hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マウス亜種間コンソミック系統群の遺伝子発現プロファイルに基づく多因子肥満症の解析

亜種レベルの異なる進化的起源を有するマウス近交系統間の遺伝的差異に注目して、汎用実験用マウスであるC57BL/6J系統と日本産野生マウス由来のMSM/Ms系統を使用して樹立された「亜種間コンソミック系統」を使用して、多因子肥満症に関連した表現型の収集をおこなった。複数のコンソミック系統の雄個体を用い、高脂肪食負荷などによる飼育をおこない、特定の染色体を置換した系統で顕著に脂肪蓄積が認められることを確認した。肥満が認められた系統についてはアフィメトリクス社製GeneChipによる遺伝子発現解析をおこない、コンソミック系統の遺伝的背景であるC57BL/6J系統と比較した。糖尿病,高脂肪血症,高血圧などの多因子疾患の発症メカニズムの多くは,従来考えられていた突然変異などのアミノ酸置換を伴う蛋白質機能の欠失による機能低下だけでは説明できず,いわゆる細胞内環境の恒常性を維持するために必要な転写産物とその発現の制御機構の破綻が関与することが明らかになってきた。本研究は「亜種レベルの異なる進化的起源を有するマウス近交系統間の遺伝的差異に注目して,肥満症とこの発症を基盤とした糖尿病,高脂肪血症,高血圧などの「生活習慣病」に対し,遺伝的不和合性に基づく遺伝子発現ネットワークの変化を病態の発症に結びつける」というアプローチから研究をおこなう。そこで,汎用実験用マウスであるC57BL/6J(B6)系統と日本産野生マウス由来のMSM/Ms(MSM)系統を使用して樹立された「亜種間コンソミック系統」を使用して,脂肪代謝に関連した表現型の収集を行うため・今年度は効果的に肥満症関連表現型を変動させる飼育条件の検討を行った。複数のコンソミック系統の雄個体を用い,高脂肪食負荷による飼育を行い,特定の染色体を置換した系統で顕著に脂肪蓄積が認められることを確認した。さらに,これらのコンソミック系統について,通常餌および高脂肪餌負荷個体の脳,筋肉,脂肪組織等をはじめとした代謝関連臓器の収集を行い,遺伝子発現解析用試料を収集した。一部のコンソミック系統についてはF2マウスならびにコンジェニック系統を作製中である。本研究は「亜種レベルの異なる進化的起源を有するマウス近交系統間の遺伝的差異に注目して、肥満症とこの疾患の発症を基盤とした糖尿病、高脂肪血漿、高血圧などの「生活習慣病」に対し、遺伝的不和合成に基づく遺伝子発現ネットワークの変化を病態の発症に結びつける」というアプローチから研究をおこなった。汎用実験用マウスであるC57BL/6J(B6)系統と日本産野生マウス由来のMSM/Ms(MSM)系統を使用して樹立された「亜種間コンソミック系統」を使用して、多因子肥満症に関連した表現型の収集を行った。複数のコンソミック系統の雄個体を用い、高脂肪食負荷による飼育を行い、特定の染色体を置換した系統で顕著に脂肪蓄積が認められることを確認した。さらに、これらのコンソミック系統について、通常餌および高脂肪餌負荷個体の脳、筋肉、脂肪組織等をはじめとした代謝関連臓器の収集を行い、遺伝子発現解析用試料を収集した。一部のコンソミック系統の試料についてはAffymetrix社製GeneChip Mouse430_2による遺伝子発現解析をおこない、B6系統との比較をおこなった。また、一部のコンソミック系統についてはF2マウスならびにコンジェニック系統を作製した。
炭酸塩の微量元素を用いた地質時代の冷湧水の起源推定

海底から湧出する冷湧水は、光合成に依存しない化学合成生態系を支えるとともに、海底下環境での水や物質の循環を知るための窓といえる。現在とはプレート運動の異なる地質時代において、冷湧水の湧出する海底下でどのような物質のやりとりが行われていたのかは明らかでない。冷湧水では炭酸カルシウムからなる炭酸塩岩が形成され、その中には湧水の元素・同位体組成が記録されている。本研究では、古生代新生代の地層に保存された冷湧水性の炭酸塩岩に含まれる、ストロンチウムやネオジム、リチウムといった微量元素の同位体組成を分析し、過去の冷湧水が海底下のどの深度に由来し、どのような岩石と反応して湧出していたかを明らかにする。
自閉症発症機構解明を志向した細胞接着因子結合タンパク質群の同定

