hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有限要素解析と画像解析を併用したＴ形ＲＣはりのせん断耐荷機構の解明と設計の高度化

本研究では、せん断耐力予測式が確立されていないT形断面を有する鉄筋コンクリートはり(T形RCはり)に対して、3次元非線形有限要素解析による数値解析的検討と構造実験による実験的検討によって、T形RCはり特有のせん断耐荷機構を明らかにするとともに、T形断面特有の様々なパラメータがせん断破壊挙動へ及ぼす影響度を適切に反映させた実用的なせん断耐力推定式を提案し、喫緊の課題である建設コスト縮減と効率的かつ効果的な維持管理計画の実現に貢献することを目指してきた。平成30年度は、実験的検討として、過年度に実施した載荷実験結果を統合して再整理することで、圧縮フランジ幅や厚さ、せん断スパン比、せん断補強鉄筋比がT形RCはりのせん断破壊挙動に及ぼす影響を再検討した。また、解析的検討として、3次元非線形有限要素解析による載荷実験の再現解析とパラメトリック解析を行い、T形RCはりのせん断耐力や応力分布等を確認した。実験および解析的検討の結果から、圧縮フランジ幅や厚さが大きいほどせん断耐力が大きくなること、せん断補強鉄筋を有するT形RCはりでは、圧縮フランジによって斜めひび割れの進展が抑制され、圧縮フランジが分担するせん断耐力を期待できることを示した。また、せん断補強鉄筋が分担するせん断耐力には圧縮フランジの影響が少ないことを明らかにした。さらに、圧縮フランジの張出し部のコンクリート分担分を考慮したT形RCはりのせん断耐力の推定式を提案し、既往の実験データとの比較結果を示した。本研究は、せん断耐力予測式が未だ確立されていないT形断面を有する鉄筋コンクリートはり(T形RCはり)に対して、3次元非線形有限要素解析と画像解析を併用して3次元空間における損傷程度・損傷領域の変化を定量的に評価し、T形RCはり特有のせん断耐荷機構を明らかにするとによって、T形断面特有の様々なパラメータがせん断破壊挙動へ及ぼす影響度を適切に反映させた実用的なせん断耐力予測式を提案し、喫緊の課題である建設コスト縮減と効率的かつ効果的な維持管理計画の実現に貢献することを目指している。平成28年度は、T形RCはりのせん断破壊の特徴を確認することを目的に実験的検証を重点的に行った。当初計画していたせん断補強筋の影響に加え、平成29年度に実施予定としていたせん断スパン比の影響についても先行して検討した。その結果、フランジ幅を無視したせん断耐力の計算値はT形RCはりのせん断耐力を過小評価し、せん断スパン比が小さいほど圧縮フランジの存在によるせん断耐力の増加が大きくなることを確認した。また、せん断スパン比によってウェブと圧縮フランジの斜めひび割れの連続性が異なることを明らかにした。さらに、支点直上の引張鉄筋のひずみを用いてビーム機構とアーチ機構の負担するせん断抵抗を検討した結果、T形RCはりでは最大荷重時にアーチ機構が負担するせん断抵抗が矩形はりと比較して大きくなること、せん断補強鉄筋の配置間隔が広いほどビーム機構によるせん断抵抗が失われやすくなることを示した。本研究では、3次元非線形有限要素解析による数値解析的検証と、画像解析を併用した構造実験による実験的検証の2本の柱を並行して実施し、これらを相互にフィードバックしながらT形RCはりのせん断耐力に寄与する多くの影響要因について、相対的かつ効率的に整理・分析する研究計画としている。平成28年度は、数値解析的検証として、T形断面特有のパラメータ(フランジ幅や厚さ等)や鉄筋量、せん断スパン比、支持条件等を任意に設定したパラメトリック解析を行う予定であったが、解析結果の確からしさを担保するために、既往文献調査をふまえて特に支配的となる可能性の高い実験パラメータを決定し、平成29年度以降に計画していた供試体も含めた実験的検証を重点的に行うこととした。このため、数値解析的検証に関する成果が当初計画より若干遅れてはいるものの、これについては平成29年度中に重点的に実施することによって対応する。また、研究成果の一部は既に論文として取りまとめて投稿中であるなど、研究全体としては、十分に成果が上がっており、おおむね順調に進展していると判断している。本研究は、せん断耐力予測式が確立されていないT形断面を有する鉄筋コンクリートはり(T形RCはり)に対して、3次元非線形有限要素解析と画像解析を併用して3次元空間における損傷程度・損傷領域の変化を定量的に評価し、T形RCはり特有のせん断耐荷機構を明らかにするとによって、T形断面特有の様々なパラメータがせん断破壊挙動へ及ぼす影響度を適切に反映させた実用的なせん断耐力予測式を提案し、喫緊の課題である建設コスト縮減と効率的かつ効果的な維持管理計画の実現に貢献することを目指している。平成29年度は、T形RCはりのせん断破壊の特徴を確認することを目的とした実験的検証を継続して行うとともに、非線形有限要素解析による数値解析的検証を行った。せん断補強鉄筋とせん断スパン比をパラメータとした静的載荷実験の結果、せん断スパン比が小さいほど圧縮フランジのせん断耐力への貢献が大きくなることを明らかにした。矩形断面を含むせん断スパン比が同じ全ての試験体で、せん断補強鉄筋のひずみが生じ始める荷重と斜めひび割れが観察された荷重は同程度となり、ウェブに生じる斜めひび割れ発生荷重に対する圧縮フランジの存在やせん断補強鉄筋比の影響は認められなかった。一方、せん断スパン比の違いによって、せん断破壊時のウェブと圧縮フランジのひび割れの連続性が異なることを確認した。

