hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザヘテロダイン干渉を利用した極微細速度変動の超高精度計測に関する研究

周期運動する回転媒体・回転ヘッドなどの微細速度変動の計測時に,ノイズの周期成分が増長され,S/Nが著しく低下する原因を解明するため,レーザヘテロダイン干渉に基づくペデスタル信号を速度情報に変換する処理過程におけるノイズ生成のメカニズム,およびこのようなノイズを生起させることになるペデスタル信号の生成過程における物体の表面性状・形状の影響を明らかにした.また,この結果を利用して背景ノイズの除去に有効な信号処理法を提案し,その有効性を確認した.具体的には,ノイズ生成のメカニズムとして,ペデスタル信号をパルス成形する場合に生じるミッシングエラー,エキストラエラーが偽の速度急変の主要因であること,このエラーが表面の特定の箇所で多発することを明らかにした.これは,ペデスタル信号の振幅変調,あるいは位相変調に起因する.前者の原因としては,表面粗さに関連するスペックルパターンによる光強度変動と乱反射による光強度変動がある.そこで,粗さの異なる均質な表面として,粒径サイズは異なるが,同質の研磨テープを選定し,回転体の表面に固定してその影響を評価した.この実験より,ノイズは表面の性状にはほとんど依存しないことから,振幅変調の影響は小さいことが明らかとなった.一方,位相変調は,ドップラーシフトの発生源(光スポット)の移り替わりによりって生ずる.光スポットのランダムな分布を仮定したシミュレーションによって,位相変調がエラー発生の主要因であること,および実験によりエラー発生頻度は表面の性状にはほとんど影響されないことを確認した.さらに,この特性を利用して大振幅の速度変動のみを選択的に除去するピークカット法を提案するとともに,これに基づいて製作した信号処理回路を接続して実験を行い,本方法がS/Nの向上,とくに背景ノイズの除去に有効であることを確認した.周期運動する回転媒体・回転ヘッドなどの微細速度変動の計測時に,ノイズの周期成分が増長され,S/Nが著しく低下する原因を解明するため,レーザヘテロダイン干渉に基づくペデスタル信号を速度情報に変換する処理過程におけるノイズ生成のメカニズム,およびこのようなノイズを生起させることになるペデスタル信号の生成過程における物体の表面性状・形状の影響を明らかにした.また,この結果を利用して背景ノイズの除去に有効な信号処理法を提案し,その有効性を確認した.具体的には,ノイズ生成のメカニズムとして,ペデスタル信号をパルス成形する場合に生じるミッシングエラー,エキストラエラーが偽の速度急変の主要因であること,このエラーが表面の特定の箇所で多発することを明らかにした.これは,ペデスタル信号の振幅変調,あるいは位相変調に起因する.前者の原因としては,表面粗さに関連するスペックルパターンによる光強度変動と乱反射による光強度変動がある.そこで,粗さの異なる均質な表面として,粒径サイズは異なるが,同質の研磨テープを選定し,回転体の表面に固定してその影響を評価した.この実験より,ノイズは表面の性状にはほとんど依存しないことから,振幅変調の影響は小さいことが明らかとなった.一方,位相変調は,ドップラーシフトの発生源(光スポット)の移り替わりによりって生ずる.光スポットのランダムな分布を仮定したシミュレーションによって,位相変調がエラー発生の主要因であること,および実験によりエラー発生頻度は表面の性状にはほとんど影響されないことを確認した.さらに,この特性を利用して大振幅の速度変動のみを選択的に除去するピークカット法を提案するとともに,これに基づいて製作した信号処理回路を接続して実験を行い,本方法がS/Nの向上,とくに背景ノイズの除去に有効であることを確認した.
成長期の女子中学・高校生おけるDNA損傷・修復能力に基づいた部活動水準の探求

これまで、酸化ストレスと酸素摂取能力(体力レベル)の関連性は、侵襲的な方法(血液、筋組織等)で評価されてきた。その間、唾液等を用いた非侵襲的な方法も試みられていたが、精度の高い定量的分析が困難であった。しかしながら、近年、唾液を用いた非侵襲的な方法でミトコンドリアDNAコピー数の検出が高い精度で可能になりつつあり、学校体育・スポーツ現場で応用できる機会が到来している。その点で、DNA損傷・修復能力と酸素摂取能力に基づいた唾液中ミトコンドリアDNAコピー数の定量化により、生徒の体力レベルやストレス耐性を迅速にかつ簡易的に特定することができれば、部活動水準を至適レベルで設定することが可能となる。
「他者との身体的地盤を生成する体育」の理論的根拠に関する研究

