により、PSAの三重項、両性イオン、二価の陰イオンおよび水和電子が生成することがわかった。これらの過渡的化学種の生成と減衰過程の解析から、PSAの逆ミセル内への可溶化位置と分布がミセルのサイズに顕著に依存することをみいだした。即ち、小さな逆ミセルではPSAはほとんどAOTの疎水性部分に分布し、逆ミセルのサイズが大きくなるに従い、その内部のwater pool中に可溶化する割合が増加する。最も大きなwater poolを有する逆ミセルに対してもPSAの一部はなお、AOTの疎水性部分にも分布している。3.ピラニンについても同様の実験を始めたが、逆ミセル中へのこのようなピレン系色素の可容化の特徴は、孤立水クラスタ中への溶解の問題と対比すれば非常に興味深い。それにより逆ミセル中のwater poolの外側イオン層の効果が明らかになってくると思われる。このような観点から、溶質分子を含む大きな水クラスタ-を分子ビ-ム法により生成するためにスキマ-およびパルスビ-ム源を購入し、現在、分子ビ-ム発生装置の改良を行っている。1.本補助金(平成3年度)により改良したレーザー励起過渡吸収スペクトル測定装置を用い、引続き水/Aerosol OT(AOT)/イソオクタン逆ミセル中へのピレン系蛍光色素の可溶化状態の研究を行った。(1)ピレンスルホン酸(PSA)塩の場合:水溶液および逆ミセル溶液のレーザー(XeF、351nm)照射後に生じた過渡的化学種の吸収スペクトルとその時間変化の解析から、PSAは少なくとも逆ミセルのwater poolol中と界面活性剤疏水性部分の二箇所に可溶化していることがわかった(発表論文)。それら過渡的化学種の減衰挙動をクエンチャー効果などを考慮して詳細に検討し、両可溶化状態についてその分布比を求め、可溶化サイト間の交換の可能性を示した(投稿準備中)。(2)8-アセトキシピレン-1,

3,6-トリスルホン酸(APTS)塩の場合:PSAより親水性の高いAPTSの可溶化を同様の方法により調べた。APTSはPSAと異なり水溶液中でレーザー照射によりAPTS^+・APTS二量体カチオンラヂカルが生成し500nmに強い過渡吸収を与える。このカチオンは逆ミセル中ではほとんど検出されなかった。この結果は、APTSがwater pool中の自由水部分に二個可溶化することが稀であることを示唆する。また、APTSのような親水性分子は小さな逆ミセル(water pool)にはほとんど溶けない(投稿準備中)。2.1の研究からピレン化合物の逆ミセル中への可溶化がwater poolの大きさと周囲環境、および溶質分子の極性に強く依存することが明らかになった。この依存性は小さなwater pool中の分子と分子ビーム法により得られる水和クラスターとの単純な関連性を否定するものであり、その理解にはもう少し時間がかりそうである。分子ビーム法による水和クラスターの生成については残念ながらまだ十分なサイズのものが得られておらず、引続き装置の改良を行っていきたい。
多面体対称を持つ14族高周期元素化合物の創製