また、圧縮フランジの幅や厚さをパラメータとした静的載荷実験結果から、圧縮フランジの厚さがT形RCはりのせん断耐力に大きく寄与することを明らかにした。さらに、数値解析的検証として、既往研究にて報告されている実橋梁を模したT形RCはりの載荷実験に対して3次元の非線形有限要素法を用いた再現解析を試み、そのせん断破壊挙動を概ね再現可能な解析モデルを検討した。本研究では、3次元非線形有限要素解析による数値解析的検証と、画像解析を併用した構造実験による実験的検証の2本の柱を並行して実施し、これらを相互にフィードバックしながらT形RCはりのせん断耐力に寄与する多くの影響要因について、相対的かつ効率的に整理・分析する研究計画としている。平成29年度は、実験的検証として、圧縮フランジの幅や厚さをパラメータとしたT形RCはりの静的載荷実験等を実施し、本研究課題において当初計画していた載荷実験を完了することができた。また、数値解析的検証として、実橋梁サイズのT形RCはりのせん断破壊挙動を再現できる3次元の非線形有限要素法における解析モデルを決定できた。研究成果の一部は論文として取りまとめて報告、あるいは投稿中であり、研究全体としては十分に成果が上がっていることからも、おおむね順調に進展していると判断している。本研究では、せん断耐力予測式が確立されていないT形断面を有する鉄筋コンクリートはり(T形RCはり)に対して、3次元非線形有限要素解析による数値解析的検討と構造実験による実験的検討によって、T形RCはり特有のせん断耐荷機構を明らかにするとともに、T形断面特有の様々なパラメータがせん断破壊挙動へ及ぼす影響度を適切に反映させた実用的なせん断耐力推定式を提案し、喫緊の課題である建設コスト縮減と効率的かつ効果的な維持管理計画の実現に貢献することを目指してきた。平成30年度は、実験的検討として、過年度に実施した載荷実験結果を統合して再整理することで、圧縮フランジ幅や厚さ、せん断スパン比、せん断補強鉄筋比がT形RCはりのせん断破壊挙動に及ぼす影響を再検討した。また、解析的検討として、3次元非線形有限要素解析による載荷実験の再現解析とパラメトリック解析を行い、T形RCはりのせん断耐力や応力分布等を確認した。実験および解析的検討の結果から、圧縮フランジ幅や厚さが大きいほどせん断耐力が大きくなること、せん断補強鉄筋を有するT形RCはりでは、圧縮フランジによって斜めひび割れの進展が抑制され、圧縮フランジが分担するせん断耐力を期待できることを示した。また、せん断補強鉄筋が分担するせん断耐力には圧縮フランジの影響が少ないことを明らかにした。さらに、圧縮フランジの張出し部のコンクリート分担分を考慮したT形RCはりのせん断耐力の推定式を提案し、既往の実験データとの比較結果を示した。平成29年度は、数値解析的検証を中心に検討を進めることとし、実験的検証についても継続して実施する。数値解析的検証では、パラメトリック解析の実施と、平成28年度に実施したT形RCはりの実験結果の再現解析を実施し、有限要素解析結果、画像解析結果、載荷実験結果を相互に比較、検証することによって、T形RCはり特有のパラメータがせん断破壊挙動における損傷領域・損傷程度の変化に及ぼす影響度について検討を進める。また、実験的検証では、フランジ幅の影響を中心に検討を進める予定である。
レプチン受容体(Ob-R)アイソフォームの作用とその分子機構の解明

我々は既に、脂肪組織より分泌されるレプチンが主に視床下部弓状核(Arc)に作用することにより、摂食量と体重増加の抑制をもたらすことを示してきた。Arcに存在するPOMCニューロンにはレプチン受容体が存在し、レシチンによりPOMC遺伝子発現が増加することが報告されている。今回、我々はレプチンの視床下部経路におけるメラノコルチン系の意義を明らかにするために、α-MSHの拮抗薬SHU9119を用いてレプチンの摂食量と体重増加抑制作用に及ぼす効果を検討した。8週齢の雄性SDラットの側脳室内カニューレより、夜間SHU9119(0.010.1mg)を投与し、20分後に人工脳脊髄液(aCSF)又はα-MSH10mgを投与し、3時間後の摂食量と体重増加の変化を測定したSHU91190.1mgの側脳室内投与により、α-MSHの摂食量と体重増加抑制作用はいずれも完全に遮断されることを確認した。次に、SHU91190.1mgの投与20分後に、aCSF又はレプチン2mgを投与した。投与3時間後、SHU9119の側脳室内投与により、用量依存性にレプチンの摂食量と体量増加抑制作用が減弱されており、0.1mg投与により、いずれも完全に遮断された。又、ノーザンプロット法においてレプチンの投与3時間後によるBATにおけるUCP-1mRNAの発現亢進効果が、SHU9119投与により完全に遮断された。以上により、レプチンの摂食抑制及び交感神経活動冗進作用がMC4-Rを介する可能性が証明された。肥満Koletskyラットにおけるレプチン遺伝子発現および血中濃度の検討代表者らはすでに、遺伝子性肥満モデル動物Koletskyラットにおける肥満の原因遺伝子がレプチン受容体(Ob-R)であることを証明している。Koletskyラットは高血圧自然発症ラット(SHR)由来で、ヒトにおける肥満と高血圧の合併モデル動物と考えうる。代表者らはKoletskyラット脂肪組織におけるレプチンの遺伝子発現および血中濃度を検討した。20週齢のラットを用いた副睾丸周囲、腸間膜、皮下、後腹膜の各脂肪組織におけるノーザンブロット法による検討では、肥満ラットにおけるレプチン遺伝子発現は対照ラットの4.4倍から56倍に達していた。また、RIA法による肥満ラットのレプチン血中濃度は対照ラットの104倍におよんでいた。これらの結果はレプチン受容体異常におけるレプチン分泌のnegative feedback機構の欠損を示唆するが、これらのことをふまえて、今後さらに詳細な検討を続けていく予定である。ヒト単純性肥満患者におけるOb-R遺伝子異常の検索ヒト肥満患者においてレプチン遺伝子の変異はきわめてまれで、わずかに1家系2患児の報告をみるのみである。代表者らはヒト単純性肥満患者におけるOb-R遺伝子異常の検索を行い、日本人の母集団において、Ob-R遺伝子翻訳領域に5箇所のアミノ酸置換を含む7箇所の塩基配列variantを同定した。BMI(body mass index)>30を肥満患者(n=47)、BMI<25を対照(n=68)として比較検討したところ、これらのvariantは、肥満とは相関していないことが明らかとなった。これらの結果はヒト単純性肥満患者においてもOb-Rの変異はまれであることを示し、肥満におけるレプチンの分泌低下やレプチン抵抗性の重要性を示唆するものである。
デュシャンヌ型筋ジストロフィ-症の遺伝子産物に関する研究

筋ジストロフィ-は、代表的な遺伝性筋萎縮症であるが単一の疾患ではなく、臨床経過・罹患筋の分布・遺伝形式の違い等から幾つかのタイプに分類される。このうち、最も頻度が高く(約6割を占める)予後不良な筋ジストロフィ-がデュシャンヌ型(DMD)であり。患児は11才頃に歩行不能に陥り、25才頃までに死亡する。近年の遺伝子工学技術の進歩により、今日まで長いあいだ病因解明への手掛かりすら全く無かったと言えるDMDの遺伝子が明らかにされたのは記憶に新しい(Kunkelら;1985)。ジストロフィンはDMD遺伝子がコ-ドする筋細胞骨格タンパク質であるが、本研究を通じて我々は世界に先駆けて、正常骨格筋心筋におけるジストロフィンの局在様式を明らかにした。またDMDでは陰性であるジストロフィンの免疫反応がその良性型であるベッカ-型筋ジストロフィ-(BMD)では不完全ながら筋表面膜に認められる事、DMD保因者の補助診断法としてジステロフィンの免疫細胞化学的検索が有用である事を報告して来た。さらに、臨床医学的立場からジストロフィン分子の欠損部分(またはドメイン)と臨床病型との対応のほか、これまで必ずしも容易では無かった、(1)DMDとBMDの鑑別、(2)BMDの予後の推定、(3)DMDと福山型筋ジストロフィ-との鑑別などが可能になる事を示した。さまざまなジステロフィンテスト((1)multiplesーPCR法,(2)イムノブット法,(3)免疫細胞化学法等)の臨床診断への応用と問題点も整理し、分子遺伝学的診断技術の比較検討・評価を実施した。このうちジストロフィン遺伝子に関してはChamberlinとBeggsとのプライマ-(計36種類)を調製し、multiplex PCR解析を行い、とくに生検筋標本より直接、フェノ-ル/クロロフォルム抽出・エタノ-ル沈澱法,RNase処理によりDNAを調製した。これらの研究を通して、ジストロフィンテストを実施しない場合、いわゆる肢帯型筋ジストロフィ-孤発症例の中には男性の31%にBMDが,女性の12%にDMD保因者が含まれている事を明らかにした。かかる症例については、適切な遺伝相談の資料としてジストロフィンテストが不可欠であることになる。免疫細胞化学法についてもさらに研究を進めた結果、ジストロフィン分子上の異なるドメインを認識する複数の抗体を用いて一つの生検筋を検索し、false negativeを防止する事の重要性も指摘した。この間の研究成果については、日本神経学総会・アメリカ神経学会総会・世界神経筋学会等において発表してきた。本研究では当初に作成した研究計画にもとずいて、デュシャンヌ型筋ジストロフィ-(DMD)の遺伝子産物“ジストロフィン"の研究が実施された。その方法論は、ジストロフィン分子モデル上の異なるドメイン構造に対する(DMD・cDNA配列にもとずいた)

