hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳シナプス解析からみた脳梗塞ラットの介入別の運動麻痺改善効果の検討

その結果、訓練実施群は非介入群よりも有意な麻痺改善を認め、さらに介入群の中でもCI療法単独よりもリーチ課題併用群は回復が良好であった。以上より、粗大運動は麻痺肢の不使用の防止により回復が見込めるが、巧緻運動は課題特異的に回復する可能性が示された。さらに、リーチ課題の難易度を変えて訓練を行ったところ、高難易度の課題実施群は低難易度の課題実施群よりも回復効果が高かった。現在、同モデルに対して関節運動覚などの求心性刺激を用いた運動介入を実施しており、運動種類やその難易度が麻痺改善に及ぼす効果を継続して検証する予定である。さらに、運動麻痺改善メカニズム解明に向け、リハビリ後のラット脳を採取し免疫染色法を用いて脳機能解析を行った。損傷後の神経細胞新生の評価のためにBrdUによる染色を行った結果、リーチ課題によるリハビリ実施群では非介入群に比べてBrdU陽性細胞数が多い印象であり、細胞新生が促進されている可能性が示された。今後NeuNとの二重染色により神経細胞新生の有無を評価していく。また、神経ネットワークの評価に向け、パッチクランプを用いたシナプス解析に関する予備実験を継続していく予定である。28年度実施した運動麻痺の運動評価およびリハビリテーションを、脳梗塞モデルラットに対して実施する。次年度は、運動介入の種類を検討し、前肢の麻痺(特に巧緻運動機能)に有効な治療手法の同定を目指す。さらに、発症から回復にかけての脳機能の変化を電気生理的手法や免疫染色などを用いて観察していく。消耗品は残存しているものを優先的に使用したため、物品費で残額が生じた。29年度は主にラット購入費、飼育費、および試薬・消耗品費に充てる予定である。また、研究成果発信のために充てる予定である。
賃借人による建物賃貸借の中途解約に関する日米の比較法的研究

当研究では、賃借人による賃貸借の中途解約が原則として認められない賃貸借法制のもとで、止むにやまれぬ事情で賃借人が中途明渡しを行わざるをえなくなった場合に、賃貸人と賃借人の利益をいかにして調整するのか、という点について、アメリカ法を素材とした検討を行った。賃貸借を制限物権的に構成するアメリカ法においては、賃貸借期間満了前の賃貸借の解約は、当事者の合意による新たな物権変動であると構成されており、この合意がない場合には、賃借人の占有の有無を問わず、従来の賃貸借が存続するとされる。これに対する修正理論としては、本来、賃貸借法制度の外部的な理論であった損害軽減義務の導入の可否が争われている。この点、当研究が注目したのは、「賃貸人の損害軽減義務」論の適用を否定する代表的法域であるニューヨーク州法でさえ、機能的に共通する規範を、個別の理論によって導いているという事実である。確かに、賃借人の中途明渡しに際して、賃貸人が再賃貸を試みず物件を遊休状態にしたまま従前の賃借人に賃料を請求し続ける選択をなしうるか、という命題の元では、両者の差異は端的である。しかし、賃料債権の保全に関心をもつ賃貸人が、かかる選択をすること自体稀であるし、「賃貸人の損害軽減義務」肯定法域でも特約による排除がなされていることが多い。ゆえに、同法理の主たる機能がかかる命題への規範の提供にあるかは疑わしい。むしろ、上記理論の実質上の主たる機能は、賃貸人が、賃借権の譲渡・転貸の承認(中途明渡し前)か再賃貸(中途明渡し後)のいずれかは試み、代替的賃借人から賃料を収取しながら、賃料債権の不足分の支払いを従前の賃借人に求めるという事案において、再賃貸の論拠と再賃貸に際して賃貸人に求められる注意義務の内容・程度に関する規範の提供にあるとみるべきである。研究期間(2年間)の前半である平成18年度は、アメリカ法における建物賃貸借の基礎理論の把握に主軸をおいた研究を行った。なお、アメリカの不動産賃貸借法制は、州法の管轄である。統一法典も整備されていないことから、具体的に、いずれかの法域を選択して研究を行う必要がある。この点、本年度は、ニューヨーク州法を中心とする研究を行った。本研究の想定事案である賃借人による建物賃貸借の中途解約について、アメリカ法では、原則として中途解約による賃貸借の終了を否定したうえで、賃貸人に損害軽減義務を用いた調整を行っている。すなわち、賃借人による中途解約を、賃貸人が任意に受け入れる理論として、「surrender」という概念を措定しており、surrenderが成立しない場合には、賃借人が賃貸物件を明渡したとしても、賃貸借は終了せず、賃借人の賃料支払義務も存続する。この場合、賃借人が賃貸借関係から離脱する手段としては、賃階権の譲渡類似の構成によることになる。そして、賃貸人には、その賃借権の譲渡に助力する、一種の信義則上の義務が課せられる。もっとも、近年では、住宅用不動産と商業用不動産とを区別して、かかる議論に修正を図る方向性も見られる。研究機関後半である平成19年度には、アメリカ法が、主として、損害軽減義務の概念によって、賃貸借の原則的な法理を、どのように修正しているのかを中心に研究を進める。なお、研究成果は、2年間の成果を合わせて1本の論文として公開する予定である。
神経細胞軸索誘導におけるGPIアンカー型Ephrinの特異的分解の分子機構と意義

