hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユビキチン結合タンパク質が繋ぐユビキチンネットワークの解明

ユビキチンによるタンパク質の翻訳後修飾は、その構造多様性をユビキチン結合タンパク質が選択的に識別することで、下流分子へと様々なシグナルを伝えていると考えられている。しかしながら、ユビキチン結合タンパク質の使い分けなど、その機構の多くは未解決である。そこで、本研究では、主要なユビキチン結合タンパク質について、ユビキチン結合タンパク質恒常発現株を作成し、識別するユビキチン修飾の様式等を網羅的に解析することで、ユビキチンシグナル発動のメカニズムを明確とした。ユビキチンによるタンパク質の翻訳後修飾は、分解だけでなく広汎な生命機能を制御することが明らかになってきた。このユビキチンの多彩な機能を保証しているのがユビキチン修飾の構造多様性であり、多種多様なユビキチンシグナルはリーダー分子であるユビキチン結合タンパク質により選択的に識別され、下流分子へとシグナルが伝達されると考えられている。しかしながら、細胞内に100種類以上存在するユビキチン結合タンパク質がどのように使い分けられているのかなど、詳細な機構は不明である。そこで、本研究では、主要なユビキチン結合タンパク質について、識別するユビキチン修飾の様式・相互作用する分子群・細胞内における動態を網羅的に解析することで、ユビキチンシグナル発動のメカニズムを明確にし、「ユビキチンネットワーク」の全容を明らかにすることを目的に研究を進めた。本年度は、GFPタグおよびFLAGタグを付加した種々のユビキチン結合タンパク質をTALEN法によりHCT116細胞にノックインした細胞株を作成し、その局在および認識するユビキチン鎖の種類を解析した。作成した細胞株において、発現させたユビキチン結合タンパク質の局在が内在性のものと同様であることが観察され、認識するユビキチン鎖の種類を質量分析法により絶対定量したところ、それぞれのタンパク質において厳密ではないものの、選択性が見られた。今後、さらに多数のユビキチン結合タンパク質について解析を進め、得られた定量データについてクラスター解析を行い、認識するユビキチン修飾および相互作用分子群、細胞内局在と最終的なアウトプットである生命現象と相関性を解析することで、細胞内ユビキチンネットワーク図を作成し、ユビキチンシグナル発動のメカニズムを解明していく予定である。ユビキチンによるタンパク質の翻訳後修飾は、分解だけでなく、シグナル伝達やDNA修復、タンパク質の輸送など広汎な生命機能を制御することが明らかになってきた。このユビキチンの多彩な機能を保証しているのがユビキチン修飾の構造多様性であり、これをリーダー分子であるユビキチン結合タンパク質が選択的に識別することで、下流分子へとシグナルが伝達されると考えられている。しかしながら、細胞内に多数存在するユビキチン結合タンパク質の使い分けなど、その機構の多くは未解決である。そこで、本研究では、主要なユビキチン結合タンパク質について、識別するユビキチン修飾の様式等を網羅的に解析することで、ユビキチンシグナル発動のメカニズムを明確にし、「ユビキチンネットワーク」の全容を明らかにすることを目的とした。本年度は作製したユビキチン結合タンパク質恒常発現株について解析にした結果、興味深いことに、MVBs経路やオートファジー経路で働くユビキチン結合タンパク質にK48鎖およびK63鎖の双方の結合が検出された。従来、MVBs経路はモノユビキチン化かK63鎖が積荷の取り込みに重要とされていたが、さらに解析を進めたところ、エンドソーム上でK63鎖のみならずK48鎖を認識していることが明らかとなった。プロテアソーム阻害剤やERストレスにより結合するK48鎖が増加し、ERのユビキチン化酵素変異体ではK48鎖が減少したことから、ERのユビキチン化基質がMVBに運ばれるという新しい経路の存在が示唆された。本年度は、各ユビキチン結合タンパク質が認識するユビキチン鎖のみを精製し、絶対定量する手法や、放射性ラベルで標識したタンパク質を内部標準とすることで、各ノックイン細胞株におけるユビキチン結合タンパク質の発現量を質量分析計により絶対定量する系など、解析に必要な種々の手法の確立に多くの時間が費やされた。今後、これらの手法を用いて解析を進めることで次年度の研究達成度は大幅に上昇すると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。生化学1.確立した手法を用いてさらに多数のユビキチン結合タンパク質について解析を進めるとともに、定常状態だけでなく、プロテアソーム阻害剤等の薬剤を処理した細胞における動態も解析する。2.ユビキチン結合タンパク質が標的とするユビキチン化基質の同定を行い、重要な新規基質タンパク質が同定された場合はウエスタンブロット解析等により確認する。3.得られた種々の定量データについてクラスター解析を行う。
断層面上での構成則を考慮に入れた断層近傍での地震動と表層地盤の変形に関する研究

