hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ショウジョウバエの味覚受容分子機構の網羅的解析

ショウジョウバエの味覚受容に関わる遺伝子を網羅的に同定するために、Genechipを用いたスクリーニングを行った。味覚感覚器が機械感覚器に転換したpoxn突然変異体と野生型の味覚器官由来のtotal RNAからプローブを作製した。ショウジョウバエの全遺伝子を含むGenechipにプローブをハイブリダイズし、poxn突然変異体で野生型よりも発現量が有意に低下している遺伝子をスクリーニングした。その結果、野生型と比較して2371個の遺伝子がpox突然変異体で発現が低下していた。このうち、Gタンパク質共役型受容体が15個、チャンネルが24個、Gタンパク質が7個などが見つかった。これらの遺伝子の機能を同定するために、GAL4/UAS systemを用いて目的遺伝子のpromoter近傍ゲノム領域にP{GAL4}が挿入した系統を用いて遺伝子の発現場所を同定し、数個の遺伝子について詳細な解析を開始した。多数のGal4系統とUAS-GFP系統を交配し、GFPの発現をもとに感覚子の基部の味細胞でGAL4が発現している系統をスクリーニングしNP1017系統を得た。anti-GFPを用いた抗体染色や、LSMの観察により、この系統では、感覚子基部の1個の味細胞でGAL4が発現していた。この味細胞の機能を調べるため、高温下でシナプス小胞のリサイクルが抑制されるshibire^<ts1>をGAL4発現細胞で発現させることができるUAS-shibire^<ts1>用いた吻伸展反射行動実験を行った。その結果、高温条件下で、糖や塩に対する応答は正常であったが水に対する応答が著しく低下した。水応答の異常は、K^+チャネルの遺伝子であるShakerの突然変異遺伝子を連結したUAS-EKO系統を用いた電気生理学的解析でも示された。NP1017系統を用い、水受容細胞から中枢への投射パターンを観察したところ、食道下神経節、胸部神経節において、水受容細胞はそれぞれ特定の領域に投射していることが明らかになった。本研究により、ショウジョウバエの水受容細胞を機能と関連づけて同定することができ、その中枢への投射を明らかにすることができた。
完全埋込型人工心臓の開発を阻む要素の解決のための基礎的、総合的研究

3年間の研究で以下の成果を得た。1.流れ変換型拍動流完全人工心臓の開発血液混合が少ない遠心ポンプ機構の研究を行い、血液混合率を20%まで低減できた。また、小型化、抗血栓性化、簡易化、省エネ化のために波動ポンプとJellyfish弁を組み合わせた新しい方式の人工心臓を開発した。2.波動型完全人工心臓の開発波動ポンプ2つと左右独立のブラシレスDCモータを組み合わせて世界で最も小型の埋込型完全人工心臓の開発に成功した。そしてポンプの成型方法、駆動制御方法について基礎的研究とソフトウエアの開発を行った。これらの結果、体重41Kgのヤギの胸腔内に埋め込んでほぼ11日間生存させることに成功し、同時に次のステップへのための問題点が把握された。3.完全人工心臓の生理的制御方法の研究バイオフィードバックの機構を利用して人工心臓を装着したヤギ自身に完全人工心臓の制御をさせる制御方法(1/R制御)によってヤギを最長532日間(動物実験では世界最長)成功した。この制御方法では従来の制御方法で見られた種々の病理像が全く見られなくなるという画期的な結果を得た。この方法を波動型完全人工心臓に適用する基礎的研究も行った。4.材料表面への石灰沈着発生機構に関する仮説の提唱人工心臓に300日以上用いたJellyfish弁の弁膜に生じた石灰沈着を詳細に分析し、石灰沈着が繰り返し引っ張り張力を受ける部位に好発することを発見しその機構に関する新しい仮説を提唱した。5.センサの開発血中のカテコラミン計測センサ、埋込型微小循環観察プローブの基礎開発を行った。本研究は、新しい原理の完全人工心臓(流れ変換型拍動流完全人工心臓と波動ポンプを用いた完全人工心臓)に対して,、1)解剖学的に適合するよう形状的な改良、2)血液適合性(特に抗血栓性と抗溶血性)の改善、3)流れ変換型拍動流完全人工心臓では静脈血と動脈血の混合の原因の解析とそれを最小限にするポンプ機構の開発、4)あらゆる状態に対する性能や耐久性の評価とその改良、5)エネルギー消費の解析と効率の改善、6)システム全体の設計、7)制御方法の検討、8)動物実験による病態生理の解析の問題点の原因や機構を解明し、それらを改善することによって体内に埋め込んで長期の生存実験が可能なシステムを完成さすことをを目的する。本年度は以下の研究を行った。1人工心臓の制御方法の検討われわれが独自に考案した1/R制御方法を完全人工心臓下のヤギに適用し、長期間の血行動態、代謝状態、血液、生化学データへの影響を調べた。その結果、ヤギは完全人工心臓の動物実験では世界最長の532日間生存し、その間の全てのデータは正常に維持された。この結果、本制御方法が埋込型人工心臓の制御方法としても極めて有望であることが明らかになった。2人工心臓用人工弁の長期血液適合性の検討上記の動物実験は抗凝固剤非使用下に行われた。血液ポンプ用の人工弁にはわれわれが開発した高分子膜製人工弁(Jellyfish弁)が用いられた。実験途中の312日目に交換したJellyfish弁を分析した結果、弁膜の引っ張り応力を受ける部位にカルシウム沈着が好発することを見出し、カルシウム沈着発生の機構に関して新しい仮説を提唱した。3埋込型人工心臓の開発波動型と流れ変換型の二つのシステムの開発を同時に行った。波動型完全人工心臓では、ポンプ内の流れの解析を高速ビデオで行い、溶血や血栓形成の原因を究明し、形状や成型方法の改良を行った。流れ変換型については動静脈血の混合の少ないポンプ機構の検討を各種の翼形状、切替弁の方式について行った。