神経系の正確な発生のためには、細胞間コミュニケーションが様々なレベルで厳密に制御される必要がある。一般に、蛋白質分子の発現及び機能は(1)転写・翻駅、(2)翻訳後修飾やクラスタリング、(3)蛋白質分解の三つの段階で制御されている。申請者は、神経細胞の軸素誘導において重要な役割を果たすephrin-A2が、その受容体(EphA受容体型チロシンキナーゼ)に結合すると、特異的な分解を受けること、及びこの分解が軸索の退縮に重要であることを見い出した(Science 289 : 1360(2000))。GPIアンカー型蛋白質であるephrin-A2が細胞内に情報を伝えるためには膜貫通型co-receptorの存在が予想されるが、今回、その候補となる分子を数種見いだした。また、ephrin-A2の分解活性化に必要な細胞内チロシンキナーゼとしてFynまたはAblであるとの知見を得た。興味深いことにFynの活性は、分解以前にephrin-A2の発現レベル調節に関与しているとの知見を得た。また、やはり神経発生、特に神経細胞の移動に必須とされる分子Reelinの分解経路についても解析し、3カ所の特異的分解部位が存在すること、分解産物のうちいくつかは、分解後も複合体を形成していること、この分解は血清中の何らかの分子によって阻害されることを見いだした。以上のことから、神経発生において、膜蛋白質及び細胞外蛋白質の分解が高度に制御されており、これを解析することで、蛋白質分解が関与されるとされる神経系の病態(アミロイド前駆蛋白質のプロセシングなど)や高次機能調節(接着分子を介した形態変化など)の理解にも重要な貢献をできると考えられるEphrin-A2はGPIアンカー型の膜表面分子であり、そのレセプター(EphAファミリー受容体型チロシンキナーゼ)を持つ神経細胞の軸索を強く反発する。Ephrin-A2のこの作用は神経ネットワーク構築において非常に重要であることが明らかとなってきているが、その分子メカニズムに関して一つの大きなパラドックスが存在する。すなわち、ephrin-A2とEphA受容体はともに膜蛋白質であり、両者の結合は非常に強固であるにも関わらず、どうして両者をもつ細胞同士が接着せず、速やかに反発するのであろうか?私はこのパラドックスを解くべく、EphA受容体とephrin-A2が結合したあと、これらの蛋白質にどういう変化が起きるかを調べた。その結果、EphA受容体が結合したephrin-A2は細胞膜近傍領域で特異的な蛋白分解を受け、細胞膜から遊離することを見出した。更に、この分解がメタロプロテアーゼによるものであり、中でも既に神経発生において重要な機能を持つことが知られていたKuzbanian/ADAM10という酵素によるものである可能性が高いことを見出した。Kuzbanian/ADAM10とephrin-A2は恒常的な複合体を形成しており、そこにEphA受容体が結合することでKuzbanian/ADAM10の酵素活性が活性化されることが強く示唆された。更に、EphA結合依存的な分解を受けない変異体を作製しその作用を調べたところ、この変異体をもつ細胞に出会った神経細胞軸索の反発は、顕著に阻害された。これらの結果から、EphA依存的なephrin-A2の分解は神経細胞の軸索誘導において重要であることが強く示唆された。以上のことから、神経発生において、膜蛋白質及び細胞外蛋白質の分解が高度に制御されており、これを解析することで、蛋白質分解が関与されるとされる神経系の病態(アミロイド前駆蛋白質のプロセシングなど)や高次機能調節(接着分子を介した形態変化など)の理解にも重要な貢献をできると考えられる
歯科用ジルコニアセラミックスの内部微小欠陥検出法の開発

ジルコニア修復物の信頼性向上には内部欠陥や異物の状態を明らかにし、破壊機構との関連を明らかにすることが必要である。本研究ではX線、赤外線および陽電子など複数のプローブを用いて、ジルコニア内部の種々のレベルの欠陥を検出する方法について検討した。透過X線撮像およびマイクロX線CTでサブミリや数十ミクロンの空隙が見られ、赤外顕微鏡により焼結前顆粒の粒界と思われる微細空隙などが観察された。さらに陽電子対消滅寿命測定により僅かに原子レベルの欠陥も観測された。それら空隙・欠陥はジルコニアの組成や焼結法による差は見られなかった。歯科用ジルコニア修復物は加圧焼結された緻密体を切削加工するものと、半焼結体等を加工後に常圧焼結するものの2種類が有り、それぞれ切削加工や焼結過程で表面や内部に欠陥が生じ、それが修復物破折の原因になることが懸念される。特に焼結体に内在する微小欠陥は検出が困難であり、ジルコニアに於ける内在欠陥の寸法、分布などは未知である。本研究ではジルコニア焼結体の内部欠陥の形状や分布を明らかにし、その信頼性向上に関する知見を得ることを目的としており、本年度は透過X線像による各種ジルコニア試料の内部欠陥の観察を試みた。対象試験片としては、市販歯科用ジルコニア製品でHIP焼結体を用いるものNanoZR(Panasonic)と半焼結体を用いるもの(Cercon(Degudent))を選択し、これらを通法に従って焼結・加工し、精密切断機で約500ミクロン程度に切断・研磨した円盤状標本を作製した。この試料を透過X線撮像装置にて光学顕微鏡で透過法によって観察を行い、内部欠陥の観察を試みた。加圧焼結した緻密体から加工成形するNanoZRには、透過X線でも欠陥が観察されなかったが、半焼結体を加工・常圧焼結を行うCerconでは数十100ミクロンを超える欠陥(気泡)が複数観察された。NanoZRの曲げ強度が他の製品に比較して高いことが、この焼結体の緻密さに関連があると示唆された。またジルコニア表面の水熱劣化についても製品間の相違を検討し、オートクレーブ中での加速劣化試験で、アルミナ添加型のジルコニアで有意に劣化が低く、焼結温度が高くなり結晶粒径が粗大化すると劣化が促進することが判明した。本年度は厚さ100ミクロン以下に薄切・研磨したジルコニア標本を作製し、光学顕微鏡による欠陥(気泡)の面内分布計測を試みた。対象試験片としては、市販歯科用ジルコニア製品でHIP焼結体を用いるものNanoZR(Panasonic)と半焼結体を用いるもの(Cercon(Degudent)を選択し、これらを通法に従って焼結・加工し、精密切断機で約300ミクロン程度に切断したのちに、研磨機により100ミクロン程度に研磨して標本を作製した。この試料を光学顕微鏡で透過法によって観察を行い、内部欠陥の観察を試みた。HIPによる完全焼結体を原料とするNanoZRには、欠陥が観察されなかったが、半焼結体を加工し、その後に常圧焼結を行うCerconでは一部に気泡のような部位が見受けられたため、試料数を増やして、再現性を確認する必要があると考えられた。またジルコニア焼結体の強度については、曲げ試験による評価をあわせて行っており、現在の所では、既往の報告にあるとおり、NanoZRの曲げ強度が他の製品に比較してやや高い価を示しており、強度と内在欠陥の関係について、さらに考察する必要があることが判明した。歯科用ジルコニアの強度・靭性には微細欠陥が大きく関与すると考えられ、加圧焼結(HIP)された緻密体を切削加工するものと、半焼結体等を加工後に常圧焼結するものがあり、焼結過程での表面や内部への欠陥の発生過程が異なるため、破折過程が異なる可能性がある。本年度は市販歯科用ジルコニア製品でHIP焼結体を用いるものと半焼結体を用いるものを通法に従って焼結・加工し、精密切断機で約500ミクロン程度に切断・研磨した円盤状標本を作製した。これを更に自動研磨盤で100ミクロン前後まで厚みを減らし、赤外顕微鏡およびX線マイクロCTにより微小欠陥の観察を行った。その結果、いずれの試料に於いても1020ミクロン程度の気泡が多数見られ、また原料顆粒の界面が観察されることから、顆粒界面にも微小間隙があることが推定された。前年度の透過X線観察で100ミクロンスケールの小数のマクロ欠陥を検出したが、より微小な気泡や間隙が観測できたことで、ジルコニアの機械的特性がこれら微小欠陥により強く影響されていることが示唆された。また赤外顕微鏡およびX線マイクロCTがジルコニアの微細構造観察手法として有用であることが示唆された。