他者との身体的地盤は,体育(身体運動)の実践のなかで「他者を身体的にわかる」ことによって生成される.それは「他者を心的にわかる」ということとは異なった認識のあり方である.そこで重要となるのは「身体的対話」や「身体的な感じ」「身体的な超越的他者・超越論的他者」といった鍵概念である.また他者との身体的地盤は,「間身体性」の概念と密接に関係している.今後それらの概念を整理し,身体的地盤(間身体性)がいかにして構造化されるのかを明らかにする必要がある.(1)本研究究課題の目的は,他者との身体的地盤づくりを促進するための教科として「体育」を措定し,「自己-他者」間において身体的地盤が生成する理論的根拠を明らかにすることである.(2)上記の課題を達成するために,まず(1)哲学分野の著作について,主に現象学的身体論・現象学的他者論を参考にする必要がある(哲学関係図書の購入・文献複写).現象学が体育現象の説明に適していると思われるのは,それがその性格からして,心的現象以前の事象の解明にとり組む学問分野だからである.それら現象学の思想によって,身体という働きがいかにして人間の根源的部分を担っているかを検討し,それが道徳性という領域においてさえも関係するという着想を得る.また,(2)教育学・教育哲学の分野において,「学習規範論」や「自他関係論」を展開している研究を中心に文献の読解をおこない,教育という「教える-学ぶ」関係(他者との関係)において、そこで何が生じているのかそのメカニズムについて把握する必要がある(教育学・教育哲学関係図書の購入・文献複写).最近教育学の分野においては,発達論的立場からでなく,生成論的立場から学習者を理解する方法が提案されている.これは、段階的・システム的教育からの離脱とも捉えられ,特に身体的次元を媒介にしておこなわれる体育という現象を説明するためには,このような生成論が有効に適用されるものと思われる.さらには,(3)体育・スポーツ哲学の分野において今まで展開されてきた道徳論議や倫理学説を批判的に読み進め,それらの論議を整理するとともに,その限界を見定める必要がある(体育・スポーツ哲学関係図書の購入・文献複写).日本では「体育における人間形成論」が,そして,欧米においてはスポーツ教育論の思潮にのり,スポーツによるさまざまな道徳性の獲得が論じられてきたが,それらが単に希望的観測にすぎなかった事実を文献のなかから探ることとなる.これらの研究から、申請者が主張しようとする「身体的次元から道徳性に接近する」ための着想が得る.(3)上記の文献考察をすすめながら,諸学会に参加・発表し,関係研究者に内容の是非を問うてゆく.他者との身体的地盤は,体育(身体運動)の実践のなかで「他者を身体的にわかる」ことによって生成される.それは「他者を心的にわかる」ということとは異なった認識のあり方である.そこで重要となるのは「身体的対話」や「身体的な感じ」「身体的な超越的他者・超越論的他者」といった鍵概念である.また他者との身体的地盤は,「間身体性」の概念と密接に関係している.今後それらの概念を整理し,身体的地盤(間身体性)がいかにして構造化されるのかを明らかにする必要がある.本研究課題の目的は、他者との身体的地盤づくりを促進するための教科として「体育」を措定し、「自己-他者」間において身体的地盤が生成する理論的根拠を明らかにすることであった。本年度前半は、体育における「教える-学ぶ」関係を検討しながら、そこで獲得されうる超越論的他者という視点を案出し、それが身体的な「われわれ」の基礎となる可能性を示した(論文:教科体育における「超越論的他者」の措定「体育学研究」)。このことは、身体運動の学習によって、個別的・具体的な他者をわかるだけでなく、より普遍的な他者についてわかるということだといえる。そこで重要なのは、他者を「わかる」ということが、言語的・説明的に「わかる」ことではなく、まさに身体的に「わかる」ということである。つまり身体性という次元において「われわれ」が成立するわけである。このことを踏まえながら、本年度後半は、身体性と道徳性(心性)との関連に着目しながら、道徳的行為と身体性の問題がいかなる接点をもちうるかについて検討した(発表:道徳教育から身体教育(体育)へ,「体育・スポーツ哲学会」)。学習指導要領解説においても、「身体を通して学ぶ体育は、道徳教育そのもの」だという記述がある。しかし、どのようにして体育は、道徳教育たりうるのか。昨今の道徳教育論は、知的教育として「道徳的判断力」を育成し、そして、対話を重視しながら「道徳的実践意欲と態度」を育成し、さらに「心の教育」によって「道徳的心情」を育成しようと企図している。しかし、これらに決定的に不足するのは、実際の「経験」である。経験とは、心的な経験ではなく、直接的な身体的経験であり、実践へと繋がるような経験である。今後、こうした身体的経験の内実が何であるかを吟味する必要があるだろう。その内実が、身体的地盤(間身体性)であるならば、それが成立する構造を明らかにしなければならない。本研究課題の目的は,他者との身体的地盤づくりを促進するための教科として「体育」を措定し自己-他者」間において身体的地盤が生成する理論的根拠を明らかにすることであった.本年度前半の成果としては,原著論文:「『道徳教育として体育』序説

-道徳教育(論)批判および身体的経験の必要性-」(審査有)が掲載されたことがあげられる.自己と他者との間に身体的地盤が生成するためには,まず他者との友好関係が問題にされることとなる.というのも,体育という教科は,永らく道徳教育あるいは社会的態度の育成を目的として実施されてきた経緯があるからである.本論文では,道徳教育(論)を批判的に検討するなかで,昨今の道徳教育が重視する心的経験よりも,むしろ体育においては身体的経験が必要になることを示した.しかし,ある経験が心的であるのか,身体的であるのかはいかなる判断基準によって決定されるのだろうか.身体的経験が「身体的」であるその根拠を明らかにしなくてはならない.上述のことと関わり,日本でおこなわれた国際スポーツ哲学会(IAPS)において,研究発表: Bodily dialogue and intercorporeity in physical activityをおこなった.この発表は,スポーツが道徳教育(「われわれ」の拡大)に貢献するというプラグマティズムの見解を批判的に検討しながら,それらによって成立するのは心的な「われわれ」であり,決して身体的な「われわれ」とはならないことを示した.そして自己と他者とが「身体的対話」をおこなうことによってのみ「身体的なわれわれ」が形成されること,そしてその「身体的」とはまさに「身体的感じkinesthetic feeling」を共有することであると論じた.また,体育哲学分科会夏期研究会においても,研究発表:「体育における『超越的他者』-超越論的他者となにが違うのか-」をおこなった.この発表は,前年度の成果論文をより詳細に理論化するために「超越論的他者」と「超越的他者」を区別し,その差異を明らかにしようとしたものである.本研究課題の目的は,他者とのづくりを促進するための教科として「体育」を措定し「自己-他者」間において身体的地盤が生成する理論的根拠を明らかにすることであった.本年度前半には,「他者との身体的地盤」という本研究の最も重要なキーワードを,哲学・心理学その他の領域で論じられる「間主観性」および「間身体性」の概念にもとめながら,それらに関わる文献を分析した.結果として,それら領域において考察されるのは人間の「心」を射程にした間主観性の議論が中心となっていること,他者との身体的地盤が成立する根拠を探究するためには,身体を射程にした間身体性に注目しなくてはならないことが明らかになった.とはいえ,身体あるいは間身体性を問題にすることは次のような問題をはらむこととなる.つまり,それを論じるための方法論が検討される必要性あること,体育学独自の領域として措定される必要があることである.この内容については,『体育と間主観性・間身体性の問題』として,体育学会体育哲学分科会において発表するとともに,『体育哲学研究』に掲載される予定である.また,本年度後半には,他者との身体的地盤ということと「人間形成」との関係を省察することも重要な課題となってくる.このことについて,友添秀則氏の『体育における人間形成論』について書評する機会を得た.そこでは,彼の人間形成論に身体形成(身体的地盤の生成)の次元が抜けおちていることを指摘した.この内容は『スポーツ教育学研究』に掲載された.これら上述した内容は,国際スポーツ哲学会(シアトル)に参加した際,外国人研究者にその内容の是非について参考意見として聴取している.国際スポーツ哲学会については,『世界のスポーツ哲学と日本の体育・スポーツ哲学』が『体育・スポーツ哲学研究』に掲載された.
繊維強化および粒子分散強化高分子複合材料のX線高温その場応力測定