断層面上でのせん断応力とすべりの間の構成関係として,破壊強度に達した後に生じたすべりとともにせん断応力が低下していく関係を与えて数値解析を行い,断層面上での構成関係が地表での地震動に与える影響について検討した.その結果,1.5Hz以下の周波数の地震動については,応力が低下するのに必要なすべり量が20cm以下であれば,破壊後直ちに応力が低下する場合と比較してあまり違いがみられないのに対して,応力低下に必要なすべり量が数十cmになると断層の近傍においては,地震動が小さくなる可能性が高いことを示した.また,表層付近の伝播速度の遅い領域においてはより細かな地下構造を考慮可能な差分法を開発し,その手法によって数値解析を行った結果,震源断層に沿うように速度の遅い領域がある場合,境界部分で大きな地震動が生成されることを示した.次に,活断層が堆積物で覆われている場合に,震源断層の動きが表層の地盤内をどのように伝わるかについて検討した.逆断層については,地盤を弾塑性体,すべり線をジョイント要素でモデル化した有限要素法による数値解析により,砂を用いて行った実験結果を比較的良好に再現できること,断層モデルを用いて求めた震源断層の動きを表層地盤モデルに加える数値解析により,表層の堆積層の厚さの数パーセントを越える鉛直方向のすべりが断層上で生じると,すべりが堆積層内を伝播して地表にまで達する可能性が高いことを示した.横ずれ断層については,砂を用いた模型実験を行い,深さごとにすべり線の形状を調べた結果,深いところでは基盤の断層に沿うように分布していたすべり線が浅くなるにつれて基盤断層の延長上から外側に広がっていく様子が観察された.今後さらに実験を行うとともに数値解析によりすべり線の発達メカニズムについて詳細に調べていく.断層面上でのせん断応力とすべりの間の構成関係として,従来の地震動の計算の際に仮定されていたように,せん断応力が破壊強度に達すると直ちに応力降下を起こすとした場合と,岩石の摩擦実験結果でみられるように,破壊強度に達した後に生じたすべりとともに指数関数的にせん断応力が減少していく関係を与えた場合について数値解析を行い,断層面上での構成関係が地表での地震動に与える影響について検討した.その結果,1.5Hz以下の周波数の地震動については,応力が低下するのに必要なすべり量が20cm以下であれば,破壊後直ちに応力が低下する場合と比較して,あまり違いがみられないのに対して,必要なすべり量が数十cmになると断層の近傍においては,地震動が小さくなる可能性が高いことを示した.また,兵庫県南部地震において,野島断層下の震源断層の浅部で,応力が低下するのに1mのすべり量が必要であったとすると,瞬間的に応力が低下する場合と比べて,淡路島の断層近傍での地震動は,特に断層直交方向で小さくなることを示した.次に,活断層が堆積物で覆われている場合に,震源断層の動きが表層の地盤内をどのように伝わるかについて,模型実験と数値解析により検討した.その結果,逆断層については,地盤を弾塑性体,すべり線をジョイント要素でモデル化した有限要素法による数値解析により,実験結果を比較的良好に再現できることを示した.さらに,断層モデルを用いて震源断層の動きを求め,その動きを表層地盤モデルに加える数値解析を行い,表層の堆積層の厚さの数パーセントを越える鉛直方向のすべりが断層上で生じると,すべりは堆積層内を伝播して地表にまで達する可能性が高いことを示した.断層面上でのせん断応力とすべりの間の構成関係として,破壊強度に達した後に生じたすべりとともにせん断応力が低下していく関係を与えて数値解析を行い,断層面上での構成関係が地表での地震動に与える影響について検討した.その結果,1.5Hz以下の周波数の地震動については,応力が低下するのに必要なすべり量が20cm以下であれば,破壊後直ちに応力が低下する場合と比較してあまり違いがみられないのに対して,応力低下に必要なすべり量が数十cmになると断層の近傍においては,地震動が小さくなる可能性が高いことを示した.また,表層付近の伝播速度の遅い領域においてはより細かな地下構造を考慮可能な差分法を開発し,その手法によって数値解析を行った結果,震源断層に沿うように速度の遅い領域がある場合,境界部分で大きな地震動が生成されることを示した.次に,活断層が堆積物で覆われている場合に,震源断層の動きが表層の地盤内をどのように伝わるかについて検討した.逆断層については,地盤を弾塑性体,すべり線をジョイント要素でモデル化した有限要素法による数値解析により,砂を用いて行った実験結果を比較的良好に再現できること,断層モデルを用いて求めた震源断層の動きを表層地盤モデルに加える数値解析により,表層の堆積層の厚さの数パーセントを越える鉛直方向のすべりが断層上で生じると,すべりが堆積層内を伝播して地表にまで達する可能性が高いことを示した.横ずれ断層については,砂を用いた模型実験を行い,深さごとにすべり線の形状を調べた結果,深いところでは基盤の断層に沿うように分布していたすべり線が浅くなるにつれて基盤断層の延長上から外側に広がっていく様子が観察された.今後さらに実験を行うとともに数値解析によりすべり線の発達メカニズムについて詳細に調べていく.
歯髄における炎症反応の抑止と硬組織誘導のためのシナリオ

歯科臨床において歯髄の炎症性病変である歯髄炎に遭遇する機会は多い。歯髄炎は可逆性歯髄炎と不可逆性歯髄炎に分類され、前者においては歯髄保存療法が適用されるが、後者においては歯髄組織の摘出、すなわち抜髄処置が行われる。臨床において不可逆性歯髄炎に遭遇する機会は多く、歯髄組織が血流、神経に支配されている結合組織としての形態を維持しているにも関わらず、治癒が期待できないとの理由で抜髄処置が行われている。歯髄が除去された失活歯は、う蝕に罹患すると歯髄組織が存在しないため気づかないうちに歯の崩壊まで進行してしまうことや、歯根破折により抜歯に至ることが多い。したがって、歯を口腔内において長く保存し、機能させるためには歯髄組織の保存は重要であると思われる。歯髄組織を保存するための手法の開発が待たれているのが現状であるが、歯髄における炎症性病変の特徴を理解するととが肝要である。河西らは、炎症性病変を特徴づけている各種メディエーターのうち、誘導型一酸化窒素産生酵素(iNOS)に着目し、実験的に惹起したラット切歯歯髄炎において、iNOSの動態とマクロファージの浸潤が相関することをすでに報告している。また、歯髄炎の発症とともにGroα、Groβ、Mcp 1の発現が急速に増加し、やや遅れてRANTES発現の増加が観察されることから、炎症性細胞の歯髄内への浸潤誘導においてこれらのメディエーターが深く関わっていることをすでに明らかにしている。今回、iNOS特異的抑制剤を用いて、iNOSにより産生される一酸化窒素(NO)がケモカイン産生を誘導し、炎症性細胞の浸潤を促していることが明らかにした。また、iNOS特異的抑制剤は局所投与でも効力を発揮することも明らかにした。歯髄炎を治癒に導くひとつの手法として、iNOSをターゲットとすることの有効性が示され、今後さらに臨床応用に向けて展望を図りたいと考えている。<目的>歯髄の炎症は、歯髄組織への炎症性細胞の浸潤を特徴としているが、その発症メカニズムの詳細は不明である。種々のケモカインは局所への好中球やマクロファージの浸潤に関与している。申請者らは、一酸化窒素(NO)が歯髄炎において重要なケミカルメディエーターのひとつであることを明らかにした。今回、NOと炎症性細胞浸潤との関連を明らかにする目的で、炎症反応において免役担当細胞の浸潤に深く関与するケモカイン産生におけるNOの役割について検討した。<材料および方法>実験には、6週齢のオスWistarラット20匹を用いた。ラットを塩酸ケタミンおよびキシロカインにて麻酔した後、上顎切歯歯冠部を歯科用バーにて切除して露髄させた。さらに歯科用ファイルを#10から#40まで用いて、切断面から根尖方向へ7mmの長さまで歯髄腔を拡大した。その後、#30の滅菌ペーパーポイントを用い、滅菌生理食塩液に溶解したLPS単独あるいはLPSとNO供与剤(NOC12もしくはNOR4)を貼付した。3時間後にラットを屠殺し、上顎切歯を摘出した。切歯から取り出した歯髄組織よりRNAを抽出し、4種の代表的なケモカイン遺伝子(Cxcl1(Gro),Cxcl2(Mip2),Ccl2(Mcp1)およびCcl5(RANTES)の発現を特異的プライマーを用いて、定量PCRにて検討した。<結果>ラット歯髄において、LPSの貼付によりGro, Mip2,Mcp1,RANTESのmRNA発現は急速に増加した。そしてそれらの発現は、NOC12とNOR4によりさらに促進された。<結論>ラット実験的歯髄炎において、NOがケモカイン産生を誘導する可能性が示唆された。