シナプス間における細胞接着分子群の結合は、神経活動の調律に必須である。細胞接着因子間の結合破綻は自閉症をはじめ様々な神経疾患を惹起する。当研究では自閉症原因遺伝子CNTNAP2に着目し、結合因子の同定によりその病態発症機構解明を目指した。同分子細胞外ドメインを介して結合する分子群を、プロテオーム解析により同定を目指した。非特異的結合タンパク質の同定検討を重ねている過程で、海外の研究グループにより結合因子群の網羅的同定がなされた。そこで当研究ではホモログであるCNTNAP4にも焦点を広げ、神経疾患発症メカニズム解明をめざしてさらに研究を遂行した。細胞接着分子群の結合は、シナプス間あるいはニューロン-グリア間における直接的・機能的相互作用に深く関わり、神経活動およびその調律に必要不可欠である。細胞接着因子間の結合破綻は様々な神経疾患を惹起することが知られている。本申請では細胞接着因子様タンパク質として機能するNeurexinスーパーファミリーのうち、自閉症・癲癇・失語症等の原因因子でありながらその中枢神経系における機能が詳しく解明されていない分子群に着目し、その細胞外領域部分の配列を用いてプロテオーム解析を行い、その結合の生理学的意義を追求することを本研究の目的としている。今年度はプロテオーム解析用のタンパク質の安定発現系の構築、培養細胞への発現系の構築、およびマウス脳画分からの結合タンパク質の単離を行った。タンパク質発現系についてはGSTタグとの融合タンパク質としてHEK293細胞に発現させ、分泌タンパク質として培地から回収する方法を採用した。目的タンパク質の調製には成功したものの、非特異的結合を除去するためのコントロールの調製系が構築できなかった。そのため、目的タンパク質とGSTタグの間にプロテアーゼ認識部位を挿入する方法を採用した。それによりタンパク精製後、TEVプロテアーゼ処理によりGSTと目的タンパク質を切り離すことができ、真のリガンド分子を単離できることが期待された。マウス脳膜画分を界面活性剤により可溶化し、目的タンパク質を吸着したカラムと混合したところ、SDS-PAGEゲル状では明らかな特異的バンドは検出されなかった。そこでアフィニティーカラムとの混合過程の条件検討を行うと共に、目的タンパク質の配列を用いて酵母ツーハイブリッド法、および近接タンパク質をラベル化する方法により、相互作用分子の探索を行っている。細胞接着因子間の結合破綻は様々な神経疾患を惹起する。本申請では細胞接着因子様タンパク質として機能するNeurexinスーパーファミリーのうち、自閉症・癲癇・失語症等の原因因子でありながらその中枢神経系における機能が詳しく解明されていないCNTNAP2(Contactin-associated protein like-2)に着目した。具体的には同分子細胞外ドメインを介して結合する分子群をプロテオーム解析により同定を目指し、細胞接着因子群の相互作用破綻に伴う神経疾患発症機構の解明を目指すことを目的とした。これまで通常法によりマウス脳膜可溶化画分から結合タンパク質の同定を試み、様々な条件検討を行ったものの、非特異的結合タンパク質の除去が困難であった。そこでAPEXタグを付加させることで、近傍に存在するタンパク質群の標識法開発を行った。CNTNAP2結合タンパク質同定については非常に競争が激しく、海外のグループによる網羅的解析が先行して報告がなされた。当研究で開発を行っているラベル化法は様々な分子に応用可能であることから、当初の計画に追加して神経筋疾患の原因遺伝子の一つであるストア作動性カルシウムチャネル群の結合タンパク質同定を進行させている。また、同チャネル遺伝子変異による神経筋疾患発症メカニズム解明に貢献した。また、CNTNAP2には細胞外マトリックス特有のモチーフであるラミニン球状ドメインが存在する。同モチーフは膜たんぱく質ジストログリカンとの結合に必須であり、特にジストログリカン上の糖鎖修飾が重要である。本研究と並行させてジストログリカンの翻訳後修飾機構の解明に貢献した。生化学前述のとおりタンパク質発現系構築には成功したものの、プロテオーム解析の過程で目的タンパク質に特異的に結合する分子の抽出に手間取っている。その理由として、脳画分とアフィニティーカラムとの混合の際の条件検討を注意深く行う必要があることが挙げられる。期間内に成果を挙げるため、他の手法も現在遂行している。また、平成25年度中に異動があったことも挙げられる。現在は研究を最大限推進させられる体制が整っている。現在、条件検討(界面活性剤、塩濃度)を行うとともに、別の実験系(酵母ツーハイブリッド法)、あるいは近傍分子をクロスリンクする方法などを用い、網羅的にプロテオーム解析を行う方法などを開始している。昨年度における本研究推進の際に、他の研究費(テニュアトラック関連予算)で行ったため。

昨年度から繰り越した金額については、結合タンパク質の同定(ラベル化の後プロテオーム解析、あるいは酵母ツーハイブリッド法)に係る支出に充てる予定である。それ以外の予算は現在のところ当初の計画に従う予定である。
脆弱なバイオ材料に適用可能なファブリケーション技術の開発と細胞組織工学への展開

タンパク質や細胞などの脆弱なバイオ材料の機能を最大限に利活用するためには、生理環境下での加工プロセスが極めて有効である。本研究では、細胞の脆弱性に対応したバイオファブリケーション技術を開発して、in vitro細胞組織工学への展開を図った。マイクロ流体技術、ソフトリソグラフィー技術、表面技術等をハイドロゲルや高分子ナノシート等と効果的に融合させることで、細胞周囲環境の制御が可能な2次元および3次元培養系を作製して細胞組織機能の評価を行ったところ、これらの系が機能性の筋肉組織等の形成に有用であることが示された。マイクロ流路内に作製したPC12神経細胞の培養系を用いて、パーキンソン病のin vitroモデルの構築を検討した。マイクロ流路内に神経細胞のアポトーシスを誘発する6-hydroxydopamine (6-OHDA)の長領域濃度勾配を迅速形成し、PC12神経細胞の挙動を解析した。低濃度の6-OHDA領域(260 uM以下)においては、主にアポトーシスによる細胞死が観察され、高濃度の6-OHDA領域では、ネクロースによる細胞死が認められた。本手法は、高効率で神経細胞のアポトーシスを誘導する条件を迅速・簡便に見出すことができるため、ハイスループットな薬剤スクリーニングへの寄与が期待される。異なる種類のマイクロゲルの誘導集積と局所除去により、ポーラス構造を作り込んだ3次元組織構造体の構築を検討した。液膜中でマイクロゲル間に働くキャピラリーフォースを利用して、基板上でマイクロゲルを迅速に集合させて2次元クラスター構造を作製し、これを逐次積層することで3次元構造体を作製した。さらに、構造体内のアルギン酸マイクロゲルを三リン酸ペンタナトリウムで除去し、ポーラス構造を付与した。この方法を用いて、細胞を包埋したマイクロゲルで3次元構造体を作製し、ポーラス構造が高い細胞生存率の維持に有用であることを示した。今後、ポーラス構造の精密化や3次元的な共培養系の構築が期待される。基板表面に形成した新疎水パターンを利用して、微小液滴の形状制御を検討した。有限要素法シミュレーションにより、親水性領域の形状から液滴の形状を予測することが可能であった。細胞懸濁液で形状を制御した液滴を作ることで、基板表面上およびマイクロウェルアレイ内に容易に細胞をパターニングすることができた。また、ハイドロゲルのプレポリマーで形状を制御した液滴を作製し、これを光架橋することで、3次元的なマイクロゲルの形状制御も可能であった。高いサイズアスペクト比と柔軟性を有する高分子超薄膜(ナノシート)にソフトリソグラフィー技術を適用し、細胞・組織配列の制御性と筋組織工学への応用を検討した。任意の形状を有するガラス基板上に犠牲層であるpoly(N-isopropyl acrylamide)(pNIPAM)およびpolystyrene(PS)を製膜した。異なる濃度のPS溶液(10-50 mg/mL)を任意の膜厚からなるPSナノシートを調製できた(膜厚40-360 nm)。この時、pNIPAMを下限臨界溶液温度(LCST32°C)以下で溶解させることで剥離した自己支持性のPSナノシートを原子間力顕微鏡(AFM)にて評価したところ、超薄領域(膜厚100 nm以下)では、ナノシートのヤング率が5倍以上低下することが判明した。これより、ナノシートの柔軟性を膜厚で制御できることが示唆された。次に、PDMSスタンプを用いて、ナノシート表面にフィブロネクチンをライン状にパターン化して、マウス骨格筋細胞(C2C12)を培養したところ、培養7日後には異方性を維持したまま筋管が形成した。この時、電気刺激装置にて2日間筋管を刺激したところ、筋管の運動も認められた。さらに、細胞を培養したナノシートをシリコンチューブなどに巻付けることもでき、環構造を模した生体組織を再現できた。以上より、高い柔軟性と異方的な細胞接着界面を有するナノシートは筋組織を構築するための機能性足場として有用であることが示された。ソフトリソグラフィー技術により、ゼラチンメタクリレート(GelMA)ハイドロゲルで繰返し構造を有する培養基板を作製した。この溝内に筋芽細胞(C2C12細胞)を播種し、3次元的な筋管組織への分化を誘導した。溝の幅を100ミクロンに固定し、溝間のスペースを50ミクロンまたは100ミクロンとした。筋芽細胞の配向性には、溝間のスペースの影響は見られなかったが、筋管細胞においては、溝間のスペースが50ミクロンの方が100ミクロンの場合に比べ、溝方向に配向した細胞が多く観察された。続いて、くし型アレイ電極を用いて、電気刺激が筋細胞の分化に与える影響を検討した。白金のくし型アレイ電極をパターニングしたガラス基板上にGelMAハイドロゲルの溝構造を作製し、その上で筋細胞を培養した。