本研究は、新しい原理の完全人工心臓(流れ変換型拍動流完全人工心臓と波動型完全人工心臓)に対して、1)解剖学的に適合するよう形状的改良、2)血液適合性(特に抗血栓性、抗石灰沈着性と抗溶血性)の改善、3)流れ変換型拍動流完全人工心臓では動静脈血の混合の原因の解析とそれを最小限にするポンプ機構の開発、4)あらゆる状態に対する性能や耐久性の評価とその改良、5)エネルギー消費の解析とその改善、6)システム全体の設計、7)制御方法の検討、8)動物実験による病態生理の解析と問題点の解決等によって体内に埋め込んだ長期の生存実験が可能なシステムを完成さすことを目的としている。本年度は以下の研究を行った。1流れ変換型拍動流完全人工心臓遠心ポンプ内での血液の逆流による混合を少なくするために、従来の羽根の上部と先端に柔軟性のベーンを取り付けた新しい羽根を試作し、ケーシングとの隙間と性能、逆流特性の関係を調べ、その効果を確認した。2波動型完全人工心臓前年度と設計を変更し、左右ポンプの駆動モータを独立させる方式とした。これによって大きさをほとんど増やすことなくモータの発熱を減少させ、かつ制御性を向上させ得た。この人工心臓を6頭のヤギの胸腔内に埋め込んだが、最低42Kgのヤギに埋め込み可能で起立状態を含めて最長17時間の生存が得られた。死因は左右の流量アンバランスによる肺水腫、出血、ポンプのピンホールなどで現在その改良を行っている。3 1/R制御実験1/R制御で長期生存してヤギの血行動態、血液生化学、ホルモンなどのデータを詳細に検討した。また、自然心臓を拍動させたまま完全人工心臓を装着したいわゆるハイブリッド型人工心臓でこの制御方法を行った時の自然心臓の拍動数の応答を現在慢性実験で調べている。4血液適合性の研究312日および414日間駆動したJellyfish弁に生じた石灰沈着の様子を詳細に分析すると共に弁膜に生ずる歪み分布を有限要素法にて解析し、歪みの大きい場所に石灰沈着が好発することを明らかにした。本研究は、新しい原理の完全人工心臓(流れ変換型拍動流完全人工心臓と波動型完全人工心臓)に対して、1)解剖学的に適合するよう形状的な改良、2)血液適合性(特に抗血栓性と抗溶血性)の改善、3)流れ変換型拍動流完全人工心臓では静脈血と動脈血の混合の原因の解析とそれを最小限にするポンプ機構の開発、4)あらゆる状態に対する性能や耐久性の評価とその改良、5)エネルギー消費の解析と効率の改善、6)システム全体の設計、7)制御方法の検討、8)動物実験による病態生理の解析の問題点の原因や機構を解明し、それらを改善することによって体内に埋め込んで長期の生存実験が可能なシステムを完成さすことを目的とする。本年度は過去2年の研究成果を集大成して以下の研究を行った。1波動型完全人工心臓の改良波動型完全人工心臓の破損の原因である膜の成型方法を改良した。膜を丈夫にしてピンホールの原因となる気泡の発生を防止するために、従来のKIIIのみで成型する方法を止め、ベースをCardiomatで成型し最後に血液接触面をKIIIで被覆する方法に改めた。これによって動物実験においてもポンプ破損がみられなくなった。2波動型完全人工心臓の溶血特性の改良溶血を減少させる目的で揺動運動を行う円盤の周辺のみ(右:3mm、左:0.5mm)柔らかい材質にした。ヤギ新鮮血を用いたin-vitroの溶血試験では、現在臨床に用いられている遠心ポンプ(バイオポンプ)とほぼ同等の溶血特性が得られた。3制御方法の確立
組織凍結保存を応用した肝移植の研究

ラット肝の凍結保存、冷保存の実験を行ない、凍結保存は成功に至らなかったが、冷保存における問題点をいくつか明らかにしえた。保存温度、肝細胞、血管内皮細胞の保存状態、保存液の浸透圧および粘調度など、いくつかの保存条件を変えたラット保存肝を、保存後に37.0°C酸素化Krebs Ringer Bicarbonate solution(KRB液)にて非再還流式肝潅流を行なった。潅流中にTaurocholate sodiumを負荷し、胆汁酸負荷前後の胆汁流量、胆汁酸排泄量、およびLDH排泄量より肝のviabilityを判定した。病理組織学的所見と比較し、この方法は、胆汁酸を負荷しない単なる潅流より、より生理的な胆汁分泌能をあらわし、肝のviabilityをよく反映する方法であることが明らかになった。また冷保存肝では、胆汁酸負荷前の胆汁酸非依存分画胆汁流量は非保存肝にくらべ低下していたが、胆汁酸依存分画胆汁流量は非保存肝よりも良好になる傾向が認められた。凍結保存肝では胆汁酸負荷による胆汁流量の増加、胆汁酸排泄の増加を見ず、グラフト浮腫も著明であった。形態面から、保存肝は保存前後でZONEIIIに障害を受け易く、そのviabilityの低下により胆汁酸非依存分画胆汁流量が減少すると考えられた。一方ZONEIの染色率はZONEIIIよりも低く、保存肝における良好な胆汁酸依存分画胆汁はおもにZONEIで作られることを示唆した。また総胆汁酸排泄量は、病理組織学的所見の障害範囲とよく相関していた。この問題点のひとつの解決方法として、塩酸パパベリンを肝保存前および保存中に使用することで、胆汁流量、胆汁酸排泄量の増加、およびLDH排泄量の低下を認めた。塩酸パパベリンは冷保存中のvasoconstrictionを予防し、胆汁流量と胆汁酸排泄量の低下を抑制し、ZONEIIIのcell viabilityを増加させることが示唆され、今後の臓器保存の分野への応用が期待された。【研究目的】臓器移植の発展のために得られた臓器の長時間保存方法の確立が重要となる。本研究では、肝超低温保存の方法と手技の開発、およびその問題点を明らかにすることを目的とした。【研究方法と結果】ラット肝を胆管、門脈よりカテーテルを挿入後摘出した。組織全体を急速に冷凍することにより組織障害を予防し細胞代謝を停止させることを目的にしたので、肝をそのまま-170°Cの液体窒素内に投入すると外部内部の温度差が急速に生じ、肝は直ちに細片に分解した。そこで門脈内に凍結防止剤として10%グリセリンを注入し、液体窒素内に投入したところ、肝の外観は保ったまま凍結されたが、解凍後の傷害は強かった。そこで超低温保存は中止し、10%グリセリンを注入後の-80°C保存に切り替え、解凍は40°C恒温槽にて急速に行った。保存肝のViability判定として、解凍後酸素化した37.0°CKrebs Ringer Bicarbonate solutionにて非再還流方式の肝灌流を行い、代謝機能の評価法として、灌流中に胆汁酸(Taurocholate)を負荷し、その後の胆汁量増加率を検討した。灌流開始後2時間30分まで透明な(ビリルビン色を伴わない)胆汁の良好な流出が認められた。しかし、胆汁酸負荷による胆汁量の増加は認められなかった。