歯科医用工学・再生歯学欠陥観察用ジルコニア試験片の内部欠陥観察手法について、光学顕微鏡及び透過X線イメージングの両手法の有効性を確認できた。X線マイクロCTによる内部欠陥観察については、極めて高エネルギーのX線源が必要であることが判明し、測定可能な施設が極めて限られるため、引き続き検討中である。欠陥観察用ジルコニア試験片の内部欠陥観察用試料作成の条件がある程度、確立できたことにより、今後の種々の欠陥評価が可能となった。X線マイクロCTによる内部欠陥観察については、極めて高エネルギーのX線源が必要であることが判明し、現在、それが可能な測定施設について策定中である。ジルコニア試験片の試料の種類、および試料数を増やして、内部欠陥の観察条件を確立すると共に、ジルコニアの作成条件と欠陥数・形態の関係を調査する。マイクロCT観察については分析可能条件をより詳細に検討する。ジルコニアの透過X線撮像について、複数の試料作成と撮影を予定していたが、装置使用の都合により次年度に計測する必要が生じたため、その試料作成に必要な経費を次年度使用額とした。平成26年度は当初の予定より多くの試料を作成するため、ジルコニア試験片原材料および加工用消耗品に使用する。ジルコニア切断・研磨用消耗品に使用する。
形状記憶合金の温度応答性向上技術の構築と3次元位置制御システムの試作

形状記憶合金(SMA)を用いたアクチュエータの温度応答性は,SMA素子の熱処理温度を高くまたは長時間の低温時効処理を施すこと,素子形状は細線よりも表面積の大きなリボン形状が有効である.通電OFF時間を導入した抵抗値制御による位置制御システムを提案し,制御特性に及ぼす制御距離,外部負荷等の影響を明らかにした.また,OFF時間を設けない新たな制御方法を提案し,10m以下の精度で位置保持が可能である.また,力学および伝熱モデルを構築し,制御システムの動作特性シミュレーション技術を確立した.これらの技術を基に,3次元位置制御システムを試作し,位置制御性や操作性等について検証した.形状記憶合金(SMA)を用いたアクチュエータの温度応答性は,SMA素子の熱処理温度を高くまたは長時間の低温時効処理を施すこと,素子形状は細線よりも表面積の大きなリボン形状が有効である.通電OFF時間を導入した抵抗値制御による位置制御システムを提案し,制御特性に及ぼす制御距離,外部負荷等の影響を明らかにした.また,OFF時間を設けない新たな制御方法を提案し,10m以下の精度で位置保持が可能である.また,力学および伝熱モデルを構築し,制御システムの動作特性シミュレーション技術を確立した.これらの技術を基に,3次元位置制御システムを試作し,位置制御性や操作性等について検証した.本研究は,「SMA素子の温度応答性向上技術」を構築し,「抵抗値制御によるSMAアクチュエータの3次元位置制御システムの基盤技術」を確立することを目標に,平成19年度は,形状記憶合金の温度応答性向上の観点から,変態温度ヒステリシスおよび変態・逆変態開始-終了温度差に及ぼす予ひずみおよび加工の影響について調べた.さらに,形状記憶合金の二方向性ひずみ発現に関与する予ひずみの影響および繰返し効果について調べた.また,抵抗値制御によるSMAアクチュエータの位置制御のための抵抗値-温度関係の基礎データを取得するとともにバイアスおよび拮抗形方式における位置制御特性に及ぼす制御距離,外部負荷の影響を調べた.得られた成果を以下に要約する.(1)Ti-Ni-Cu合金の変態温度ヒステリシスおよび変態,逆変態開始-終了温度差は予ひずみによって変化し,低加工率ほどヒステリシスおよび温度差が小さくなることなどを明らかにした.(2)Ti-Ni-Cu合金を対象に,予ひずみ付与後,ひずみ拘束の状態で加熱する方法により二方向性ひずみを発現させた,二方向性ひずみ量は予ひずみ量に依存すること,数十サイクルで二方向性ひずみ量は飽和することなどを明らかにした.(3)抵抗値制御によるSMAアクチュエータを作製し,バイアス方式(バイアススプリング,定荷重)および拮抗方式について制御速度,位置制御精度等の制御特性に及ぼす外部負荷,制御距離等の影響を明らかにした.本研究は,「SMA素子の温度応答性向上技術」を構築し,「抵抗値制御によるSMAアクチュエータの3次元位置制御システムの基盤技術」を確立することを目標に,平成20年度は,形状記憶合金の温度応答性および機械的特性向上の観点から,変態温度ヒステリシス,変態・逆変態開始-終了温度差および機械的特性に及ぼす時効の影響について調べた,さらに,形状記憶合金の二方向性ひずみ特性に及ぼす時効の影響についても調べた.また,抵抗値制御によるSMAアクチュエータの位置制御特性の向上のため,形状記憶合金の電気抵抗特性に及ぼす変態および時効の影響について調べた.さらに,抵抗値制御によるSMAアクチュエータを用い,その動特性および位置制御特性に及ぼす制御距離および電流値の影響について調べた.得られた成果を以下に要約する.(1)Ti-Ni-Cu合金の変態温度ヒステリシスは時効による影響は少ないが,変態,逆変態開始-終了温度差は時効により減少することを明らかにした(2)Ti-Ni-Cu合金の二方向性ひずみは時効時間の増加にともない減少することを明らかにした.また二方向ひずみは引張試験により導入される塑性ひずみ量に依存することを明らかにした.(3)Ti-Ni-Cu合金の電気抵抗値は,相変態した部分の体積分率によって決定することを明らかにした.また電気抵抗値は時効により金属中に拡散する酸素の影響を強く受けることを明らかにした.(4)抵抗値制御によるSMAアクチュエータは,制御距離および電流値の増加にともない動特性が向上することを明らかにした.また位置保持特性は,制御距離には影響を受けないが,電流値の増加に伴い低下することを明らかにした.本研究は,「SMA素子の温度応答性向上技術」を構築し,「抵抗値制御によるSMAアクチュエータの3次元位置制御システムの基盤技術」を確立することを目標に,平成21年度は,(1)抵抗値フィードバックによる制御方法の構築(2)温度応答性の向上が期待できるSMAリボン材を用いた1次元位置制御システムの作製および特性評価(3)3次元位置制御システムの試作および性能評価(4)SMAアクチュエータの設計に必要不可欠であるSMAの変形・変態挙動をシミュレート可能な構成式の開発を行った.得られた成果を以下に要約する.(1)前年度までに行った通電OFF時間およびブランキング時間を導入した制御方法を改良し,高精度で位置決め出来る抵抗値フィードバックによる制御方法を構築し,良好な位置精度を示すことを確認した.(2)メルトスパン法により作製したTi-Ni-Cuリボン材を用いた1次元位置制御システムの作製・特性評価を行い,前年度までのワイヤー材を用いたものに比べて加熱時および冷却時にそれぞれ10倍および3倍の制御速度を得ることが出来た.(3)パラレルリンク機構を用いた

3次元位置制御システムを試作し,良好な動作および制御結果を得ることが出来た.(4)SMAの通電に伴う発熱挙動と相変態に伴う吸熱・発熱挙動を表す伝熱モデルと,SMAの各相領域の応力-ひずみ関係を表す構成式を導入して,Ti-Ni-Cuリボン材を用いた1次元位置制御システムの動作のシミュレートを実施し,実際のTi-Ni-Cuリボン材を用いた1次元位置制御システムの動作の良好な再現性を得ることが出来た.
ポリオキソアニオンを用いた新しい酸化物担持ロジウム触媒の原子・分子 レベルデザイン