本研究では、多面体対称を持つ有機ポリシランおよび有機ポリゲルマンを創製し、これらの構造パラメータ、ユニークな反応性や電子的・光学的性質を記録することを最終目的として,以下の知見を得た.(1)オクタシラキュバンとして,ジメチルテキシルシリル基を置換基とする誘導体を合成した.このものは,本報告者が世界で最初に合成したオクタシラキュバン誘導体(tert-ブチルジメチルシリル置換体)にくらべて,酸素やアルコールに対する安定性が著しく高く,空気中で安定に取り扱えることがわかった.このものは,光に対して高い反応性を有し,光分解では,690nm付近に強い吸収を有する新たな化学種が生成した.しかし,この化学種の寿命は室温で12msであり,単離することはできなかった.しかし,この波長領域に吸収を有するものとして,新規のケイ素-ケイ素共役型二重結合化学種が期待される.現在,捕獲試薬を用いた捕獲実験で,この化学種の構造を定めることを試みている.(2)デカシラアダマンタンの合成にあたって,1,3,5-トリクロロシクロヘキサシランとトリス(クロロジオルガノシリル)オルガノシランとの共縮合を含む数種の合成法を検討し,極めて低い収率ながら,メチル置換基を有するデカシラアダマンタンを合成すことができた.このもののX線結晶構造解析を低温(-150°C)で行い,デカシラアダマンタン骨格の形成を確認した.しかし,この分子の対称性が著しく高く,C60(炭素60))のような多面体炭素分子の如く,分子自体が結晶中においても回転運動を行っていることが判明した.したがって,構造解析は完了していない.今後,炭素鎖の長い置換基を導入して,分子の回転運動を止め,良い構造解析データを得る予定である.(3)イコサシラドデカヘドランを合成については,リチウムによるトリクロロエチルシランの縮合とそれに続く塩化アルミニウムを触媒とする不均化反応を検討しているが,最終生成物を得るまでには至っていない.本研究では、多面体対称を持つ有機ポリシランおよび有機ポリゲルマンを創製し、これらの構造パラメータ、ユニークな反応性や電子的・光学的性質を記録することを最終目的として,以下の知見を得た.(1)オクタシラキュバンとして,ジメチルテキシルシリル基を置換基とする誘導体を合成した.このものは,本報告者が世界で最初に合成したオクタシラキュバン誘導体(tert-ブチルジメチルシリル置換体)にくらべて,酸素やアルコールに対する安定性が著しく高く,空気中で安定に取り扱えることがわかった.このものは,光に対して高い反応性を有し,光分解では,690nm付近に強い吸収を有する新たな化学種が生成した.しかし,この化学種の寿命は室温で12msであり,単離することはできなかった.しかし,この波長領域に吸収を有するものとして,新規のケイ素-ケイ素共役型二重結合化学種が期待される.現在,捕獲試薬を用いた捕獲実験で,この化学種の構造を定めることを試みている.(2)デカシラアダマンタンの合成にあたって,1,3,5-トリクロロシクロヘキサシランとトリス(クロロジオルガノシリル)オルガノシランとの共縮合を含む数種の合成法を検討し,極めて低い収率ながら,メチル置換基を有するデカシラアダマンタンを合成すことができた.このもののX線結晶構造解析を低温(-150°C)で行い,デカシラアダマンタン骨格の形成を確認した.しかし,この分子の対称性が著しく高く,C60(炭素60))のような多面体炭素分子の如く,分子自体が結晶中においても回転運動を行っていることが判明した.したがって,構造解析は完了していない.今後,炭素鎖の長い置換基を導入して,分子の回転運動を止め,良い構造解析データを得る予定である.(3)イコサシラドデカヘドランを合成については,リチウムによるトリクロロエチルシランの縮合とそれに続く塩化アルミニウムを触媒とする不均化反応を検討しているが,最終生成物を得るまでには至っていない.