灌流後の病理組織像では、類洞構造の著明な破壊像が認められた。また比較対照として、肝摘出後直ちに灌流に供した群(非保存群)とTOM1液、TOM2液で4°C24時間保存した後同様に灌流を行った群を設定した。24時間保存群は胆汁酸負荷前の胆汁流出量は少なかったが胆汁酸負荷に対しては良好に反応し非保存群とほぼ同様の増加率を示し、胆汁流出量は増加した。凍結保存群は非保存群と胆汁流出量は同じであった。【今後の研究計画】凍結保存における臓器障害機序、部位などにつきさらに詳細な検討を行う予定である。ラット肝の凍結保存、冷保存の実験を行ない、凍結保存は成功に至らなかったが、冷保存における問題点をいくつか明らかにしえた。保存後のグラフトのviabilityには保存温度、肝細胞、血管内皮細胞の保存状態、保存液の浸透圧および粘調度など、さまざまな因子が関与している。本研究では、いくつかの保存条件を変えたラット保存肝を、保存後に37.0°C酸素化Krebs Ringer Bicarbonate solution(KRB液)にて非再還流式肝灌流を行なった。灌流中にTaurocholate sodiumを負荷し、胆汁酸負荷前後の胆汁流量、胆汁酸排泄量、およびLDH排泄量より肝のviabilityを判定した。病理組織学的所見と比較し、この方法は、胆汁酸を負荷しない単なる灌流より、より生理的な胆汁分泌能をあらわし、肝のviabilityをよく反映する方法であることが明らかになった。また冷保存肝では、胆汁酸負荷前の胆汁酸非依存分画胆汁流量は非保存肝にくらべ低下していたが、胆汁酸依存分画胆汁流量は非保存肝よりも良好になる蛍光が認められた。形態面から、保存肝は保存前後でZONEIIIに障害を受け易く、そのviabilityの低下により胆汁酸非依存分画胆汁流量が減少すると考えられた。一方ZONEIの染色率はZONEIIIよりも低く、保存肝における良好な胆汁酸分画胆汁はおもにZONEIで作られることを示唆した。また総胆汁酸排泄量は、病理組織学的所見の障害範囲とよく相関していた。この問題点のひとつの解決方法として、塩酸パパベリンを肝保存前および保存中に使用することで、胆汁流量、胆汁酸排泄量の増加、およびLHD排泄量の低下を認めた。塩酸パパベリンは冷保存中のvasoconstricttionを予防し、胆汁流量と胆汁酸排泄量の低下を抑制し、ZONEIIIのcell viabilityを増加させることが示唆され、今後の臓器保存の分野へ応用が期待された。
水素の経口投与を基盤とした非アルコール性脂肪肝炎の病態制御及び発癌の予防法の開発

非アルコール性脂肪肝炎(NASH)は生活習慣病の一つとして近年注目される疾患であり、肥満や糖尿病・脂質異常症を背景に発症する。分子状水素は抗酸化剤としての作用に加えて抗炎症効果を示すことが明らかにされている。NASHモデルマウスにおいて肝臓癌の進展を水素により抑制可能であるか、また抑制可能な場合その分子機序について検証した。水素はNASH発症に至るsecond hitの炎症、酸化ストレスを制御するとともに、ヒストンメチル化修飾というエピジェネティックな機構に影響を与えて遺伝子発現を修飾し、同時にmtUPRを誘導することによりミトコンドリアを保護することで発癌に至る病態を軽減すると推察された。本研究の目的は、ヒトの病態に極めて近い非アルコール性脂肪肝炎(NASH)モデルマウスにおいて肝臓癌の進展を、水素の投与法を工夫した新規予防法により抑制可能であるかを検証し、その分子機構を明らかにすることで、水素を取り入れた食餌療法の確立を目指すことである。昨年度は、NASHモデルマウスに高脂肪食(HFD: High Fat Diet)を投与し、通常環境下(コントロール群)あるいは水素環境下(水素群)で飼育を行い経時的に観察を行った。水素群では水素水または水素ガスの単独投与、水素水・水素ガス併用投与で検討を行った。解剖し肝臓の外表面の観察および連続病理切片の作製により腫瘍の体積、個数の測定を行った。水素群ではコントロール群に比べて腫瘍の発生数が抑えられている傾向にあった。腫瘍であるかの確認は、HE染色標本の顕微鏡観察、抗Ki-67抗体を用いた免疫染色により行った。次に、NASHモデルマウスのNASH時期に解剖、肝臓を採取し、免疫染色およびreal-time PCR法により炎症性細胞の浸潤状況を検討した。水素群ではコントロール群に比べて炎症性細胞の浸潤が抑えられており、炎症性サイトカインの発現量も抑制されていた。さらに、NASH時期のマウス肝臓よりRNAを抽出し、DNA microarrayシステムを用いて網羅的なmRNA発現の解析を行い、疾病状態と照合し病態像を説明する遺伝子変化を明らかにした。候補となる遺伝子をピックアップできたので、現在はその後の検討を詳細に行っている。昨年度は、一昨年度と同様にNASHモデルマウスに高脂肪食を投与し通常環境下または水素環境下にて飼育を行い、再現性の確認を行った。次に、肝腺腫は4つの型に分類されることがヒトの研究から明らかにされていることから、NASHモデルマウスの肝臓に形成された結節状病変がどのタイプの腺腫にあたるかを明らかにするために免疫染色を実施した。これらに使用した抗体はヒトの場合はほぼ確立されているが、そのままマウスでも使用可能な抗体は限られているため、まずは免疫染色の染色条件の最適化を行った。また、本実験に使用するNASHモデルマウスの発癌における活性酸素の役割を明らかにして水素の作用点を考察するために、抗酸化作用を有する物質をNASHモデルマウスに投与し、通常環境下で飼育を行った。抗酸化物質非投与群に比べて抗酸化物質投与群では、腫瘍の発生数が抑えられている傾向にあった。さらに一昨年度に実施したNASH時期においてのDNA microarrayの結果から、水素投与とNASHの病態進行に伴って発現量が変化する分子をピックアップできていたので、肝癌細胞株を用いてこの状態を再現するための条件設定を行った。肝臓結節の細分類のため免疫染色を実施したが、その染色条件の確立のために予想よりも多くの時間を要した。また、NASHの時期に発現量が増加するある分子を人工的に肝癌細胞株において発現させるための条件設定に時間がかかった。水素水の飲水によりNASH由来肝臓癌の発症を抑えるという報告は過去にもあるが、水素が腫瘍形成の過程にどの様な修飾を加えて、病態進展に影響するかを分子レベルで詳細に検討した報告は未だ無いため、本研究では、肝臓の病理学的評価に加えてDNAマイクロアレイ解析も実施することで病態像を説明する遺伝子群とその変化を明らかにできないかと考えた。昨年度までに実施したDNAマイクロアレイ解析およびGSEAにより、水素は多岐にわたるシグナル関連遺伝子群の発現を修飾すると共にヒストンH3K27下流で制御される遺伝子群の発現を亢進させることが明らかになった。今年度は、水素を投与されたラットまたはマウスの肝臓を用いて組織染色およびウエスタンブロット法を行い、実際にH3K27のメチル化状態が水素投与により変化することを観察した。水素がヒストンH3K27の脱メチル化酵素を誘導し、同時にmitochondrial unfolded protein response (mtUPR)関連分子を誘導することも確認した。水素はヒストンメチル化修飾というエピジェネティックな機構に影響を与えて遺伝子発現を修飾し、同時にmtUPRを誘導し個体に有益な生体作用を引き起こすと推察された。研究成果をBiochem Biophys Res Commun.誌に発表した(Sobue S et al. 2017)。