高密度ポリエチレン(HDPE)を母材とし,タングステン繊維で強化した繊維強化材料内部の力状態をX線応力測定法を用いて評価した.X線応力測定法は非破壊非接触で金属材料表面の応力評価が可能であり,測定手法としてはsin^2Ψ法が一般的に知られている.しかしながら,本研究の目的である高分子材料の応力評価においては金属材料とは異なり,X線の回折線ピークが低回折角側に出現しsin^2Ψ法の適用が極めて困難となる.その理由は低角側ではピークシフトより求めるひずみ感度が悪くなること,および応力測定時に必要なオフセット角度を十分確保できないためである.このような理由から高分子材料のX線応力測定は実現が難しいと考えられてきた.本研究においては,これらの問題点を克服するために透過回折線を用いたsin^2Ψ法を適用した.本来X線の金属材料に対する透過力は小さく,応力測定の適用範囲は材料表面に限定される.このため,金属材料においては反射回折線を用いるのが通常の手法である.しかしながら,高分子においてX線は金属に比べて非常に透過しやすいため透過回折線の利用が可能となり,透過した内部領域の平均応力を評価することができる.測定の結果,外部からの負荷荷重に対してX線で測定した応力状態は良い一致を示し,その測定精度も良好であった.繊維強化材料中の応力状態は繊維直行方向に対して圧縮の残留応力,繊維長手方向に対して引張の残留応力が発生していることが確認された.また,ヒータ内で加熱状態の応力を測定した結果,雰囲気温度と共に応力値は変化し,また,高温下においては高密度ポリエチレンの結晶化度が低下することから測定精度も低下することが確認された.さらに,高分子材料は負荷応力に対するひずみが金属の100倍程度大きく,低回折角度に出現するピークを用いても応力評価が十分可能であることが確認された.高密度ポリエチレン(HDPE)を母材とし,タングステン繊維で強化した繊維強化材料内部の力状態をX線応力測定法を用いて評価した.X線応力測定法は非破壊非接触で金属材料表面の応力評価が可能であり,測定手法としてはsin^2Ψ法が一般的に知られている.しかしながら,本研究の目的である高分子材料の応力評価においては金属材料とは異なり,X線の回折線ピークが低回折角側に出現しsin^2Ψ法の適用が極めて困難となる.その理由は低角側ではピークシフトより求めるひずみ感度が悪くなること,および応力測定時に必要なオフセット角度を十分確保できないためである.このような理由から高分子材料のX線応力測定は実現が難しいと考えられてきた.本研究においては,これらの問題点を克服するために透過回折線を用いたsin^2Ψ法を適用した.本来X線の金属材料に対する透過力は小さく,応力測定の適用範囲は材料表面に限定される.このため,金属材料においては反射回折線を用いるのが通常の手法である.しかしながら,高分子においてX線は金属に比べて非常に透過しやすいため透過回折線の利用が可能となり,透過した内部領域の平均応力を評価することができる.測定の結果,外部からの負荷荷重に対してX線で測定した応力状態は良い一致を示し,その測定精度も良好であった.繊維強化材料中の応力状態は繊維直行方向に対して圧縮の残留応力,繊維長手方向に対して引張の残留応力が発生していることが確認された.また,ヒータ内で加熱状態の応力を測定した結果,雰囲気温度と共に応力値は変化し,また,高温下においては高密度ポリエチレンの結晶化度が低下することから測定精度も低下することが確認された.さらに,高分子材料は負荷応力に対するひずみが金属の100倍程度大きく,低回折角度に出現するピークを用いても応力評価が十分可能であることが確認された.まず測定に必要な母材および強化材に使用する材料の選択を行い,測定サンプルの作成を行った.強化材料にはタングステンの長繊維を使用し,母材には結晶性高分子であるポリエチレンを用いた繊維強化材料とした.現在,強化繊維にカーボンファイバーを,母材にポリプロピレン,ポリエチレンテレフタレートなどを使用した繊維強化材料も作成準備中である.また,残留応力測定に先立つ測定条件の検討については,繊維と母材の密着強度が弱い場合に測定結果がばらつき不安定になる現象が確認されている.今後,密着強度を考慮しながらサンプルの作成を行う必要がある.さらに,現在測定中のポリエチレンについて,応力測定に必要な高分子材料の結晶化度を高める前処理はある程度成果をあげ,鮮明なピークプロファイルを得ることに成功している.しかしながら,高温状態においては結晶化度が低下し,回折線ピークの強度が弱くなると同時に非晶質部分が増加し,回折ハローが多く出現している.この場合,結晶部分と非晶質部分の体積割合により応力が変化すると考えられるので,体積割合を正確に求める必要がある.さらに,このような現象から結晶化度が測定中に変化することも推察されるので,応力を求めるためには測定結果への何らかの補正が必要と考えられる.次に,3軸解析法における無ひずみ状態の格子面間隔d_0を求める試みについて,原則として高分子材料には金属のパウダーに相当する試料が存在しないため,十分に熱処理してひずみ除去を行った試料に引張負荷を加え,負荷応力(σ)と2θ-sin^2φ線図の傾き(M)の関係からd_0の測定を試みている.この場合,低角に出現する回折線に対してアンブレラ効果による見かけ上の低角側へのピークシフトが確認された.

d_0を求めるにはピーク出現角度の絶対値が重要となるため,アンブレラ効果への対策を検討する必要がある.高密度ポリエチレン(HDPE)を母材とし,タングステン繊維で強化した繊維強化材料内部の力状態をX線応力測定法を用いて評価した.X線応力測定法は非破壊非接触で金属,材料表面の応力評価が可能であり,測定手法としてはsin^2Ψ法が一般的に知られている.しかしながら,本研究の目的である高分子材料の応力評価においては金属材料とは異なり,X線の回折線ピークが低回折角側に出現しsin^2Ψ法の適用が極めて困難となる.その理由は低角側ではピークシフトより求めるひずみ感度が悪くなること,および応力測定時に必要なオフセット角度を十分確保できないためである.このような理由から高分子材料のX線応力測定は実現が難しいと考えられてきた.本研究においては,これらの問題点を克服するために透過回折線を用いたsin^2Ψ法を適用した.本来X線の金属材料に対する透過力は小さく,応力測定の適用範囲は材料表面に限定される.このため,金属材料においては反射回折線を用いるのが通常の手法である.しかしながら,高分子においてX線は金属に比べて非常に透過しやすいため透過回折線の利用が可能となり,透過した内部領域の平均応力を評価することができる.測定の結果,外部からの負荷荷重に対してX線で測定した応力状態は良い一致を示し,その測定精度も良好であった.繊維強化材料中の応力状態は繊維直行方向に対して圧縮の残留応力,繊維長手方向に対して引張の残留応力が発生していることが確認された.また,ヒータ内で加熱状態の応力を測定した結果,雰囲気温度と共に応力値は変化し,また,高温下においては高密度ポリエチレンの結晶化度が低下することから測定精度も低下することが確認された.さらに,高分子材料は負荷応力に対するひずみが金属の100倍程度大きく,低回折角度に出現するピークを用いても応力評価が十分可能であることが確認された.
Bacteroides gingivalisプロテアーゼ遺伝子のクローニング