培養8日目にくし型アレイ電極を用いて電気刺激(電圧6 V、周波数1Hz、持続時間10 ms)を24時間印加した。くし型アレイ電極を用いた場合は、約80%の筋管細胞が溝方向に配向したのに対し、2本の白金線を用いた電気刺激では、約65%の細胞しか溝方向に配向しなかった。さらに、筋管細胞の被覆領域、筋管長、筋組織に関する転写因子、タンパク質バイオマーカーを調べたところ、いずれについてもくし型アレイ電極で電気刺激を行ったサンプルの方が高い値を示した。この結果から、くし型アレイ電極とGelMAハイドロゲルを用いた培養プラットフォームの有用性が示された。東日本大震災の影響で一時研究がストップし、また、備品等の納入にも遅れが生じたが、出来る限り代替法や代替品を用いて対応できたため、おおむね順調に研究が進展していると判断できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通り研究が進行しているため。東日本大震災の影響は未だ少なからず残っているが、24年度内には必要な研究環境の復旧にめどがついており、現時点では、大幅な研究計画の変更は考えていない。大幅な研究計画の変更は考えておらず、当初の計画に沿って、3次元的な培養技術の検討を行う。
近赤外分光法を用いた感性情報計測システムの構築と脳直結型ロボット制御技術の開発

ヒトの"こころ"や"感性"の科学的解明は,安全・安心・快適な持続的社会を築くための重要な研究課題の一つであり,国内外の多くの研究者がその計測技術の確立や基盤技術開発等の学際的テーマにチャレンジしている.特に,近赤外分光法(NIRS : Near Infra-Red Spectroscopy)が光脳機能イメージングという新しいパラダイムの扉を開いたのを期に,感性やそれに係る高次脳機能の光計測による解明が渇望されている.そのような状況の中で,研究代表者のグループは,脳の各部位で計測された大脳皮質毛細血管中の酸化・還元ヘモグロビン濃度の時空間ダイナミズムを利用した近赤外光感性情報解析手法を提案し(電子情報通信学会技術研究報告NLP2004-62(2004)pp.7-12他),さらに,喜怒哀楽等の基本的な感性(感情)情報に加えて,Yes/Noの意思情報も同様の解析手法により抽出可能であることを見出した.平成17年度は,感性や意思情報の計測技術の確立とそれをロボット制御へ適用した脳直結型ロボット制御技術を開発することを主たる目的として研究を進めて,以下の研究成果を得た.1)脳波をリアルタイムでフラクタル解析し,脳機能計測と同時に体の動作の想起に伴う,ロボット制御信号の抽出に成功した.2)補助信号として,筋電信号のフラクタル解析を試み,動作を反映した次元の変化が得られた.3)ヒトの意思・判断情報の抽出に成功し,制御信号とする基盤技術を確立した.ヒトの"こころ"や"感性"の科学的解明は,安全・安心・快適な持続的社会を築くための重要な研究課題の一つであり,国内外の多くの研究者がその計測技術の確立や基盤技術開発等の学際的テーマにチャレンジしている.特に,近赤外分光法(NIRS : Near Infra-Red Spectr6scopy)が光脳機能イメージングという新しいパラダイムの扉を開いたのを期に,感性やそれに係る高次脳機能の光計測による解明が渇望されている.そのような状況の中で,研究代表者のグループは,脳の各部位で計測された大脳皮質毛細血管中の酸化・還元ヘモグロビン濃度の時空間ダイナミズムを利用した近赤外光感性情報解析手法を提案し(電子情報通信学会技術研究報告NLP2004-62(2004)pp.7-12他),さらに,喜怒哀楽等の基本的な感性(感情)情報に加えて,Yes/Noの意思情報も同様の解析手法により抽出可能であることを見出した.平成17年度は,感性や意思情報の計測技術の確立とそれをロボット制御へ適用した脳直結型ロボット制御技術を開発することを主たる目的として研究を進めて,以下の研究成果を得た.1)脳波をリアルタイムでフラクタル解析し,脳機能計測と同時に体の動作の想起に伴う,ロボット制御信号の抽出に成功した.2)補助信号として,筋電信号のフラクタル解析を試み,動作を反映した次元の変化が得られた.3)ヒトの意思・判断情報の抽出に成功し,制御信号とする基盤技術を確立した.ヒトの"こころ"や"感性"の科学的解明は,安全・安心・快適な持続的社会を築くための重要な研究課題の一つであり,国内外の多くの研究者がその計測技術の確立や基盤技術開発等の学際的テーマにチャレンジしている.特に,近赤外分光法(NIRS : Near Infra-Red Spectroscopy)が光脳機能イメージングという新しいパラダイムの扉を開いたのを期に,感性やそれに係る高次脳機能の光計測による解明が渇望されている.そのような状況の中で,研究代表者のグループは,脳の各部位で計測された大脳皮質毛細血管中の酸化・還元ヘモグロビン濃度の時空間ダイナミズムを利用した近赤外光感性情報解析手法を提案し(電子情報通信学会技術研究報告NLP2004-62(2004)pp.7-12他),さらに,喜怒哀楽等の基本的な感性(感情)情報に加えて,Yes/Noの意思情報も同様の解析手法により抽出可能であることを見出した.平成17年度は,感性や意思情報の計測技術の確立とそれをロボット制御へ適用した脳直結型ロボット制御技術を開発することを主たる目的として研究を進めて,以下の研究成果を得た.1)脳波をリアルタイムでフラクタル解析し,脳機能計測と同時に体の動作の想起に伴う,ロボット制御信号の抽出に成功した.2)補助信号として,筋電信号のフラクタル解析を試み,動作を反映した次元の変化が得られた.3)ヒトの意思・判断情報の抽出に成功し,制御信号とする基盤技術を確立した.
国際理解教育を基盤とする小学校英語教育をめざした教師教育

