hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ステレオ型イメージスキャナの開発と3次元物体のモデリングに関する研究

本研写では,従来よりも容易にかつ正確に3次元物体の形状・色情報を取得するため,ステレオ型イメージスキャナを開発し,これによる3次元形状復元方法および物体のモデリング方法についての検討を行なった.今年度は,まず,前年度試作したステレオ型イメージスキャナの改良を行なった.具体的には,電動スライダーとモーター制御ボードを新たに購入し,そして,前年度購入済の組込用小型カメラと小型蛍光灯を組み合わせて,よりコンパクトな装置とした.次に,新たな形状計測方法として,ステレオ法と相補的な特徴を持つ陰影情報からの形状復元方法について検討した.この方法では,まず,サンプル形状として様々な2次曲面を,またサンプル明度情報として光学モデルから求められた2次曲面上の明度分布を用意する.そして,これらのサンプルデータを固有空間に投影・保存する.次に,画像中の部分的な明度パターンを固有空間に投影し,空間内での線形補間によって形状を復元する.この方法によって,明度変化が傾らかでステレオ法では計測しにくい物体表面の形状を復元することが可能になる.しかし,実験では,形状復元は可能であったが,復元形状に誤差が含まれる場合が多いものであった.これは,固有空間中でサンプルデータの分布に偏りが生じていたためと考えられるので,今後は,この問題についての検討が必要である.また,本研究では.物体形状を凸包によってモデリングする方法についても検討した.これは,スキャナでは部分的にしか3次元形状が得られないので,それらを統合する必要があるためである.ここでは,表面の法線ベクトルの分布を用いる方法について検討し,部分形状の統合が可能であることを確認した.今後もこれらの研究結果を踏まえ,安価で扱い易いステレオ型イメージスキャナについて検討していく予定である.本研究では,従来よりも容易にかつ正確に3次元物体の形状情報や色情報を取得するため,ステレオ型イメージスキャナを開発し,これを用いた3次元形状復元方法および物体のモデリング方法について検討する.本研究の内容は,平成11・12年度に行われた奨励研究(A)「イメージスキャナを用いた書籍表面および3次元物体の形状復元」(課題番号11780276)をさらに発展させたものである.従来は,スキャナで撮影された画像中の明度情報から物体形状を復元する方法について検討してきたが,今回は,この方法に加えて,対象物体に対し相補的な効果を持つステレオ法を組み合わせ,より一般的な物体についての形状復元を行うことを目的としている.この目的に対し,本年度は,まず研究の中心部分であるステレオ型イメージスキャナの設計を行い,必要な部品・装置の購入及び試作を行った.この結果,イメージスキャナはCCDセンサを移動させながら画像を撮影する方式であるため,移動中のセンサの位置・方向にずれが生じると精度良く形状計測できないという問題が判明した.そこで,スキャナ内のCCDセンサの位置・方向のずれを画像を用いたキャリブレーションによって計測し,撮影した画像や形状計測結果を補正する手法について検討した.そして,実験によってその有効性を確認した.また,明度情報による形状復元方法についても検討し,従来は白い物体のみを対象としていたが,複数の光源を持つイメージスキャナを用いて白以外の場合についても形状を復元する方法を考案し,その内容について電子情報通信学会英文論文誌(D)(2001年12月)に発表した.来年度は,ステレオ法と明度による手法を組み合わせた形状復元方法の検討および効率的に物体形状を扱うためのモデリング手法について検討する予定である.本研写では,従来よりも容易にかつ正確に3次元物体の形状・色情報を取得するため,ステレオ型イメージスキャナを開発し,これによる3次元形状復元方法および物体のモデリング方法についての検討を行なった.今年度は,まず,前年度試作したステレオ型イメージスキャナの改良を行なった.具体的には,電動スライダーとモーター制御ボードを新たに購入し,そして,前年度購入済の組込用小型カメラと小型蛍光灯を組み合わせて,よりコンパクトな装置とした.次に,新たな形状計測方法として,ステレオ法と相補的な特徴を持つ陰影情報からの形状復元方法について検討した.この方法では,まず,サンプル形状として様々な2次曲面を,またサンプル明度情報として光学モデルから求められた2次曲面上の明度分布を用意する.そして,これらのサンプルデータを固有空間に投影・保存する.次に,画像中の部分的な明度パターンを固有空間に投影し,空間内での線形補間によって形状を復元する.この方法によって,明度変化が傾らかでステレオ法では計測しにくい物体表面の形状を復元することが可能になる.しかし,実験では,形状復元は可能であったが,復元形状に誤差が含まれる場合が多いものであった.これは,固有空間中でサンプルデータの分布に偏りが生じていたためと考えられるので,今後は,この問題についての検討が必要である.また,本研究では.物体形状を凸包によってモデリングする方法についても検討した.これは,スキャナでは部分的にしか3次元形状が得られないので,それらを統合する必要があるためである.ここでは,表面の法線ベクトルの分布を用いる方法について検討し,部分形状の統合が可能であることを確認した.今後もこれらの研究結果を踏まえ,安価で扱い易いステレオ型イメージスキャナについて検討していく予定である.
教育機会の階層格差に関する理論モデルの研究