ペプチドの合成動物(ウサギ,マウス)への各ペプチド抗原の免疫、ELISA法による抗体価上昇の確認、ウエスタンブロット法と免疫組織化学法による抗体の特異性の検討、骨格筋からのジストロフィンの抽出および筋ジストロフィ-患者末梢血リンパ球より抽出されたDNAのdeletion解析等より成り立っている。具体的には、本報告書の研究発表論文の項目にしるす様ないくつかの研究成果が得られた。すなわち、(1)免疫組織化学的方法とウエスタンブロット法の組み合わせによる筋ジストロフィ-診断法の確立(とくにジストロフィンの筋細胞における局在様式と分子量・タンパク量異常の在り方の検討・比較)、(2)DMD遺伝子に異常の認められる、DMDとallelicな疾患であるベッカ-型筋ジストロフィ-(BMD)に見られる筋病理学的特徴の解明(特に年令依存性変化の発見)、(3)抗ジストロフィンC末端ポリクロ-ナル抗体によって認識される、ジストロフィンとは異なる脳特異的400kDタンパクの発見などである。今後さらにDMD遺伝子異常と各種筋ジストロフィ-の関連について研究を進め、ジストロフィン分子の生理学的役割の解明やさらにはDMDの治療法の開発に寄与して行きたい。今年度の研究はデュシャンヌ型筋ジストロフィ-症の遺伝子産物“ジストロフィン(3985個のアミノ酸から成る427kdのタンパク)"の発現様式について、遺伝子,タンパク,細胞,組織レベルから検討を加え、様々な臨床診断との対比を試みた(ジストロフィンテスト:(1)<免疫組織化学>___ー,(2)<イムノブロット>___ー,(3)<multiplexーPCR>___ー。我々は、Kunkelらにより発表されたDMDcDNAにシ-クエンスをもとにジストロフィンに対する、(1)特異的な抗体、(2)ジストロフィン分子上の異なるドメインを認識する複数の抗体を調製して一つの生検筋を検索した。具体的には、モノクロ-ナル抗体2ー5E2,3ー4E5,4ー4C5の3者を用いれば、ほぼ目的を達する。臨床診断的側面で特筆すべきは、これまで必ずしも容易では無かった、(1)DMDとBMDの鑑別、(2)DMDとFukuyama型先天性筋ジストロフィ-の鑑別、(3)DMDといわゆる肢帯型筋ジストロファ-(一般にジストロフィンは正常)の鑑別などが可能になった点であろう。ジストロフィンテストを実施しない場合、いわゆる肢帯型筋ジストロフィ-と臨床診断されている孤発症例の中には、男性の31%にBMDが,女性の12%にDMD保因者が含まれていた。かかる症例については、適切な遺伝相談の資料としてジストロフィンテストが不可欠である(Arikawa,Arahataら;1991)。また、(4)大腿四頭筋ミオパチ-にはBMDが相当数存在する可能性も報告した(Sunohara,Arahataら;1990)。イムノブロット法によるDMD/BMDの診断は、前述した免疫組織化学法はある意味では主観的な検査法であるので、これを補完する意味からも必須である。BMDの場合ジストロフィンは存在するが、分子量とタンパク量のいずれか或いは両者に異常が見いだされた。multiplexーPCR法による遺伝子診断は重要である。とくにChamberlainとBeggsにより調製された36個のプライマ-を用いてこれを実施すれば、サザンブロットで見いだされる遺伝子欠失の98%が発見出来るので臨床診断的価格は高い。
四肢および歯の発生におけるBMPシグナリングの機能解析