B.gingivalis381株染色体PNAのλphage vectorL47.1による遺伝子バンクをE.coliに感染し, phage plaqueを形成させた.Coll agenase, Glypro-peptidase postproline peptidase, trypsinの合成基質をニトロアセテート膜に固相化し, phage plaqu上に静置した後, UV照射により,クローンの選択を行った. trypsinおよびGiy-pro-peptidaseクローンと思われる・クローンをいくつか,分離することに成功した.クローンからphage lysateを調整し,対照のλ47.1と比較すると,数倍,酵素活性が高かった.しかしながら, HPLCのDEAEおよびゲルろ過カラムによる分析では,両者とも全く,同じ位置に溶出した.以上の結果から, proteaseクローンを確定することが出来なかった.そこで,これらproteaseを精製し,抗血清を作成し,免疫学的スクリーニングを行うことを計画した.精製標品をそれぞれ,ウサギに免疫して抗血清を採集した.遺伝子バンクのphageplaque中の蛋白質をニトロセルロース膜に吸着させ,一次抗体として,作成したproteaseに対するウサギ抗血清を反応させた後,二次抗体として,パーオキシダーゼ標識した抗ウサギIgGヤギ抗血清を反応させ, H2O2-クロロナクトール基質で青染されるクローンを選択した.約4万クローン中ポジティブな56クローンを得た.56クローンからphage lysateを作成し,それぞれのprotease合成基質を用いて再スクリーニングを行った.その結果,対照の〓L47.1のphage lysateに比べて,有意に高い酵素活性を有するクローン(trpsin6クローン, coll ageuase5クローン)を同定することに成功した.今後,これらphageクローンからDNAを抽出し,プラスミド・ベクターへのサブクローニングを行い,クローン化proteaseの精製および, Western blot法による免疫学的分析により, proteaseクローンの確定を行い,分子遺伝学的,生科学的研究を進める.B.gingivalis381株染色体PNAのλphage vectorL47.1による遺伝子バンクをE.coliに感染し, phage plaqueを形成させた.Coll agenase, Glypro-peptidase postproline peptidase, trypsinの合成基質をニトロアセテート膜に固相化し, phage plaqu上に静置した後, UV照射により,クローンの選択を行った. trypsinおよびGiy-pro-peptidaseクローンと思われる・クローンをいくつか,分離することに成功した.クローンからphage lysateを調整し,対照のλ47.1と比較すると,数倍,酵素活性が高かった.しかしながら, HPLCのDEAEおよびゲルろ過カラムによる分析では,両者とも全く,同じ位置に溶出した.以上の結果から, proteaseクローンを確定することが出来なかった.そこで,これらproteaseを精製し,抗血清を作成し,免疫学的スクリーニングを行うことを計画した.精製標品をそれぞれ,ウサギに免疫して抗血清を採集した.遺伝子バンクのphageplaque中の蛋白質をニトロセルロース膜に吸着させ,一次抗体として,作成したproteaseに対するウサギ抗血清を反応させた後,二次抗体として,パーオキシダーゼ標識した抗ウサギIgGヤギ抗血清を反応させ, H2O2-クロロナクトール基質で青染されるクローンを選択した.約4万クローン中ポジティブな56クローンを得た.56クローンからphage lysateを作成し,それぞれのprotease合成基質を用いて再スクリーニングを行った.その結果,対照の〓L47.1のphage lysateに比べて,有意に高い酵素活性を有するクローン(trpsin6クローン, coll ageuase5クローン)を同定することに成功した.今後,これらphageクローンからDNAを抽出し,プラスミド・ベクターへのサブクローニングを行い,クローン化proteaseの精製および, Western blot法による免疫学的分析により, proteaseクローンの確定を行い,分子遺伝学的,生科学的研究を進める.
呼吸器感染症の新規治療戦略 -SiRNAを用いた耐性菌を誘導しない遺伝子治療-

また、緑膿菌慢性気道感染症モデルを用いて、緑膿菌の主要な病原因子分泌機構であるタイプIII分泌システムの役割を解析した。緑膿菌タイプIII分泌システムに対する抗体を投与することで、肺内炎症細胞数が低下し、病態が改善することが示された。炎症性サイトカインも低下しており、タイプIII分泌システムが遺伝子治療の標的に成り得ることが明らかになった。(Imamura Y, Yanagihara K, etal. Eur.Respir.J. 2007 in press)緑膿菌タイプIII分泌システムを標的にしたsiRNAを作製中である。同様に、緑膿菌慢性気道感染症モデルを用いた解析で、緑膿菌バイオフィルムを抑制する薬剤を投与することで著明な生菌数の低下が認められた。この成績から、緑膿菌バイオフィルムに関わる種々の遺伝子も遺伝子治療の標的として利用できることが判明した。(Yanagihara K, et al Chemotherapy 2007;53:10-13.)重症肺炎球菌モデルを開発し、本モデルを用いて、肺炎球菌性肺炎の病態を解析した。重症肺炎では生体側の過剰な炎症反応が敗血症へ進展させ、マウスの致死率に大きく関与していた。この炎症反応の制御が重症肺炎の治療に貢献できることが示された。(Yanagihara K, et al Experimental Lung Research, Mar;33(2):71-80)また、緑膿菌慢性気道感染症モデルを用いて、緑膿菌の主要な病原因子分泌機構であるタイプIII分泌システムの役割を解析した。(Yanagihara K, et al Experimental Lung Research, Mar;33(2):71-80)黄色ブドウ球菌の主要な病原因子の一つであるcoagulaseに対するアンチセンスヌクレオチドやshort-interfering RNA(siRNA)を菌体内に導入し、病原因子の遺伝子をノックダウンした。病原因子の抑制に関してはin vitroおよびin vivoにて解析した。アンチセンスは、10μMでわずかにコアグラーゼmRNAの発現を抑える傾向にあった。一方siRNAは、2μM投与でmRNAの発現量を約40%まで抑制した。蛋白レベルの評価であるコアグラーゼ活性に対しても、siRNAは対照群の4分の1まで抑制した。siRNAで前処理したMRSAを感染させた群は、対照群と比べ肺内生菌数は10分の1程度まで抑制されていた。これらの成果より、siRNAはcoagulaseをmRNAレベルならびに蛋白レベルにおいて有意に抑制することが明らかになった。これらの作用はアンチセンスより優れているものであり、siRNAを用いた病原因子の抑制が耐性菌感染症の制御に応用できる可能性が示された。肺炎球菌の主要な病原因子であるニューモリシンに着目し、定量法ならびに活性値を評価するシステムを確立した。このシステムを用いて、in vitroおよびin vivoの解析を行い、ニューモリシンの肺炎球菌性肺炎における重要性と抑制することによる治療効果を報告した。(Fukuda Y, Yanagihara K, et al. Eur. Respir. J.2006 May;27(5):1020-5)ニューモリシンは、in vitroにおける解析で、siRNAにより抑制された。現在、in vivoにおける検討の準備を進めている。また、緑膿菌慢性気道感染症モデルを用いた解析で、多くの病原因子を分泌するIII型分泌機構が病態に大きく関与することが示された。この分泌機構を抑制できる抗体で、肺内の過剰な炎症を制御できた。肺胞洗浄液中の炎症細胞数や炎症性サイトカイン値を抗体投与により、抑制できた。(Imamura Y, Yanagihara, K, et.al. Eur. Respir. J.2007,in press)この結果より、III型分泌機構が遺伝子治療の標的になりうることが示された。
グリア創薬に向けたグリア-神経信号伝達機序の解明