また、iNOS特異的抑制剤は局所投与でも効力を発揮することも明らかにした。歯髄炎を治癒に導くひとつの手法として、iNOSをターゲットとすることの有効性が示され、今後さらに臨床応用に向けて展望を図りたいと考えている。
フォトンの強い局在:大規模シミュレーションによるモデリングと可視化

本研究ではまず第一に、非線形性を有しない理想的な2種類の誘電媒質をランダムに積層した系の光モード解析を行った(2種類の媒質の屈折率は現実の物質を想定して設定された)。はじめにフォトンのスペクトル密度分布を我々が開発した強制振動子法により計算し、誘電媒質の超格子構造に起因したフォトニック・バンドギャップがランダムネスによりどの様に壊されていくかを調べた。次にこの様にしてできたギャップ内準位に属する光のモード・パターンを強制振動子法によって計算した。その結果、積層方向(z-方向)に対して光の強局在が起こりうることを明らかにした。また、局在長などの局在特性とフォトニック・ギャップの関係を明確にし、強局在状態を得るための基本的な条件を明らかにした。また、x,y-方向に対しても光を閉じ込めるために、上述のランダム超格子を第三の誘電媒質(クラッディング)で取り囲むことによって作られる系を考えた。クラッディングは、光の回り込みを許す働きをするため、z-方向に対する光局在を弱める効果を持つと考えられるが、計算の結果この様な系においてもなお光の強局在が維持されることを明らかとなった。さらに本研究では、光導波路に非線形性を導入し、モデルをより現実的なものにし、実験的に光の強局在状態が観測される可能性について議論した。計算の結果、媒質の非線形性は局在光モードの自己収束現象を引き起こし、局在をさらに強める効果があることが明かとなった。
ムードル支援反復ディクテーション演習によるリスニング用ワーキングメモリ増強の試み

本研究は,まず,どの程度英語学習者のDS(ディクテーション・スパン;書き取り単語数)がリスニング力に関与しているかを論じる。2種類の調査を実施し,結果を相関および重回帰分析にかけた。改良された2回目の調査の結果においては,調査対象者のディクテーションリスニング・タスクのスコアとのDSとの相関係数は,540となった。次に,英語学習者のリスニング力,ディクテーション力とDSの相関関係を調査した。その結果, DSには他の2つと相関があることが証明された。さらに,最終調査はこれらリスニング力,ディクテーション力,書き取り単語数の因果関係に焦点を絞って分析を行い,その結果, DSが,学習者のワーキングメモリに最も強く影響を受けていることが分かった。さらに,ディクテーションにおける誤答の特定のための類別化も行った。研究代表者・分担者の3名が協力して,外国語学習のための脳内ワーキングメモリに関する学術専門書,雑誌,研究論文の収集を行い,それらの中から,特に「リスニング・スパン」測定に関わる先行研究を参考にして,ワーキングメモリの容量を測定する独自の方法を開発したことが本研究の成果である。また,その成果を2009年12月山口大学において開催された「山口大学英語教育研究会」において発表した。具体的には,まず,Course Management SystemであるMoodle上に,学習者が聞き取った英語文を添削させるWBTプログラムである「KDシステム」を埋め込んで,ディクテーション活動を反復的に行わせた。「KDシステム」には,学習者がある程度の長さの英文を聞き取ると,その解答の添削をサーバに要求し,その度にサーバ側に学習者ログ(実際に聞き取った英文)が残るような機能が付加されており,そのログを解析することにより,最終解答に至るプロセスと各問題解答に要した添削回数を把握することができる。「KDシステム」による演習は「英語文の音声を単語として識別する」作業と「英語文の音声を短期記憶する」作業を同時に行わせるワーキングメモリを駆使する作業であり,各学習者のワーキングメモリ容量は,その添削試行回数に反比例すると予想される。これに,問題文の単語数および最終的な正解率のデータを関係づけ,ワーキングメモリからリスニング成績を予測する方法を案出した。本研究の成果は,ログを多角的に解析することにより,学習者のワーキングメモリ使用の実態を明らかにし,効果的ディクテーション演習開発に寄与する点で意義がある。本年度は、以下の研究成果を異なる2つの学会にて発表し、また、その論稿は、そのうちの一つの学会の査読付き紀要に掲載された。Moodle上に載せたKDシステム(添削機能付きの反復ディクテーション演習WBT)のログには、添削ボタンを押す度に添削要求の回数(以下CT)と学習者が打ち込んだ英文が逐次記録される。本年度はまず、「ワーキングメモリ(以下WM)の効率性が向上すれば,英文を一度聞いて書き取る場合の長さ(ディクテーションスパン:DS)が伸びる」という仮説の検証を行った。具体的には、前期5回の授業における英語リスニングと反復ディクテーションの継続的活動の結果生じたログを統計的に解析し、CTとDSとの間には、-0.575(p<0.01)という負の相関がみられ、「CTが多ければ、DSが少ない」という、CTがDSの量を測る一つの指標と捉えられる可能性を示した。また別の調査において、厳しいコントロール下で1回のみの音声再生によって打ち込むことのできた英文の単語数(DS)とディクテーション点数から、リスニング点数を予測するべく重回帰分析にかけたところ、重相関係数(r)については.629(p<.01)となり,かつ決定係数(r2)が0.396となって,DSがリスニング力推定の大きな指標となり得ると主張した。さらに、ディクテーションの添削を行う際に、個人間の習性の差異が変数となって結果に影響を考える可能性を考慮し、大学の異なる3つの学習グループによる期間を隔てた2回のディクテーションとリスニング結果を比較し、グループの平均CT(添削総数/人数)がグループの平均リスニング力に影響を及ぼしていることも実証した。本年度もMoodle上に載せたKDシステム(添削機能付きの反復ディクテーション演習WBT)のログを様々な角度から調査・解析し、その結果を異なる2つの学会にて発表した。そのうちの一つは、学会の査読付き紀要に投稿し、研究論文として採択された。以下に、まず、採択された研究論文について述べ、さらに学会発表の内容について述べる。ワーキングメモリの効率性が向上すれば、情報の保持のためにそれをより効率的に用いることができ、ひとまとまりの英文を「一度だけ聞いて書き取る」場合の、書き取ることのできる英文の長さが伸びると考えられる。