本研究は1国際理解教育を基盤とする小学校英語教育のカリキュラムの提案2教師教育に役立つテキストの発行を目的としている。新教材だけでは補えない多様なニーズに対応する学習内容の提示、継続的かつ質的なデータ分析に基づく新しい授業研究手法の提案を行うという意義があると考えている。2018年度の計画は、1カリキュラム提案のための実践研究の継続、2テキスト出版に向けた準備であった。1については新教材We Can!の"What would you like?""My Summer Vacation""What do you want towatch?"に加え、より国際理解教育の内容を深く掘り下げる"On the way to school-世界の果ての通学路-"(新教材What do you want to be?と関連)、"Where is the bread?-地球の食卓-"(同Where is the treasure?)などの授業を実践した。その成果は「何を、どのように?そしてなぜ?ー指導法と目的を考えるー」という題目で、6月2日新英語教育研究会山梨支部、6月16日に同研究会東京支部主催の研究会で講演、7月に小学校英語教育学会で「子どもたちの視野を世界へ広げる小学校英語の授業提案"We Can!"を活用して「地球市民」を育てる」という題目で実践報告、8月6ー7日に「地球市民を育てる小学校英語の授業1異文化理解をめざして2多文化共生をめざして」という公開講座を開催、8月26日の全国英語教育学会で「社会文化的アプローチの視点からみた児童の意味解釈の過程-難民問題をテーマとした外国語学習を通して-」という題目で発表した。しかし2については担当編集者の方が大きな病気に罹患し治療のためテキスト出版の準備を進められない期間が続いているため、2019年12月の出版を目指している。本研究では、国際理解教育を学習内容の中心に据えた小学校英語実践研究を通して、1子どもたちの英語スキルを伸ばしながら、多文化社会の中で共生できる人材の素地を育む国際理解教育を基盤とする小学校英語教育のカリキュラムを提案すること、2教員を目指す学生及び現職小学校教員に役立つ授業研究のためのテキストを発行することを主目的としている。2016年度の計画は、1のテキスト作成に向けて、A)「南アルプス子どもの村小学校」での授業実践、アンケート調査、授業研究、及びB)イギリスSummerhill Schoolの現地調査」であった。A)については、当初計画から児童の実態を踏まえて、授業内容に変更を加えたものの、ほぼ計画通り4つユニットの授業を実施した。授業をほぼ毎回ビデオに録画し、それを文字に起こした授業ジャーナル、子どもたちの学習成果をまとめたポートフォリオ、リスニングクイズ・アンケート調査(全2回)、発表のまとめ、担任教師や子どもたちとのインタビュー、など様々なデータを収集できた。国際理解教育と小学校英語を結ぶ目的で作成されているカリキュラムは少なく、このような質的なアプローチによる授業研究は皆無であるので、その意義は大きいといえるだろう。B)については、Summerhill SchoolのOpen Dayに訪問することができ、世界中から視察が来ている中で、在籍生徒による詳細な学校案内と重要な特色である全校ミーティングへの参加、校長(Ms. Zoe Neill Readhead)との質疑応答、副校長(Mr. Henry Readhead)への2時間以上にわたるインタビューなどの研究活動を行うことができた。国際理解教育の基盤である民主主義を教育理念とした教育実践を直接見聞し、また学校づくりの理念を学校経営者から直接うかがったことで、実践上の大変重要な示唆を得ることができた。2016年4月2017年3月までの間に、ほぼ計画通り4つユニットの授業(「世界の子どもたち」Children around the world,「障害と共に生きる」Live with challenge,「食べ物はどこから?」Food for thought,「これが私!」This is me!)を実施した。週1回45分の授業をほぼ毎回ビデオに録画し、それを文字に起こした授業ジャーナル、子どもたちの学習成果をまとめたポートフォリオ、リスニングクイズ・アンケート調査(全2回)、発表のまとめ、担任教師や子どもたちとのインタビュー、など様々なデータを収集し、定性データ分析ソフトNVivo11を使って分析を行った。その成果は、異文化コミュニケーション学会第31回年次大会(2016年9月:東京)にて「国際理解教育を基盤とした小学校英語教育を推進するためにー新しいカリキュラムの提案に向けてー」というタイトルで発表した。また新英語教育研究会関東ブロック集会2017(2017年1月:山梨)にて「『障害と共に生きる』をテーマにー国際理解教育と小学校英語教育を結ぶ試みー」というタイトルでワークショップを行った。学術論文としては、日本児童英語教育学会(JASTEC)紀要第36号(2017年度発行予定)に「国際理解教育と小学校英語教育を結ぶカリキュラム構築を目指した探求的実践(Exploratory Practice)ー質的研究手法を活かしてー」というタイトルで掲載予定である。本研究は、次期学習指導要領の「世界とどう関わるか」に重要な示唆を与えうる国際理解教育を踏まえ、大きな変革期にある小学校英語に対応しうるカリキュラム作成や効果的な教員研修のために、適切な方向性と具体的な事例を示すことができるという点で、非常に意義があると考える。以上のことからほぼ順調であるという事が言えるだろう。本研究では、国際理解教育を学習内容の中心に据えた小学校英語教育実践研究を通して、1子どもたちの英語スキルを伸ばしながら、多文化社会の中で共生できる人材の素地を育む国際理解教育を基盤とする小学校英語教育のカリキュラムを提案すること、2授業研究のためのテキストを発行することを主目的としている。本研究の意義及び重要性は主に二つある。