生理的骨形成に関与するBMPの同定とその臨床応用に関する研究

本研究では、生理的に骨誘導を行う肥大軟骨に着目し、そこで発現されるBMP2とBMP6に焦点を絞り、その生理的機能をこの2種類のBMPの複合ノックアウト(WKO)作出し解析するとともに、BMP2とBMP6のヘテロダイマーを産生して、その骨誘導能をBMP2ホモダイマーと比較し、より優れた骨誘導剤を同定しようとしたものである。昨年度に引き続き、WKOを作製し解析を行い、その生体内機能を検討した。WKOでは同胞野生型(WT)と比べて、9週齢の脛骨近位部の骨形態計測では単位骨量はWTの57%にまで減少していた。骨吸収の指標は正常であったが、骨形成の指標に有意な低下がみられた。骨芽細胞数には有意な差がなかったため、この骨粗鬆症の原因は骨芽細胞の機能の低下によるものと示唆された。また、8週齢のWKOの脛骨に骨折を作成すると明らかな骨癒合障害が認められ、骨折後3週の石灰化仮骨の体積と骨量は共にWTの約半分であった。組織学的には、骨膜下での膜性骨化は正常であったが軟骨内骨化がWTに比べて低下していこ。以上より、BMP2とBMP6の複合機能不全は、生体内において軟骨内骨化と骨芽細胞機能に障害を起こした。これはBMPの生理作用としての骨形成促進効果を示した初めての報告である。BMP2とBMP6のヘテロダイマーはin vitroにおいて既存のBMP2ホモダイマーと比して、骨芽細胞分化誘導能が高かった。この結果を踏まえてBMP2とBMP6のヘテロダイマーの産生およびin vivoでの検証をマウスの脛骨骨折モデル(髄内釘にて固定)と脊椎固定術モデルにて解析していく予定である。【BMP2/BMP6複合ノックアウトマウスの作出とその骨組織の解析】1)BMP2ヘテロノックアウトマウス、BMP6ホモノックアウトマウスを掛け合わせ、BMP2ヘテロ;BMP6ヘテロ複合ノックアウトマウスを作出した。ついでBMP2ヘテロ;BMP6ヘテロ複合ノックアウトマウス同士を掛け合わせ、BMP2ヘテロ;BMP6ホモ複合ノックアウトマウスを得た。2)BMP2ヘテロ;BMP6ホモ複合ノックアウトマウスと、同時に生まれてくる野生型マウス、各種複合ノックアウトマウスにつき全身骨格標本を作製したが、大きな骨化の異常、骨格パターン形成の異常はなかった。ついで経時的に四肢骨、椎骨、頭蓋骨のパラフィン切片を作成し、組織学的解析を行った。パターン形成や分化に大きな異常は見られなかったが、カルセイン二重標識を用いた骨組織形態計測を行い骨代謝動態を定量化したところ、骨芽細胞機能の低下による骨量の低下が見られた。またマイクロCTを用いて観察した所、劇的な海面骨量の低下が見られた。【In vitroでのBMP2/BMP6ヘテロダイマーの骨芽細胞の増殖・分化に与える影響の解析】1)ヒトBMP2およびBMP6 cDNAのクローニングと、発現ベクターを構築し、BMP2/BMP6ヘテロダイマー作成のため、クローニングしたヒトBMP2およびBMP6のcDNAをpIRESベクターに組み込み、一つのベクターで二つのcDNAを同時に発現するよう構築した。2)BMP2とBMP6の様々な組み合わせのpIRES発現ベクターをBMP依存性に骨芽細胞分化する細胞株であるC3H10T1/2に遺伝子導入して、BMP2ホモダイマー、BMP2/BMP6ヘテロダイマー、BMP6ホモダイマーを含む各種BMPの骨芽細胞分化能の比較を行った。分化の評価方法として、アルカリフォスファターゼ染色、アリザリンレッドによる石灰化基質の染色、骨芽細胞分化マーカーであるオステオカルシンmRNAのRT-PCRなどを行ったところ、BMP2/BMP6ヘテロダイマー、BMP2ホモダイマーBMP6ホモダイマーの順で活性が高いことが分かった。

BMP2とBMP6のヘテロダイマーはin vitroにおいて既存のBMP2ホモダイマーと比して、骨芽細胞分化誘導能が高かった。この結果を踏まえてBMP2とBMP6のヘテロダイマーの産生およびin vivoでの検証をマウスの脛骨骨折モデル(髄内釘にて固定)と脊椎固定術モデルにて解析していく予定である。