研究計画にもとづき、日本における教育機会の不平等の趨勢を分析した。教育機会の不平等の大まかなトレンドとして、出身階級による中等教育機会の不平等が長期的に漸減していることが明らかになった。機会の不平等の減少は、中等教育への進学/非進学を比較する場合のオッズに対する出身階級の効果より、進学学科の選択に対する出身階級の効果の低下の方が顕著であることが明らかとなった。また高等教育の機会の不平等は単純な拡大・縮小といった変化をしていなかった。さらに教育機会の不平等を、マクロな社会環境との関係から吟味した。父職と父学歴が本人の教育機会に及ぼす影響は、本人が所属するコーホート・地域の中等教育進学率や産業化のレベルと相関関係をもつことが新たに発見された。中等教育進学率と産業化の度合いは、教育達成に対する父職の効果とは負の、父学歴の効果とは正の相関関係をもち、教育機会の不平等が複雑に変化する様子をとらえることに成功した。当初に計画していた分析はおおむね済ませることができた。未着手の課題がすこし残っているが、分析方法とデータの目途は立ち、研究計画はほぼ遂行し終えていると評価することができる。研究計画を変更する予定はない。すでに得られている知見は学会大会で報告しているが、それらの成果を個別の論文として発表すると同時に、博士論文としてまとめ上げることが今後の課題である。本課題の目的は教育機会の階層格差の生成と変化のメカニズムについて、理論的・経験的な研究をおこなうことである。研究全体のうち平成23年度には主として2つのサブテーマに取り組むことを計画していた。その第一が、高校生の学力と出身階層のデータを用いて、高校卒業後の予想学歴がどのように決定されるのかを明らかにすることであった。この研究ではとくに性別と出身階層、性別と在籍学校タイプとの相互作用(回帰式における交差項)に注目して、進路形成メカニズムにおける男女間の類似点と相違点を浮き彫りにすることをねらいとしていた。分析の結果、出身階層による進路の差異化については男女でほぼ同様の力学が働いているが、在籍学校タイプの効果は予定している進学先と複雑に結びつきながら、男女で異なる効果をもつことが示された。後者について、女性は男性以上に高卒後の選択肢が多様なことが、在籍学校タイプの複雑な効果を生み出している可能性を指摘した。第二のサブテーマは、教育機会の階層差が長期的にどのような変化をたどっているのかを明らかにすることであった。この課題に取り組むに際して、教育機会を中学卒業後の進路(時点T1)と高校卒業後の進路(時点T2)とに分けて分析するアプローチを採用した。これらのうちT1については、先行研究でも指摘されているように、上位階層の進学率が飽和することで上下階層間の進学率の格差が縮小するという傾向を見出すことができた。本研究ではT1で発生する進学先の質的差異を検討対象とし考慮に入れている点が先行研究と異なる。T2については格差が拡大もしくは縮小へと向かう単調な傾向は検出できなかった。第二のサブテーマに関連することとして先行研究の解読をとおして、今後、経験的な研究に渡すべき論点の再整理をおこなうことができた。こうした文献調査という点において、本年度は非常に大きな収穫があった。研究はおおむね計画通りに目的の達成に向かって進んでいる。研究遂行の過程で新たに見出された課題とデータ・方法上の要修正点とを当初計画に取りこむことで、研究がもつインプリケーションをより高めることにも成功している。基本的には研究計画に沿って研究をすすめていけば、課題の達成は果たされていると予想している。最終的な成果としては、一時点における教育機会不平等の発生を議論する部分よりも、その時間的な変化により多くの議論を費やす構成をとる論文(博士論文)が仕上がると予想している。博士論文の各章を構成する個別論点のうちとくに重要性が高いと考えられるものについては、学術誌と紀要を利用して単一の論文としても同時に発表することができれば、さらに理想的である。
企業間ネットワークにおけるミクロ－マクロの相互作用の定量的分析

本研究は、企業間ネットワークにおけるネットワーク全体の構造・機能・発生と個々の企業の性質・行動・能力の間にどのような相互作用が生じているかを明らかにすることを目的としている。そこで、平成24年度は下記のような調査・研究を行った。第一に、企業間提携によって形作られる企業ポイント交換ネットワークを対象として、ネットワーク内の企業の意思決定に影響を与える要因を明らかにする研究を行った。勝又・若林(2013)では、企業要因、産業要因、ネットワーク要因を組み込んで企業の提携行動を推定・予測するモデルを構築し、各要因が企業の提携行動に影響を与えていることを明らかにした。さらに、これら三つの要因が企業の提携行動にもたらす影響を比較し、各要因の重要性を明らかにする研究を行った。第二に、企業組織内での個人間のネットワークとパフォーマンスの関係についての研究を行った。若林・金坂(2012a,2012b,2012c)では、X社が運営するコールセンター・A事業所におけるパフォーマンス改善の事例を取り上げながら、職場における個人間のネットワークとパフォーマンスとの関係を明らかにした。企業間ではなく個人間のネットワークを対象としているものの、各要素のパフォーマンスや全体のパフォーマンスに対して、各要素間のネットワークが与える影響を時系列で明らかにできたという点で、本研究にとって有益な示唆を得ることができた。第三に、本研究を行うための手法である社会ネットワーク分析に関する手法研究を行った。安田・若林(2012)において、ネットワーク分析用ソフトウェアであるPajekを用いて、社会ネットワーク分析の概念・指標・分析手法を使ってどのように組織に関する分析を行うかについての研究を行った。上記の研究は、企業間ネットワークにおけるミクロ-マクロの相互作用について理論・モデルの構築を行う上で重要である。企業ポイント交換ネットワークを対象とした定量的研究を中心に順調に研究およびその発表が行えている。本年度は、従来から取り組んでいる企業ポイント交換ネットワークに関する研究に加えて、産業集積における企業間の関係、企業組織内における個人間のネットワークとパフォーマンス、社会ネットワーク分析に関する手法研究、についての幅広い研究成果を上げることができた。そこで、勝又・若林(2010)と勝又・若林(2011)では、企業間提携によって形作られる企業ポイント交換ネットワークを対象として、ネットワーク内の企業の意思決定に影響を与える要因を明らかにした。勝又・若林(2011)は、企業要因、産業要因、ネットワーク要因を組み込んで企業の提携行動を推定・予測するモデルを構築し、各要因が企業の提携行動に影響を与えていることを明らかにした。勝又・若林(2010)では、さらに踏み込んでこれらの要因が企業の提携行動を予測できる程度の比較を行った。これらの研究ではネットワークに影響を与える要因を個別に検討するのではなく、企業要因、産業要因、ネットワーク要因の3つに整理し、それぞれの要因のもたらす影響を定量的に比較している点が既存研究と異なる。そこで、平成23年度は下記のような調査・研究を行った。勝又・若林(2011)では、企業要因、産業要因、ネットワーク要因を組み込んで企業の提携行動を推定・予測するモデルを構築し、各要因が企業の提携行動に影響を与えていることを明らかにした。また、さらに踏み込んで、これら三つの要因が企業の提携行動にもたらす影響を比較し、各要因の重要性を明らかにする研究を行いディスカッション・ペーパーにまとめた(若林隆久・勝又壮太郎(2011)「戦略的提携ネットワークの形成要因:産業要因か、企業要因か、ネットワーク要因か?」(MMRC Discussion Paper Series 2011-MMRC-366),東京大学ものづくり経営研究センター、『組織科学』誌に投稿中)。第二に、ネットワークのダイナミクスを明らかにするために、進化経済学のフレームワークに基づいてシミュレーション研究を行った。まず、文献研究として、若林・岡本・氷熊(2011)では、Nalson and Winter(1982)による進化経済学のシミュレーション・モデルによる研究を解説し、その問題点を指摘した。さらに、その問題点について再検証したり、進化経済学のフレームワークやモデルに基づいて企業の生存能力について明らかにしたりするシミュレーション研究を行っている。