本論文では、この「初回書き取り」を,ディクテーション・スパンと名付け,ワーキングメモリの効率性と深く関わるものと想定した。そして、日本人英語学習者のリスニング力,ディクテーション力およびディクテーション・スパンを調査し、ワーキングメモリを潜在変数として、それが、ディクテーション力、初回書き取り正解数、初回書き取り正解率という観測変数に対してどのような影響を与えているかを、測定方程式を用いて示した。その結果、ワーキングメモリは、3者の中で正解数に最も直接的で大きな影響を与えていることが分かった。そして、ディクテーション・スパンの効率性を向上させるディクテーション演習を継続的に行うことにより、リスニング力を向上させる可能性が十分にあるということを主張し、その具体的方法として、KDシステムによるディクテーション練習において各英文の初回は最後まで通して聴いて、単語を「出来るだけ多く正確に書き取る」努力を意識的に行わせるように学習者に指導することを提唱した。もう一つの研究発表では、学習者のログにおける聴き取り正解と不正解の単語に付加される特有の括弧形式のタグを用いて正解・不正解に分けたログ・データから、各単語の正答数、誤答数、無答数を抽出し、単語ごとの正解率を算出した。さらに、コーパス分析ソフトであるWordSmithのKeyness機能を利用した聴き取り困難語の同定方法も提案した。誤答率(無答も含む)の高い単語については、具体例を挙げると、haven'tやI'd、I'llなどの縮約形が多く、さらに、-ingを語尾に持つanythingやbeingも困難語に名を連ねた。
還元雰囲気下におけるBaO-Cr_2O_3-CO_2系融体の熱力学

ステンレス鋼精錬用高塩基性フラックスの開発の基礎研究として、Cr_2O_3を一主成分とするフラックスの可能性を調べた。BaO系フラックスは比較的Cr_2O_3の溶解度が高いことが知られているが、実際のフラックス処理で添加されるBaCO_3を含む系についての熱力学的知見が全くないため、CO_2を含むBaO系スラグについて検討を行った。1500°Cにおいて純粋なBaO、BaCO_3は融解しないが、BaO-CO_2二元系にすると液相が出現した。白金るつぼ中でBaCO_35gをCO_21気圧下1500°Cで保持したところ、完全に溶解し、X_<BaO>=0.613、X_<CO2>=0.387の組成となることが判明した。本条件下でCr_2O_3を徐々に加えたところX_<CrOx>=0.284で3BaO・Cr_2O_5の化合物で飽和するまでフラックスは均一液相として存在することが判明した。しかし、BaOが高塩基性であるため、CO_21気圧下では一部のクロムは6価として存在し、特に低クロム濃度(X_<CrOx>=0.07)では50%が6価であった。高クロム濃度(X_<CrOx>=0.284)では6価の割合は約5%であったことから、大きな液相範囲が得られたのは6価クロムの存在ではなくCO_2によるものとかんがえられる。また、CO_2分圧を下げるとフラックス中CO_2濃度も減少し、それにともない塩基度が増加し、フラックス中への白金の溶解度が大きく増加した。BaO系フラックス中の白金の溶解度は0.21mass%と非常に大きく、フラックスの精錬能の尺度となることも判明した。以上のことからBaCO_3-Cr_2O_3フラックスはステンレス精錬用高塩基性フラックスとして適用できる可能性が示された。
咬合接触状態の変化が歯の変形におよぼす影響

平成16年度において本測定システムが、口腔内での測定に十分な性能を有していることを示した。本年度は、実際に被験者13名について、被験歯として修復物の存在しない上顎第一小臼歯を選択し、咬頭嵌合位での咬みしめ時と咬合接触状態を変化させた時の歯の頬側面の変形量と咬合力の測定を行った。1.咬合力負荷に際しては,被験咬頭と下顎のオクルーザルテーブルの間にロードセルを介在させて歯の変形と咬合力との同時測定を行った.咬合力100Nあたりに換算して、左側第一小臼歯頬側咬頭負荷時は-173nm,舌側咬頭負荷時36nm,右側第一小臼歯頬側咬頭負荷時は-168、舌側咬頭負荷時31nmの変形量であった.頬側咬頭負荷時では短縮し、舌側咬頭では伸張する傾向にあった。2.同一被験歯を対象に咬頭嵌合位最大噛みしめを行い歯の変形量と被験側咬筋RMS筋電図との同時測定を行った.咬筋筋電図は被験側咬筋中央部より表面電極を筋線維の走行と平行に電極間距離を20mmに規定して導出した.被験歯噛みしめ時の最大変形量の中央値は、左側第一小臼歯は-7nm,右側第一小臼歯では-5nmの変形量であった.3.被験者のひとりにおいて、歯問にコンタクトゲージを介在させた時の歯の変形量の測定も行った。緑のコンタクトゲージ(50μm)で、一回目31nm、最大41nm、2回目14nm、最大23nmであった。黄色コンタクトゲージ(μm)介在時は、17nm、最大22nmであった。本研究において、実際に口腔内にて咬合状態が異なる条件下における歯の変形量を測定することが出来た。現時点では、咬合接触状態によって歯の変形量は様々であるが、さらに多くのデータを収集することで適切な数値を導くことが可能であり、歯に負担の少ないより適切な咬合調整やコンタクト調整の一助となりうることが期待できる。1.歯の変形と咬合力の同時測定を行うため、研究者本人が開発した微小変位計(磁気位相空間を用いた変位計測技術を応用した)と咬合力測定器、ミニコンピュータ、解析用パーソナルコンピュータからなるシステムを構築した。変位計はキャリブレーションの結果、標点間距離1mmに換算して表示することとすると左測定用は2.2nm,右測定用は2.3nmの分解能を達成した.データ処理は、変位計からの出力信号をサンプリング周波数102.4kHz,16bitで量子化しワークステーションに格納後,512ポイントごとにFFT位相検波処理を行い毎秒200個のデータを得た.同時測定を行った咬合力データについては102.4kHzで量子化後,歯の変形データと時間軸を一致させるために512ポイントごとのデータを代表値とした.2.変位計とひずみゲージを用いて抜去歯の頬側咬頭荷重負荷時の歯の変形測定を行うことで,評価実験を行った.ひずみゲージの出力はひずみ圧力用アンプを用いて増幅後,データレコーダにサンプリング周波数12kHzで記録した.ついで,ミニコンピュータで,変位計のデータと時間軸を一致させるために60個ごとのデータを選び、パーソナルコンピュータにて解析を行った.また,咬合力測定器を設置して負荷荷重との同時測定を行った.荷重量と変形量の相関係数は,変位計,ひずみゲージともに0.99で高い相関があった.荷重100Nあたり変位計で78nm,ひずみゲージで103nmの短縮が認められた.以上より、口腔内においては温度補償や大きさなどの問題も考慮する必要があるが、本システムは口腔内で使用できる性能を十分に達成した。今後、実際に口腔内にてデータ収集、解析を行う予定である。