分子性酸化物と一酸化窒素との反応性を探り、新しい窒素酸化物分解触媒のデザインの基礎を築く為に、一連の分子性酸化物を合成し、そのNOとの反応を検討した。NOとの反応を検討した分子性酸化物は次の四種である:[TeMo_8O_<29>(OH_2)]^<4->、[{(η^3-C_4H_7)Rh}_2(V_4O_<12>)]^<2->、[{(η^4-C_8H_<14>)Rh}_2(V_4O_<12>)]^<2->、[V_4O_<12>]^<4->。これらの分子性酸化物の溶液にNOの気体を導入して反応を試みたところ、[{(η^3-C_4H_7)Rh}_2(V_4O_<12>)]^<2->、[{(η^4-C_8H_<14>)Rh}_2(V_4O_<12>)]^<2->、[V_4O_<12>]^<4->の三種については窒素-酸素結合を含んだ新たな化合物が得られる事が明らかになった。しかし[TeMo_8O_<29>(OH_2)]^<4->溶液については、相当量のNOの吸収が見られたものの、窒素-酸素結合を含んだ新たな化合物の生成を示唆する様なデータは得られなかった。NOの代わりに、正の電荷を持ったNO^+を用いても、やはり窒素-酸素結合を含んだ新たな化合物は得られなかった。[TeMo_8O_<29>(OH_2)]^<4->には配位不飽和なモリブデン原子が含まれているのだが、この原子のNOに対する反応性はそれ程高くないと言う事になる。また、分子性酸化物とNOとの反応を検討する過程で、有機金属基がV_4O_<12>環上を、恰もピボットするかの如く動く事、さらに有機金属の持つメチレン鎖がV_4O_<12>表面上の酸素原子とかなりの相互作用をしている事が明らかになった。
快と不快による行動決定の学習機構

[目的]大脳基底核線条体の中でも尾状核が、報酬・嫌悪刺激による行動決定にどのようにかかわっているかを明らかにする。眼球課題遂行中のサルにおいて、腹側、最腹側尾状核の神経活動の報酬情報や学習による変化を単一神経細胞レベルでより高い時間解像度で検証し、背側尾状核と比較した。[実験内容]眼球運動の方向により報酬の量が異なる行動課題における背側・腹側尾状核ニューロンの応答を2頭のカニクイザルで記録した。[結果]尾状核の中での部位すなわち背側、腹側、最腹側によって課題関連活動に差がみられた。背側では眼球運動のTarget呈示前の準備的な神経活動が報酬の方向によって異なるニューロンが多く見られた。それに対し、腹側・最腹側のニューロンは、サッケード後、実際報酬を期待または消費する場合に強い発火を示した。さらに、腹側尾状核を中心に、動物がエラーを起こした際に発火するもの、期待していなかった報酬が得られた場合に発火するもの(ドパミン細胞のpositive reward prediction error signalと相似)、課題を始めた際持続的に発火するものも認められた。これらはすべて、前頭葉内側面皮質で報告されてきた神経活動変化と共通しており、腹側線条体->前頭葉内側面皮質という解剖学的な投射と総合すると、この経路が、報酬情報による行動の変換の神経メカニズムである可能性があると考えられた。[意義重要性]背側尾状核においては、報酬や眼球運動に関する神経活動が十分調べられているが、腹側尾状核については霊長類に関しては情報が少なかった。今回の実験により、尾状核の中でも機能的な違いがあることが明らかになった。背側部は運動の計画、腹側尾状核は結果の評価を中心に行っていると考えられる。これまでの研究から尾状核は背、腹側、最腹側で大脳皮質や皮質下組織との解剖学的結合が異なることが知られていたが、今回の機能的なマッピングの結果はこれに一致していた。[目的]生体は食物などの報酬を得ようと近づき、逆に痛みや危険などの嫌悪刺激を回避するための行動をとる。報酬による行動学習の神経機構については、背側線条体におけるドパミンの作用を中心に多くの研究があり、強化学習理論と関連付けられた。一方、嫌悪情報処理による行動学習の神経機構についてはほとんどわかっていない。本研究では、側坐核を含む腹側線条体が報酬獲得行動のみならず、嫌悪刺激の回避行動の形成に関与するという仮説を検証する。[実験内容](1)動物(サル)の頭部固定装置装着手術と、行動課題の訓練を行った。行動課題の遂行、データの取り込みはTempo Net(ソフトウエア)により行った。単一細胞外記録を行うため、記録用チェンバーの設置手術、MR I撮影を行った。(2)特定の視覚刺激と報酬(ジュース)と嫌悪刺激(エアパフ)との対応を訓練した。視覚刺激からその価値を学習する経過をlicking(ジュースをなめる動作)およびblinking(エアパフ回避行動)を計測することによって計測することができた。(4)眼球運動課題も訓練し、報酬の大小による反応時間の変化を確認した。(5)背側さらに腹側線条体から眼球運動課題試行中の単一神経細胞外記録を開始した。[結果]腹側には背側ほど課題関連細胞の数は多くないが、報酬を期待する時期、報酬を受け取った時期それぞれに反応する細胞が認められた。発火頻度は報酬大>小だけでなく、小>大を示すものも認められた。また、報酬予測誤差を示唆する神経活動も認められた。以上のことから背側線条体は運動の計画、腹側線条体は結果の評価を中心に行っていると結論付けられた。今後、記録対象細胞数を増やしていく予定である。

今回の実験により、尾状核の中でも機能的な違いがあることが明らかになった。背側部は運動の計画、腹側尾状核は結果の評価を中心に行っていると考えられる。これまでの研究から尾状核は背、腹側、最腹側で大脳皮質や皮質下組織との解剖学的結合が異なることが知られていたが、今回の機能的なマッピングの結果はこれに一致していた。
特殊ペプチド創薬