グリア細胞の一種であるアストロサイトはグルタミン酸などの興奮性伝達物質を放出する。本研究では、神経細胞の興奮状態を高めるグルタミン酸や乳酸といった伝達物質がアストロサイトから放出されるメカニズムを調べた。実験結果から、アストロサイトからのグルタミン酸放出は、グルタミン酸トランスポーターを介した炭酸イオン濃度の変化が影響していることが分かった。また、乳酸の合成または放出は、アストロサイト内の水素イオン濃度の変化によって影響されることが示唆された。これらの結果から、アストロサイトが放出する様々な伝達物質は、アストロサイト内のイオン濃度変化やpH変化によって精密に制御されている可能性が示唆された。神経細胞が過剰に活動するてんかんという病態は、これまで、神経細胞そのものの異常が原因であると考えられてきた。しかし、神経細胞をターゲットにした抗てんかん薬では、効果が十分でないことや、副作用が大きいことが問題になっている。本研究では、神経細胞を密接に取り囲むアストロサイトからの信号が、神経細胞の過興奮状態を作り出している可能性を調べる。視床の急性スライス標本を作製し、薬物によっててんかん発作様の神経過興奮状態を作った。そして、光遺伝学を用いてアストロサイトの状態を操作した場合の、神経発火の変化を調べた。アストロサイトの状態を細胞選択的に操作するために、アストロサイト特異的にChR2やArchTが発現している遺伝子改変マウスを用いた。ChR2刺激によって、アストロサイトは脱分極や酸性化を起こし、ArchT刺激によって過分極やアルカリ化を起こす。本研究では、アストロサイトのArchT刺激によって、神経細胞が過分極し、過剰な発火が抑制されることを明らかにした。神経細胞の発火のリズムは、神経細胞に発現するIhチャネルの活性が関与していることが知られている。我々は、アストロサイトのArchT刺激によって、Ihチャネルの活性が低下することで、神経細胞の発火が抑制されていることも明らかにしている。現在は、Ihチャネルに作用するアストロサイトからの伝達物質を特定している。当初の計画通り、神経細胞のIhチャネルに作用する、アストロサイトからの伝達物質を特定している。様々な阻害剤を試しているが、現在のところ、伝達物質は特定できていない。そこで、マイクロダイアリシス法と質量分析法を組み合わせた手法を用いることにより、アストロサイトのArchT刺激に応じて増加あるいは減少する伝達物質を網羅的に検出することを試みている。神経細胞が過剰に発火するてんかんという病態は、これまで、神経細胞そのものの異常活動が原因であると考えられてきた。しかし、神経細胞をターゲットにした治療薬では効果が十分でないことが問題となっている。本研究では、神経細胞を取り囲むグリア細胞であるアストロサイトからの信号が、神経細胞の過興奮状態に関与している可能性を検証する。具体的には、神経細胞の興奮状態に関与するGliotransmitterの放出経路を調べて、それら伝達物質の放出がてんかん発作にどのように関与しているかを調べる。アストロサイトから放出されるグルタミン酸や乳酸(Lactate)は、神経細胞の興奮状態に作用することが知られている。昨年度(平成28年度)は、アストロサイトからどのようにしてグルタミン酸や乳酸が放出されるのかを、脳スライス標本を用いて電気生理学的に調べた。最終年度(平成29年度)は、平成28年度に得られた実験データを解析する作業を行った。興奮性神経細胞が放出するグルタミン酸は、アストロサイトに発現するグルタミン酸トランスポーターによって回収される。最終年度の解析により、グルタミン酸トランスポーターの回転によるイオン流入が引き金となって、アストロサイトのVolume-sensitiveアニオンチャネルが開き、グルタミン酸イオンが放出されることを明らかにした。また、アストロサイトに発現したArchaerhodopsinの光刺激によって細胞内をアルカリ化(または過分極)すると、乳酸の合成または放出が増加することも明らかにした。研究期間全体を通して、アストロサイトからグルタミン酸やLactateが放出される機序を明らかにした。これらの放出メカニズムがてんかん発作時にどのように働くのかを、In vitroやIn vivoの実験で今後調べる必要がある。アストロサイトからの伝達物質を網羅的に検出するために、マイクロダイアリシス法と質量分析法を組み合わせた手法での実験を進める。また、これまではin vivo動物やスライス標本を用いて研究を進めてきたが、アストロサイトからの伝達物質を効率よく検出するために、アストロサイトを単離した培養条件下での実験も進める予定である。平成28年度から、細胞培養の実験セットアップの立ち上げを進めている。神経科学
自動昇降型中層フロート観測情報を用いた海洋鉛直流の推定