第二に、企業組織内での個人間のネットワークとパフォーマンスの関係についての研究を行った。若林・金坂(2012a,2012b,2012c)では、X社が運営するコールセンター・A事業所におけるパフォーマンス改善の事例を取り上げながら、職場における個人間のネットワークとパフォーマンスとの関係を明らかにした。企業間ではなく個人間のネットワークを対象としているものの、各要素のパフォーマンスや全体のパフォーマンスに対して、各要素間のネットワークが与える影響を時系列で明らかにできたという点で、本研究にとって有益な示唆を得ることができた。第三に、本研究を行うための手法である社会ネットワーク分析に関する手法研究を行った。安田・若林(2012)において、ネットワーク分析用ソフトウェアであるPajekを用いて、社会ネットワーク分析の概念・指標・分析手法を使ってどのように組織に関する分析を行うかについての研究を行った。上記の研究は、企業間ネットワークにおけるミクロ-マクロの相互作用について理論・モデルの構築を行う上で重要である。企業ポイント交換ネットワークを対象とした定量的研究を中心に順調に研究およびその発表が行えている。特に、進化経済学のフレームワークやモデルに関して習熟が進んでおり、ネットワークのダイナミクスに関するモデルの構築への足掛かりとなることが期待できる。また、まだ具体的な成果にはなっていないものの、アパレル産業・企業に関するヒアリングを中心とした定性的な調査を継続しており、今後の成果が期待できる状態にある。本年度は、従来から取り組んでいる企業ポイント交換ネットワークに関する研究に加えて、産業集積における企業間の関係、企業組織内における個人間のネットワークとパフォーマンス、社会ネットワーク分析に関する手法研究、についての幅広い研究成果を上げることができた。1.企業ポイント交換ネットワークを対象とした定量的な研究を継続し、ネットワークに影響をもたらす要因やメカニズムを具体化する。特に、消費者の動向との関連を明らかにすることが課題である。2.進化経済学のフレームワークに基づき、既存研究の再検証や企業の生存能力についてシミュレーション研究を行い、研究成果としてまとめる。3.これまでのアパレル産業・企業に対する定性的な調査から、企業間関係や進化経済学の視点から研究成果をまとめる。そして、これらの研究成果を統合して、企業間ネットワークにおけるミクロ-マクロリンクを説明するモデル・理論を構築する。
キャピラリー電気泳動による成人病の高性能遺伝子診断システムの開発

本研究では、PCRと既に開発したCE-LIFシステムの有機的結合によるがん、成人病、痴呆症の高性能遺伝子診断システムの開発および、キャピラリーアレイ電気泳動(CAE)とPCRを結合したシステムによる、多数の遺伝子の変異・多型を同時に検出できる超高性能遺伝子診断システムを開発した。1.PCR法を用いて、p53がん抑制遺伝子、アポリポ蛋白E遺伝子、アポリポ蛋白B遺伝子等の疾患原因遺伝子を増幅し、既に開発したCE-LIFシステムを用いて解析し、それぞれにおいて、正確、迅速に遺伝子診断を可能にする解析条件を確立した。以上の検討によりCE-LIFとPCRを結合し、CE-LIFの迅速さ、高感度さとPCRの簡便さを兼ね添えたがん、アルツハイマー型痴呆症、心臓病、精神分裂病の高性能遺伝子診断システムを開発した。2.キャピラリーを並列化してそれぞれのキャピラリーを泳動するDNAを同時に検出できるキャピラリーアレイ電気泳動(CAE)を開発し、成人病・痴呆症の異なる種類の原因遺伝子や様々な臓器から採取したがんの原因遺伝子の多型および変異を同時に検出するための最適条件を検討した。PCRとCAEを有機的に結合したシステムを用いた場合の、がん、成人病、痴呆症の遺伝子診断の速度・再現性・精度などについて検討し、CAEの超高速性とPCRの簡便さを兼ね添えたがん、成人病、痴呆症の超高速遺伝子診断システムを構築した。これらの成果は、疾患の遺伝子診断を高速化・高精度化する上で重要な貢献をなすものである。さらに今後は、以上の研究成果を基礎に、より高性能の遺伝子診断システムの開発をめざして、CAEのマイクロチップ化のために、シンクロトロン放射光を利用したプロセスにより、超小型化したCAEの試作品を作製しDNAの解析を行う予定である。本研究では、PCRと既に開発したCE-LIFシステムの有機的結合によるがん、成人病、痴呆症の高性能遺伝子診断システムの開発を行った。1.PCR法を用いて、p53がん抑制遺伝子、アポリポ蛋白E遺伝子を増幅した。その際に、蛍光ラベル化剤は、野生型と変異型で異なったものを用いた。2.増幅したDNAを、既に開発したCE-LIFシステムを用いて解析した。疾患原因遺伝子の変異および多型を検出するための最適条件、蛍光ラベル化による電気泳動の移動度への影響を調べた。その結果、それぞれにおいて、正確、迅速に遺伝子診断を可能にする解析条件を確立した。以上の検討によりCE-LIFとPCRを結合し、CE-LIFの迅速さ、高感度さとPCRの簡便さを兼ね添えたがん(p53がん抑制遺伝子)およびアルツハイマー型痴呆症(アポリポ蛋白E遺伝子)の高性能遺伝子診断システムを開発した。3.キャピラリーアレイ電気泳動(CAE)を開発するために、新たに、熱可逆性である数種の新規ゲルを開発した。このゲルは、室温では遺伝子診断を行い、ゲルの温度を上昇させるとキャピラリーから押し出し新たなゲルと交換できる。従って、この新規ゲルを用いれば、ゲル充填キャピラリーを大量に調整することなく、測定毎にゲルを交換するだけで、高精度な遺伝子診断を行うことができる。以上の研究成果を基礎に、さらに、今後は、システムを発展させて、多数の疾患関連遺伝子を同時に解析できるCAEシステムを開発し、PCRと組み合わせ多数の遺伝子の多型を同時に検出できる疾患の超高速遺伝子診断システムを確立するための検討を行う。