本研究では、申請者が10年に渡り研究を推進してきたフレキシザイムを用いた遺伝暗号リプログラミングの基盤技術をさらに飛躍発展させ、mRNA鋳型依存的に天然物ライクな特殊ペプチドライブラリーを自在に合成する技術とその網羅的探索技術、RaPIDシステムを開発する。さらに、その創薬応用を展開する事で特殊ペプチドによるケミカルバイオテクノロジーの新時代を築く(1)両親媒性環状特殊ペプチドの合成技術開発については、ほぼ初年度の計画通り、翻訳開始のためのファルネシル酸含有アミノ酸の合成、およびその合成アミノ酸による翻訳の開始を検討した。合成したアミノ酸は、(1)αアミノ基にファルネシル酸誘導体を連結させたL-メチオニン、(2)αアミノ基にファルネシル酸誘導体を連結させたL-フェニルアラニン誘導体、(3)側鎖にファルネシル酸誘導体を連結させたL-システィン誘導体、(4)側鎖にファルネシル酸誘導体を連結させたD-システィン誘導体、の4種のアミノ酸を合成した。いずれも合成には成功したが、(1)と(2)のアミノ酸については水溶性が極めて悪く、フレキシザイムによるtRNAへのアシル化効率が10%程度と低いため、翻訳系に用いることを断念した。一方、αアミノ基を持つ(3)と(4)については溶解性の問題がなかったため、これらについてはフレキシザイムで開始tRNAへのチャージを行い、その結果50%の超える良好な収率でアシル化tRNAを得た。(3)と(4)のアミノ酸については、それぞれ翻訳の開始の効率を検討した結果、驚いたことに(4)の効率が(3)よりもはるかに高いというデータが出た。これは、おそらく側鎖がリボソームのペプチドexitトンネル側に位置することで側鎖とαアミノ基の立体的位置関係が逆転し、結果として(4)のD-アミノ酸の方がL-メチオニンに近似した3次元スペースを占めることによりリボソーム内で機能したと考えている。これはさらなる検証を必要とする仮説ではあるが、リボソームの立体構造認識の側面からは非常に興味深い結果であろう。いずれにせよ、この結果を受け(4)のアミノ酸の合成のスケールアップを行い、「(3)特殊ペプチドライブラリーの合成と網羅探索系の融合」に向けた準備を整えた。(4)生理活性特殊ペプチドの探索については、下記の標的に対し上記の特殊ペプチドライブラリーのセレクションを行い、良好な結果が得られた。下記のKdは、本研究補助金で購入したBiacoreT100で測定した。(1)EpCAMアンタゴニスト:Kd=110nMの結合力をもった3種の環状特殊ペプチドを獲得した。(2)E6アンタゴニスト:Kd=0.52nMの結合力をもった3種のNメチル化環状特殊ペプチドを獲得した。さらに、その創薬応用を展開する事で特殊ペプチドによるケミカルバイオテクノロジーの新時代を築く1両親媒性環状特殊ペプチドの合成技術開発本研究では、側鎖にファルネシル酸誘導体リンカーで修飾したD-システィンを用いて翻訳合成を達成できることが判明した一方で、そのテストペプチドを化学合成する際に収量が低い等の問題が生しることが判明した。また、それに代わる架橋基として、ビフェニル型化合物を合成したが、翻訳での導入効率が十分高くなく、ライブラリー構築には今のところ至っていない。ライブラリー構築に資するだけの化合物のデザインを継続している。2リボソームによる炭素・炭素結合形成技術開発によるポリケチド骨格含有特殊ペプチドの合成本研究は、これまで様々なトライをしてきたが、炭素上によりアニオンを産生しやすい官能基を導入するなど検討を加えたが、残念ながらあまり良好な結果が得られていない。上記二つの目標に関しては、ハイリスク・ハイリターン研究であるため、これまで大きな成果は生まれていない。一方で、下記の研究目標に関しては、期待通り、あるいはそれ以上の進展がみられている。3本研究は、昨年度に基盤技術として完成され、現在では大環状Nメチルペプチドライブラリー、弾頭側鎖をもつ大環状特殊ペプチドライブラリーの構築に成功し、in vitroディスプレイと組み合わせることに成功した。この技術は、RaPIDディスプレイと名付けられ、現在は研究室内でルーティン化された。4本研究において、昨年度は子宮頸癌に関わるE6APに対するNメチルペプチドの探索に成功、また脱アセチル化酵素であるSirt2に対しては弾頭側鎖をもつ大環状特殊ペプチドの探索に成功、さらに生物リズム制御を担う蛋白質因子BMAL1、癌の様々なプロセスに重要な役割を担っているキナーゼファミリーであるAKTに対する結合ペプチドの探索にも成功し、それらの活性評価を行った。(1)両親媒性環状特殊ペプチドの合成技術開発本研究では、申請書に記載した研究戦略を若干見直し、meta-あるいはpara-aminobenzoic acidが2連結した分子に2-chloroacetyl基で修飾したフェニルアラニンで翻訳を開始し、ペプチド鎖下流のシスティン側鎖と架橋する合成技術を開発した。平行して、aminoethylbenzoic acidで修飾したアミノ酸で翻訳を開始し、ペプチド鎖下流の5-hydroxy-tryptophaneと酸化的に架橋することでヘテロ環をもつペプチドを合成する技術を開発した。いずれも疎水性官能基で架橋した両親媒性特性をもちうる環状特殊ペプチドのライブラリー合成を達成した((3)に続く)。(2)リボソームによる炭素・炭素結合形成技術開発によるポリケチド骨格

含有特殊ペプチドの合成本研究は計画の中で最もハイリスク・ハイリターン型研究として位置づけられており、平成23年度も様々な方法を試行してきたが、まだ目標を達成できていない。平成24年度も研究の方法論を変え、継続する予定である。(3)上記特殊ペプチドライブラリーの合成と網羅探索系の融合上記(1)で達成されたライブラリー合成技術のうち後者については、平成22年度に完成させたRaPIDシステムに組み込もことに成功した。その技術を基盤として薬剤候補探索を行った((1)に続く)。(4)生理活性特殊ペプチドの探索上記(3)の技術を用い、平成23年度はPCNAと呼ばれるDNA複製に関与する蛋白質を標的として活性種探索を行い、特殊ペプチドの濃縮に成功した。平成24年度に渡ってその活性評価を継続していく。また、本計画内で、既に完成させている特殊ペプチドライブラリーを用いて、SIRT2、PfMATE、c-MET他4種を標的とした特殊ペプチドの探索をおこない、目的の活性種の同定に成功、既に前者2つについては蛋白質との複合体の共結晶構造解析にも成功した。本研究は、「特殊ペプチド創薬」を目指し、プラットフォーム技術RaPID (Random non-standard Peptide Integrated Discovery)システムの完成とその応用を示すことを目的としている。具体的には、1両親媒性環状特殊ペプチドの合成技術開発2リボソームによる炭素・炭素結合形成技術開発によるポリケチド骨格含有特殊ペプチドの合成3上記特殊ペプチドライブラリーの合成と網羅探索系の融合4生理活性特殊ペプチドの探索を掲げた。13はRaPIDシステムの完成にあたり、4はその応用にあたる。本研究では、2を除く、他の項目は全て達成した。特筆すべきは、1から発展的に研究を進めたPatD酵素を用いたセリン・スレオニン・システイン側鎖の修飾によるペプチド鎖へのヘテロ環導入に成功し、最近その成果を記した論文がChemistry and Biology誌に掲載されることになった。2については、当初からハイリスク・ハイリターンの計画としていたが、残念ながら計画したとおりの成果は上がっていない。しかし、2のリボソームの研究から発展した成果が出て、最近その成果を記した論文がNature Chemical Biology誌に掲載されることになった。さらに、平成25年度は、4の実績が多数上がり、Nature誌、PNAS誌、JACS誌、ACS Chemical Biology誌等に原著論文を発表した。また、平成24年度から総説の依頼も急増し、平成25年度だけでAnnual Review in Biochemistryをはじめとする研究誌に5報のReviewを書き、本研究の成果への注目度が高まっていることが伺える。(1)両親媒性環状特殊ペプチドの合成技術
スルー海域の海サマ社会における開発過程の国家間比較-経済・宗教・民族間関係の動態