本研究では、歯および四肢発生時の形態形成におけるBMPシグナリングの役割について検討を行った。歯および四肢発生時にプログラム細胞死が生じる部位にBMPリガンド、リン酸化SMADの発現が亢進することが分かった。さらに、胎生期マウスから単離した歯および四肢をp53細胞死経路阻害薬と共に器官培養し、分子レベルでの解析を行った結果、p53細胞死経路が歯および四肢発生時の形態形成に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。平成27年度に実施した研究成果として、野生型マウス胎生14日目・16日目・18日目の下顎臼歯を用いたp53細胞死経路の活性化について調べた。方法としては、胎生14日目・16日目・18日目野生型マウス胎児から下顎骨を単離し、実験群として、p53の特異的阻害薬であるPifithrin-αを添加した培養液を用いた器官培養を行った。その後、Pifithrin-α非添加群である対照群と実験群の歯冠形態を比較した。この結果、実験群では歯冠形態の異常が見られた。しかし、その形態異常の程度は一定ではなく、個体間で差があった。次に、この形態異常がp53細胞死経路の抑制によるものであることを調べるために、器官培養後の組織を用いて分子レベルでの解析を行った。方法としては、器官培養した下顎臼歯からmRNAを抽出し、逆転写法を用いてmRNAからDNAを精製した後、リアルタイムPCR法を用いてp53細胞死経路の活性化に関わる遺伝子の発現量を実験群と対照群とで比較した。その結果、Pifithrin-α添加群ではp53細胞死経路の活性化が優位に抑制されることが分かった。次に、BMPシグナリングとp53細胞死経路の関係を調べるため、遺伝子改変マウスの組織を用いた実験を行った。方法としては、神経堤細胞特異的にBMPシグナリングを亢進させたコンディショナルノックインマウス(caBmpr1a:P0-Cre mouse)歯胚、および、同腹子コントロールマウス歯胚のパラフィン切片を作成し、免疫染色法を用いてp53細胞死経路の活性に関わる分子の産生量を両者で比較した。その結果、発生中のcaBmpr1a:P0-Cre mouseマウス歯胚において、p53細胞死経路に関わるタンパクの産生が亢進している傾向が見られた。本研究の目的は、組織発生におけるプログラム細胞死が、これら組織の形態形成にどの様に関与するかを、また、BMPシグナリングがこのプログラム細胞死を介した組織の形態形成にどの様に関与するかを明らかにするものである。この目標を達成するために、平成27年度の研究計画では、組織の発生において認められる細胞死あるいは細胞増殖の抑制がBMPシグナリングを介したp53経路の活性に由来するかどうかを明らかにし、平成28年度の研究計画では、特異的阻害剤を用いたBMP-Smadシグナリングあるいはp53経路の抑制が組織発生に与える影響を明らかにすることを予定していた。平成27年度の研究計画についてはp53特異的阻害薬を用いた実験により、プログラム細胞死と組織形成の関連を調べ、コンディショナルノックインマウスを用いた実験により、BMPシグナリングと、組織形成におけるプログラム細胞死との関連を調べた。これらのことから、この研究については順調に進展していると考えられる。本研究の予備実験、前年度である平成27年度の研究実績として、p53阻害薬であるPifithrin-α存在下で胎生野生型マウスの前肢および下顎骨の器官培養を行った。その結果Pifithrin-α作用群では組織の形態形成に異常が見られた。次に、器官培養後の組織を用いて分子レベルでの解析を行った結果、Pifithrin-α添加群ではp53細胞死経路の活性化が優位に抑制されることが分かった。さらに、BMPシグナリングとp53細胞死経路の関係を調べるため、神経堤細胞特異的にBMPシグナリングを亢進させたコンディショナルノックインマウス(caBmpr1a:P0-Cre mouse)歯胚、および、同腹子コントロールマウス歯胚のパラフィン切片を作成し、免疫染色法を用いてp53細胞死経路の活性に関わる分子の産生量を両者で比較結果、発生中のcaBmpr1a:P0-Cre mouseマウス歯胚において、p53細胞死経路に関わるタンパクの産生が亢進している傾向が見られた。しかし、我々の仮説に反して遺伝子改変マウスと対照群では下顎臼歯の形態に大きな差は認められなかった。平成28年度の研究実績として、上記の器官培養法を用いてBMPシグナリング阻害薬であるLDNを用いて、BMPシグナリングの減少が組織の形態形成に与える影響を検討した。この結果、Pifithrin-α作用群と同様にLDN添加群では、胎生マウス前肢の形態形成に異常が見られた。さらに、LDN添加群器官培養組織を用いて分子レベルでの解析を行った結果、Pifithrin-α添加時と同様に対照群と比較してp53細胞死経路の活性化が優位に抑制されることが分かった。これらのことからBMPーp53経路を介した細胞死が肢芽の発生に重要な役割を果たすことが示唆された。現在はこれらの結果を発表するため論文の作成を行っている。

歯および四肢発生時にプログラム細胞死が生じる部位にBMPリガンド、リン酸化SMADの発現が亢進することが分かった。さらに、胎生期マウスから単離した歯および四肢をp53細胞死経路阻害薬と共に器官培養し、分子レベルでの解析を行った結果、p53細胞死経路が歯および四肢発生時の形態形成に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。平成28年度の研究の具体的な目的としては、平成27年度の研究結果から得られた結果をもとに、BMPシグナリング、あるいは、p53細胞死経路を修飾することにより、組織に生じる形態形成の異常の改善をin vitroおよびin vivoにおいて試みることである。この目的を遂行するために、BMPシグナリング阻害薬、あるいは、p53特異的阻害薬を用いた器官培養を行う予定である。この実験に先立ち、器官培養でこれらのタンパクを使用するための最適条件をさがし、安定した器官培養の系を確立する必要がある。予定どおりに器官培養を行うことができれば、培養した組織を用いて、平成27年度の研究方法と同様に目的のタンパク、あるいは、mRNAの発現量を、試薬添加群および対照群で比較する。28年度が最終年度であるため、記入しない。矯正歯科28年度が最終年度であるため、記入しない。
有用な生体触媒反応の探索および生物活性物質の合成研究への応用

有用な生体触媒反応を探索し、生物活性物質の合成研究への応用についていくつかの例を達成した。例えば、1)ヒドロキシ酸およびアミノアルコールの酵素的不斉合成、および光学分割の検討と、フェロモン中間体およびセラミド合成への応用に関する研究;2)微生物を用いた選択的なニトリル加水分解系の探索と、光学活性カルボン酸合成への応用;3)アロサミン誘導体類の酵素を用いた調製法に関する検討などである。このうち、セラミドの光学活性体の合成研究について詳述すr。セラミドとは光学活性なスフィンゴシンに脂肪酸が酸アミド結合した化合物であり、細胞の生命活動を制御する二次伝達物質としての機能や皮膚の保湿作用を有することから、医薬品や化粧品への応用が進められている。著者らはジアステレオ的に制御されたセラミドのラセミ体が簡便に合成可能であることに注目し、これを酵素によって光学分割することを計画した。まずラセミ体のセラミドを合成し、2つの水酸基をジアセタートに変換した。このものにSC lipase Aを作用させたところ、非天然型が優先的に加水分解を受けることが判明したが、その鏡像体選択性は高いものではなかった。一方、この反応をフロリジルに固定化した酵素を用いて行ったところ、極めて高い選択性が認められた。この要因について検討したところ、固定化の際に界面活性剤として添加したTriton X-100が大きな影響を及ぼしていることがわかった。さらに、光学活性な生成物から出発して、セレブロシドなど生物活性物質への誘導を行った。N-アセチルアロサミンの簡便合成法の開発N-アセチルアロサミン(1)は、アロサミジン(2)の構成成分である。著者らは、酵素法と化学法を組み合わせた短工程合成を行った。トリアセチルグルカ-ル(3)から出発しフェリエ反応によって得たジオール(4)に対し、位置選択的にアセチル基を導入する、脂肪分解酵素(リパーゼ)を種々検討した。その結果、天野製薬のリパーゼPSを、酢酸ビニル中作用させることによって、高収率で目的物5を得ることが可能となった。この反応は、いくつかの類縁体に対しても同様に有効であった。5より誘導したトリクロロアセトイミダ-ト(6)の〔3,3〕-シグマトロピー転位反応に関して、従来、1位がα配向の類似化合物においては、立体障害のため起こりにくいと報告されてきたが、ジフェニルエーテル中、210°Cという高温にて、目的とする転位体(7)を得ることができた。210°Cまで、一挙に反応温度を上げ、短時間で反応を停止すること、系内の水分を徹底的に除去することが必須であった。7に対するジヒドロキシル化反応によって、目的とするアロ型誘導体(8)をガラクト型誘導体(9)に対し、11:1の比で得ることができた。主生成物(8)を脱保護し、N-アセチルアロサミン(1)へと導いた。本年度は、アミノアルコールの酵素的光学分割に関する検討を行なった。
薄板軽量形鋼造建物における耐震要素の合理的な設計法の構築