緑のコンタクトゲージ(50μm)で、一回目31nm、最大41nm、2回目14nm、最大23nmであった。黄色コンタクトゲージ(μm)介在時は、17nm、最大22nmであった。本研究において、実際に口腔内にて咬合状態が異なる条件下における歯の変形量を測定することが出来た。現時点では、咬合接触状態によって歯の変形量は様々であるが、さらに多くのデータを収集することで適切な数値を導くことが可能であり、歯に負担の少ないより適切な咬合調整やコンタクト調整の一助となりうることが期待できる。
精子幹細胞の遺伝子改変によるノックアウト動物の作成

精子幹細胞は精子形成の源となる細胞である。我々は2003年にマウスの精子幹細胞の長期培養に成功し、これをGermline stem(GS)細胞と命名した。本研究の目的はラットGS細胞においてノックアウトラット個体を作製することである。我々はラットGS細胞におき相同組み替えの成功を確認した。しかしながら、この細胞からは顕微授精により遺伝子改変された子孫を得ることが出来なかった。一方で遺伝子トラップベクターを導入されたラットGS細胞からは子孫を得ることができた。我々の相同組み替えの成功は今後のGS細胞による遺伝子改変動物における重要な基盤となるものである。従来の生殖工学の中心はメスであり、1960年代からの卵子・初期胚の培養・操作技術の確立と共に、雌性生殖細胞の研究は発展した。特にマウスにおいてはES細胞が広く個体レベルでの遺伝子破壊に利用されている。しかしながら、生殖細胞になることができるES細胞はマウスのみであり、卵の数がすくなかったり、脆弱な動物ではこのES細胞を用いた従来法を適用するのは困難であることから、個体の遺伝子破壊はマウスにおいてのみ行われている。唯一別の方法として考案された核移植法による遺伝子破壊は相同組換えの効率と核移植自体の成功率が極めて低いことから、現在はほとんど行われるに至っておらず、多くの動物では個体の遺伝子操作が不可能である。この問題点を克服するために、我々はオスの精子幹細胞の持つ可能性に注目し、これまで研究を進めてきた。我々はこれまでにglialcell line-derived neurotrophic factor(GDNF), basicfibroblast growthfactor(bFGF)を用いることで、マウス精子幹細胞を試験管内で長期培養することに成功し、これをGermline Stem(GS)cellと名付けた。またこの細胞に遺伝子ノックアウト用のベクターを導入し、2006年にノックアウトマウスの作製に成功した。本研究においては、これまで遺伝子破壊の困難であった、3つの代表的な実験動物種(ハムスター、ウサギ、ミニブタ)のGS細胞株の樹立と、その遺伝子操作法の確立を目的とする。最終的には、その技術を発展させ、トランスジェニック・ノックアウト動物を作成する技術を確立する。今年度は精子幹細胞を利用した新しい遺伝子破壊法を報告した(Takehashi, et. al. Dev Biol. 2007).精巣から樹立したmultipotent germline stem cell (mGS)細胞において相同組み替えを誘導し、オクルジン遺伝子を破壊したmGS細胞を胚盤胞へとマイクロインジェクションし、生殖系列細胞へと分化を行った。生殖系列における遺伝子改変を行った個体同士を交配し、オクルジン遺伝子をホモ個体として欠損したマウスを作成したところ、胚盤胞由来のembryonicstem(ES)細胞を用いて作成したオクルジン欠損個体と同じ表現形(男性不妊、慢性胃炎、骨粗鬆症など)を示した。この方法はES細胞、核移植、GS細胞に引き続く4番目の遺伝子破壊個体作成方法であり、今後mGS細胞をさまざまな動物種で樹立した揚合に利用することが可能であることが期待される。このようにGS細胞、mGS細胞はともに遺伝子破壊に利用できることがわかったが、GS細胞は長期間の培養において非常に安定であるのに対し、mGS細胞は8番もしくは11番染色体トリソミーを起こすことを見いだした。また、mGS細胞はES細胞と同様にone alleleを破壊された細胞を高濃度のG418で培養することでdouble knockout細胞を作ることができることも明かになった。一方、GS細胞は同様な方法を適用しても細胞死がおこることから、GS細胞とES/mGS細胞は異なる遺伝子制御機構を持っていることが示唆された。平成20年度に我々はハムスターGS細胞の樹立に成功し、これを報告した。マウスの場合にはLeukemia inhibitory factor, Glial cell-derived neurotrophic factor, Epidermal growth factor, basicfibroblast growthfactorの存在下でembryonic fibroblastのfeeder細胞の上で培養することが精子幹細胞の確立に必要であった。ハムスターのGS細胞においてもこれらと同じ因子を添加することによりGS細胞を樹立することができた。ハムスターGS細胞にはレンチウイルスにより遺伝子導入を行ない、免疫不全であるヌードマウスの精巣にマイクロインジェクションを行なうことで、ハムスターGS細胞由来の精子形成を確認することができた。しかしながら、この操作によりできたround spermatidを用いて顕微授精を行なったところ、トランスジェニックハムスターを産出することはできなかった。本研究の目的はマウス以外の動物を用いて遺伝子ノックアウト動物を作製することである。我々はこれまでにglialcell line-derived neurotrophic factor (GDNF), basicfibroblast growthfactor (bFGF)を用いることで、マウス、ラット、ハムスターなどの実験動物由来の精子幹細胞を試験管内で増殖誘導することに成功したが、その問題点はこれらの細胞の増殖が非常に遅いことである。