本研究では、マレーシア・サバ州東岸およびインドネシア・スラウェシ島周辺の海サマ人社会に焦点をおき、経済活動の変化、宗教実践の変化、民族間関係の再編という三つの側面から捉えられたサマ人と開発との動態的関わりを、1970年代半ばから現在までの約30年の時間の幅で比較考察した。研究方法は定着調査と広域概査をあわせたフィールドワーク、ならびに史資料調査である。今年度は、インドネシア東部およびマレーシア半島部において研究打合せ、フィールド調査ならびに資料収集を実施した。インドネシアでは、スラウェシ島周辺に居住するサマ人の開発過程に関する調査をおこない、主に次のことを明らかにした。〔経済活動〕北スラウェシ州では、1990年代以降、外洋でのマグロ漁に従事するサマ人が急増した。その背景としては、1)日本等におけるマグロ需要が急増したこと、2)スハルト期の漁業開発政策の過程でマグロ漁業が振興されたこと、3)「国立海洋公園」政策により、サンゴ礁域が自然保護区とされたことの三つがあげられる。マグロ漁の広まりは、サマ人のあいだに富裕層を生み出した。他方、漁民が資本提供者や仲買業者に社会経済的従属する傾向が以前より強まっていることも確認された。〔宗教実践〕ゴロンタロ州では、1980年代末以降の「孤立民族」政策により陸地定住化プログラムが施行された。この過程でイスラーム施設の建設、イスラーム教員の派遣が進められ、サマ人の「イスラーム化」が進行した。〔民族間関係〕社会経済面においてスラウェシ系サマ人は、ブギス人(南スラウェシの主要民族)に対し従属的であることが多い。しかし北スラウェシ州やゴロンタロ州では、かれらのブギス人に対する従属性はもともと明白ではなく、1990年代以降の開発過程でそうした従属性はさらに希薄化した。マレーシアでは、スランゴル州等における海サマ人都市就労者を対象とする調査をおこない、都市就労者が1)ホワイト・カラー職従事者、2)工場労働者、3)都市行商の三つのカテゴリに分化していること、こうした分化は、学歴の高低、「新経済政策」期の開発プログラムの影響の有無、国籍の地位の違いによって生じていることを明らかにした。以上の調査結果の一部は、Nagatsu[2006]で公表したほか、マレーシア国民大学における国際セミナー(2007年3月)等で報告した。今年度は、インドネシアのバリ島およびマレーシアのサバ州西岸においてフィールド調査を実施した。インドネシアでは、主にカンゲアン島出身のサマ人のバリ島における経済活動と、かれらの宗教ネットワークについて調査した。〔経済活動〕バリ島におけるサマ人の経済活動は、(1)ハタ科の魚の仲買、(2)行商、(3)マグロ漁業、(4)観光みやげ販売の4つにわけられる。いずれの活動も1990年代半ば以降に広まった。(3)を例として挙げると、その従事者の増加は、80年代末に始まるバリ島のインフラストラクチュア整備を大枠の背景とする現象である。〔宗教ネットワーク〕バリ島におけるサマ人の経済活動の広まりは、イスラーム活動の拡大にも結びついている。カンゲアン島においてはイスラーム協会(PERSIS)がダクワ運動を率いている。ダクワ・ネットワークは1990年代から、広域に及ぶようになった。このダクワ運動を資金面で支えているのが上記(1)(4)の経済活動なのである。以上のように本調査では、カンゲアン諸島のサマ人の経済活動の変容、さらには宗教ネットワークの再編が、バリ島の観光開発を含むインドネシアのマクロな開発過程と密接に関係していることが明らかにされた。マレーシアでは、サバ州西岸のサマ人集落において「民族」意識の動態に関する調査を行い、(1)「先住民」意識の生成=「移民」の差異化、(2)移民イスラーム指導者の周辺化など、東岸と共通する変化がみられること、こうした変化が新経済政策ならびにイスラーム制度化政策を背景としていることを明らかにした。その他、下記の英文報告書や学会等において、昨年度までの調査結果の一部を公表した。11月23日に開催した国際会議には、別の資金によりマレーシアのカウンターパートを招聘し、調査成果について意見交換を行った。今年度は、マレーシアヌグリ・スンビラン州のサバ州出身のサマ人、およびインドネシアの東ジャワ州カンゲアン諸島、ゴロンタロ州それぞれのサマ人集落を対象に、開発過程と社会文化変容に関するフィールド調査を実施した。同時に、プロジェクトの最終年度であることをふまえ、調査実施国のカウンターパートに対し、これまでの研究成果を次のとおり報告した。(1)マレーシア国民大学:新経済政策およびそれ以降の開発過程におけるサマ人の生業変容、イスラーム化・マレー化、集団内部の社会的分化を中心に報告。(2)インドネシア科学院およびハサヌディン大学:スハルト期およびそれ以降の開発過程におけるサマ人の生業と移動ネットワークの変容と持続、サマ人のエスニシティの動態を中心に報告。調査成果の要点は、次のとおりである。インドネシアにおいては、スハルト体制下で強権的な開発政策が進められ、それはサマ人社会に大きな社会的、文化的変容をもたらした。その変容は、国家を基盤とする開発主義的な社会秩序の周縁世界への浸透を意味した。

しかし90年代末のスハルト政権崩壊後は、民間イスラーム団体(例:イスラーム協会PERSIS)などを軸とする、住民主導型の開発実践が進められるようにもなっていた。つまり、インドネシアの周縁世界では、民間主導のオルタナティヴな開発のあり方が模索されているわけである。他方、マレーシアでは、開発主義政策を率いてきたマハティール首相は退任したが、国家主導の開発主義体制そのものが大きく変化することはなかった。ここでは、サマ人を含む周縁世界の村落レベルにいたるまで、上からの開発主義が浸透し、それがミクロな社会秩序をも制約しているのである。なおインドネシアとは異なり、イスラームは国家により管理されており、それがオルタナティヴな開発を構想する可能性は、現時点ではきわめて低い。
19世紀英米作家のホームの感覚と太平洋表象についての研究