非アルコール性脂肪肝炎(NASH)は生活習慣病の一つとして近年注目される疾患であり、肥満や糖尿病・脂質異常症を背景に発症する。分子状水素は抗酸化剤としての作用に加えて抗炎症効果を示すことが明らかにされている。NASHモデルマウスにおいて肝臓癌の進展を水素により抑制可能であるか、また抑制可能な場合その分子機序について検証した。水素はNASH発症に至るsecond hitの炎症、酸化ストレスを制御するとともに、ヒストンメチル化修飾というエピジェネティックな機構に影響を与えて遺伝子発現を修飾し、同時にmtUPRを誘導することによりミトコンドリアを保護することで発癌に至る病態を軽減すると推察された。水素投与によりNASHモデルマウスにおいて腫瘍形成が抑制されることを確認した。また、検討条件によって炎症性細胞の浸潤および腫瘍形成抑制効果に違いが見られることを明らかにし、再現性も確認できた。さらに、DNA microarrayシステムを用いて網羅的なmRNA発現の解析を行い、疾病状態と照合し病態像を説明する遺伝子をリストアップできた。次年度は水素投与時に腫瘍形成抑制に関わる分子を特定すべく細胞株を用いた検討を行う予定である。酸素消費率測定に関しては測定機器の条件設定が完了し、検体が採取でき次第測定を行う予定である。昨年度中に確立した免疫染色条件をもとに、コントロール群と水素投与群での肝臓結節において細分類を行う。また、前癌状態を示すマーカーの陽性率の比較も行う。また、DNAマイクロアレイにて水素投与とNASHの病態進行に伴って発現量が変化する分子はピックアップできており、肝癌細胞株においてその分子の発現を増強させる条件も平成27年度中に確立できている。今後は、細胞株においてもNASHモデルマウスを用いた検討での結果が再現できるかどうかと、再現できた場合はどのような機序である分子の発現が水素投与により変化するのかどうかを詳細に検討する。分子生物学免疫染色の染色条件の最適化、およびマウスでの検討を細胞株で再現するための条件設定に予想よりも多くの時間を要し、本実験が実施できなかったため、実験に必要な消耗品を購入しなかった。購入業者の値引きがあり予定より残余が生じた。時間はかかったもののいずれの条件設定も平成27年度中に完了することができている。平成28年度は、確立できた条件に合う抗体や試薬を購入し本実験にとりかかる予定である。27年度研究費の物品費に組み込み執行する。
グローバル時代に対応した物理教育コンテンツの研究開発

本課題は、1国際標準の物理実験課題および解答例の日本語版作成、2国際物理オリンピック(IPhO)実験再現、3物理実験教育プログラムの研究開発およびコンテンツ化である。30年度は、主に最終年度としてまとめの作業と今後(科研費終了後)継続のための準備を行った。ただし、電子的なコンテンツ化は実施できなかったので、IPhO実験問題翻訳を付録として載せた報告書(冊子体、198ページ)の発行を行い、これを関連教育研究者に配布することとした。ただし、物理の基本を伝える課題に加えて、製作に掛かる費用が安価な課題の提案を目的としたため、競争的要素の高いIPhO実験問題の掲載は最小限とした。口頭発表:日本物理学会の秋季大会(同志社大学)において「IPhO光学実験の考察」をを、第74回年次大会(九州大学)において「物理学実験教育の要用」を歴史的視点から論じた。IPhO実験問題には光学分野が多い。このことは波動としての光を理解させることが、高校・大学初年級物理の鍵(キー)概念となっていることによる。しかしながら、光(波動)の分散、回折、干渉、偏光を原理に基づいて理解することは、生徒・学生のつまずきの一因となっている。これを実験実習により克服してもらうための提案をした。物理学実験教育によって、実験技術の習得、測定値の取り扱い方の習得、得られた結果を論理的に検討する方法の習得が挙げられる。物理学実験教育の重要性の理解が広く伝わるように、これらを歴史的に論じた。また応用物理学会の第29回物理教育に関するシンポジウム(九州工業大学)においてIPhO実験問題再現IV(半導体のホール効果)とV(光の回折および散乱)の2件を講演した。1.「国際標準の物理実験課題およびその解答例の日本語版の作成」:国際標準の物理実験を考えるに際して、国際物理オリンピック(IPhO)実験課題を手掛かりとした。IPhOは、1967年に第1回大会がポーランドで開催され、50年程の歴史がある。コンペティションであるため競技に適した実験課題が主であるが、物理学の基本を伝える教育的な実験課題も多い。これらは、大学の基礎物理学実験あるいは高等学校の発展的な実験の課題を考える際に役に立つ資料にもなる。IPhO課題と解答を翻訳し、電子的媒体あるいは冊子体として、それらを公にすることで、物理教育に貢献したい。2.「IPhO実験再現」:2015年まで(知ることのできる)IPhO実験は71課題ある。これらIPhO実験課題の中から、物理学の基本を伝え、次の学びの一歩となっている実験を選択する。さらに器具・機器等において、高等学校においても準備可能な実験を選択するよう考慮する。選択の際には、競技に適した課題であっても、教育的観点から、実験課題が、1基本的であるか、2効率的であるか、3決定的であるか、4実施が容易であるかを考察する。これら選択のもと、IPhO実験の再現を試みる。3.「物理実験教育プログラムの研究開発およびそのコンテンツ化」:初等中等教育段階の算数・数学および物理系分野の内容を包含した、大学初年次教育における学びに対するレディネスを整備することを目的として、数理的物理的概念形成を支援する教育プログラムおよびそのためのコンテンツの研究開発を行う。1.「国際標準の物理実験課題およびその解答例の日本語版の作成」:平成27年度において、国際物理オリンピック(IPhO)実験課題の翻訳作業は、1967年から1985年まで行った。IPhOの問題・解答が残っているのは第28回カナダ大会(1997年)以後であり、それ以前は実施国委員のメモによるところが多く、どのような問題が出題されたかもわからない大会すらあった。実験装置・器具、方法、結果が未知であるため、これらを単に和訳しただけではほとんどわからない。解説を入れつつ、読み手にわかる翻訳を心がけた。2.「IPhO実験再現」:平成27年度において、次の4つの実験を試みた。(1)「石油の比熱」(第1回ポーランド大会):課題の石油と水の比熱だけではなく、安全を考慮してエタノール、メタノールの定圧比熱を加熱法と冷却法で測定した。熱量、冷却を学ぶのに適切な実験課題である。(2)「空洞のある円筒物体の密度測定(第6回ルーマニア大会):円筒形の木材と蝋を用いて器具を作成し、測定は比較的容易であり、浮力の計算は高校数学で可能である。(3)「ゴム弾性」(第12回)ブルガリア大会):輪ゴムに小物体を吊るして、小物体の質量とゴムの伸びの関係を調べ、その結果からゴムの体積を求めた。高弾性であるゴムを考察できる実験であり、測定は単純であるが解析には工夫を要する。(4)「回路設計と電力測定」(第15回スウェーデン大会):正弦波発信器に接続した抵抗器が消費した電力を求める実験課題である。簡単な交流回路を学べること、またオシロスコープに慣れることにも適している。3.「物理実験教育プログラムの研究開発およびそのコンテンツ化」は、分担者の田中忠芳が行い、学会にて報告した。本課題は,1国際標準の物理実験課題およびその解答例の日本語版作成,2国際物理オリンピック(IPhO)実験再現,3物理実験教育プログラムの研究開発およびそのコンテンツ化である.28年度は,IPhO実験問題の再現を継続した.IPhO