1.PCR法を用いて、p^<53>がん抑制遺伝子、アポリポ蛋白E遺伝子、アポリポ蛋白B遺伝子等の疾患原因遺伝子を増幅し、既に開発したCE-LIFシステムを用いて解析し、それぞれにおいて、正確、迅速に遺伝子診断を可能にする解析条件を確立した。以上の検討によりCE-LIFとPCRを結合し、CE-LIFの迅速さ、高感度さとPCRの簡便さを兼ね添えたがん、アルツハイマー型痴呆性、心臓病、精神分裂病の高性能遺伝子診断システムを開発した。2.キャピラリーを並列化してそれぞれのキャピラリーを泳動するDNAを同時に検出できるキャピラリーアレイ電気泳動(CAE)を開発し、成人病・痴呆症の異なる種類の原因遺伝子や様々な臓器から採取したがんの原因遺伝子の多型および変異を同時に検出するための最適条件を検討した。PCRとCAEを有機的に結合したシステムを用いた場合の、がん、成人病、痴呆症の遺伝子診断の速度・再現性・精度などについて検討し、CAEの超高速性とPCRの簡便さを兼ね添えたがん、成人病、痴呆症の超高速遺伝子診断システムを構築した。これらの成果は、疾患の遺伝子診断を高速化・高精度化する上で重要な貢献をなすものである。さらに今後は、以上の研究成果を基礎に、より高性能の遺伝子診断システムの開発をめざして、CAEのマイクロチップ化のために、シンクロトロン放射光を利用したプロセスにより、超小型化したCAEの試作品を作製しDNAの解析を行う予定である。
ヒト歯髄幹細胞と感染症への可能性のない魚コラーゲンを応用した歯髄再生療法の開発

本研究は、人獣共通感染症の可能性のない魚コラーゲンを足場材として用い、歯髄除去後の歯髄を再生する、真に細胞生物学的な歯髄治療法の可能性を多面的に解析し、新たな歯髄再生療法の開発を図ることを目的とする。再生医療を推進する上で基礎となる組織再生工学には、細胞、成長因子、足場の3項目が不可欠である。歯科保存学領域において特に歯内療法分野において今回、再生医療の原理・原則を導入した。確実で早期に歯髄欠損修復を進めることは歯の延命化が可能となり臨床上、極めて重要である。具体的な研究項目は、1ヒト歯髄幹細胞の特性の確認2魚コラーゲンを使った足場材の有効性・安全性の証明をin vitro、in vivoの系で検証する。予定であるSCIDラットが入手が難しくその代替実験を考える間、魚コラーゲンの大動物(イヌ)への応用の安全性と有効性を証明する実験を行った。平成29年度春季学術大会(第146回)にて魚コラーゲンを足場材とした犬における歯髄再生療法をポスターとして共同実験者として発表した。魚コラーゲンが足場材として哺乳類由来のコラーゲンの代替材料として有用であることを示唆した。しかし、SCIDラットは入手困難であり代替としたSCIDマウスでは歯髄再生には困難であった。平成30年度は歯髄組織由来歯髄幹細胞膜分取の研究に着手している。予定である歯髄再生実験にて使用予定であるSCIDラットの入手が難しく、代替としてSCIDマウスにて計画を練り直すこととした。しかし、SCIDマウスは歯髄再生の研究においては難しく研究計画を更に見直す必要が生じたため。SCIDラットによる歯髄再生実験の実施は難しいため、歯髄幹細胞膜分取法をより改善した歯髄組織由来膜分取法の開発を行うこととする。歯髄組織を酵素処理し3.5センチdishに播種し増殖後メンブレンを介し24ウェルで培養する。その後、継代していく。歯髄組織を酵素処理し3.5センチdishに播種することは煩雑であり将来的な歯髄幹細胞による再生療法のコストダウンのためにも歯髄組織由来膜分取法の開発を行うこととした。本研究は,人獣共通感染症の可能性のない魚コラーゲンを足場材として用い、歯髄除去後の歯髄を再生する、真に細胞生物学的な歯髄治療法の可能性を多面的に解析し、新たな歯髄再生療法の開発を図ることを目的とする。今後は計画書通りSCIDマウスにてこの魚コラーゲンと人の歯髄幹細胞を使用した実験を考慮していくこととする。当初計画ではSCIDラットにて歯髄再生実験予定であったがやはり入手が難しく代替としてSCIDマウスにて計画を練り直すこととした。SCIDマウスはT・B細胞がないことから、重度の免疫不全を呈し、したがってその異種細胞、組織の移植に対する拒絶が少なく、ヒトの正常造血細胞ですら移植可能であることが報告されている。

しかし、SCIDマウスは歯髄再生の研究においては難しく研究計画を更に見直す必要が生じたため。まずはSCIDラット同様、術式は、全身麻酔後、通法によって歯髄を除去する。解剖学的にマウスの歯の根尖部は歯周組織から幹細胞の侵入が容易となるように、径0.6mm程度の根尖孔を作製する必要がある。その後、通法によって根管拡大・形成の後、根管洗浄、抗菌薬の根管貼薬を施し、歯冠部は厳重に仮封する。次にヒト歯髄幹細胞を歯髄腔へ注入するための準備を開始する。凍結細胞はクリーンベンチ内で成長因子GCSFと共に魚コラーゲン溶液中へ混和する。混和物20μL程度はカニューレを使い気泡が入らないようマウスの前歯の歯髄腔へ注入する。最後にグラスアイオノマーセメントと接着性レジンで厳重に入口を封鎖する。ただし抜髄することは非常に難しいため背中への人工歯の移植など別のやり方を考慮中である。SCIDラットによる歯髄再生実験の実施は難しいため、歯髄幹細胞膜分取法をより改善した歯髄組織由来膜分取法の開発を行うこととする。歯髄組織を酵素処理し3.5センチdishに播種し増殖後メンブレンを介し24ウェルで培養する。その後、継代していく。歯髄組織を酵素処理し3.5センチdishに播種することは煩雑であり将来的な歯髄幹細胞による再生療法のコストダウンのためにも歯髄組織由来膜分取法の開発を行うこととした。経費削減に努めた結果残額が生じた。次年度の消耗品に使用する予定です。歯髄再生実験予定であるSCIDラットの入手が難しく、代替としたSCIDマウスは歯髄再生モデルとしては非常に小さく歯髄再生の実験が厳しいため大きく研究計画を練り直すこととなり、当初予定していた歯髄再生実験に使用するSCIDラットを購入しなかった。次年度使用に関しては、歯髄組織由来膜分取法の実験に使用するヒト血清、RT-PCRのプライマー、フローサイトメトリー法のマーカー、他消耗品の購入に充てる。遊走能をはかるTaxi-SCANも購入予定としている。
ハイテクスタートアップの「起業プロセス」に関する研究