前年度に収集した宣教師関連の資料の検証とともに、平成30年度の研究は、1880年代から1920年代の太平洋作品の収集及び読解を中心におこなった。研究計画の通り、核となる作家にR. L.スティーヴンスンを据え、近接する領域を描いたジョゼフ・コンラッド、20世紀初頭に太平洋世界を旅したサマセット・モームに至るまでの作品群を、ホームの意識の観点から検証した。ここで浮上してきたのがルイス・ベックである。スティーヴンスンが逝去した年にデビューしたベックは、リアルな太平洋世界を描くことで一躍人気作家となり、コンラッドが羨望のまなざしを送るほどの商業的成功を収めた。オーストラリア国立図書館とニューサウスウェールズ州立図書館への訪問は、国内では入手しにくいベックの作品収集において大きな収穫があった一方で、彼の直筆の手紙からベックのホームの感覚を分析することができた。しかしながら、オーストラリアに生まれ、太平洋世界を放浪し、作家活動の拠点としてヨーロッパを選んだ後、晩年はシドニーに戻るという複雑な軌跡を考慮するとき、彼のホームの意識を地理的な要因と結びつけるのは単純すぎるように思われる。これについては次年度の研究でさらに検証する。他方、ベックの成功と急速な失速に、彼が描いた太平洋像と、当時の読者が抱いたものとの近接性と乖離の問題が浮上する。18世紀後半から蓄積された宣教師による太平洋世界の紹介、19世紀中盤以降において少年向け冒険小説の舞台となった太平洋像、さらにはスティーヴンスンによる南海物語などによって、ヨーロッパの人々にとって太平洋はもはや未知の領域ではなかったにもかかわらず、殺人や異人種間交渉といったグロテスクな描写が好評を得たことは注目に値する。これに関しては、当時の出版社による売り出し方も大きく関わってくると考えられ、次年度の研究の課題の一つとする。ベアトリス・グリムショウの検証についてはやや遅れてはいるものの、ルイス・ベックの著作の読解後、周辺作家との関係や彼を取り巻く状況を視野に入れて彼のホームの意識を検証できたことで、全体的な進捗状況は研究計画とおおむね合致する。グリムショウについては遅れがあるものの、当初の研究計画通り過去2年間の研究の総括をおこなう。平成29年度は19世紀の太平洋イメージを再定義するため、19世紀初頭から中盤にかけての宣教師の記録(おもにJohn WilliamsによるNarrative of Missionary Enterprises in the South Sea Islands (1837)とWilliam EllisのPolynesian Researches (1829-))の読解と関連資料の検証に充てた。なかでも後者はきわめて詳細で多岐にわたるポリネシア地域の観察記録を提供しており、それと比較すると19世紀末から20世紀初頭にかけてR. L.スティーヴンスンやジャック・ロンドンが残した旅行記は個人的記録というナイーブさが顕在化する。しかしながら、こうした作家の「個人性」は本研究において重要な要素の一つであるため、宣教師たちが残した先行記録は研究の指標として大きな意味がある。他方、宣教師のホームの感覚については、9月初旬のロンドン大学SOAS校への資料収集によって検証を進めた。当然のことながら、彼らのホームはイギリスである。しかし、ロンドン宣教師協会に残された当時の書簡を読み返してみると、現地文化に深く入り込み、そこで様々な慣習の違いを目の当たりにするときに、彼らの価値観やイギリス人性が揺さぶられる痕跡を発見できた。キリスト教の伝道者としての使命感が瓦解することはないものの、自らの存在意義を自問する姿は、19世紀末の太平洋を舞台にした小説でたびたび登場する宣教師像と重なり合うことが確認できる。また、ロンドン大学で収集した19世紀末の宣教師の資料にはスティーヴンスンなどの写真も多数含まれており、今後の研究において有益なものとなる。なお初年度の成果の一部は、平成29年10月の日本英文学会中部支部大会シンポジウムでのパネリストの一人として口頭発表をおこなった。平成29年度は宣教師関連の資料の読解、ロンドン大学における資料収集、および学会での成果発表と当初の計画通りに進んだ。

これに関しては、当時の出版社による売り出し方も大きく関わってくると考えられ、次年度の研究の課題の一つとする。ベアトリス・グリムショウの検証についてはやや遅れてはいるものの、ルイス・ベックの著作の読解後、周辺作家との関係や彼を取り巻く状況を視野に入れて彼のホームの意識を検証できたことで、全体的な進捗状況は研究計画とおおむね合致する。宣教師関連の研究を継続する一方で、19世紀初頭から中盤にかけての太平洋文学作品の読解に着手する。グリムショウについては遅れがあるものの、当初の研究計画通り過去2年間の研究の総括をおこなう。図書館相互貸借や電子テキストへのアクセスによって、書籍代が当初の予算よりもかなり低くなった。また、資料の整理補助や消耗品も発生しなかったため、残額が生じた。今年度の残額については、次年度の資料の整理補助と消耗品・物品に充当する。次年度には国内での学会発表の予定が複数あり、そのための旅費、また国際学会での発表も計画中で、その渡航費として次年度予算と合わせて使用する。
学際的アプローチによる相互利益に配慮したボランティア・ツーリズムに関する研究

本研究の目的は、ボランティア・ツーリズム(VT)において、いわゆる<ゲスト(訪問者)>と<ホスト(現地受け入れ組織や住民等)>の相互利益を涵養するモデルを構築することである。本目的を達成するためには、実際にVTが行われる現場とその実践について調査をおこない、データを収集する必要がある。そこで、初年度の主たる研究は、現地予備調査に向けた評価項目の策定(研究代表者及び研究分担者)、および年度末に実施される大学のVTを対象にした現地予備調査を実施し、ゲストおよびホストからデータを収集することであった(研究代表者)。実際の現地調査は、研究代表者が本務校で実施するインドネシア海外体験学習プログラム(2019年3月)において実施した。具体的な調査対象は、「観光村」として地域振興をはかる地方農村である。参加学生がフィールド調査をおこない、「観光村」関係者である住民に観光村推進に向けた課題や改善を提案するものである。この場では、大きく3つのアクターが登場する。第1に、<ホスト>として「観光村」関係者、第2に、<ゲスト1>として日本側のプログラム参加学生、第3に、もう一つの<ゲスト2>で、共同で調査・提案をおこなうインドネシア大学生である。この調査対象は、一般的にイメージされるボランティア活動とは異なるものの、ホストとゲストの構造が成立し、また提案という一種のサービスを住民に提供するという点で、VTの範疇にあるとみなす。調査内容の柱は、今回の訪問・活動の肯定的および否定的影響の有無とその判断に至る理由を収集するものである。方法としては、<ホスト>が質問票にある項目をインタビューによって書き留める形式、<ゲスト1>は質問票に直接記入させる、<ゲスト2>は、書き留める形式と直接記入の混合である。本予備調査は、年度末に実施したため、収集したデータの分析と知見は2年目前半の作業となる。以下の事態が発生したため、研究はおおむね順調に進展している、とする。研究対象となる「ゲスト」である海外体験学習プログラムに参加する学生、および「ホスト」となる同プログラムの受け入れ組織(住民)に対して、当初の予定どおり国内・現地予備調査を実施することができた。ただし、予定していた成果公表が遅延している。本研究課題の研究対象候補のひとつとしてインドネシアの廃棄物最終処分場付近の子どもが学ぶ「コミュニティ学習センター」がある。この研究対象候補地の予備調査として、同センターの政策的・社会的背景に関する共著論文を本年度内に投稿する予定であった。しかし、投稿予定であった研究代表者の本務校の研究紀要が、発行編集部局の都合により原稿の募集自体が延期されており、結果として年度内に投稿・発行が不可能となった。今後の研究の柱は以下の3点である。第1は、【現在までの進捗状況】で記載した末発表の論文を紀要の募集が始まり次第、投稿・発表する。第2は、前年度3月に実施した現地予備調査で収集した調査票(研究実績で記述した「観光村」調査)、および参加学生が現地で作成したリフレクションシート等の各種データを集計・分析する。その結果については、教育工学、ボランティア学、あるいはサービス・ラーニング関連の学会・研究会で発表する予定である。同時に、第3として、現地予備調査から得られた知見を反映・改善した31年度の現地ボランティア・プログラムの開発とその成果を測る現地調査計画と調査項目を策定する。現地調査は2020年3月に実施予定である。