実験問題は,第1回大会(IPhO1967)から第47回大会(IPhO2016)まで計73課題ある.その分野ごとの内訳は,力学11,流体2,熱4,音2,光学25,電磁気27,統計物理1,データ解析1である.28年度は,光学分野から「偏光(IPhO1988)」と「プリズムの屈折率(IPhO1987)」の実験,力学分野から「回転流体を用いた重力加速度の測定(IPhO2001)」の再現を行った.IPhO「偏光」の出題意図の分析を行い,簡便に実験を行えるユニット構造を採用した偏光実験装置を試作して評価した.ユニットは回転機構と角度目盛りを設けた偏光フィルター,ガラス板,試料の他,固定された偏光板,波長板,色フィルターから構成され,実験の目的に合わせてユニットを直列に接続して用いる.ブリュースター角からガラス板の屈折率を測定,光弾性の観察,複屈折特性を持つセロテープを積層した試料で位相差の測定が可能であることを確認した.「偏光」は,高校教科書『物理』に記載はあるが,現象の説明にとどめている.今回作成した簡易装置により,偏光および複屈折の概念理解に役立つと考える.IPhO「屈折率」は,筆記用具・物差し・方眼紙のみを用いて,与えられたプリズムの屈折率を求めることである.IPhO使用のアッペ・プリズムは高価なため,一般的な直角プリズム,台形プリズム,それに長方形ガラスを用いた.2つの方法で再現し,教育に適した題材であることが確認できた.「回転流体を用いた重力加速度」の実験は岡山一宮高校の生徒に取り組んでもらった.結果は良い値は得られなかったが,容易に原理を理解することができて適切な教育題材であることが確認できた.1.翻訳作業は,下訳は終了している。実験実施に合った表現・内容ともに,読み手に取って易しい文章とするために予想以上に時間を必要としている.原文が不十分であることに由来する.現在,下訳から満足の行く翻訳は終えたのは3割程度である.原文がしっかりしてきた2000年前後までの翻訳を完成し,公開する.2.物理学の基礎を伝える実験を選択し,実施している.再現実験を実施するこあたって,代替装置を用いての実験は予想通りに行かないことが思いのほか多い.現在,「ゴム弾性」「円筒物体の浮力」「回転流体による重力加速度測定」「液体の比熱」「回路設計と電力の測定」「偏光と複屈折」「屈折率」の7つの実験を再現したが,次期も光学実験に重点をおいて行う.3.実験装置を安価で作製することには多くの工夫が必要である.安価で作成できなくては,多くの教育の場で使用していただくことはできない.本課題は,1国際標準の物理実験課題およびその解答例の日本語版作成,2国際物理オリンピック(IPhO)実験再現,3物理実験教育プログラムの研究開発およびコンテンツ化である。29年度は,28年度に引き続き,IPhO実験問題の再現を行った。光学分野から「高次の虹(IPhO1986)」と「レーザー光の散乱と回折(IPhO1995)」を実施した。光学分野に注目したことは,光学の学びは物理学の基本知識を総合的に問うことにあること,それに他分野と比べ,実験者に驚きと感動を与えてくれることにある(IPhOにおいて作題頻度の高い理由はここにある)。課題「高次の虹」は,IPhO1986の実験器具として高精度分光計台(50万円程の高価な装置)を使用していた。これを低価格の実験器具で実験可能とするために白色LEDを用いるなどの工夫をした。丁寧な調整と測定に注意を払わなくてはならないが,測定は短時間で可能とした。
多言語社会をめざす言語運動・言語政策に関する総合的研究