板厚2.3mm未満の薄板鋼板を用いたスチールハウスの合理的な設計法を構築することを目的として、これまで設計に考慮されることの無かった垂壁に注目し、垂壁と耐力壁で構成されるラーメン形耐力壁の効果について実大実験および数値解析による検討を行った。本研究より以下のことが明らかとなった。(1)ラーメン形耐力壁は変形を抑える効果はあまり期待できないが、基礎締結部の設計には効果があり、接合する金物のサイズを小さくすることができる。(2)ラーメン形耐力壁は各階の連結金物が重要であり、適切な金物を設置する必要があるが、耐震設計においては有用に活用できることを地震応答解析から明らかにした。平成25年は垂壁付き耐力壁の実大実験を実施し,垂壁が耐力壁の力学的性能(耐力・剛性・変形能力)に与える影響を考察した。垂壁は耐力壁頂部の曲げ戻し効果を期待するものであり,耐力壁との接合ディテールも重要な実験パラメーターとなる。そこで,実験では垂壁と耐力壁との接合形式を実験変数とした。接合形式の一つは,既存建築で用いられている方法であり,接合部ではせん断力の伝達のみが期待でき,曲げモーメントの伝達はほとんど期待できないものである(曲げ戻し効果がほとんどない)。一方の接合形式は、曲げ戻し効果を期待する試験体であり,フラットバーを用いて接合部を補強し,曲げに対して抵抗できるように設計されている。本研究で求める垂壁付き耐力壁の性能は基本寸法である1.0P(910mm)と同等以上であり,垂壁付き耐力壁の耐力壁は0.5Pであり,垂壁が0.5P耐力壁を接合する門型の架構を対象としている。実大実験においては,以下のことが明らかとなった。【耐力】0.5P耐力壁の耐力を2枚単純累加した値は,1.0P耐力壁よりもわずかに大きい。接合部をフラットバーで補強した門型架構がその中でも最も大きな上昇であった。【剛性】垂壁の曲げ戻し効果により架構の剛性は大きくなると想定されたが,接合形式に関わらず,剛性には大きな違いは見られなかった。これは,耐力壁の変形はせん断変形が支配的であること,柱脚部を固定する金物のスタンスが狭くなったことにより作用する引張軸方向力の絶対値が大きくなったためと考えられる。【変形能力】門型架構とすることで,最大耐力到達時の変形能力は大きくなった。また,耐力壁を固定する柱脚部の引抜力は,門型架構とした場合に低減が確認できた。これは,垂壁の効果であり,柱脚部設計において垂壁による影響が有効に活用できる可能性を示唆している。薄板軽量形鋼造建物に用いられる耐力壁(スチールハウス耐力壁)の力学的挙動を把握することを目的として、通常用いられる長さ910mm(1P)耐力壁と長さ455mm(0.5P)耐力壁の基本試験を実施した。実験パラメータとしては耐力壁の長さに加えて、耐力壁面材のドリルねじ間隔と外縦枠材を繋ぐ綴り梁とした。試験は計4体の試験体を設計し実施した。基本試験体の実大実験を実施することで耐力壁単体の基本性状を明らかにし、1.0P耐力壁と0.5耐力壁をそれぞれ単体として用いる場合の設計上の留意点を明らかとした。0.5耐力壁を単体として用いた場合、耐力としては1.0P試験体と同程度であるが、脚部での変形量が大きくなるため、結果として剛性が低くなる傾向があることが明らかとなった。したがって、0.5P耐力壁を1.0P耐力壁と併用する場合には、脚部剛性の割増、あるいは設計耐力の低減をする等の配慮が設計時に必要となることが明らかとなった。0.5P耐力壁のさらなる活用を目指して、数値シミュレーションを用いて垂壁で繋いだ耐力壁の構造特性を検証した。その結果0.5P耐力壁を垂壁で繋いだ架構が1.0P耐力壁と同等以上の性能の保持できることが明らかとなった。垂壁を用いて0.5P耐力壁を接合して用いることで、耐力と剛性の向上のみならず、耐力壁を基礎に締結するアンカーボルト軸方向力も大幅に低減される効果があることも明らかとなった。薄板軽量形鋼造建物は板厚2.3mm未満の薄板鋼板を用いる構造システムであり、耐力壁が地震時の水平抵抗要素となる。現行の設計では、耐力壁は片持ち柱とする設計が基本であり、各階の床梁や垂壁・腰壁等の効果は無視されている。

しかし、枠組壁工法が基本であるこのシステムでは、垂壁や腰壁等が水平抵抗力に与える影響は大きいと考えられる。これまで考慮され無かった垂壁や腰壁等の影響が耐震設計に反映できれば、より経済的で合理的な設計が可能になると言える。本研究では、垂壁が耐力壁の力学的特性に与える影響を明らかにすることを目的として実大実験および数値解析を実施した。また、実験より得られた復元力特性を用いて地震応答解析を実施し、耐震設計で必要となる構造特性係数の適切な値の検討を行った。以下に本研究で得られた結果をまとめる。(1)水平耐力は壁長にほぼ比例するが、壁長を小さくすると幾何学的な関係で決まる値よりも大きな引抜力がアンカーボルト締結部に生じる。(2)垂壁の効果は、水平剛性にはほとんど現れないが、脚部締結部の軸力低減には効果があり、垂壁と耐力壁の接合方法を工夫することで、2割程度の低減が可能である。(3)垂壁効果を理論的に算出する計算式を構築し、水平剛性および締結部の軸力の評価曲線を導出した。(4)垂壁を用いたラーメン形耐力壁の地震応答解析より、連層としたときの構造特性係数(靭性低減係数)を片持ち柱形式とした場合の結果と比較し、耐力壁連結部の剛性が非常に重要になることを示した。(5)耐力壁連結部の剛性にさらなる改良が必要ではあるが、垂壁を用いたラーメン形耐力壁にも十分な変形性能があり、実務設計で利用可能であることを示した。建築構造試験体設計のために実施した事前の数値シミュレーションでは,垂壁による効果が架構の剛性に顕著に表れる結果であったが,実大実験においては垂壁を用いて門型とした効果が顕著に表れなかった。これは、数値シミュレーションで用いたモデルに多くの仮定が含まれていたことが原因であり,現在有限要素法解析(FEM)などを用いてより詳細な解析を実施している。しかし,垂壁効果による柱脚部の引抜力低減など,低減量などの絶対値に差異はあるものの,想定した効果も確認できている。構造設計で用いることができる構造モデル化は、当初の計画よりも遅れているが,モデル化が適切に行えなかった原因は実験より確認できており,その部分を改善することで,適切な構造モデルの構築と対応する設計法に結び付けられると考える。耐力壁と耐力壁を垂壁等の部材で繋いだ平面架構試験体を用いた実験を実施するに至らなかったが、数値シミュレーションから垂壁の効果が耐力壁の構造性能に十分に寄与することを明らかとした。また、数値解析を用いたパラメトリック解析より、スチールハウス耐力壁の長さを変化させた場合の有効活用の方法を明らかにした。このことから達成度はほぼ予定通りと判断する。有限要素法(FEM)を用いて構造要素を分析したことで,垂壁付き耐力壁の構造モデルが実挙動を追跡できる状況に近づいている。実験結果を追跡できる構造モデルが構築できることで,垂壁付き耐力壁の力学的な性能が把握できるため,構造要素の設計,建物の設計へと反映することが可能となる。今後は,シミュレーションを行うための構造モデルの構築と構造設計に陽に反映できる設計式の提案を行う。設計式として示すことで柱脚部の軸力低減率など,垂壁効果を定量的に把握できることになり,経済設計に結び付けることが可能となる。これらの成果は審査付き論文に投稿予定である。垂壁等の部材が耐力壁の構造性能に効果を発揮することが数値シミュレーションより明らかとなったことから、実大実験による検証を行う。また実験では、パラメトリック解析より明らかとなった設計の支配因子をパラメータとして実験を実施する。その結果として数値解析より得た工学的な知見の妥当性を検証する。これまで、構造要素として利用されなかった垂壁の効果を耐震設計に反映するためには、その効果を力学モデルとして提案し、設計でダイレクトに利用できる形式とする必要がある。
OS言語からみた「言語の語順」と「思考の順序」に関するフィールド認知脳科学的研究