一つ目は、新学習指導要領に示された育成を目指す3つの資質「知識・技能」「思考力・判断力・表現力」「学びに向かう力・人間性等」を総合的に融合させる試みであるということである。従来の小学校の外国語活動では歌やチャンツ、会話練習といった「知識・技能」が指導の中心にあり、何のために外国語を学ぶのか(学びに向かう力・人間性等)、私たちが生きている多様な人・モノ・コトが行き来する世界の状況を考え(思考力)、外国語を使っていつ誰に何を(判断力)、どのように伝えたらいいのか(表現力)といった側面にあまり重きが置かれてこなかったのではないかという問題意識がある。知的好奇心が高く、メタ認知能力もある程度育っている小学校高学年の児童に対して、世界へと視野を広げ様々な国から発信されるメッセージを受け止め、また外国語を使って自分のメッセージを発信するという意識をもたせるようなより深い学習内容が必要ではないかと考え本研究を行っている。新教材We Can!だけでは補えない、多様な学校のニーズに対応する一つの選択肢として、本研究が提案するカリキュラムの意義は大いにあると考えている。また、国際理解教育と小学校英語を結ぶカリキュラム構築のために筆者が行っている、継続的かつ質的なデータ分析に基づく授業研究は皆無であるので、教員養成課程に在籍する学生及び現職の教職員が、授業力の向上を目指し授業研究を行う際の新しい手法を提示できるという意味でも、その意義はあるといえるだろう。2017年度の計画は、1のテキスト作成に向けて「南アルプス子どもの村小学校」での授業実践(アンケート調査・授業研究)の継続と2のテキスト作成であった。1については、授業内容に変更を加えたものの、We Can!1にあるWhen is your birthday?, Who is your hero?, Wheredo you want to go?と独自カリキュラムWhat ispeace for you?の主に4つの単元を実施した。授業はほぼ毎回ビデオに録画し、授業ジャーナル、子どもたちのポートフォリオ、調査参加者とのインタビュー等のデータを収集し、定性データ分析ソフトNVivo11を使って分析を行った。昨年度のデータも含めその成果は日本国際理解教育学会第27回研究大会(2017年6月)で「国際理解教育の実践を支える教育理念とはーSummerhill Schoolと民主主義ー」というタイトルで、また第17回小学校英語教育学会兵庫大会(2017年7月)にて「自己表現活動の組み立て方と評価の視点を探る質的授業研究ー授業ユニット“This is me!"を題材にー」というタイトルで発表した。
磁気流体波による太陽風非平衡プラズマの生成過程

本研究では、太陽風中の非平衡な速度分布が磁気流体波によって生成される過程について、数値計算・理論解析を用いた議論を行った。その結果、(1)磁気流体波が存在する場合に現れる「見かけの」非平衡速度分布が磁気流体系の平衡状態に対応していること、(2)太陽コロナから伝搬する磁気流体波が伝搬過程で生じる急峻化の過程で非平衡な速度分布が生成されること、(3)非平衡な速度分布によって励起される短波長の波動によって低周波の磁気流体波の減衰が促進されること、などが明らかになった本研究では、太陽風中の非平衡な速度分布が磁気流体波によって生成される過程について、数値計算・理論解析を用いた議論を行った。その結果、(1)磁気流体波が存在する場合に現れる「見かけの」非平衡速度分布が磁気流体系の平衡状態に対応していること、(2)太陽コロナから伝搬する磁気流体波が伝搬過程で生じる急峻化の過程で非平衡な速度分布が生成されること、(3)非平衡な速度分布によって励起される短波長の波動によって低周波の磁気流体波の減衰が促進されること、などが明らかになった太陽風MHD波動による非平衡プラズマの生成過程の体系的な理解のために、本年度はまず過去の我々の研究を発展させる形で、局所的数値計算および計算モデルの改良を行った。本年度前半においては、まず簡単な静電波を題材にVlasovシミュレーションを用いた非線形波動の解析を行い、単純なスペクトル解析では確認できない波数モード間の非線形結合を定量化する手法を確立した。平行して、太陽風MHD波動についてのイオンハイブリッドシミュレーション(局所的数値計算)を行い、低周波MHD波動の非線形発展においては背景磁場に対して垂直なイオンのエネルギーがほぼ一定値であることを発見した。この条件により、これまで流体モデルでは正確に取り扱われてこなかった低周波波動によるイオンの非共鳴加熱の効果を大域的数値計算モデルへ取り込むことが可能となる。後半では、我々が開発した運動論的MHDモデルの詳細な解析を行い、モデルが厳密に成立するためには"static approximation"として知られる磁場変調と密度陽動の関係式が成立する必要がある一方で、太陽コロナから0.3AU辺りまでで考えられているMHD波動の非線形性の範囲ではイオンハイブリッドシミュレーションと定量的に同様の結果を再現することを確認した。平行して、プロトンビーム起源の運動論アルフェン波と太陽風MHD波動の非線形相互作用について前半期で確立した手法を用いた解析を行った。詳細な結果は次年度公表予定であるが、波長が1オーダー以上違う場合においても、運動論アルフェン波の非線形性により太陽風MHD波動の効率的な減衰が生じることが明らかになった。太陽風MHD波動による非平衡プラズマの生成過程の体系的な理解を目的として、本年度は昨年度までに得られた結果に基づいて理論モデルの構築および大域的数値計算コードの開発を進めた。理論面においては、本年度は特にプラズマと共鳴を起こさない低周波の磁気流体波による非平衡プラズマの生成過程の理解において大きな進展があった。公表済みの結果の概要を述べると、(1)磁気流体波のVlasov系における厳密解(Sonnerup-Su解)が低周波極限において非共鳴な磁気流体乱流による加熱の式を与えること、(2)温度異方性を伴う形に拡張したSonnerup-Su解が速度空間上で見られる「見かけの温度」に対応した非対称な構造を再現すること、(3)Sonnerup-Su解が速度空間上の最大エントロピー分布として与えられ、かつ磁気流体波解自体が磁気流体系の緩和状態として得られること、を明らかにした。これらの結果は、太陽風中の非平衡プラズマの一部は磁気流体波が一種の緩和状態として存在することに付随した一種の「平衡な」状態であるということを示している。このことは、「本当の」非平衡なプラズマの生成過程を解明する上での重要な前提となるものであり、運動論的MHDモデル(Vlasov-MHDモデル)と運動論モデルの結果を比較する上でも重要な知見である。数値計算コードの開発においては、Vlasov系をより高精度で解く手法を開発し、結果を論文で公表した。また、有限ラーマ半径効果の導入およびVlasov-MHDモデルの球座標化を現在までにほぼ完了しており、細部のチェックが済み次第MHD系を用いた数値計算との比較を行う予定である。太陽風MHD波動による非平衡プラズマの生成過程の体系的な理解を目的として、以下のような研究を行った:(1)運動論ー磁気流体系のハイブリッドモデル(球座標Vlasov-MHDモデル)を用いて、大域的な非一様性を持つ太陽コロナ・太陽風プラズマにおけるMHD波伝搬の非定常シミュレーションを、人工的な粘性・抵抗項を含まない形で実行した、(2)(1)においてMHD波の有限な周波数スペクトル幅の効果で平行伝搬波動においても伝播過程において波の急峻化が生じ、それに伴ってイオンの加速・減速が生じることを確認した、(3)多次元Vlasov-MHDモデルの理論解析を進め、低ベータ・小伝搬角の範囲では定量的に妥当な評価が可能であることを示した、(4)運動論アルヴェン波と非単色MHD波の非線形相互作用過程の解析のパラメータ研究を進め、2桁以上波数が異なる場合もMHD波の減衰が生じることを確認した。(1)と(2)は球座標・開放系における大振幅MHD波の非線形発展を非アドホックな運動論効果を含めて直接数値計算を行った先駆的な業績である。(3)と(4)は太陽風MHD波動の非線形発展過程の解明に寄与する結果である。