平成13年度は、研究会を東京で4回、沖縄で1回開催し、言語帝国主義の理論的問題、台湾や中国、カナダの少数言語問題を討議した。また「ヨーロッパの多言語主義はどこまできたか」と題するシンポジウムを東京で開催し、ヨーロッパのさまざまなレベルでの多言語問題を検討した。平成14年度は、研究会を東京で4回、沖縄で1回開催し、アイヌ、沖縄の言語問題、戦前日本の国語問題などについて話し合った。また、沖縄において、「地域語発展のために」と題するシンポジウムを開催し、沖縄、奄美、さらには山形、大分などの方言運動を比較検討した。平成15年度は、ヨーロッパ、日本についての平成13-14年度の議論を引き継ぐ意味で、アジア・アフリカとの比較を重点項目に掲げ、東京で4回、沖縄で1回、研究会を開催し、また、名古屋で研究大会を開催した。このなかでは、アフリカ諸国の言語政策と多言語状況について、また、アジア諸国の言語政策について検討を行った。研究大会では、このほか、ヨーロッパの少数言語振興運動、アメリカ大陸の言語政策、日本の言語政策に関する理論的検討とアジア・アフリカ諸国との比較を行い、さらには、社会言語学全般の理論的検討も行った。また、平成15年10月、東京外国語大学で開催されたシンポジウム「脱帝国と多言語化社会のゆくえ」については、その企画に全面的に協力して、多言語社会論に関する議論を深めた。平成16年3月、沖縄での研究会にあわせて、3年間のプロジェクトの総括を行い、報告書をまとめた。論点の主なものとしては、ヨーロッパではEUレベルでの言語政策を喚起するような、少数言語の言語運動が活発であること、アジア・アフリカでは、ヨーロッパを凌ぐような先進的多言語政策をとっている国々があること、また、多言語社会論として重要なのは、書きことばのレベルであり、また3言語以上の多言語社会こそ、目指すべき社会のあり方であること、などである。今年度は、多言語社会論、多言語主義、言語帝国主義、少数言語運動などに関する、これまでの研究史の整理、予備的調査、調査検討会を行い、あわせてヨーロッパの多言語主義の近況について集中的な討論集会を開催した。藤井毅はイギリスで、原聖はフランス・イギリスで、三浦信孝はスイス・フランスで、定松文はベルギー・フランスで予備的な調査を行った。林正寛、安田敏朗、中村淳、土屋礼子は国内で、文献調査を進めた。多言語社会のさまざまなありかたについて、研究会を4回開催し、「言語帝国主義」に関する理論的問題、インターネットにおける多言語化の問題、台湾の多言語状況と残存日本語、中国(エベンキ語)とカナダ(イヌイト語)の少数言語などについて、検討を行った。平成14年1月に東京(日仏会館)で「ヨーロッパの多言語主義はどこまできたか」と題するシンポジウムを開催し、国際法上の少数言語の権利、欧州諸国の言語法策定の近況、EUと少数言語文化との関係、フランスやイギリスの少数言語文化(とくにウェールズ、コルシカ)復興運動と言語政策の現状、バルド3国やセルビア・クロアチアなど東欧地域の多言語問題について、特別講師を招いて検討を行った。欧州の言語法については西欧少数言語地域が模範となっていることが多いが、場合によっては東欧地域の方が先進的であることがわかった。国際法上でも場合によっては西欧が必ずしも先進的とはいえないこともわかった。また平成14年3月には沖縄で研究会を開いて、沖縄語の普及運動の現状についての討議を重ねた。同じく3月に、合宿討論会を行い、今年度の活動を総括し、来年度の予定、とりわけ沖縄で予定しているシンポジウムについて話し合った。

今年度は、昨年度から引きついで、多言語社会論、多言語主義、言語帝国主義、少数言語運動などに関する、これまでの研究史の整理、調査検討会を行い、あわせて日本国内の言語政策、言語運動に関する調査を行った。平成14年11月30日と12月1日に沖縄の那覇で、沖縄本島ばかりでなく、奄美大島、徳之島、与論島、大分県豊後高田市、山形県三川町、名古屋市の方言文化運動家たちを招いて、日本の方言、「地域語振興のための」シンポジウムを開催した。方言運動についてだけではなく、戦前戦後の日本の言語政策や地域的な文化運動全般についても議諭した。多言語社会のさまざまなありかたについて、研究会を4回(平成14年4月、6月、9月、平成15年1月)開催し、アイヌ語文化振興政策の諸問題、手話教育の歴史的問題と現代における問題、ドイツ領西アフリカの言語政策、南洋諸島の残存日本語、明治期さらに昭和初期の国語学について、検討を行った。また平成15年3月には沖縄県那覇市で再度研究会を開いて、竹富島の方言普及について、また沖縄における標準語教育の歴史について討議を重ねた。同じく3月に、南紀勝浦で合宿討論会を行い、今年度の活動を総括し、来年度の予定、とりわけアジア・アフリカの言語政策、言語運動に関するシンポジウム、3年間のまとめの研究大会について話し合った。今年度は、研究プロジェクトの最終年なので、多言語社会論、多言語主義、言語帝国主義、少数言語運動、言語政策などの主要な論点に関するまとめを行うと同時に、ヨーロッパ、日本についての平成13-14年度の議論を引き継ぐ意味で、アジア・アフリカとの比較をプロジェクトの重点項目に掲げた。研究代表者および研究分担者の組織する多言語社会研究会では、東京で4回(平成15年4月、6月、9月、平成16年1月)、沖縄県那覇市で1回(平成16年3月)、研究会を開催し、また、平成15年12月に名古屋で研究大会を開催した。このなかでは、ナミビア、セネガル、ウガンダ、タンザニアなど、アフリカ諸国の言語政策と多言語状況について、また、フィリピン、台湾、中国、韓国などアジア諸国の言語政策について検討を行った。研究大会では、このほか、ヨーロッパの少数言語振興運動、アメリカ大陸の言語政策、日本の言語政策に関する理論的検討とアジア・アフリカ諸国との比較を行い、さらには、社会言語学全般の理論的検討も行った。また、平成15年10月25日-26日の東京外国語大学で開催されたシンポジウム「脱帝国と多言語化社会のゆくえ-アジア・アフリカの言語問題を考える-」については、その企画に全面的に協力して、多言語社会論に関する議論を深めた。とりわけ、南アフリカ、タンザニア、セネガル、マレーシア、台湾から招聘された自国の言語政策の専門家たちとの討議はたいへん有意義なものであった。平成16年3月、沖縄での研究会にあわせて、3年間のプロジェクトの総括を行い、報告書をまとめた。論点の主なものとしては、ヨーロッパではEUレベルでの言語政策を喚起するような、少数言語の言語運動が活発であること、アジア・アフリカでは、ヨーロッパを凌ぐような先進的多言語政策をとっている国々があること、また、多言語社会論として重要なのは、書きことばのレベルであり、また3言語以上の多言語社会こそ、目指すべき社会のあり方であること、などである。
虚血性細胞容積膨張と虚血性細胞死誘導メカニズムの解明