マウスの精巣内にこれらの細胞を移植するとほぼ同等のスピードで増殖することから、GDNF, bFGF以外にも未だ未知の時刻複製因子が存在することが予想される。しかしながら、これらの外来性のサイトカインがなくても自己複製が誘導できる条件を見つけることができれば、容易に多種類の精子幹細胞の増殖を行うことができると期待される。本年度の研究で我々は培養されたマウス精子幹細胞に活性化型H-Rasを導入し、精子幹細胞の自己複製分裂を外来のサイトカインがない状態で試験管内で誘導することに成功した。RasV12遺伝子を導入された細胞は精原細胞の分化マーカーを保持し、精子型のゲノムインプリンティングを保持したまま4ケ月の間増殖し、正常な精原細胞の表現型を示す。H-RasV12を導入された精子幹細胞を精巣内に移植すると、セミナーマとともに、完全な精子形成を完成するすることができた。現在我々はこのH-RasV12の遺伝子導入を行い、ウサギおよびブタ精子幹細胞の培養を行っている。本研究の目的はマウス以外の動物を用いて遺伝子ノックアウト動物を作製することである。我々はこれまでにglialcell line-derived neurotrophic factor(GDNF),basicfibroblast growthfactor(bFGF)を用いることで、マウス、ラット、ハムスターなどの実験動物由来の精子幹細胞を試験管内で増殖誘導することに成功したが、その問題点はこれらの細胞の増殖が非常に遅いことである。本年度の研究で我々はラットオクルジン遺伝子の相同組み替えに成功した。遺伝子導入されたラット精子幹細胞をクローナルに増殖させて、polymerase chain reactionならびにサザンブロット法により相同組み替えの成功を確認した。しかしながら、この細胞は顕微授精により子孫を作製しようとしたが、遺伝子改変された子孫を得ることが出来なかった。一方で、遺伝子トラップベクターを導入されたラット精子幹細胞からは子孫を得ることができた。これらの結果から、現在のラット精子幹細胞の培養系はまだ完全なものではなく、今後、この細胞の自己複製を促進するようなサイトカインを同定する必要があることが明らかとなった。しかしながら、我々の相同組み替えの成功は今後の精子幹細胞を用いた遺伝子改変動物における重要な基盤となるものである。現在我々はラット精子幹細胞の培養系の改善に取り組みながら、並行してウサギおよびブタ精子幹細胞の培養を行っている。
重症心不全に伴う肺水腫に発現するアポトーシスとその意義-促進因子と抑制因子およびそれらの遺伝子の検討-

1、背景:アポトーシスは種々の疾患の病態と関連し、多彩な機能を有していることが予測される。肺動脈内皮細胞は、アポトーシスを誘導する液性因子{腫瘍壊死因子(TNF-α)、エンドトキシン(LPS)など}の標的細胞となる。従って、重症心不全に伴う血行動態型肺水腫の形成過程にも肺微小血管内皮細胞にアポトーシスが誘導され、重症心不全の予後に影響している可能性がある。2、目的:血行動態型肺水腫の形成過程で、肺微小血管内皮細胞にアポトーシスが発現するか否かを明らかにするとともに、その抑制因子、促進因子およびそれらの遺伝子の発現を検討することである。3、方法:定流量・自家血灌流家兎肺を作成し、左房圧を0、10または20mmHgで4時間灌流した。電顕、in situ nickend-labeling (TUNEL)、DNA電気泳動でアポトーシスの、免疫組織染色でBcl-2(アポトーシス抑制因子)の発現を検討した。湿・乾燥重量比で肺水腫の程度を比較した。4、結果:左房圧、肺水腫形成速度および肺水分量の増加とともに、TUNELが肺胞中隔の間葉系有核細胞に高率に発現し、Bcl-2が肺微小血管内皮細胞に高率に発現した。重篤な肺水腫例では、電顕で毛細血管内皮細胞の核クロマチン濃縮像を、DNA電気泳動で180bpのladder形成を認めた。5、総括:(1)急性血行動態型肺水腫の形成期に、血行力学的侵襲によって肺微小血管内皮細胞のアポトーシスが発現する。(2)肺微小血管内皮細胞のアポトーシスは、重症心不全に伴う肺水腫の予後または/および肺水腫回復後の肺胞毛細血管障壁の再構築に関与するかも知れない。(3)急性血行動態型肺水腫の形成期に発現するBcl-2は、肺微小血管内皮細胞傷害を防御している可能性がある。
ナノ制御されたミクロ表面構造インプラント

ミクロ制御として、表面構造が110μmの幅と0.51.5μmの深さを持つmicrogrooveを付与した培養基質上で骨性細胞を培養し、電子顕微鏡、共焦点レーザー顕微鏡による形態学的観察を行った結果、grooveに沿って細胞を伸展させ、さらには細胞が産生した石灰化基質の沈着もgrooveに沿って沈着させられ、幅が1、2μm上での細胞はridge上に強く接着していることが証明された。in vitroでの三次元的な骨組織構築を目的として、この細胞動態を利用して二重構造(台形groove:幅100μm+v字形microgroove:幅2μm)を有する基質(multi-groove)を作成し、in vitroにおける骨様組織の三次元的形態付与を実現させた。ナノ制御として、培養基質にプラズマ表面改質装置を用いた後にBMPあるいはfibronectin含有PBSを2時間留置した。その結果、蛍光抗体法を用いた方法によりBMPあるいはfibronectinが基質に固定されていることが確認され、Q-senseを用いた物理学的な方法により44.2ng/cm^2量のBMP、260.0ng/cm^2量が固定されていることが証明された。BMP固定培養基質上で、骨性細胞の培養実験を行い、有意に骨芽細胞の機能発現の指標となるALPの活性が上昇し、骨関連タンパクであるオステオカルシンのmRNAの発現も増加した。Fibronectin固定培養基質上での細胞接着に関しては、初期における接着細胞数が有意に多い結果となった。1、2、5、10μmの幅と深さを持つmicrogrooveを付与した培養基質上で骨性細胞を培養し、走査型電子顕微鏡によりgrooveに沿って細胞を伸展させ、さらには細胞が産生した石灰化基質の沈着もgrooveに沿って沈着させられることが示された。透過型電子顕微鏡により、幅が1あるいは2μm上での細胞はridge上に接着し、focal contactあるいはfocal adhesionの形式をとって強く接着していた。さらに、microgroove上での骨性細胞の機能発現に関して骨関連タンパクのmRNAを検索すると有意な差は見られなかったが、その発現が増加する傾向にあることを突き止めた。この細胞動態を利用して二重構造(断面に幅が100μmの台形をしたgroove内に幅2μmのmicrogrooveを付与)を有する基質(multi-groove)を作成し、in vitroでの三次元的な骨組織構築を目的として、同基質上で骨性細胞を培養した。microgrooveにより細胞の伸展方向と石灰化基質の沈着方向を制御し、台形のgrooveにより石灰化基質の三次元的形態の形成が認められた。生体内に材料を埋入すると非特異的な細胞が先ず接着し、異物の処理機転が働くが、骨組織に対する材料には最初に接着する細胞が骨原性細胞であることが望ましい。骨性細胞に分化誘導するタンパクであるBMPを材料表面に固定することにより非特異的な細胞を目的とする部に目的とする細胞を誘導することが可能となる。培養基質にプラズマ表面改質装置を用いた後にBMP含有PBSを2時間留置した。その結果、8ng/cm^2量のBMPが固定され、同培養基質上での骨性細胞の培養実験で、有意にALPの活性が上昇し、骨関連タンパクであるオステオカルシンのmRNAの発現も増加した。ミクロ制御表面構造として、110μmの幅と0.51.5μmの深さを持つmicrogrooveを付与した培養基質上で骨性細胞を培養し、走査型電子顕微鏡によりgrooveに沿って細胞を伸展させ、さらには細胞が産生した石灰化基質の沈着もgrooveに沿って沈着させられることが示された。透過型電子顕微鏡により、幅が1、2μm上での細胞はridge上に強く接着していた。一方、5、10μmの幅を有するmicrogroove上ではridge上のみならず、groove内にも接着していた。microgrooveにより細胞の伸展方向と石灰化基質の沈着方向を制御し、骨関連タンパクのmRNAレベルでの有効性が認められたとともに、台形のgrooveにより石灰化基質の三次元的形態の形成が可能となった。ナノ制御として、生体材料にng単位のタンパクを固定することにより細胞動態をコントロールすることを目的とした。生体内に材料を埋入すると非特異的な細胞が先ず接着し、異物の処理機転が働くが、骨組織に対する材料には最初に接着する細胞が骨原性細胞であることが望ましく、骨性細胞に分化誘導するタンパクであるBMPを材料表面に固定することにより非特異的な細胞を目的とする部に目的とする細胞へと誘導することが可能となる。