最終年度は、海洋渦や強風によって強い海洋の鉛直流が励起される黒潮域の大気海洋状態を把握するため、船舶と沿岸での海陸同時観測を実施した。期間は2018年10月1120日、11月59日、11月1216日の3期間である。1回目は東京大学の新青丸、2回目、3回目は三重大学の勢水丸が潮岬沖の黒潮付近で海上海洋観測を実施し、陸上観測は京都大学防災研究所潮岬風力実験所で実施した。船舶ではGPSゾンデによる大気鉛直プロファイル観測とCTD、UCTD、XBTによる海洋鉛直プロファイル観測を実施した。陸上ではGPSゾンデ、ドップラーライダー、パイロットバルーン、ドローンによる大気境界層観測を実施し、近接する海洋と陸上の大気状態の違いを観測した。また、研究期間全体を通して、アルゴフロートのモニタリング情報と水温塩分プロファイルから鉛直流成分を抽出するアルゴリズム開発に取り組んだ。数値シミュレーションの結果から大きな鉛直流が期待される爆弾低気圧の通過を経験したアルゴフロートの観測結果を重点的に解析した。2015年から2017年の冬季に得られた1148プロファイルのうち、爆弾低気圧の通過を経験したものは73プロファイルあった。このうち、最も急発達した2016年3月1日の事例では、水温塩分プロファイルは低気圧通過に伴って、混合層の深さが100m程度深くなっていた。この事例について鉛直流の推定を試みた。しかしながら、計測ノイズと段階的なピストン変動の適切な処理、時刻情報しかないピストン変化記録と圧力情報しかない水温・塩分記録との対応関係の精度良い推定が実現できず、研究期間内に鉛直流速を推定するには至らなかった。今後、本研究期間内に得られた観測データを解析し、アルゴリズムの開発を引き続き進めていく。連携研究者の海洋研究開発機構(JAMSTEC)細田滋毅グループリーダー代理との連携の下、イリジウム通信型中層フロート2台の投入を実施した。フロートは海上自衛隊の船舶により、平成28年9月26日に北緯38度、東経145度と北緯40度、東経145度の2地点にそれぞれ投入され、観測を開始した。フロートの浮上速度が9m/s程度であることから、最も高頻度で、6時間毎に650m深から海面まで浮上する際のプロファイル観測を計画した。また、プロファイル毎に衛星通信費が発生し、観測可能回数に予算上の制約があるため、海洋内に強い鉛直流が励起されることが期待される爆弾低気圧がフロート付近を通過したときのみ高頻度観測を実施することにした。このため、気象庁週間アンサンブル予報を元にした観測海域における爆弾低気圧発達の確率予測を行い、通常時は1日毎2000m深までの観測、爆弾低気圧の発達確率が高い場合には6時間毎650m深までの観測を行うよう衛星通信を通じてフロートの観測を制御した。2台のうち1台のフロートは爆弾低気圧発達時期である11月から3月の間、ほぼ6時間毎に表層から650m深までの圧力、水温、塩分の連続プロファイル観測を実施できた。しかしながら、もう1台のフロートは投入後すぐに本体の浮力調整機構に不具合が生じ、海面浮上時の通信に必要な浮力を維持することができなくなった。そこで海面浮上時間を長くして通信を完了させるため、常時1日毎の表層から2000m深までの観測に変更した。以上の特別集中観測により、東北沖から千島列島南沖にかけての北西太平洋域で延べ446回のプロファイルが得られ、そのうち19回で爆弾低気圧の通過を観測できた。平成28年9月から翌年3月までのアルゴフロート観測が実施でき、延べ446回の高頻度プロファイル観測データが得られ、爆弾低気圧下のデータも19回観測できた。しかし、2台中1台からは、フロートの浮力調整機構の不具合により、1日間隔の観測データしか得られなかった。アルゴフロートのモニタリング情報と水温塩分プロファイルから鉛直流成分を抽出するアルゴリズム開発に取り組んだ。しかしながら、計測ノイズの処理と段階的なピストン変動の処理が難しく、鉛直流速の推定には至っていない。平成29年度から研究代表者の勤務先が変わり、引継ぎや業務内容の変更に対する対応のため、本研究の解析に充てる時間が十分に取れなかった。また、想定以上にアルゴフロートの計測ノイズとピストン変動の処理が困難で、鉛直流の推定アルゴリズムの完成に至っていないため。

1回目は東京大学の新青丸、2回目、3回目は三重大学の勢水丸が潮岬沖の黒潮付近で海上海洋観測を実施し、陸上観測は京都大学防災研究所潮岬風力実験所で実施した。船舶ではGPSゾンデによる大気鉛直プロファイル観測とCTD、UCTD、XBTによる海洋鉛直プロファイル観測を実施した。陸上ではGPSゾンデ、ドップラーライダー、パイロットバルーン、ドローンによる大気境界層観測を実施し、近接する海洋と陸上の大気状態の違いを観測した。また、研究期間全体を通して、アルゴフロートのモニタリング情報と水温塩分プロファイルから鉛直流成分を抽出するアルゴリズム開発に取り組んだ。数値シミュレーションの結果から大きな鉛直流が期待される爆弾低気圧の通過を経験したアルゴフロートの観測結果を重点的に解析した。2015年から2017年の冬季に得られた1148プロファイルのうち、爆弾低気圧の通過を経験したものは73プロファイルあった。このうち、最も急発達した2016年3月1日の事例では、水温塩分プロファイルは低気圧通過に伴って、混合層の深さが100m程度深くなっていた。この事例について鉛直流の推定を試みた。しかしながら、計測ノイズと段階的なピストン変動の適切な処理、時刻情報しかないピストン変化記録と圧力情報しかない水温・塩分記録との対応関係の精度良い推定が実現できず、研究期間内に鉛直流速を推定するには至らなかった。今後、本研究期間内に得られた観測データを解析し、アルゴリズムの開発を引き続き進めていく。平成28年度に投入したフロート1台の機器不具合により、予定より少なかった観測データを補うため、JAMSTECがPIとなっている65台のフロートのモニタリング情報から鉛直流を推定するアルゴリズムを開発する。特に、強い鉛直流の励起が期待される爆弾低気圧や台風の通過前後のプロファイルに焦点を絞り、開発を進めていく。計測ノイズ除去とピストン挙動の同定を集中して解析し、鉛直流推定手法の確立を目指す。同一フロートでのピストン挙動が一定であると仮定し、1回のピストン変化に伴う体積変化を定量化し、浮力変化と環境場の鉛直流との分離を行う。また、複数のノイズフィルタリング手法を試し、計測ノイズの適切な除去手法を調べる。さらに、ノイズ源を特定するため、船舶による海上気象の高頻度観測を行う。フロートの浮力制御機構の不具合により、2台のうち1台で当初予定していた6時間毎の高頻度観測を行えなくなり、通信費が抑制されたことと、研究代表者の転籍に伴い、研究活動に十分な時間が取れなかったため。研究代表者の異動に伴う業務内容の変更のため、十分な研究時間を確保できなかったことと、想定以上に計測ノイズの処理と段階的なピストン変動の処理が難しく、鉛直流速の推定に至っていないため、多数のアルゴフロートを処理するための計算機費用が掛からなかった。このため、今年度はノイズ要因を特定するための船舶を用いた海上気象の高頻度観測費用に使用する。平成29年度以降には観測の予定がなく、研究代表者の所属が横浜から連携研究者と異なる機関となったため、連携研究者との研究打ち合わせや成果発表のための出張旅費に使用する。報道発表:黒潮が爆弾低気圧を呼ぶー黒潮が爆弾低気圧とジェット気流を変調する新たなメカニズムを提唱ー(平成29年1月21日、海洋研究開発機構、北海道大学)
転移性肝腫瘍の生着増殖における糖鎮抗原・免疫寛容の意義に関する研究