特に、(3)を通じて過去の理論モデル間の関係が示された意義は大きく、当該分野の物理モデルの成熟への寄与が期待される。また、現時点で未公表の結果であるが、球座標Vlasov-MHDモデルの直接数値計算において(5)現象論的にイオン・電子の緩和効果を導入した場合、イオンの運動論的振る舞いが抑制されること、(6)太陽方向に伝搬する成分が周波数スペクトル幅以外のパラメータ(初期の振幅・ベータ比)にも依存して変化すること、を確認した。また、(7)大規模MHD計算データを用いたテスト粒子計算を行い、v×B項のみではVlasov-MHDモデルで観測された非平衡プラズマの生成が起こらないことが確認された。「見かけの温度」に関する重要な議論を先に片づけるために理論面の検討の優先順位を上げ、理論解析・数値計算スキームの構築が本年度でほぼ完了した。最終年度は大域的数値計算の実行及び小スケール波動のパラメータ化に注力することになるため、研究全体の進捗は順調であるといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度である24年度は、過去のMHDモデルを用いて行われた数値解析結果とVlasov-MHDモデルを用いた数値解析結果の比較を行い、非平衡プラズマ生成における「グローバルな」素過程の重要性を吟味する。並行して、局所数値計算で明らかになった斜め伝搬の小スケール波動の励起・減衰過程をパラメータ化の議論を進める。
停留精巣組織で特異的発現をする遺伝子群の精巣分化・発生における役割

妊孕性を改善するため、停留精巣に対して早期の精巣固定術が推奨されているが、早期手術を行っても前駆細胞から精原細胞への分化が障害されている症例ではその後の造精機能低下が認められる。停留精巣における生殖細胞分化プロセスを明らかにするため、特異的発現する遺伝子群の探索を行った。その結果、TPT1, EEF1A1, NuMA1という3遺伝子を同定し、これらは精原細胞に局在することを明らかにした。これらの遺伝子は細胞増殖・分化に関わっており、こうした遺伝子変化は、将来の妊孕性の指標とできる可能性が示唆された。(1)停留精巣モデルラットの作成,および精巣の組織学的検討実験的停留精巣の作成は,抗アンドロゲン剤であるflutamideを,妊娠14日20日のSprague-Dawleyラットへ7日間腹腔内投与することで行った。これにより,新生仔の雄ラットのおよそ90%に停留精巣が発生し,このモデルラットに対して,生後4,5,7週の時点で精巣固定術を行った。その結果,精巣固定術を行わなかった群では,精巣は著明に萎縮しており,アポトーシスを伴う造精機能障害を認めていた。一方で,精巣固定術を行った群では,早期伸長精子細胞までの分化を認めていた。さらに生後4週までに精巣固定術を行った群では,それよりも遅い時期に手術を行った群に比べ精巣の変性が軽度であった。これにより早期手術が造精機能障害を抑制することを実験的に明らかにすることができた。しかしながら固定術を行っても精子形成が完全に回復するまでには至らず,何らかの細胞分化異常が既に起こっている可能性が考えられた。(2)ヒト停留精巣組織で特異的発現する遺伝子群の探索当施設では,患者への十分な文書での説明・承諾の後,学内倫理委員会の承認のもと,精巣生検を行い,精巣組織を凍結保存している。これら保存している組織からmRNAを抽出し,対側下降精巣や陰嚢水腫の精巣組織のmRNAと比較し,発現差のある遺伝子を探索することを行った。本年度においては,これらmRNAからcDNAを合成し制限酵素で切断し,(1)停留精巣をtester,下降精巣をdriverとする群,(2)停留精巣をdriver,下降精巣をtesterとする2群を設定し,2方向のsubtraction法を行い,それぞれhybridizeしなかったものをベクターに組み込んで,subtracted libraryを作成することができた。今後,さらにこのlibraryを解析する予定である。1停留精巣モデルラットの作成および精巣の組織学的検討前年度は、実験的停留精巣モデルラットを使用し精巣固定術の効果を検討したが、これにより早期手術が造精機能障害を抑制することを実験的に明らかにすることができた。本年度には、停留精巣状態での造精機能障害の原因を検討するため、NF-kB関連タンパク質の発現を組織学的に検討した。その結果、停留精巣組織ではNF-kB発現が亢進しており、アポトーシスが増加していた。停留精巣におけるgerm cell apoptosisにNF-kBの活性化が関与しており、これが造精機能障害の-因と考えられた。2ヒト停留精巣組織で特異的発現する遺伝子群の探索前年度までの研究成果により、Subtraction法によって停留精巣組織で高発現する18遺伝子、発現低下する16遺伝子を同定することができた。遺伝子発現の相対定量を行い、TPT1, EEFIA1, NuMA1の3遺伝子で有意差を確認できた。発現低下群では、有意差を認めなかいが、CLU遺伝子の発現低下を確認できた。さらに3遺伝子(TPT1, EEFIA1, NuMA1),について、成獣マウス精巣やヒト精巣組織における免疫染色を行ったところ、TPT1, EEFIA1はgerm cellに、NuMA1はgerm cellとSertoli cellに、いずれも精細管stage spectficな発現を認めた。Gemcenでは、いずれもspermatogoniaに発現が見られ、ヒト精巣での検討でも同様の結果であった。停留精巣では同年代の正常精巣に比べ、精子形成細胞の分化抑制が起こっていると考えられるが、これらの遣伝子発現変化はその性質を反映しているものと推察された。1.ヒト停留精巣組織で特異的発現する遺伝子群の探索前年度までの研究成果により、Subtraction法によって停留精巣組織で高発現する遺伝子として、TPT1・EEF1A1・NuMA1遺伝子を同定した。また低発現する遺伝子として、CLU遺伝子を同定した。これらのタンパク質発現について免疫染色による詳細な組織学的検討を行ったところ、EEF1A1およびTPT1遺伝子は精子形成細胞に発現しており、NuMA1遺伝子は精子形成細胞・セルトリ細胞に発現することを明らかとした。2.停留精巣

特異的発現遺伝子と、病態との関連性についてヒト停留精巣組織で高発現する3遺伝子の機能として、細胞分化・増殖に関わることは既に報告されているが、成熟精巣にも発現し、精子形成にも何らかの働きを持っことは今回の研究で初めて明らかとなった。EEF1A1遺伝子と高い相同性を持つCCS-3遺伝子は、精巣幹細胞の自己複製・維持に必須であるPLZF遺伝子と結合し核内移行を抑制することが報告されている。このことから、EEF1A1遺伝子はPLZF遺伝子を介して精原細胞の分化過程に関わっており、その分化状態を反映するマーカーとなる可能性が示唆される。そこで、実際に私達の施設で手術を行った症例(86例、104精巣)について各遺伝子発現量と治療前の精巣位置について検討を行ったところ、EEF1A1遺伝子発現は精巣の位置が高くなるに従い上昇しており、腹腔内精巣で最も高発現していた(p<0.005)。このことから、精巣の位置に従って精巣幹細胞の状態が異なり、造精機能へ影響を及ぼすものと考えられた。こうした遺伝子発現量によって精巣幹細胞の状態を予測することができれば、症例に応じた経過観察や早期の治療介入など、将来の造精機能障害に対して幅広い対応が可能となると考えられた。
光合成細菌チトクロームb-c∋複合体のチトクロームbの構造遺伝子の研究