ミクロ制御として、表面構造が110μmの幅と0.51.5μmの深さを持つmicrogrooveを付与した培養基質上で骨性細胞を培養し、電子顕微鏡、共焦点レーザー顕微鏡による形態学的観察を行った結果、grooveに沿って細胞を伸展させ、さらには細胞が産生した石灰化基質の沈着もgrooveに沿って沈着させられ、幅が1、2μm上での細胞はridge上に強く接着していることが証明された。in vitroでの三次元的な骨組織構築を目的として、この細胞動態を利用して二重構造(台形groove:幅100μm+v字形microgroove:幅2μm)を有する基質(multi-groove)を作成し、in vitroにおける骨様組織の三次元的形態付与を実現させた。ナノ制御として、培養基質にプラズマ表面改質装置を用いた後にBMPあるいはfibronectin含有PBSを2時間留置した。その結果、蛍光抗体法を用いた方法によりBMPあるいはfibronectinが基質に固定されていることが確認され、Q-senseを用いた物理学的な方法により44.2ng/cm^2量のBMP、260.0ng/cm^2量が固定されていることが証明された。BMP固定培養基質上で、骨性細胞の培養実験を行い、有意に骨芽細胞の機能発現の指標となるALPの活性が上昇し、骨関連タンパクであるオステオカルシンのmRNAの発現も増加した。Fibronectin固定培養基質上での細胞接着に関しては、初期における接着細胞数が有意に多い結果となった。
大脳基底核・小脳から大脳皮質への情報伝達が担う運動制御機能の解明

外部環境に応じた最適な運動実行を行う際、大脳基底核(基底核)と小脳で計算された運動企画情報は、大脳皮質において1つに統合されると考えられているが、基底核・小脳はそれぞれどの皮質領域にどのような運動情報を出力しているのかは未だ不明である。基底核と小脳はどちらも運動視床核を介して大脳皮質へと出力する。そこで、カルシウムイメージング法を用いて基底核・小脳から投射を受ける運動視床核細胞の運動野内軸索の活動の取得を行う。基底核または小脳が強く関与すると考えられる2種類の課題実行時の各軸索活動を比較することで、基底核・小脳が大脳皮質へそれぞれ出力する運動企画情報を明らかにする。
歯髄・根尖歯周組織に生じた炎症の即時診断及び局所的な炎症制御・再生誘導療法の開発