研究対象となる「ゲスト」である海外体験学習プログラムに参加する学生、および「ホスト」となる同プログラムの受け入れ組織(住民)に対して、当初の予定どおり国内・現地予備調査を実施することができた。ただし、予定していた成果公表が遅延している。本研究課題の研究対象候補のひとつとしてインドネシアの廃棄物最終処分場付近の子どもが学ぶ「コミュニティ学習センター」がある。この研究対象候補地の予備調査として、同センターの政策的・社会的背景に関する共著論文を本年度内に投稿する予定であった。しかし、投稿予定であった研究代表者の本務校の研究紀要が、発行編集部局の都合により原稿の募集自体が延期されており、結果として年度内に投稿・発行が不可能となった。今後の研究の柱は以下の3点である。第1は、【現在までの進捗状況】で記載した末発表の論文を紀要の募集が始まり次第、投稿・発表する。第2は、前年度3月に実施した現地予備調査で収集した調査票(研究実績で記述した「観光村」調査)、および参加学生が現地で作成したリフレクションシート等の各種データを集計・分析する。その結果については、教育工学、ボランティア学、あるいはサービス・ラーニング関連の学会・研究会で発表する予定である。同時に、第3として、現地予備調査から得られた知見を反映・改善した31年度の現地ボランティア・プログラムの開発とその成果を測る現地調査計画と調査項目を策定する。現地調査は2020年3月に実施予定である。次年度においては、現地調査用の旅費に充当する計画である。
骨質の評価法の開発とチタン表面の改質

本研究は骨質の評価法の開発とチタン表面の改質を最終目的とするものである.インプラント周辺部の骨質評価のモデルとして,チタン上で培養した骨芽細胞について研究を行なった.チタン上で培養した骨芽細胞の株細胞であるMC3T3-E1細胞が,チタンと細胞の間に形成する組織を形態学的に観察するとともに,^3H-プロリンを用いて細胞外マトリックスの定量的解析を行った.また,分子生物学的にオステオカルシン,オステオネクチン,オステオポンチン,骨シアロプロテインやCbfa-1等の遺伝子や蛋白質の発現をRT-PCR法にて解析した.その結果,チタン上には骨性の細胞外マトリックスの形成が認められ経時的に石灰化すること,またRT-PCR法により前述の骨マーカーの発現が十分に確認されることが明らかになった。これらのモデル実験から,臨床領域においても,RT-PCR法及び組織培養を伴う^3H-プロリンを用いた細胞外マトリックスの定量的解析を利用することにより,インラプント適応患者の骨質をより簡易で的確に評価する骨質評価法に応用することが可能と思われる.また,より生体親和性を高めたチタン材料の開発を目指して,チタンの表面改質法を検討した.本研究からチタン表面を珪素処理することで,石灰化を促進すること,更に石灰化がチタンと細胞外マトリックスの結合に重要な役割を果たしていることが明らかになった.これらの結果から,チタンの生体親和性を高める有効な表面改質法として,珪素処理及び細胞外マトリックス結合法を開発した.本研究成果報告書では以上の研究成果を骨質評価法に関して第1章,第2章,またチタン表面の改質方法に関して,第3章,第4章,最後に表面処理後のインプラントの臨床応用に関して第5章,第6章の論文にまとめて詳細に報告する.本研究は骨質の評価法の開発とチタン表面の改質を最終目的とするものである.インプラント周辺部の骨質評価のモデルとして,チタン上で培養した骨芽細胞について研究を行なった.チタン上で培養した骨芽細胞の株細胞であるMC3T3-E1細胞が,チタンと細胞の間に形成する組織を形態学的に観察するとともに,^3H-プロリンを用いて細胞外マトリックスの定量的解析を行った.また,分子生物学的にオステオカルシン,オステオネクチン,オステオポンチン,骨シアロプロテインやCbfa-1等の遺伝子や蛋白質の発現をRT-PCR法にて解析した.その結果,チタン上には骨性の細胞外マトリックスの形成が認められ経時的に石灰化すること,またRT-PCR法により前述の骨マーカーの発現が十分に確認されることが明らかになった。これらのモデル実験から,臨床領域においても,RT-PCR法及び組織培養を伴う^3H-プロリンを用いた細胞外マトリックスの定量的解析を利用することにより,インラプント適応患者の骨質をより簡易で的確に評価する骨質評価法に応用することが可能と思われる.また,より生体親和性を高めたチタン材料の開発を目指して,チタンの表面改質法を検討した.本研究からチタン表面を珪素処理することで,石灰化を促進すること,更に石灰化がチタンと細胞外マトリックスの結合に重要な役割を果たしていることが明らかになった.これらの結果から,チタンの生体親和性を高める有効な表面改質法として,珪素処理及び細胞外マトリックス結合法を開発した.本研究成果報告書では以上の研究成果を骨質評価法に関して第1章,第2章,またチタン表面の改質方法に関して,第3章,第4章,最後に表面処理後のインプラントの臨床応用に関して第5章,第6章の論文にまとめて詳細に報告する.In vitroにおけるチタン表層の構造及び生化学的解析を行う為,チタンプレートをα-MEM培養液中にて3週間浸漬した.その結果チタン表層には経時的に石灰化物の析出が見られた.走査型電子顕微鏡(SEM)で観察すると,1週では約1μmのドーム状の石灰化物が散在していた.2週ではこのドーム状の石灰化物は約3μmと大きくなり,互いに癒合している像が観察された.3週では更に癒合が進み,約5μmを越えるものも観察された.X線微小分析装置でこの石灰化物を解析するとCa/Pはハイドロキシアパタイトに近似していた.チタン表層での骨芽細胞の動態を解析する為,3週間の石灰化の後MC3T3-E1細胞をプレートあたり10^5個の割合で播種し,通法通り細胞培養を行った.培養1,2週間後に細胞を剥離し,チタン・細胞間の構造をSEMにて観察すると,培養1週では繊維状の細胞外マトリックスが大量に認められた.免疫電顕によりこの細胞外マトリックスはタイプIコラーゲンである事が明らかになった.タイプIコラーゲンは互いに複雑に絡み合いネットワークを形成していた.培養2週では表層は石灰化していたが,形態学的に1週で見られたタイプIコラーゲンのネットワークに類似する構造が観察された.脱灰処理を行うと,この石灰化層の内部からタイプIコラーゲンが出現した.また,^3H-prolineを用いてタイプIコラーゲンを定量すると,経時的に増加する傾向にあった.これらのことからチタン表層に析出する石灰化物上に細胞産生のタイプIコラーゲンが結合し,やがては石灰化層に取り込まれ強固に結合することが分かった.また,オステオカルシン,オステオネクチン,オステオポンチン,骨シアロプロテインやCbfa-1といった骨形成因子のmRNA発現をRT-PCR法にて解析しそれらの発現を認めた.