日本の1地方工場からのスピンアウト企業群を調査した結果、製造プロセス特化型のスタートアップは勤務期間に「起業機会を発見」し即座に起業し、製品開発特化型のスタートアップは「起業機会の創造」を目指す傾向があった。前者に比べ後者はより多くの時間を要し起業の準備に時間が要することがわかった。共通点として母体企業勤務期問において、起業家は自ら進んで複数の職能習得を望む傾向が示された。このスピンアウト群ではプロセス特化型が1993年前後、研究開発特化型が2002年前後に集中していた。後者は前者に設計・加工・製造などを委託しており、それは後者の研究開発の基盤と位置付けられていた。それが後者の起業を側面支援していた。これら企業群は同じ企業文化で育ち、相互に母体企業を媒介とする信頼関係を構築している。それがスピンアウト企業群のネットワーク構築に寄与しており、ネットワークの外部からの受発注を獲得する強みなっていた。また、本研究より、一定数の企業群が同時期に相補的に起業した場合に「起業機会」を有効に活用する可能性が高まる可能性が示された。これについては今後のより詳細な分析により明らかにしていく必要がある。国内の研究は2種類の研究を実施した。1つめは、日本ソフトウェア系のスタートアップを対象とする継続研究で、前年度に国内で1200社に質問票を送付し98社から回収済みであったので、本年度はソフトウェア産業の成長率との起業数の相関分析、windows95の登場等明確なイノベーションと起業家の起業機会として認識との関係などを捕捉的なデータと組み合わせた上で詳細な分析を行った。2つめはアルプス電気の盛岡工場からのスピンオフ企業を調査するもので対象40社に対して、9月、11月、3月と17社の訪問調査を実施した。これに加えて、同社の盛岡工場以外のスピンオフ、創業せずに転職した者等3件を比較調査のためにインタビューを行った。その結果、スピンオフは起業時期によって大きく2グループに識別でき、第一期の創業者は高卒で生産担当者が多く加工、製造業系の企業が多く、第二期は大卒でR&D担当者が多く技術開発型の企業が多かった。共通点は両者ともにアルプス電気に在籍時に複数の職務に挑戦していた経験を持つことであった。第一期で製造・加工系の企業が集積したおり地域の環境が土地乗っていたこと。加えて、アルプスOBの起業家たちの大半が少なくとも生存していたことが、第二期の起業を促していたことが見出せた。国外研究に関しては、インド系を中心とする世界規模の起業家ネットワークTiE (The Indus Entrepreneurs)の協力を得てシリコンバレーの3社の訪問調査を実施した。また、9月には次年度の調査の前段としてインド工科大学(IIT)デリー校、ジュピー情報技術大学の研究者を訪問、現地の予備的な調査を実施した。そこから、デリーのソフトウェア系のスタートアップスの支援する業界団体の存在を確認し、調査の土台を築いた。国内の研究は3種類の研究を継続した。1つめは、日本ソフトウェア系のスタートアップを対象とする継続研究で、国内で1200社に質問票を送付し98社から回収済みであったので、本年度はソフトウェア産業の成長率との起業数の相関分析、windows95の登場等明確なイノベーションと起業家の起業機会として認識との関係などの詳細分析を行い、論文にまとめ日本ベンチャー学会に2月に投稿した。2つめはアルプス電気の盛岡工場からのスピンオフ企業を調査するもので対象40社のうち23社に対して訪問調査を実施し、研究成果は12月にBabson College Entrepreneurship Conference(BCERC)2011に発表の申し込みを行い受託され(論文としてFrontiers of Entrepreneurship Research2011に掲載される)、成果については海外学会から一定の評価を得ることができた。3つめは国外研究に関してであるが、レンセラー工科大学/米国、UCバークレー/米国、天津大学/中国、チャルマース工科大学/スウェーデンの研究者と連携をとり、まず前3者とは出発点としての大学生のアントレプレナーシップのレベルの差異に関するアンケート調査を企画・実施(これに加えて、九州大学と非常勤を務める西南学院大学で実施済)し、この程度の差を確認した後、起業機会発見のプロセス、影響を与える要因等を比較するデータを収集できた。

本研究では当初3種類の研究を計画したが、海外短期派遣の機会を得たため4種類の研究を実施した。第1の日本のソフトウェア系のスタートアップを対象とする継続研究では、ソフトウェア産業の成長率と起業数の相関、windows95などの技術イノベーションとの起業機会の相関等など定量分析を実施したが新たな事実の発見には至らなかった。第3の研究として、国内2大学、海外4大学での大学生向けの定量調査の実施、より多くのサンプルの回収を目指したが、最終的には九州大学(学部生、社会人大学院生)、西南学院大学(学部生)、天津大学(学部生、社会人大学院生)のデータが収集できたため、目下、解析を開始した。第4の研究として、平成23年の9月11月の3カ月間、アントレプレナーシップ教育の調査のためスウェーデンのチャルマース工科大学に赴任した。この間、教育の進展(修士1年と2年の差)及びそこから起業に至った3社のインタビュー調査を実施できた。同様の調査は同国において、IDEONサイエンスパークで名高いルンド大学でも試みIDEONに入居中の3社に対してもインタビューが実施できたため、今後、日本の事例とスウェーデンの事例の比較検討が可能となった。
精度保証付数値計算技法を用いたクラスタ解析の初期値依存性と不確実性の包括的取扱