本研究の最終目標は,歯髄・根尖歯周組織疾患の治療において炎症を即時に検出し積極的に制御した後に再生組織を誘導する次世代型治療法を確立することにある.平成30年度の研究実績は以下の通りである.【研究実績1:マイクロ内視鏡によるリアルタイム炎症検出機器の開発】炎症検出機能を有する口腔内カメラにイメージファイバ内視鏡のプローブ部分をレンズ経由で接続したプロトタイプを作成し,取得画像を画像処理ソフトで補正することで先鋭な画像を取得できることを明らかにした(Fujimoto et al., IEEE Trans Biomed Eng, 2018 accepted).また,湾曲根管モデルを用いた根尖部の視認性と解像度を作製した内視鏡と歯科用実体顕微鏡とで比較・検証し,湾曲根管における内視鏡の優位性を明らかにした(Yoshii et al., J Endod 2018).【研究実績2:MTI-IIによる炎症制御法の開発】MTI-IIを元に作成したペプチド(MPAID)が炎症応答下にある骨芽細胞の石灰化能を回復することを明らかにした(投稿準備中).平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終目標は,歯髄・根尖歯周組織疾患の治療において炎症を即時に検出し積極的に制御した後に再生組織を誘導する次世代型治療法を確立することにある.平成26年度の研究実績は以下の通りである.【研究実績1:マイクロ内視鏡によるリアルタイム炎症検出機器の開発】開発したシングルファイバ内視鏡のファイバ先端にグリンレンズを装着して焦点距離延長を図った.その結果,グリンレンズが無い場合と比較して焦点距離の延長が可能であることが示された.一方で,我々が共同研究を行っているフランス企業の口腔内カメラにイメージファイバを接続して根管内を観察したところ,解像度が低いながら根管内構造を観察することが可能であることが示された.【研究実績3:セメント・硬組織のハイブリッド再生組織誘導法の開発】試作したバイオガラスセメントNSY-222の物理学的特性および各種細胞への影響を検討した.その結果,硬化したセメント表層にハイドロキシアパタイトが形成されること,硬化セメントは各種細胞に為害性がないことが示された(J Biomed Mater Res B, 2015).本研究の最終目標は,歯髄・根尖歯周組織疾患の治療において炎症を即時に検出し積極的に制御した後に再生組織を誘導する次世代型治療法を確立することにある.平成27年度の研究実績は以下の通りである.【研究実績1:マイクロ内視鏡によるリアルタイム炎症検出機器の開発】フランス企業の口腔内カメラにマルチイメージファイバを接続して根管内を観察したところ,解像度が低いながら根管内構造を観察することが可能であることが示された.また,イメージファイバーと屈折率分布型(GRIN)レンズからなる外部照射型プローブと,イメージファイバー,屈折率分布型(GRIN)レンズ,及び光源用光ファイバーからなる内部照射型プローブの二種類を製作し画像取得を行ったところ,両内視鏡は良好な解像度を持つことが明らかとなった(投稿中).【研究実績3:セメント・硬組織のハイブリッド再生組織誘導法の開発】試作バイオガラスセメントNSY-222は,硬化したセメント表層にハイドロキシアパタイトが形成すること,硬化セメントは各種細胞に為害性がないことが示された(J Biomed Mater Res B, 2015).また,硬化途中のセメントも硬化当初は細胞増殖を抑制するが,硬化後は影響を与えないことを明らかにした.現在実施しているのは,(1).開発した2種類のマルチファイバ内視鏡(外部照射型及び内部照射型)の精度向上,(2).生体内タンパク質MTI-IIの各種細胞の炎症応答への影響,および(3).バイオガラスセメントの開発である.(1).イメージファイバーと屈折率分布型(GRIN)レンズからなる外部照射型プローブと,イメージファイバー,屈折率分布型(GRIN)レンズ,及び光源用光ファイバーからなる内部照射型プローブの二種類を製作し画像取得を行ったところ,両内視鏡は良好な解像度を持つことが明らかとなった(投稿中).(3).試作バイオガラスセメントNSY-222は,硬化したセメント表層にハイドロキシアパタイトが形成すること,硬化セメントは各種細胞に為害性がないことが示された(J Biomed Mater Res B, 2015).また,硬化途中のセメントも硬化当初は細胞増殖を抑制するが,硬化後は影響を与えないことを明らかにした.当初に予定していた進行度合はおおむね達成しているため,自己点検による評価としてはおおむね進展していると言える.本研究の最終目標は,歯髄・根尖歯周組織疾患の治療において炎症を即時に検出し積極的に制御した後に再生組織を誘導する次世代型治療法を確立することにある.平成28年度の研究実績は以下の通りである.【研究実績1:マイクロ内視鏡によるリアルタイム炎症検出機器の開発】画像処理ソフトによる補正によりマルチファイバ内視鏡取得画像の歪みが改善すること,試作した外部照射型プローブが良好な解像度を持つことが明らかとなった(IEEE Sensors Journal, 2016).また,湾曲根管モデルを用いた根尖部の視認性と解像度の検証から湾曲根管における内視鏡の優位性を明らかにした(学会発表及び投稿準備中).

【研究実績2:MTI-IIによる炎症制御法の開発】MTI-II及びMTI-IIを元に作成した抗炎症ペプチド(MPAID)が炎症応答下の骨芽細胞に及ぼす影響を検討したところ,MTI-II及びMPAIDが有意に石灰化能を回復することが示された(投稿準備中).また,Encapsulated Cell Therapyに用いるカプセルから分泌されるGDNFの象牙芽細胞様細胞(KN-3細胞)への影響をin vitroで検証したところ,カプセルから分泌されるGDNFがKN-3細胞の生存能を延長することを明らかにした(投稿準備中).【研究実績3:セメント・硬組織のハイブリッド再生組織誘導法の開発】バイオガラスセメントNSY-222の為害性と根管内封鎖性を検証したところ,NSY-222はin vitro,in vivoにおいて生体為害作用を示さず非常に高い封鎖性を有することが示された(日歯保存誌,2016,2017).また,バイオガラス配合ゼラチンスポンジは擬似体液及び細胞培養液中で表層にハイドロキシアパタイト結晶が析出することを明らかにした(学会発表及び投稿準備中).現在実施しているのは,(1).開発したマルチファイバ内視鏡の精度向上,(2).生体内タンパク質MTI-IIの各種細胞の炎症応答への影響,および(3).バイオガラスセメントとバイオガラス配合ゼラチンスポンジの開発である.(1).画像処理ソフトによる補正によりマルチファイバ内視鏡取得画像の歪みが改善すること,試作した外部照射型プローブが良好な解像度を持つことが明らかとなった(IEEE Sensors Journal, 2016).また,湾曲根管モデルを用いた根尖部の視認性と解像度の検証から湾曲根管における内視鏡の優位性を明らかにした(学会発表及び投稿準備中).(2). MTI-II及びMTI-IIを元に作成した抗炎症ペプチド(MPAID)が炎症応答下の骨芽細胞に及ぼす影響を検討したところ,MTI-II及びMPAIDが有意に石灰化能を回復することが示された(投稿準備中).また,Encapsulated Cell Therapyに用いるカプセルから分泌されるGDNFの象牙芽細胞様細胞(KN-3細胞)への影響をin vitroで検証したところ,カプセルから分泌されるGDNFがKN-3細胞の生存能を延長することを明らかにした(投稿準備中).(3).バイオガラスセメントNSY-222の為害性と根管内封鎖性を検証したところ,NSY-222はin vitro,in vivoにおいて生体為害作用を示さず非常に高い封鎖性を有することが示された(日歯保存誌,2016,2017).また,バイオガラス配合ゼラチンスポンジは擬似体液及び細胞培養液中で表層にハイドロキシアパタイト結晶が析出することを明らかにした(学会発表及び投稿準備中).当初に予定していた進行度合はおおむね達成しているため,自己点検による評価としてはおおむね進展していると言える.本研究の最終目標は,歯髄・根尖歯周組織疾患の治療において炎症を即時に検出し積極的に制御した後に再生組織を誘導する次世代型治療法を確立することにある.平成29年度の研究実績は以下の通りである.【研究実績1:マイクロ内視鏡によるリアルタイム炎症検出機器の開発】
IMPTを用いた「辛くない」頭頸部癌放射線治療法の開発

頭頸部癌の放射線治療は、副作用のために患者に我慢を強いる「辛い」治療となっている。近年発展したスポットスキャニングIMPT(強度変調陽子線治療、intensity-modulated proton therapy)を用いて線量を細かく制御することにより、腫瘍の線量を下げることなく、副作用の原因となる皮膚、唾液腺、舌、粘膜の正常臓器線量を全て大幅に低減させ、患者にとって「辛くない」頭頸部癌放射線治療法を確立することを目的とする。頭頸部領域の様々な癌で、皮膚炎、口渇、味覚障害、粘膜炎を低減させたスポットスキャニングIMPTが実施可能であることをシミュレーションにて示し、汎用性のある技術を開発する。