1.チトクロームb-562のN末端領域のアミノ酸配列を30残基決定し、この配列をもとに14塩基からなるオリゴヌクレオチドをプローブとして合成した。2.1のプローブとハイブリダイズするR.sphaeroidesの7.4Kbp附近のDNA断片のクローニングをおこない、約1000個のコロニーから、上記のプローブとハイブリダイズするクローンを選んだ。このクローンの塩基配列をdideoxy法により決定した。3.2の結果、open reading frameから予想されたアミノ酸残基数は157個で分子量は17237であった。また、塩基配列より決定されたN末端のアミノ酸配列は、気相シークエンサーにより決定されたものと完全に一致した。両者のアミノ酸組成もよく一致した。アミノ酸配列のhydropathy profileから、このチトクロームが4つの膜貫通領域を持つ典型的な膜タンパク質であることが示唆された。4.以上の結果より、得られた塩基配列を持つ構造遺伝子はチトクロームb-562のものであることが示された。今後、チトクロームb-【C_1】複合体の他の構成成分の遺伝子とチトクロームb-562の遺伝子とのゲノム上での位置関係について調べる予定である。
新規依存性受容体UNC5Dによる神経芽腫細胞死制御機構の解析

予後良好な神経芽腫では、しばしば臨床経過中に腫瘍の分化や細胞死が起こり自然退縮という現象が観察されます。同様の現象は正常の神経発生の過程においても起っています。神経成長因子(NGF)の相対的に欠乏によると知られていますが、その制御機構の詳細は不明です。本研究では、NGFの除去に応じて、依存性受容体UNC5Dの細胞内部分がアポトーシス機構の重要な因子であるカスパーゼ2/3による切断後に細胞核内に移行し、細胞死を誘導することを明らかにしました。本研究の成果は予後不良な神経芽腫の治療法の開発に新たな切り口を提供すると期待されます。本年度ではUNC5Dによるアポトーシス制御メカニズムを解明するため、UNC5Dがcaspaseによって切断されうるかどうかを検討した。まず、in vitro caspasecleavage assayを行った。その結果、caspase 2とcaspase 3がUNC5DをD416サートに切断することが判った。さらに、細胞にUNC5Dを過剰発現し、DNA損傷を引き起こすCDDPにより内在性のcaspaseを活性化させた際にUNC5Dのcleavageが認められた。この切断はcaspase inhibitorを添加した条件下で抑制されたことから、UNC5Dがcaspase2/3のターゲットであることが示された。次に、神経芽腫細胞株に野性型、UNC5Dの非切断型変異体(D416N)及びcaspaseの切断によりリリースされた細胞内ドメイン(UnICD)をそれぞれ過剰発現し、アポトーシスを評価するTUNNEL assayを行った。その結果、UnICDがUNC5Dと同様にアポトーシスを誘導するが、D416N変異体がアポトーシス誘導能を失うことを明らかにした。さらに、UNC5ファミリーリガンードであるnetrin-1を添加した条件下で検討したところ、netrin-1の添加はUNC5Dのdeavage及びアポトーシスの誘導を著しく抑える一方、UnICDによるアポトーシスの誘導が変わらないことが判った。これらの結果はcaspaseによりUNC5Dから細胞内ドメインUnICDの放出がUNC5Dの細胞死誘導能に極めて重要であることと、リガンードであるnetrin-1がUNC5Dのcleavageを抑制することによって依存性受容体UNC5Dの細胞死誘導能を制御することが示唆された。さらに、caspaseによりUNC5Dの切断及びUNC5Dの細胞死制御機能は野性型及びUNC5Dのknockoutマウス由来のMEF細胞を用いて、DNA損傷応答における反応性を検討することにより検証した。その結果、CDDP、ADR及びTNFα等様々な処理に応じて細胞死を引き起こした場合に、UNC5Dの誘導及びcleavageが野生型のMEF細胞に見出された。さらに、野性型のMEF細胞と比べ、UNC5D欠失の細胞はCDDPで処理した条件下でアポトーシス細胞の比率は減少していることを判明した。これらの結果はUNC5Dが細胞死において重要な役割を果たすことが示唆された。昨年度の結果から依存性受容体UNC5Dはアポトーシス機構の重要な因子であるカスパーゼ2とカスパーゼ3のタゲートであり、活性化したカスパーゼによりUNC5Dから細胞内ドメインUnICDの放出がUNC5Dの細胞死誘導能に重要であることが認められた。今年度はこれまでの研究結果を踏まえ、神経芽腫の細胞死における依存性受容体UNC5Dの制御機序をさらに検討することを目的とした。カスパーゼによる放出されたUNC5Dの細胞内ドメインUnICDの細胞内局在を調べるため、神経芽腫細胞株SH-SY5Y、ヒト骨肉腫細胞株U2OSおよびヒト子宮頚がん細胞株HeLaをCDDPまたはADRにて処理し、ウェスタンブロット法および免疫染色を行った。その結果、これらの処理に応じて細胞死を引き起こした際に、UNC5Dの誘導及びcleavageが検出された。同時に、放出された細胞内ドメインUnICDが細胞質から核内に移行することも観察された。この局在の変化はUNC5Dの細胞死誘導能が核内に入っていたUnICDを介して発揮することが示唆された。次に、UnICDが転写制御能を持つかどうかを検討するため、UnICDを酵母転写活性化因子GAL4のDNA結合ドメインと融合させ、GAL4-UnICD融合タンパク質を発現するベクターを作出し、Luciferase reporterアッセイを行った。その結果、UnICDが転写制御能を持つことが判った。しかし、UnICD自身はDNA結合ドメインを持たないので、別のDNA結合ドメインを持つ転写因子のcofactorとして働くことが示唆された。これまでに、転写因子E2F1は神経成長因子除去により引き起こした神経細胞死に関与することが報告されている。