主語(S)が目的語(O)に先行するSO語順がその逆のOS語順に比べて処理負荷が低く母語話者に好まれる傾向があることが報告されている。しかし,従来の研究はSO語順を基本語順にもつSO言語を対象にしているため,SO語順選好が個別言語の基本語順を反映したものなのか,あるいは人間のより普遍的な認知特性を反映したものなのかが分からない。この2種類の要因の影響を峻別するためには,OS語順を基本語順に持つOS言語で検証を行う必要がある。そこで,本研究では,SO言語とOS言語を比較対照することによって,人間言語における語順選好を決定する要因ならびに,「言語の語順」と「思考の順序」との関係を明らかにする。
超臨界流体によるポリマーの可塑化に関する研究

粘性特性の測定キャピラリー式粘度計を用いてポリスチレン+CO_2系の粘度を170,180,200°C、圧力0.140MPa、CO_2濃度05wt%の範囲で測定した。また、得られた粘度を用いてEOS-free volume modelならびにChow-WLF modelによる推算性の検討を行った。これらのモデルはCO_2濃度零の粘度の圧力依存性を十分には表現することができなかったが、CO_2混合下では30%程度の偏差を生じるものの定性的には良好な推算が可能であった。この推算において、ポリマーの占有体積の見積にファンデアワールス体積の代わりにサンチェーラコンベ状態式の特性体積を用いることにより推算精度の向上が可能であった。また、零せん断速度での粘度が重要であることがわかったので、落球法による粘度測定装置を作製した。ガラス転移温度の測定高圧ガス存在下で測定可能な示差熱分析計の開発を行った。僅か10mg程度のポリスチレンに対し、4MPaまでの二酸化炭素雰囲気下で良好にガラス転移が検出可能であった。非常に微少量のサンプルで測定可能であるため、従来法の問題点であった温度操作中のガスの溶解平衡への到達も問題ないと考えられる。また、得られたガラス転移温度は最も信頼性が高いと考えられるHandaらの測定値と良好に一致しており、Chowの式による推算結果とも良好に一致した。粘性特性の測定キャピラリー式粘度計を用いてPolystyrene+CO_2系の粘度を170,180,188°C、圧力0.1,20,30,40MPa、CO_2濃度0,1.04,2.11,3.89,4.80wt%の範囲で測定した。まずキャピラリー粘度計で得られたCO_2濃度0での大気圧における粘度は、円錐-平板粘度計により測定された粘度と良好に一致することが確認された。また、CO_2の添加により粘度が単調にかつ大幅に減少することが観察され、170°Cの零シェア領域でCO_2濃度が4.8wt%の場合、粘度が1/30程度まで減少した.得られた粘度を用いてEOS-free volume modelならびにChow-WLF modelによる推算性の検討を行った。現時点では大気圧下での試験しか行っていないが、ポリマーの転移による熱的な変化を良好に検出することが可能である。ただし昇開始時におけるベースラインの安定までに時間がかかることが判明したので、より低温での測定を可能とするために、この点を改良する必要があることがわかった。
小腸上皮細胞の脂肪再合成酵素及びイオン輸送体系に着目した脂質異常症発症機序の解明

脂質異常症は脳卒中等の動脈硬化性疾患の主要な危険因子であり、2型糖尿病に合併して発症することが多い。2型糖尿病病態下では小腸の形態的・機能的変化(絨毛過形成による吸収面積増加・脂肪吸収亢進)および高トリグリセリド血症が生じる。本研究では糖尿病に対するインスリン療法や食事療法が脂質異常症改善にどのような機序で影響を与えるのかを小腸の形態的・機能的変化および小腸上皮中のトリグリセリド再合成酵素・イオン輸送体の両面から病態を解明する。
防災計画技術史としてみる有明海沿岸低平地の集住地形成と空間システム