本研究の目的は、精度保証付き数値計算とその周辺の技法をクラスタ解析に導入し、主に初期値依存性問題を解決することと、データの不確実性を包括的に扱うことである。初期値依存性問題について、精度保証付き数値計算における全解探索アルゴリズムはエントロピー正則化ファジィc-平均法(eFCM)に対して実時間で解を得ることができなかった。これはeFCMが多くの局所解を持つためである。一方で、Bezdek型ファジィc-平均法の最大化モデルからトレース最大化問題が自然に導かれることが明らかになった。データの不確実性については、欠損値を無限幅の区間で表して全解探索を援用するアルゴリズムを開発した。本研究の目的は、精度保証付き数値計算とその周辺の技法をクラスタ解析に導入し、主に初期値依存性問題を根本的に解決することと、データの不確実性を包括的に扱うことである。初期値依存性問題については、可能性クラスタリングにおけるマウンテンクラスタリング的アプローチが全データを初期クラスタ中心として更新式を反復すると幾つかのクラスタ中心に集約することを踏まえて、一つ目のクラスタ中心が得られた際に精度保証付き数値計算技法を用いて収束半径を保証する手法を開発したが、期待に比べて保証された収束半径が小さいために計算効率化には寄与する見込みが薄いことを明らかにした。その一方、もう一度原点に立ち返ってファジィc-平均法の目的関数を見直した。エントロピー正則化ファジィc-平均法において余弦類似度を基にした最大化問題が提案されているのに対して、標準的ファジィc-平均法において余弦類似度を基にした最大化問題が提案されていないことに着目し、標準的ファジィc-平均法の目的関数をクリスプc-平均法の正則化という観点から改訂して、得られた最大化問題のカーネル化したものに対して2つの条件を仮定すると固有値問題に帰着されることから初期値問題を解決できる見込みがあることを明らかにした。データの不確実性の包括的取扱いについては、線形計画法および二次計画法を用いた個体毎βスプレッドによる非ユークリッド関係性データクラスタリング、標準的ファジィc-平均法を正則化の観点から見直すことによって得られるべき乗正則化ファジィc-平均法と一般化標準的ファジィc-平均法、△不等式を基にした欠測関係性データの埋め込みによる共クラスタリング、カーネル解析に基づく関係性データの線形クラスタリングを開発した。初期値依存性問題については、単純なベクトルデータに対して厳密大域最適化アルゴリズムを開発することから始めた。標準的ファジィc-平均法に基づくアルゴリズムについては個体とクラスタ中心が一致した場合に特異な状況が発生し、これまでの近似計算では見過ごされてきた、厳密計算における問題点を明らかにした。エントロピー正則化ファジィ-平均法に基づくアルゴリズムについてはその定式化を完了して一応の実装を済ませたが、単純なデータに対してでさえも収束に至らなかった。これは擬似的な極値や鞍点が膨大に存在するためと予想しているが論拠ある考察までには至っていない。不確実性の包括的取扱いについては、膨大なクラスタリングアルゴリズムの中でその対象となる手法を限定していく過程で、エントロピー正則化関係性ファジィc-平均法が非ユークリッド関係性データにもそのまま適用可能であることと、関係性ファジィc-平均法とカーネルファジィc-平均法が実際には同一の手法であることを明らかにし、これらを論文にまとめた。また、異種関係性クラスタリング手法が同種関係性クラスタリングの枠組みで議論できることを明らかにするなど幾つかの成果を国際会議で発表した。これらの成果により、膨大なクラスタリングアルゴリズムを幾つかの枠組みに集約化することができ、不確実性を導入していく準備が整いつつある。さらに、単純なデータに対する標準的ファジィc-平均法による結果だけではあるが、区間演算を用いることによってクラスタ境界において帰属度がファジィであるために一概にクリスプ化できないことを明らかにした。最終年度ではまず、前年度までに得られた次の成果を査読つき論文において発表した:(1)球面データに対するBezdek型ファジィc-平均法の最大化モデルをカーネル化することによって、より一般的なデータに適用できるように拡張した。(2)(1)の成果をさらに推し進めて、初期値依存性を解決するためにトレース最大化問題に落とし込んで、その固有値ベクトルを初期値に用いる手法を提案した。(2)べき乗正則化に基づく可能性クラスタリングを提案し、提案手法に対してカーネル密度推定に基づく初期値の設定指針とカーネル幅決定手法を提案した。

実研究については、欠損値を無限幅の区間で表し、区間演算を用いた非線型方程式の全解探索アルゴリズムで用いられている区間分割手法を適用しつつ、小区間に対してクラスタリングする手法を開発した。しかしながら、まだ、極簡単で低次元問題に対してしか実験できておらず、本研究期間内に成果を発表するまでには至らなかった。これについては、今後、さらに実験を推し進めて学会にて発表する予定である。クラスタリング当初計画していた研究手法において、精度保証付き数値計算可能性クラスタリングについては開発を終えて実験を行っている状況だが効果は乏しい。その意味では進展しているとは言い難い。その一方で、本課題の一つである初期値依存性を解決するための別の手段を先の実験結果を精査する中で見い出した。これはエントロピー正則化ファジィc-平均法において余弦類似度を基にした最大化問題が提案されているのに対して、標準的ファジィc-平均法において余弦類似度を基にした最大化問題が提案されていないことに着目し、標準的ファジィc-平均法の目的関数をクリスプc-平均法の正則化という観点から改訂して、得られた最大化問題のカーネル化したものに対して2つの条件を仮定すると固有値問題に帰着されることから初期値問題を解決できる見込みがある。また、この研究手法はスペクトラルクラスタリングとの類似性が見られ、これまでクラスタリングに対する確率統計的アプローチやグラフ理論的アプローチが互いに密接な関係性が明らかにされているのに対してファジィ理論的アプローチだけが取り残されていた状況を打開するきっかけにもなると期待できる。その意味で総合的には概ね順調に進展していると言えるであろう。初期値依存性問題については当初、開発したアルゴリズムと従来法との実行時間比較までを計画していたが、標準的ファジィc-平均法に基づくアルゴリズムについては個体とクラスタ中心が一致した場合に特異な状況が発生し、これまでの近似計算では見過ごされてきた、厳密計算における問題点が明らかとなり、また、エントロピー正則化ファジィ-平均法に基づくアルゴリズムについてはその定式化を完了して一応の実装を済ませたが、単純なデータに対してでさえも収束に至らなかった。これは擬似的な極値や鞍点が膨大に存在するためと予想しているが論拠ある考察までには至っていない。この原因は、功を急いで、単純ではあるが初めから大規模データに取り組んだためであり、実行時間比較よりも前に収束可能なデータの規模を特定することの研究方針を追加せねばならない。一方で、研究開始当初はクラスタ結果を解釈するのが難しい緩和解を得るだけのスペクトラルクラスタリングについて、ファジィクラスタリングからの新しい解釈が可能であることが分かってきたため、これを推し進めることによって確立したアルゴリズムに精度保証付き数値計算技法を導入することによって初期値依存性問題を一挙に解決できる可能性がある。不確実性の包括的取扱いについては当初、分枝過程で区間データが分けられた小区間をマージするアルゴリズムを開発することを計画していたがそこまでに至っていない。しかしながら、当初は膨大なクラスタリングアルゴリズムを個別に研究していくこと計画していた一方で、その準備段階で幾つかの枠組みに集約化することができたため、長期計画的には概ね順調に進展していると判断する。
癌細胞上での革新的化学合成と非侵襲的イメージングの融合による癌転移の可視化と制御