したがって、UnICDとE2F1との相互作用の可能性を探索した。HeLa細胞にUnICDとE2F1を過剰発現させ、免疫沈降法を行ったところ、両タンパク質は核内に結合することが見出された。そして、核内での共局在も観察された。さらに、クロマチン免疫沈降法(ChIP Assay)を用いた解析では、UnICDがCDDP処理に応じて、E2F1のアポトーシス促進性の転写標的であるカスパーゼ7遺伝子プロモーターのE2F1応答配列にリクルートされることが判明した。以上の研究結果はUNC5DがE2F1との相互作用によって、神経芽腫の細胞死を制御することが示唆された。本年度は、これまでの研究結果を踏まえ、神経芽腫の自然退縮におけるUNC5Dの機能的役割を検討することを目的とした。手術によって摘出された神経芽腫から調整した細胞を用いて、神経成長因子NGFによる神経様細胞への分化誘導およびその後のNGF除去によってアポトーシス誘導の過程におけるp53、UNC5D、netrin-1およびE2F1の発現レベルを解析した。その結果、NGFを除くことによって誘導されるアポトーシスの際に、UNC5Dはp53とE2F1とともに発現上昇することが判った。一方では、netrin-1および他のUNC5ファイミリーメンバーは変化が見られなかった。また、ラット副腎褐色細胞腫由来の細胞株であるPC12細胞を用いた実験では、同様の結果が得られた。そして、UNC5ファミリーのリガンドであるnetrin-1を添加した条件下では、NGF除去によるアポトーシスの誘導が減少していることも判った。さらに、UNC5Dの自然退縮への関与を検討するため、自然に退縮した神経芽腫の腫瘍サンプルを用いて、免疫組織染色法を行った。その結果、UNC5Dは自然退縮が起きている神経芽腫細胞に発現上昇し、細胞核に局在していることが判明した。これらの結果は自然退縮が起きている神経芽腫細胞において、UNC5Dが誘導され、さらに活性化したカスパーゼ3により切断された細胞内断片が細胞核に移行したことを示した。したがって、UNC5Dが神経芽腫における自然退縮の分子機構において重要な役割を果たしていることが示唆された。
有限要素法を用いた顎義歯の応力解析

口腔癌の手術後は顎骨欠損や歯牙欠損を伴い、咀嚼、嚥下、構音などの重要な口腔機能や審美性が著しく損なわれ、患者の社会復帰の障害となる。そのリハビリテーションの手段として、顎補綴治療が行われるが、特に上顎の顎補綴では、個々の症例に差があり、様々な治療経過、術後経過をたどるため、術者や施設により治療方針、治療評価が異なる。このため、顎補綴治療の限界や可能性が不明確な状況で治療が行われているのが現状であり、的確な診断、治療方針、治療評価を確立することが必要である。上顎顎補綴の研究としては、上顎欠損患者と補綴装置に関する実態調査、顎義歯の設計に関する模型実験、顎義歯の機能時の動態と下顎運動との関係などが行われてきた。また、顎義歯本体の動特性を明らかにするため、振動解析が行われてきた。今回、顎義歯本体の振動解析結果との比較と顎義歯装着時の振動解析を行うための予備実験として、三次元有限要素法を用いて、顎義歯荷重時の応力分布について解析、検討した。実験モデルは上顎右側第一第二小臼歯、第一第二大臼歯欠損を伴う上顎右側部分切除症例を想定した。モデルの物性値ならびに栓塞部の設計はこれまでの報告を参考にした。栓塞部の形態を充実型、中空型、天蓋解放型の3種類とし、床の材質はレジン床のみとした。解析は、パーソナルコンピュータにて、汎用有限要素法解析プログラムCOSMOS/M(SRAC社/(株)大塚商会)を使用し、三次元線形静解析で行った。荷重点は顎義歯の左側第一大臼歯人工歯相当部に設定し、総荷重98Nの垂直荷重を付与した。直接維持装置として右側犬歯部、間接維持装置として左側第一第二小臼歯部、左側第一第二大臼歯部を拘束した。結果は、3種とも維持装置の基部に応力の集中がみられ、特に左側第一第二小臼歯基部への応力の集中が大きかった。今回の実験は解析ソフトに制限があり、モデル上にクラスプを設置することが出来なかった。今後は実験モデルをより詳細に作成するとともに、支持組織の性状、荷重条件、拘束条件、材質などによる影響についても検討していきたい。口腔癌の手術後には顎骨欠損や歯牙欠損を伴い、咀嚼、嚥下、構音等の重要な口腔機能や審美性が著しく損なわれ、患者の社会復帰の障害となる。そのリハビリテーションの手段として、顎補綴治療が行われるが、特に上顎の顎補綴では、個々の症例の現症に差があり、様々な治療経過、術後経過をたどるため、術者や施設により治療方針、治療評価が異なる。このため、顎補綴治療の限界や可能性が不明確な状況で治療が行われているのが現状であり、的確な診断、治療方針、治療評価を確立することが急務といえる。そこで今回、顎義歯本体の振動解析との比較ならびに顎義歯装着時の振動解析を行うための予備実験として、モデル上での機能時における顎義歯の動態を把握することを目的とし、三次元有限要素法を用いて、顎義歯の荷重時の応力解析を計画した。平成13年度は解析を行うための顎義歯三次元有限要素モデルの作成を行った。パーソナルコンピュータにて、汎用有限要素法解析プログラムCOSMOS/M(SRAC社/横河技術情報社製)を使用し、左側第1、第2小臼歯、第1、第2大臼歯の欠損を伴う左側上顎骨欠損症例を想定し、有限要素モデルを構築した。顎義歯はレジン、Co-Cr、Pt-Auの3種類の材料を設定、さらに栓塞部の構造を充実型、中空型、天蓋解放型の3種類とした。平成14年度は完成した有限要素モデルを用い、健側ならびに患側に荷重点を設定し、それぞれに荷重10Nの垂直荷重を付与した際の応力分布を、各材料間で比較、栓側部の形態差により比較を行い、応力の集中が少ない顎義歯の材料、栓側部の形態を検討する。

栓塞部の形態を充実型、中空型、天蓋解放型の3種類とし、床の材質はレジン床のみとした。解析は、パーソナルコンピュータにて、汎用有限要素法解析プログラムCOSMOS/M(SRAC社/(株)大塚商会)を使用し、三次元線形静解析で行った。荷重点は顎義歯の左側第一大臼歯人工歯相当部に設定し、総荷重98Nの垂直荷重を付与した。直接維持装置として右側犬歯部、間接維持装置として左側第一第二小臼歯部、左側第一第二大臼歯部を拘束した。結果は、3種とも維持装置の基部に応力の集中がみられ、特に左側第一第二小臼歯基部への応力の集中が大きかった。今回の実験は解析ソフトに制限があり、モデル上にクラスプを設置することが出来なかった。今後は実験モデルをより詳細に作成するとともに、支持組織の性状、荷重条件、拘束条件、材質などによる影響についても検討していきたい。