まず、今年度(H30)の主な新規の調査研究の成果としてまず以下にしめします。a:計画技術に着目した低平地の集住地形成史(前近代近代史)関連。筑後側下流域の寄州(河川路変更により生じた土地かつ洪水にみまわれらすい土地)に形成された集落以降に形成集落の空間システムについて調査研究を実施した。基本的に堤防で囲むことで集住をささせる集落の実態が、今回の対象地域の1つの居住形式として明らかになった。また、同様な土地の条件であるが、為政者(藩および県)の違いごとに、空間形成、特に居住地や共同施設の立地のさせ方等の差異も特徴である。b:現代の基盤継承型の集住地形成にみる特性と課題(近現代+計画課題の抽出)。今回特にこれまで研究のなかった戦後の干拓集落:玉名市「横島干拓」について、資料収集および現地調査から集落空間の計画的視点から明らかにした。具体的には、防災面は基本的に強固な堤防に依拠していること。居住地計画に関して、形状・面積の等しい屋敷を東西道路の両側(北側・南側)に並べる画地計画がなされているが、屋敷配置や建物建設は個々の入植者により実現した。また、各屋敷では母屋を南、小屋を北側に配置され、これは接道(北または南)と関わらない共通する屋敷配置パターンといえ、特に、い草・野菜農家での空間展開や維持展開が実現していること等を明らかにした。また、西欧からの計画・技術手法の導入に関して、オランダの都市史研究者と研究交流をへて、日本にて公開で議論(クリエイティブディスカッション)を行うことで、研究成果等の地域公開を行った。さらに、最終年度として、H28H30年度の集住地計画技術史に関する論文・資料等として成果のとりまとめを行ったa:計画技術に着目した低平地の集住地形成史(前近代近代史)関連・「在来地歴史学会」に参加、佐賀大学低平地沿岸海域研究センターとの交流、地域郷土史家等との接触により、関係する当該地域資料有無や研究上重要な研究者の存在を整理した。・牛津川下流部低平地の圃場整備従前図から各筆(地積)の標高を地域全域的に図化し、土地や集落の成り立ちや集落形態タイプを整理、それぞれ地区での水害やその対処の違いから、集落空間(計画)タイプごとの合理を検討した。b:現代の基盤継承型の集住地形成にみる特性と課題(近現代+計画課題の抽出)関連・牛津川下流部低平地である長崎街道牛津宿周辺の郊外住宅地には、空間基盤の異なる二つの住宅地が存在することが調査で明らかとなった。一つは農村集落に依拠して形成した住宅地、今一つは、圃場(整形)に区割りしてできた住宅地である。また、地区限定戸配布アンケート実施を通じその居住者像や新旧住民の混在状況、また前者では新旧住民が子供を核とした行事等でコミュニティー形成を行ってきたこと、中心部ほどの空洞化はないが将来の持続については課題があることが明らかとなった当年に予定していた干拓工事や堤防技術については近現代の海外からの技術的影響は認められるが、近現代の居住環境形成について現時点では資料収集等から認めがたいことがわかった。また、前近代には自然地形に依拠した居住環境形成理念が認められるが、近現代の部分積み重ね型の居住環境形成に専用住宅地としてのみの空間計画であるなど集住地のかたちの形成理念は単純明快であるが、一方でその後のコミュニティー形成を工夫してきた状況がこれまでの調査研究から明らかになりつつある。以上の結果などから、概ね順調と判断した。a:計画技術に着目した低平地の集住地形成史(前近代近代史)関連有明海沿岸干拓地では主に集居が基本であるが、散居形式も存在する。今回特にこれまで研究のなかった明治期以降に形成された散居集落「社搦」の空間システムについて調査研究を実施、特に民間等による段階的形成やそれらの屋敷構成や農地所有方式等の差異について考察した。また、西欧からの計画・技術手法の導入に関して、オランダの都市史研究者と意見交換を行い、オランダでの当該文献や研究状況、また佐賀にてH30年度7月に公開研究会等を実施する予定となった。b:現代の基盤継承型の集住地形成にみる特性と課題(近現代+計画課題の抽出)佐賀県小城市を中心に調査研究を実施し、新旧住民によるコミュニティー形成の特性と課題について、1)旧宿場を起源とする拠点地区(牛津地区)の中心と郊外について、空間形成プロセスを把握し、異なる空間特性や社会状況などの本質的差異を明らかにした。2)特に中心部の空き家空き地化の実態と住民組織との共同調査により、防災力を担う住民組織の縮退、未利用地に再利用の課題を明らかにした。・これまで複数の集住地を対象に空間実態等の調査データを獲得しているが、全体の枠組みの中での相互関係や地域全体の総合化の作業、また、補完すべき集住地の確認と追加調査等も必要が必要である。・特に、史的文献資料等の入手が難しいことが当初の想定以上であり、それを踏まえた研究方法(例えば集住地形態と微地形や地質資料の参照など)の検討、また、古地図の再分析などにより、時系列的な整理のための方策を今後検討する必要がある。・関係して、一部の研究成果公開はできているが、研究の取りまとめや論文投稿や成果公開の取り組みが予定よりやや遅れている。

a:計画技術に着目した低平地の集住地形成史(前近代近代史)関連。筑後側下流域の寄州(河川路変更により生じた土地かつ洪水にみまわれらすい土地)に形成された集落以降に形成集落の空間システムについて調査研究を実施した。基本的に堤防で囲むことで集住をささせる集落の実態が、今回の対象地域の1つの居住形式として明らかになった。また、同様な土地の条件であるが、為政者(藩および県)の違いごとに、空間形成、特に居住地や共同施設の立地のさせ方等の差異も特徴である。b:現代の基盤継承型の集住地形成にみる特性と課題(近現代+計画課題の抽出)。今回特にこれまで研究のなかった戦後の干拓集落:玉名市「横島干拓」について、資料収集および現地調査から集落空間の計画的視点から明らかにした。具体的には、防災面は基本的に強固な堤防に依拠していること。居住地計画に関して、形状・面積の等しい屋敷を東西道路の両側(北側・南側)に並べる画地計画がなされているが、屋敷配置や建物建設は個々の入植者により実現した。また、各屋敷では母屋を南、小屋を北側に配置され、これは接道(北または南)と関わらない共通する屋敷配置パターンといえ、特に、い草・野菜農家での空間展開や維持展開が実現していること等を明らかにした。また、西欧からの計画・技術手法の導入に関して、オランダの都市史研究者と研究交流をへて、日本にて公開で議論(クリエイティブディスカッション)を行うことで、研究成果等の地域公開を行った。さらに、最終年度として、H28H30年度の集住地計画技術史に関する論文・資料等として成果のとりまとめを行った・近現代の集住地形成について、主として佐賀県小城市沿岸部から内陸部とし、一つは農村集落基盤に依拠して形成した住宅地、今一つの圃場(整形、条里制遺構の影響を含む)に区割りして形成した住宅地、これらのコミュニティー形成を含む空間形成システムの比較検討を継続的に実態的に調査研究する。具体的には1)新旧地形図を用いた小規模居住地の空間形成プロセス、2)集住地の空間構成および敷地の空間利用実態及び課題の検討、3 )住民(農家等)の空間管理活動や新住民等のコミュニティー形成の実態と課題の調査などを予定する。・また、国内外等の部外からの計画技術等の移入の存在については、それが無い可能性も高いが、その有無を文献調査等から調査確認しつつ、前近代と近現代の空間システムの本質的差異について考察する。a:計画技術に着目した低平地の集住地形成史(前近代近代史)関連1)これまでの研究を振り返り、時系列的にまた集住空間別に全体整理を行う。2)特に、史的文献資料等の入手の難しさを乗り越える研究方法(例えば集住地形態と微地形や地質資料の参照など)の検討、また、古地図の再分析などにより、上記の概略年代等の推定などに反映させる。3)また、有明海沿岸部の広域的な理解のための流域別や地域(旧支藩別など)の区分の導入を検討する。4)オランダの研究者との研究交流を進め、比較検討の知見、また我が国の低平地における防災技術の移転等について、資料収集を継続する。b:現代の基盤継承型の集住地形成にみる特性と課題(近現代+計画課題の抽出)1)近代的な防災事業後の住民組織や活動について調査し、かつての自治的防災力の変質(減退)等について考察する。2)近年の集住地(住宅造成)等について、その現況調査および計画課題について考究する。文献費は複写が中心であり購入が軽減された。
七世紀以降の三階教思想の展開について