脳神経細胞において、細胞容積調節機構と細胞死は密接に関与している。たとえば虚血や低酸素症のような病的状態において、細胞膨張を伴うネクローシス、あるいは細胞収縮が特徴であるアポトーシスが生じることで、組織損傷が起こると考えられている。しかしながら、この虚血による細胞容積変化のメカニズムはよく分かっていない。そこで本研究では、虚血性細胞容積変化のイオン機構を解明することを目的とした。イメージング法を用いて海馬CA1神経細胞の断面積を連続的に測定したところ、低酸素、低グルコースの虚血刺激を与えることにより細胞断面積が増加した。この虚血刺激による断面積の増加は、陰イオン輸送体全般の阻害剤であるDIDSによって抑制されたが、Cl^-チャネルブロッカーであるNPPBでは抑制されなかった。このことから、この虚血性細胞容積膨張にはCl^-/HCO_3^-交換体の関与が示唆された(自治医科大学との共同研究)。また虚血性細胞死の一つであるアポトーシスのモデルとして、上皮系HeLa細胞を用いた。この細胞はスタウロスポリンやFas抗体、TNFαといったアポトーシス誘導剤により、アポトーシスを生じることが分かっており、アポトーシスには、その初期に起こる浸透圧性膨張後にみられる調節性容積減少(Regulatory Volume Decrease : RVD)の異常亢進が必要不可欠であることが示唆されている(前野ら、PNAS. 2000)。このRVDにはイオンチャネルが関与していることから、これらのアポトーシス誘導剤の膜電流に対する影響についてパッチクランプ法を用いて検討した。その結果、これらのアポトーシス刺激が、RVD過程に関与する容積感受性Cl^-チャネルと似た性質を持ったアニオンチャネルを浸透圧刺激なしに活性化することを見出した。したがって、アポトーシス初期にRVDに関与するイオンチャネルが異常亢進することで、細胞収縮がおこることが明らかとなった。
気相,クラスター,溶液反応の理論的研究

理論計算の進歩により、気相反応については、ほぼ定量的な取扱いが可能となりつつある。しかし、化学反応の多くは液体を媒介としており、溶媒和や脱溶媒和が化学反応速度を左右している場合が多い。また溶媒の種類によっても、反応の様子は大いに異なっている。つまり、溶液反応では、反応に直接関与する分子間の相互作用ばかりでなく、溶媒分子と反応分子あるいは溶媒分子間の相互作用,エネルギー移動等が重要である。一方、クラスター反応は気相と液相反応の中間に位置するものとして興味がもたれ、実験結果も集積し始めている。本研究では、【Cl^-】+【CH_3】Br→Cl【CH_3】+【Br^-】の【SN^2】反応を取り上げ、気相,クラスター,水溶液中で理論計算を行なった。各々の電子状態の差異に注目し、化学反応を分子論的レベルで解明することを目的としている。気相反応についてはab initio分子軌道法により、反応経路に沿って、con-dipole complex,遷移状態,生成物等のエネルギー,構造,電子状態を理論計算し、実験的に予測されているポテンシャル曲面を再現した。(この反応は負の活性化エネルギーをもっている。)溶液反応は水を溶媒とし、溶質-溶媒,溶媒-溶媒間のpair potentialは分子軌道計算で求め、これを基にして、モンテ・カルロ法による計算機シュミュレーションを行ない、溶液中でのポテンシャル曲線,熱力学データを求めた。気相,溶液反応についての差異や溶媒効果・反応速度を支配する因子の抽出等については現在検討中である。又溶媒を水からアセトニトリルにかえて研究を続けたいと考えている。なお、クラスターの構造や安定性に関する研究,ポテンシャル曲面を精度良く記述する方法論の開発も同時に行なった。
真に解きたい問題を隠しつつ計算機の力を利用する実用的な依頼計算方式の研究

汎用性の高い依頼計算プロトコルの開発が本研究の主題である.相対的に計算力の高い補助装置に秘密を漏らさず正しく計算を進め,相対的に計算力の低い装置の秘密に基づく計算の処理時間を短縮するにはプロトコル上の工夫----依頼計算----が必要であるとの考えから,理論と実際の両面から検討がなされてきた.これまで,各種個別問題につき,それらの特徴を巧みに利用して具体的なプロトコルが構成されてきた.しかし,依頼計算を行いたい個別問題群毎にプロトコルを設計し評価するには大変な手間がかかる.そこで,大きな個別問題群を対象とする汎用の依頼計算プロトコルを構成しておき,個々の応用に簡単に適用できるようにすることが考えられる.これが成功すれば,様々な応用分野においてICカードやパソコンなどの相対的に計算力の低い装置の利用価値を向上できる可能性がある.本研究では,初年度において(1)汎用性を持つ依頼計算の理論的検討を行い,(2)高速論理シミュレータを用いた補助装置を開発した.本年度は前年度の成果を踏まえ3項目につき研究を行ない次のような成果を得た.(3)完全問題に対する依頼計算プロトコルの開発:線形計画問題LPや凸計画問題は,単体法等の実用解法が開発されており,入力サイズの多項式の計算時間で解くことができる問題の全体であるクラスPに対する完全問題でもあるので,LPや凸計画問題に対する依頼計算プロトコルを開発した.(4)依頼計算プロトコルの還元法の開発:クラスPに属する問題QのLPへの還元法とLPの解のQの解への変換について検討した.(5)汎用依頼計算プロトコルの実装実験:(3)(4)の結果をワークステーションと高速計算機により実装し効果を測定した.これらにより,真に解きたい問題QをLPに変換する際のサイズの増大が抑えられれば,汎用的な依頼計算の手法として本研究のアプローチは効果的であるという結論を得た.汎用性の高い依頼計算プロトコルの開発が本研究の主題である.相対的に計算力の高い補助装置に秘密を漏らさず正しく計算を進め,相対的に計算力の低い装置の秘密に基づく計算の処理時間を短縮するにはプロトコル上の工夫----依頼計算----が必要であるとの考えから,理論と実際の両面から検討がなされてきた.これまで,各種個別問題につき,それらの特徴を巧みに利用して具体的なプロトコルが構成されてきた.しかし,依頼計算を行いたい個別問題群毎にプロトコルを設計し評価するには大変な手間がかかる.そこで,大きな個別問題群を対象とする汎用の依頼計算プロトコルを構成しておき,個々の応用に簡単に適用できるようにすることが考えられる.これが成功すれば,様々な応用分野においてICカードやパソコンなどの相対的に計算力の低い装置の利用価値を向上できる可能性がある.本研究では,初年度において(1)汎用性を持つ依頼計算の理論的検討を行い,(2)高速論理シミュレータを用いた補助装置を開発した.本年度は前年度の成果を踏まえ3項目につき研究を行ない次のような成果を得た.(3)完全問題に対する依頼計算プロトコルの開発:線形計画問題LPや凸計画問題は,単体法等の実用解法が開発されており,入力サイズの多項式の計算時間で解くことができる問題の全体であるクラスPに対する完全問題でもあるので,LPや凸計画問題に対する依頼計算プロトコルを開発した.(4)依頼計算プロトコルの還元法の開発:クラスPに属する問題QのLPへの還元法とLPの解のQの解への変換について検討した.(5)汎用依頼計算プロトコルの実装実験:(3)(4)の結果をワークステーションと高速計算機により実装し効果を測定した.これらにより,真に解きたい問題QをLPに変換する際のサイズの増大が抑えられれば,汎用的な依頼計算の手法として本研究のアプローチは効果的であるという結論を得た.本年度は計画通り,以下の1,2を実施した.1.汎用性を持つ依頼計算の理論的検討汎用依頼計算プロトコルを構成するために,問題のサイズの多項式時間で計算できる関数のクラスPのなかで最も難しい問題...P完全問題...である線形計画問題Lと論理回路の計算問題Cに対する依頼計算プロトコルを作り,これらをクラスPに属する与えられた問題に対する依頼計算プロトコルに変換する,という方法自体の理論的検討を行った.P完全問題L,Cに対する依頼計算プロトコルについても基礎的な検討を的い、これらについては,効率,守秘性,検算性等で理論上達し得る性能を実際に達成できるプロトコルが具体的に開発できそうであるとの見通しを得た.与えられた問題用の依頼計算プロトコルへの変換についての基礎的な検討も行い,変換後のプロトコルで解くべき問題のサイズが問題によっては(多項式的にではあるものの)かなり大きくなり,効率の点で実用上問題となる可能性があることが判った.また,依頼計算プロトコルへの受動攻撃に関して体系的な検討を行い,成果の一部を国際会議,国内シンポジウムで発表した.2.補助装置の開発汎用依頼計算プロトコルに用いる補助装置のハードウェアとして高速ワークステーションを購入し,補助装置の依頼計算ソフトウェア部分を論理シミュレータソフトを基盤として開発している.汎用性の高い依頼計算プロトコルの開発が本研究の主題である.相対的に計算力の高い補助装置に秘密を漏らさず正しく計算を進め,相対的に計算力の低い装置の秘密に基づく計算の処理時間を短縮するにはプロトコル上の工夫-依頼計算-が必要であるとの考えから,理論と実際の両面から検討がなされてきた.これまで,多項式計算,行列演算,ベキ乗計算,指数計算,指紋照合などにつき,具体的なプロトコルが提案されている.これらは,特別な個別問題群の特徴を巧みに利用して構成されてきた.