歯根膜の血行性幹細胞供給とその分化過程を追跡するイメージングシステムの開発（国際共同研究強化）

歯根膜は歯と歯槽骨の間に介在する膜状の非石灰化組織であり、咬合機能において重要な役割を果たしていることから、その維持/再生は本邦が目指す健康長寿実現のために欠かすことのできない課題のひとつである。歯根膜の恒常性は、極めて早い組織の代謝回転によって維持されており、豊富な幹細胞の存在が重要な役割を果たしていると考えられているが、歯根膜組織中に存在する多様な構成細胞のそれぞれの局在を含めた詳細が不明であることが研究を困難とし、恒常性維持機構の解明と再生への道のりを阻んでいる。歯根膜は発生学的には神経堤細胞に由来する歯原性間葉から分化すると考えられてきたが、我々は神経堤由来細胞の数が加齢とともに減少すること、さらに歯根膜の血管近傍に存在する幹細胞の一部は骨髄に由来し血行性に供給されることを明らかにしている。つまり歯根膜には、リモデリングの過程で血行性に供給される幹細胞が血管近傍では幹細胞としての特性を維持し、必要に応じて組織深部へと遊走し特定の歯根膜構成細胞へと分化する運命決定機構が存在することを示唆している。本研究課題では歯根膜組織中の増殖活性をFucci2マウス、さらに単一の組織幹細胞に由来する細胞クラスターをRGBow:UBC-CreERT2マウスを用いて検出した。リモデリング期における歯根膜組織の高い増殖活性は、硬組織から離れたPLEXUS領域に多く観察され、細胞クラスターの局在についても同様の傾向が見られた。細胞追跡においては想定よりも長期間の追跡が必要であたっため、現在長期追跡モデルの解析を行っている。これまでの結果から、リモデリング期における歯根膜組織の細胞増殖活性は極めて低いことがわかった。短期の追跡では細胞クラスターの検出が困難であり、現在、さらに長期の追跡スケジュールにて実験を行なっている。また追跡細胞の標識効率を向上させるために、組織上での検出方法についても改良を進めている。内定年度:2015歯根膜は歯と歯槽骨の間に介在する膜状の非石灰化組織であり、咬合機能において重要な役割を果たしていることから、その維持/再生は本邦が目指す健康長寿実現のために欠かすことのできない課題のひとつである。歯根膜の恒常性は、極めて早い組織の代謝回転によって維持されており、豊富な幹細胞の存在が重要な役割を果たしていると考えられているが、歯根膜組織中に存在する多様な構成細胞のそれぞれの局在を含めた詳細が不明であることが研究を困難としている。本研究課題では歯根膜における組織幹細胞の一部を特異的に標識することが可能な遺伝子改変マウスを用いて歯根膜組織の深部解析を行うものである。現在H29年度中の渡航に向けて準備中である。渡航先の研究室と研究計画についての打合せを行い、実験に使用するマウスの手配を進めている。現在H29年5月中の渡航に向けて準備中である。本研究課題では歯根膜組織中に存在する組織幹細胞の分化系譜を解析するために、蛍光プローブを使用した細胞の長期追跡を可能とする実験系を確立し、現在その解析を進めている。当初の予定であった組織中での細胞の長期追跡を可能とする、蛍光プローブを使用したマウスの実験系を確立することが出来たことから、順調に進捗している。

リモデリング期における歯根膜組織の高い増殖活性は、硬組織から離れたPLEXUS領域に多く観察され、細胞クラスターの局在についても同様の傾向が見られた。細胞追跡においては想定よりも長期間の追跡が必要であたっため、現在長期追跡モデルの解析を行っている。海外派遣中に確立した蛍光プローブを使用した細胞追跡の実験系を用いて、歯根膜細胞のリモデリングに関わる組織幹細胞の追跡を継続して行う予定としている。これまでの結果から、リモデリング期における歯根膜組織の細胞増殖活性は極めて低いことがわかった。短期の追跡では細胞クラスターの検出が困難であり、現在、さらに長期の追跡スケジュールにて実験を行なっている。また追跡細胞の標識効率を向上させるために、組織上での検出方法についても改良を進めている。