平成11年度の研究実績の概要は以下のとおりである。1.歴史学的研究『隋唐五代墓誌〓編』(全30巻)中の墓石資料を調査した結果、澄心寺比丘尼優曇禅師が三階教僧であったことが明らかになった。なお、平成12年3月の西安一帯の墓碑調査の結果、同禅師の墓碑銘は昭陵博物館に保存されていることが確認された。2.文献学的研究(1)敦煌遺書北新1002号(『仏性観修繕法』)は首尾を欠いた写本であるが、筆者が三階教文献として注目していた北京8386が文献の後半部分を筆写した写本であることを特定した。このことにより『仏性観修繕法』の全文がよみがえったことになる。(2)敦煌本と本邦本と『三階仏法』の成立と伝播について、七寺写本の特徴も含めて明らかにした。3.思想史的研究昨年度から研究を続けていた『三階観法略釈』(P2268)の思想内容の分析を終え、同文献には華厳や禅の思想的の影響が見られること、成立は7世紀半ば以降であることなどを明らかにした。1.歴史学的研究(1)『隋唐五代墓誌〓編』(全30巻)中の三階教徒墓石資料を調査した結果、優婆姨張常求(722年卒)が三階教徒であったことが明らかとなった。(「張常求塔銘」)(2)西安の南に位置する三階教史跡百塔寺(開祖信行の墓所)の実地調査を行い、「大唐光明寺故真行法師之霊塔」と刻まれた三階教僧の墓碑(新出)を捜出した。2.文献学的研究七寺より発見された本邦本『三階仏法』の調査を行い、興聖寺本などで欠落していた第三巻冒頭の翻刻を行った。七寺本は興聖寺本と系統を同じにする写本と推定される。3.思想史的研究これまで研究がなされてこなかった三階教文献『三階観法略釈』(P2268)の思想内容を分析し、(1)同文献は三階教の観法を総合的に論じた文献であること、(2)三階教の中心思想の一つである普敬(八種仏法)を仏性観の中心に位置づけていることなどが明らかとなった。(日本印度学仏教学会第49回学術大会で発表)平成11年度の研究実績の概要は以下のとおりである。
テロメラーゼ関連遺伝子のメチル化を指標とした簡便で高精度な細胞診システムの開発

口腔癌の早期発見・早期治療が重要であるが他の口腔粘膜疾患と類似するものもあり、診断に苦慮することも多い。ゆえに口腔癌の早期診断の一助となるスクリーニングシステムの開発が重要である。テロメラーゼは癌患者の80%以上に発現しており、われわれはテロメラーゼの構成要素であるhTERTに着目し、同遺伝子プロモーター領域の異常メチル化を検出することで口腔癌の早期発見が可能かどうか検討した。その結果、口腔癌患者では、正常口腔粘膜と比較して、hTERT遺伝子プロモーター領域のメチル化頻度が有意に高く、hTERT遺伝子の異常メチル化を測定することで、口腔癌の早期発見の一助となる可能性が示唆された。これまで電気化学テロメラーゼ活性測定法(ECTA)を連携研究者らと開発し、良好な結果を得てきた。近年ではエピジェネティクスの観点からメチル化DNAの検出について多くの研究がなされており、連携研究者らも電気化学的ハイブリダイゼーションアッセイを開発している。これを用いて、TERT発現遺伝子と抑制遺伝子の高頻度メチル化を検出し、それを超初期段階の癌化を指標とするものである。高頻度のDNAのメチル化はTERT発現を促進し、テロメラーゼ活性の上昇の結果、超初期癌が進行段階に入り、不死化状態になると考えられ、その段階での癌化をとらえるということになる。癌の特徴である不死化はテロメアを伸長させるテロメラーゼに負うところが大きいが、テロメラーゼはリボヌクレアーゼに大きく影響するところがある。しかしメチル化DNAの検出では測定対象がDNAであるため、その影響は少ないと考えられる。超初期癌の検出について解析するため、口腔癌由来細胞株を用いて、メチル化解析、TERTのmRNA測定およびECTAによるテロメラーゼ活性測定、そして臨床サンプルの剥離細胞と組織を用いて同様の測定を行った。口腔癌由来細胞株でのメチル化解析では予想していた結果とはいかず、今後の検討が必要であるが、TERTのmRNA測定およびECTAによるテロメラーゼ活性測定においては、同様の傾向を示し、正確に測定できていることが明らかとなった。また、臨床サンプルにおけるテロメラーゼ活性では、口腔癌患者が最も高値を示し、続いて口腔粘膜疾患患者、健常者の順を示した。TERTのmRNA測定においても同様であった。またメチル化の結果も同様の傾向を示していることから、癌化する可能性のある口腔粘膜疾患を超初期段階で評価することができるかもしれないと考えられる。病理組織学、免疫組織学との比較研究は今後の検討課題であり、抗体を選別中である。悪性腫瘍の罹患者数、死亡者数は年々増加傾向にあり、早期発見・早期治療が重要である。しかし、口腔癌は他の口腔粘膜疾患と所見が類似するものも多く診断に苦慮することも多い。また、前癌病変を診断し、早期に治療することも重要である。ゆえに口腔粘膜疾患の早期診断の一助となるスクリーニングシステムの開発が重要である。テロメラーゼは染色体末端に存在するテロメア反復配列(TTAGGG)を複製、延長する酵素であり、成人体細胞ではほぼ発現していないが、癌患者の80%以上で高発現している。しかし、テロメラーゼは酵素複合体であり、検体採取から測定まで長時間かかる場合には適さない。そのため、テロメラーゼの構成要素であるhTERTに着目し、同遺伝子のメチル化を指標としたスクリーニングの可能性を検討した。測定には九工大竹中研究室が開発したElectrochemical Hybridization Assay(EHA)を用いた。検体は本学附属病院を受診し、研究に同意が得られた口腔癌、白板症の患者、健常ボランティアとした。口腔全剥離細胞、病変局所の剥離細胞、手術時に採取した組織をそれぞれ採取し、DNA抽出、亜硫酸処理、メチル化特異的PCR法を行い、EHA法にて測定した。また、免疫染色によりhTERTタンパクの検出を行った。結果はhTERT遺伝子プロモーター領域のメチル化頻度は正常粘膜→白板症→口腔癌の順で増加した。また、EHA法の結果をもとに疾患群(口腔癌+白板症)と正常粘膜あるいは口腔癌と白板症+正常粘膜を区別するためRCO解析を行った結果、それぞれのカットオフ値wを定めることで高い感度と特異度を得た。また、hTERTタンパク発現量はhTERTプロモーターのメチル化頻度と相関がみられた。以上より、口腔癌におけるhTERT遺伝子の異常メチル化頻度は口腔癌のスクリーニングシステムとして有用であると考えられた。正常口腔粘膜→前癌病変(白板症)→口腔癌の順でhTERT遺伝子プロモーター領域のメチル化頻度が増加していることを示すことができた。また、免疫染色によりhTERTタンパクの検出を行い、同遺伝子とのメチル化との関係を調べた結果、両者の間に相関関係を認め、hTERT遺伝子プロモーター領域のメチル化によりhTERTタンパク発現が引き起こされる可能性を示すことができた。このようにおおむね仮説通りの結果を得ることができている。テロメラーゼはヒト癌の80%以上に発現しており、その活性はhTERT発現により調節され、また、hTERT発現は、同遺伝子プロモーター領域の異常メチル化により引き起こされると報告されている。テロメラーゼは酵素複合体であり、テロメラーゼを対象とした癌スクリーニングシステムでは、検体採取後直ちに測定しなければならず、一般臨床には適応しづらいと考えられる。そのため今回は安定性の高いhTERT遺伝子プロモーター領域のCpG部位における異常メチル化を指標としたスクリーニングの可能性を検討した。また、hTERTタンパク