報告者が開発した高速反応を用いて、温和な条件下で癌細胞表面を蛍光標識し、マウスに導入して、非侵襲的な分子イメージングで癌転移を可視化した。特に、細胞表層糖鎖遺伝子を操作した癌細胞について転移を検討し、糖鎖構造に起因する癌転移への影響を生きた動物レベルで検証した。一方、同様の高速反応を用いて、細胞表面に様々な糖鎖やPETイメージングのポジトロン放出核種を効率的に導入する手法を確立した。さらに、細胞表面の特定の分子を選択的に反応させる技術を確立し、生体内で標的の細胞に対して標識や糖鎖導入できる可能性を見出した。平成23年度では、報告者が開発した「高速6π-アザ電子環状反応」を用いて癌細胞を蛍光標識化し、ヌードマウス内での初期癌転移を非侵襲的に可視化することを試みた。特に、転移の鍵となる糖鎖遺伝子を欠損・回復させた癌転移を可視化して、糖鎖構造が癌転移に及ぼす効果を生きた動物レベルで実証することを目的とした。まず、既に確立した電子環状反応のプロトコルに従って、癌細胞に対して近赤外線領域に吸収を持つ蛍光色素(Hilyte Fluor 750)を導入した結果、癌細胞を殺傷することなく効率的に表面を蛍光標識することができた。そこで、癌細胞のアスパラギン結合型糖鎖(N-結合型糖鎖)が癌の転移に与える影響を蛍光イメージングにより検討した。始めに、ヒト胃癌株細胞MKN-45、およびN-acetylglucosaminyl transferase(GnT-V)を強制発現させたMKN-45糖鎖改変癌細胞について転移イメージングを実施した。GnT-Vを強制発現させることによって、癌細胞表層におけるマトリプターゼの耐性獲得やα5β1インテグリンのガレクチンを介した癌細胞の遊走と浸潤の亢進により、転移が促進されることが既に知られている。報告者の方法により標識した両者の癌細胞を、BALB/cヌードマウスの腹腔内に投与して蛍光イメージングを行った結果、MKN-45糖鎖改変癌細胞がより顕著な転移を示すことを明確に可視化することができた。一方、N-結合型糖鎖におけるコアフコースが欠如したヒト結腸癌株細胞HCT116、およびフコースの合成に必要なGDP-mannose-4,6-dehydratase(GMDS)を遺伝子導入してフコシル化を回復させたHCT116糖鎖改変癌細胞についてもイメージングを行った。HCT116糖鎖改変癌細胞では、NK細胞によるTRAILを介したアポトーシスにより転移が抑制されることが共同研究者の成果より既に分かっており、報告者はこの効果についてもイメージングにより可視化することができた。このように、糖鎖構造に起因する癌転移の促進や制御効果を生きた動物レベルで非侵襲的に検証することに成功した。平成25年度では、平成23ー24年度に確立したアザ電子環状反応による糖鎖導入法の一般性をさらに拡張するために、天然から誘導される微量の遊離糖鎖にも適応可能な方法を検討した。すなわち、ヒドラジン処理によって得られる様々な遊離糖鎖に対して独自のmodified PA法(ピリジルアミノ化法)によって、官能基化された各種糖鎖を得た。これら官能基化された各種糖鎖は、極微量であってもHPLCにより良好に単離、精製することができた。その後、アザ電子環状反応プローブと化学反応を用いて効率的に結合させることに成功した。そこで、各種の糖鎖プローブを様々なタンパク質へと反応させることにより、タンパク質表面に糖鎖クラスターを効率的かつ簡便に調製することができた。一方、生細胞と反応させることで、表層への糖鎖導入も実現した。アザ電子環状反応プローブとの化学反応からタンパク質や生細胞表面のアミノ基との反応においても、ナノグラムマイクログラムのサンプル量を用いてワンポット手順で効率的に進行した。すなわち、ヒドラジン処理からアザ電子環状反応に至る行程において、天然から得られる極微量の糖鎖構造でも十分タンパク質や細胞上に再構築できる成果である。次いで、このように調製した人工糖タンパク質に対して、同様に電子環状反応を用いて蛍光標識し、非侵襲的蛍光イメージングを実施した。その結果、生きている動物内の各種臓器への選択的な集積、腎臓や胆嚢を経た排出、さらには癌への集積を自由自在に操ることに成功した。報告者のアザ電子環状反応を活用する手法により、タンパク質の生体内動態を、その表面に構築した糖鎖クラスターにより顕著に制御できることを初めて見出した。報告者はこれまでに、本研究課題において鍵となる「癌細胞の蛍光標識」にも用いた、独自のアザ電子環状反応を鍵として、糖鎖を含めた低分子化合物の細胞表層への化学的導入(バイオコンジュゲーション)に成功している。しかし、導入効率と一般性、ならびに簡便性に必ずしも優れた方法とは言えなかった。

そこで、平成24年度では、目的とするアミノ基間での二度のアザ電子環状反応を経る新規な「低分子/細胞接着プローブ分子」を検討することによって、効率良く様々なペプチドや糖ペプチドを細胞上に修飾できる方法の実現を目指した。すなわち、Sondheimer diyneを用いる歪み解消二重クリック反応により、他の条件下では不可能だった共役エステルアルデヒドを効率的に二量化することができた。このようにして得られたプローブに対して、まず1つ目のアミノ基を持つビオチンや環状RGDペプチド、あるいはソマトスタチンや複雑な構造を持つN-結合型糖ペプチド分子を作用させたところ、プローブの濃度、および反応時間を制御することによって、1分子の分子のみ選択的にアルデヒドと反応させることができた。さらに続けて、タンパク質のモデルとして用いたヒト血清アルブミンと室温下、30分反応させることによって、5分子程度をタンパク質に効率的に導入することに成功した。さらに、細胞表面上のアミノ基と反応させることも可能であり、生細胞に対して37oCで5分程度反応させることにより、細胞に障害を与えることなく蛍光色素やN-結合型糖ペプチドを高効率的に導入することに成功した。新法の全ての段階で各反応が効率的に進行するため、歪み解消二重クリック反応から始めて、不安的な中間体を全く精製することなく、サンプルを加えるだけで効率かつ簡便にバイオコンジュゲーションを行うことが可能となった。平成26年度では、3年間の研究成果を基に、さらにタンパク質や細胞への糖鎖導入を精査したところ、様々な分子に展開可能なより汎用的な手法を実現した。すなわち、アザ電子環状反応を起こす基質である共役アルデヒドに対して、歪んだ8員環アセチレンを導入した。一方、平成25年度に実現した天然糖鎖誘導体にアジド基を導入した分子を調製した。これら共役アルデヒドと天然糖鎖誘導体を歪み解消のクリック反応により結合したのち、溶液をそのままタンパク質や細胞に対して作用させたところ、速やかに糖鎖を複合化させることに成功した。平成24年度に開発した二重電子環状反応を使用する方法よりも遥かに効率的であり、さらに極微量(マイクログラム程度)のサンプルにも十分対応できる。これまでに報告されている中で最も効率的な糖鎖複合化法であり、また、本法はPETポジトロン放出核種である68Ga-DOTAの標識にも展開できた。細胞のPETを行うための初めての効率的な標識法を開発することに成功した。一方、動物内の癌細胞への直接的な糖鎖導入や標識を試みるために、癌細胞に過剰発現するαVβ3インテグリンリガンドを利用した、電子環状反応による分子複合化反応を検討した。すなわち、まずリガンドとなる環状RGDyKペプチドに対してアセチレン部分を導入した後、歪み解消クリック反応により、共役アルデヒド部分へと結合させた。種々細胞を用いて電子環状反応を検討した結果、αVβ3インテグリンを過剰発現しないHep3B細胞では、細胞表面への分子導入が認められなかったのに対して、過剰発現するRAW264.7細胞では、その表面に対して効率的に分子を複合化することができた。動物内などの生体分子の夾雑物が存在する中でも糖鎖複合化や標識化を実現できる可能性を得た。26年度が最終年度であるため、記入しない。有機合成化学、グライコケミカルバイオロジー、天然物化学、分子イメージング26年度が最終年度であるため、記入しない。
歯胚移植医療の発展に向けた革新的歯胚分割技術の確立