1.癌細胞培養株における糖鎖抗原の発現。炎症性サイトカインをヒト臍帯静脈血管内皮細胞に作用させると、接着分子である、E-selectinが発現した。また、E-selectinのリガンドとしては、血液型抗原と関連のある糖鎖抗原である、シアリルLewis^a、シアリルLewis^xであり、胃癌、大腸癌、膵癌の培養細胞において、高率に発現していた。2.血管内皮細胞と癌細胞の接着性の検討ヒト臍帯静脈血管内皮細胞と癌細胞の接着性について検討してみると、シアリルLewis^a、シアリルLewis^xの発現強度と正の相関が認められた。またさらに、共培養すると,、一部の癌細胞が血管内皮細胞をおしのけて、もぐり込んでいく嵌入が観察された。3.ヌードマウス経脾肝転移モデルの検討ヌードマウスの脾臓に癌細胞を注入することにより、癌細胞の転移能に関する検討を行った。糖鎖抗原を強く発現し血管内皮細胞とよく接着し、嵌入能を有する細胞株のみが転移能を有していた。4.膵癌細胞のシアリルLe^a産生に関与する糖転移酵素の検討シアリルLe^aおよびシアリルLe^xの発現を調節する因子として、これらの糖鎖構造を合成する糖転移酵素の活性が重要と考えられる。α1,3/1,4フコシルトランスフェラーゼ(Fuc-T)は、この最終段階に作用する酵素で、これまで5種類がクローニングされている。このうち、シアリルLe^aを合成しうるFuc-TとしてはFuc-TIIIが知られている。そこで膵癌細胞のシアリルLe^a発現に関与する糖転移酵素を同定するために、RT-PCR法にて培養細胞株におけるFuc-T遺伝子の発現を検討したところ、シアリルLe^aの発現とFuc-TIIIには相関が認められた。以上により癌細胞の血行性転移生着において、糖鎖抗原と接着分子の関与がある事が判明し,これを制御することは転移抑制に有用な手段となりうる可能性がある.1.癌細胞培養株における糖鎖抗原の発現。以上により癌細胞の血行性転移生着において、糖鎖抗原と接着分子の関与がある事が判明し,これを制御することは転移抑制に有用な手段となりうる可能性がある.1.転移性肝腫瘍における血液型抗原の局在の検討を行った。外科的に切除された、胃癌大腸癌を中心とした転移性肝癌組織(ホルマリン固定標本)をA、B、H型血液型抗体及び、CEA, CA19-9による免疫組織染色を行った。しかしながら、抗原性の変化は明らかではなく、個々の症例における腫瘍組織型や、臨床学的事項(進行度、予後)との相関関係は見いだせなかった。2.血管内皮細胞における血液型抗原性の変化。血管内皮細胞(A、B、O型ヒト臍帯静脈)の初期培養を行った。血液型抗原は、A、B抗原を有しておらず、すべてO型抗原のみであった。経代培養を行ったが、経時的変化はみられなかった。3.癌細胞培養株における糖鎖抗原の発現。また、E-selectinのリガンドとしては、血液型抗原と関連のある糖鎖抗原である、シリアルLewis^a、シリアルLewis^xであり、胃癌、大腸癌、膵癌の培養細胞において、高率に発現していた。4.血管内皮細胞と癌細胞の接着性の検討ヒト

臍帯静脈血管内皮細胞やマウス培養血管内皮細胞(F-2)と癌細胞の接着性について検討してみると、シリアルLewis^a、シリアルLewis^xの発現強度と正の相関が認められた。5. F-2と癌細胞の共培養F-2を一層に培養しておきそのうえに癌細胞を共培養させると、一部の癌細胞がF-2をおしのけて、もぐり込んでいく嵌入が観察された。6.ヌードマウス経脾肝転移モデルの検討ヌードマウスの脾臓に癌細胞を注入することにより、癌細胞の転移能に関する検討を行った。糖鎖抗原を強く発現し血管内皮細胞とよく接着し、嵌入能を有する細胞株のみが転移能を有していた。以上により癌細胞の血行性転移生着において、糖鎖抗原と接着分子の関与がある事が判明した。1血液型不適合生体肝移植例における免疫寛容について血液型抗原に対する抗体価の変動を基に検討血液型不適合生体肝移植ではレシピエント血中の抗ドナー型の抗体の存在が問題であるが、血漿交換により減少させた後に行うと、長期的に抗ドナー型の抗体価は低値を示し、ドナーとレシピエントの間でキメラ状態となることを示す結果を得た。2.癌細胞培養株における糖鎖抗原の発現強度と接着能の検討大腸癌細胞のWiDr-Pより限界希釈法にて,シリアルLe^a低発現株,シリアルLe^a高発現株を得た.これらはいずれもシリアルLe^xを変わらずに発現していた.血管内皮細胞対する接着実験を行うと、低発現株は親株に比べて接着数が約半分に減少し,逆に高発現株は接着数が増加した.すなわち,シリアルLe^aの発現強度と血管内皮細胞に対する接着性の相関が認められた.3.ヌードマウス経脾肝転移モデルの検討ヌードマウス経脾肝転移モデルを用いて各癌細胞subcloneを脾臓に注入し,その肝転移能を検討すると糖鎖抗原の発現強度が強く血管内皮細胞によく接着する高発現株は親株と同時に5例中全例が転移した.また,その結節数が,増加していた。一方低発現株は5例が肝転移をしなかった。また,高発現株において,接着阻害の見られた,抗シリアルLe^a抗体と癌細胞を脾臓注入前に約1時間プレインキュベイトすることにより肝転移が阻止され,抗シリアルLe^x抗体では肝転移は阻止されなかった。膵癌細胞のシアリルLe^a産生に関与する糖転移酵素の検討シアリルLe^aおよびシアリルLe^xの発現を調節する因子として、これらの糖鎖構造を合成する糖転移酵素の活性が重要と考えられる。α1,3/l,4フコシルトランスフェラーゼ(Fuc一T)は、この最終段階に作用する酵素で、これまで5種類がクローニングされている。このうち、シアリルLe^aを合成しうるFuc-TとしてはFuc-TIIIが知られている。そこで膵癌細胞のシアリルLe^a発現に関与する糖転移酵素を同定するために、RT-PCR法にて培養細胞株におけるFuc-T遺伝子の発現を検討したところ、シアリルLe^aの発現とFuc-TIIIには相関が認められた。また、シアリルLe^a陰性、シアリルLe^x陽性のPANC-1細胞に、Fuc-TIII遺伝子を導入すると、シアリルLe^aが強発現し、ヒト臍帯静脈血管内皮細胞への接着性も亢進した。膵癌細胞ではシアリルLe^aが癌細胞と血管内皮細胞の接着に関与し、血行性転移に重要な役割を担っていると考えられた。大腸癌では、癌細胞のシアリルLe^aの発現と患者の予後との相関を指摘する報告も多いが、その背景には、こうしたシアリルLe^aの癌転移への関与があると思われた。
ロバストな統計推測の研究