本研究課題では、免疫学的および生物学的観点から現実的かつ有用な歯胚移植医療の適応拡大に向けて、移植歯胚の絶対数を増やすための革新的な歯胚分割技術を構築した。分割された歯胚は、生体内および口腔内で複数本の正常な成熟歯に発生することが明らかとなり、その分割メカニズムは、機械的外力による歯胚の形成領域の再領域化によるものと示唆された。さらに、口腔内にて発生したそれぞれの分割歯は、生理的な歯の移動が可能であると共に、中枢と連携した神経機能を有することが明らかとなった。本研究の推進により、器官原基の分割発生メカニズムの学問的知見の集積と共に、生物学的な歯科再生治療の実現可能性が示された。平成25年度の研究実施計画に従って進捗し、下記の研究成果を得た。1.歯胚分割技術の構築帽状期のマウス胎仔歯胚を用いて、機械的切断と結紮による歯胚分割方法を検討した。分割された2つの歯胚は、器官培養において正常な発生が生じること器官培養にて示された。また、これらの分割方法を歯胚の複数箇所に行うと複数個の歯胚が発生することが明らかとなった。歯胚発生時期の異なる歯胚に分割操作を加えた場合には、帽状期および鐘状期前期の歯胚では機械的切断および結紮による方法にて分割可能であったのに対し、鐘状期後期になると機械的切断では正常に発生しないことが判明した。歯胚結紮による分割歯胚の発生について細胞動態・増殖の観点からタイムラプスを用いて観察したところ、結紮面の上皮細胞が陥入することにより、2つの歯として発生していることが示唆された。以上の結果から、発生初期における歯胚の分割操作により、複数個の歯胚を発生させる技術を確立した。2.分割歯胚における歯形成能の検討研究項目1で達成した歯胚分割技術を用いて、分割操作を行った歯胚を腎臓皮膜下に移植することにより、天然歯と同等の組織構造を有する二つの分割歯の発生が認められた。生体内で発生した2つの分割歯は各々独立した歯根と歯周組織を有していることが判明した。さらに発生したそれぞれの分割歯は天然歯と比較して歯冠の大きさや咬頭数がほぼ半分になることから、歯胚誘導における活性化因子と抑制因子によって決定された歯胚の大きさが変化することなく、帽状期までの期間に歯胚領域が分断されれば、はじめの歯胚領域に従って分割歯の大きさが決定されることが示唆された。以上の結果から、分割技術を利用した分割歯胚は生体内で複数個の成熟歯となることが実証された。平成26年度の研究実施項目に従って進捗し、下記の研究成果を得た。1.歯胚分割技術の構築:平成25年度の研究成果にて達成済である。2.分割歯胚における歯形成能の検討:平成25年度の研究成果にて達成済である。3.歯胚分割における発生メカニズムの解析:研究項目1で達成された分割操作により発生する歯胚を用いて、歯の発生に重要な1stエナメルノットの形成や、咬頭形成に関わる2ndエナメルノットの形成、さらには歯冠幅・形態形成に関わる遺伝子発現をin situ hybridizationにより解析したところ、それぞれの分割歯胚は天然歯胚と同様の遺伝子発現を呈しており、歯胚発生に関わる正常な分子メカニズムが動いていることが示された。4.分割歯胚の口腔内発生の解析:マウス歯牙喪失モデルに分割歯胚を移植したところ、移植60日目にはエナメル質や象牙質、歯髄、歯周組織といった天然歯と同等の組織構造を有した2本の分割歯が萌出し、対合歯との咬合を確立することが明らかとなった。5.分割歯の生理機能の解析:顎骨内で発生・萌出した分割歯に対して矯正力を付与したところ、それぞれの分割歯にて、骨リモデリングを介した生理的な歯の移動が可能であることが組織学的解析により示された。また、分割歯の歯髄および歯根膜にはNeurofilament陽性の末梢神経が侵入しており、分割歯に侵害刺激を与えることにより、三叉神経脊髄路核の神経細胞において痛みの指標となるc-Fosタンパク質の発現が認められた。このことから、分割歯は天然歯と同等の歯根膜機能や中枢への刺激伝達を可能とする歯の生理的機能を有することが実証された。本研究課題は今年度が最終年度であるが、実施すべき研究実施項目は全て達成されている。再生医工学本研究課題では、新たな歯科再生医療としての分割歯胚移植治療の概念実証に向けて、今年度の研究成果により項目1)歯胚分割技術が確立できた。さらに、項目2)分割歯胚が正常に発生することを示すと共に、平成26年度計画の項目

4)口腔内における分割歯が正常な歯の組織構造を有して発生し、歯の大きさに関しても解析できたことから、本研究課題の年度計画以上に進捗したと判断される。平成25年度において、研究項目1)、2)、4)について目標達成できたことから、平成26年度は項目3)と5)について重点的に研究を推進する。項目3)において、歯胚分割においてその発生メカニズムを解析すると共に、歯の大きさの制御機構についても解析を進めたいと考えている。さらに項目5)において、口腔内に萌出した分割歯に対して、実験的矯正や分割歯への神経侵入や中枢への侵害刺激の伝達能を解析することにより、歯の生理機能について詳細に解析する。これらの研究の推進により、分割歯胚移植治療の実現可能性を実証する。