1.研究目的ロバストな統計推測で基本的なものは効率ロバスト性とよばれるもので、観測に異常値が混入しても効率がそれ程落ちないようなロバストな手法を開発することが研究目的である。2.研究計画稲垣・磯貝・白旗は単独または共同で以下のテーマの研究をする。(1)稲垣は異常値の出現モデルとしてピットマン型異常値モデルを考え、そのモデルの下での推定量の挙動について研究する(2)磯貝は誤差分布が正規分布からズレたときの検定方法について研究する。計算機実験によってこれらの検定法の実行性を論じる。(3)白旗は順位にもとづくノンパラメトリック手法を中心に、ノンパラメトリック統計手法全般について統計プログラムパッケージの作成を行い計算機実験によってこれらの手法の比較を研究する。3.研究成果(1)稲垣は時系列にピットマン型異常値モデルを導入し、いろいろな推定量が被る偏りの比較によって推定量のロバスト性を論じた。さらに打切を判うデータに対してロバストな推定法を提案した。(2)磯貝は誤差分布が多変量正規分布からズレているときの多変量正規性の検定法を考察し、フィッシャーのイリスデータにこの検定法を適用しイリスデータの非正規性について論じた。(3)白旗はノンパラメトリック統計プログラムパッケージを作成し、ノンパラメトリック手法の計算機実験による比較を行った。4.研究の考察と反省ロバスト性の適用範囲を広げる必要性1.研究目的ロバストな統計推測で基本的なものは効率ロバスト性とよばれるもので、観測に異常値が混入しても効率がそれ程落ちないようなロバストな手法を開発することが研究目的である。4.研究の考察と反省ロバスト性の適用範囲を広げる必要性
新規の歯根膜幹細胞表面抗原および歯根膜マーカーを活用した歯周組織再生法の開発

本研究において、Sema3Aはヒト歯根膜細胞の間葉系幹細胞様特性を誘導する作用があり、Wnt5aは歯根膜組織の構成要素であるコラーゲン線維形成を誘導する作用があることを明らかにした。Sema3A導入歯根膜細胞は多分化能を示し、幹細胞マーカー発現が上昇していた。一方、Wnt5aは歯根膜細胞の骨芽細胞分化を抑制したが、増殖能、走化性、歯根膜関連マーカー遺伝子の発現並びにコラーゲン産生を促進した。この現象にはTGFβ1およびperiostin発現上昇が関与していた。以上の結果より、ヒト歯根膜幹細胞を用いた歯周組織再生において、両因子を導入することで効率よく歯根膜組織を再生できる可能性が示唆された。歯根膜幹細胞に特異的なマーカー分子の同定および機能解析に有用なヒト歯根膜細胞クローンの樹立を目的として、不死化した歯根膜細胞から得られた各細胞クローンのキャラクタライゼーションを行った。先ず当研究室にて樹立したヒト不死化歯根膜細胞(Fujii et al.,2006)から限外希釈法により22個のクローン細胞株を単離した。各クローンの多分化能を骨芽細胞、脂肪細胞および軟骨細胞の分化誘導アッセイ系により比較検討した結果、全ての分化実験において分化を示した“多分化能を有する歯根膜細胞クローン"と、いずれにおいても分化を示さなかった“分化能が著しく低い歯根膜細胞クローン"の各2クローンずつを抽出した。両クローンは、ヒト歯根膜細胞に特徴的な紡錘形を呈しており、qRT-PCR法にて歯根膜関連マーカーを発現していた。一方で、分化能の低い歯根膜細胞クローンと比較して、多分化能を有する未分化な細胞クローンにおいて、qRT-PCR法にて幹細胞マーカーOct4, NANOG, N-cadherin, Endoglinおよび神経堤細胞マーカーのSLUG, CD49D, p75NTRの発現が、また、フローサイトメトリー分析法においても間葉系幹細胞表面抗原マーカーのCD73,CD90,CD105,CD146,CD166の発現強度が高かった。さらには、各クローンをβ-TCPとともにマウス皮下移植した実験では、多分化能を有する未分化な細胞クローン群において硬組織様組織形成が認められた。以上のことから、ヒト歯根膜細胞株の中には“多分化能を有する未分化な歯根膜幹細胞クローン"および“分化能が著しく低い歯根膜幹細胞クローン"が存在することが明らかになった。現在、この2つの特徴の異なる歯根膜細胞クローンの遺伝子発現量の差を網羅的に解析し、歯根膜幹細胞集団に特異的なマーカー分子の同定および機能解析を行っている。不死化したヒト歯根膜細胞から得られたクローンのキャラクタライゼーションによって、“多分化能を有する未分化な歯根膜幹細胞クローン"および“分化能が著しく低い歯根膜細胞クローン"が存在することが明らかになったため、この2つの特徴の異なる歯根膜細胞クローン間の遺伝子発現量の差をマイクロアレイ法を用いて解析した。“多分化能を有する未分化な歯根膜幹細胞クローン"において発現の高い遺伝子群からSema3Aが歯根膜幹細胞の維持、誘導に重要であることを明らかにしたが、一方でnon-canonical Wnt signalingに関連する因子も同定された。そこでリガンドであるWnt5aに注目して、その発現ならびに機能について検討した。その結果、Wnt5aはラット歯髄組織や歯槽骨組織においてはその発現が殆ど認められなかったにもかかわらず、歯根膜組織において強発現していた。また、in virtoのヒト歯根膜細胞においてWnt5aおよびそのレセプターのRor2とFzdsを発現していた。ラット歯根膜組織におけるWnt5aの発現は咬合圧を除去するとその発現が低下し、さらにin vitroで歯根膜細胞にストレッチをかけるとWnt5aおよびそのレセプターの発現が上昇した。Wnt5aは歯根膜細胞の増殖能および走化性を上昇し、細胞内ではERK, JNKおよびAktのリン酸化が亢進していた。Wnt5aは歯根膜細胞の石灰化を抑制する一方で、periostin, fibrillin-1の発現を上昇し、さらにコラーゲン線維形成を促進した。Wnt5a siRNA、periostin siRNAおよびTGF-beta中和抗体を用いた実験により、歯根膜細胞は、Wnt5a刺激によりTGF-betaおよびperiostinの発現を介してコラーゲン線維形成を促進することが明らかになった。以上の結果より、Wnt5aは歯根膜組織の恒常性の維持に重要な役割を有する可能性が示唆された。