しかし,依頼計算を行いたい個別問題群毎にプロトコルを設計し評価するには大変な手間がかかる.そこで,大きな個別問題群を対象とする汎用の依頼計算プロトコルを構成しておき,個々の応用に簡単に適用できるようにすることが考えられる.これが成功すれば,様々な応用分野においてICカードやパソコンなどの相対的に計算力の低い装置の利用価値を向上できる可能性がある.本年度は前年度の成果を踏まえ3項目につき研究を行ない次のような成果を得た.(3)完全問題に対する依頼計算プロトコルの開発:線形計画問題LPや凸計画問題は,単体法等の実用解法が開発されており,入力サイズの多項式の計算時間で解くことができる問題の全体であるクラスPに対する完全問題でもあるので,LPや凸計画問題に対する依頼計算プロトコルを開発した.(4)依頼計算プロトコルの還元法の開発:クラスPに属する問題QのLPへの還元法とLPの解のQの解への変換について検討した.(5)汎用依頼計算プロトコルの実装実験:(3)(4)の結果をワークステーションと高速計算機により実装し効果を測定した.これらにより,真に解きたい問題QをLPに変換する際のサイズの増大が抑えられれば,汎用的な依頼計算の手法として本研究のアプローチは効果的であるという結論を得た.
歯原性上皮細胞の病的変化に関する形態学的研究

「ヘルトビッヒ上皮鞘由来エナメル上皮細胞によるアメロジェニン産生に関する研究」これまでの研究で、ヘルトビッヒ上皮鞘細胞は歯髄炎刺激によって、マラッセの上皮遺残様の上皮島を形成することが明らかになった。さらに、細胞性セメント質などの硬組織に接触する部分の上皮島細胞はエナメル器様に変化した。これらの上皮細胞のアメロジェニン産生能の有無を明らかにする目的で、抗ブタアメロジェニン抗体を用いて免疫組織化学染色をおこなった。その結果、ヘルトビッヒ上皮鞘由来エナメル上皮細胞にもアメロジェニン産生能があることが明らかになり、歯原性上皮細胞の潜在的な分化能が示唆された。本研究の内容は平成7年度歯科基礎医学会総会において発表し、Oral Surgery,Oral Medicine,Oral Pathology誌に掲載予定である。「MNU徐放性局所投与による歯原性腫瘍発生実験」歯科用アルギン酸印象材とMNUの混和物をラット下顎骨面上に注入したところ、5ヶ月後より臼歯部マラッセの上皮遺残細胞の増殖性変化が観察された。この増殖物は周囲歯槽骨を吸収しており、腫瘍性の性格を有すると考えられた。またエナメル器様の形態を示し、アメロブラストーマと類似していた。本研究は、これまでの報告と比較して以下の様な特徴があった。1切歯ではなく有根歯である臼歯に発生したので、より人の歯原性腫瘍に類似した実験モデルである。2今回の研究によりはじめてマラッセの上皮遺残が歯原性腫瘍の発生母細胞のひとつであることが確認できた。3腫瘍発生率はほぼ100%であり再現性が高い。「人アメロプラストーマ細胞と歯との共培養」本実験では歯原性上皮細胞が歯原性硬組織との接触によって形態学的変化を示すか否かを検討した。アメロブラストーマ細胞は培養皿上で敷石状に配列したが、歯原性硬組織との接触でも形態的変化はなかった。おそらく数カ月の接触期間が必要であると考えられるが、培養細胞の生存期間は約1ヶ月であり、長期生存が本研究の問題点と考えられる。平成5年度は、数例のその形態学的性状を光顕的および電顕的に観察した。その結果に培養エナメル上皮腫細胞は、培養皿上に敷石状に配例し、紡錘形の結合組織細胞とは明瞭な境界を形成した。これらの細胞は弱いアメロジェニン活性を示した。この細胞と象牙質細片を近接させて培養させたものについては、形態学的にもアメロジェニン活性でもとくに変化は認められなかった。培養皿上でこの細胞と象牙質細片を近接させて培養したものが、形態学的にもアメロジェニン活性でもとくに変化は認められなかった理由として、培養皿上では、完全に接触させた状態で安定させる事が難しかったためと考えられ、今後は、培養皿のかわりにserum tubeなどを用いて、接触状態が安定的に保たれるように工夫したい。一方、歯原性腫瘍の形成実験では、アルギン酸印象剤とMNUを混和したものを、下顎角部に注入した。対象はアルギン酸印象剤を単独で注入したところ、印象剤は吸収されることなく4か月間にわたり局所に止まった。

局所に対する刺激も、周囲に異物巨細胞が観察された程度であった。実験群では激しい炎症症状が出現し、歯原性上皮細胞に形態学的変化が出現したが、腫瘍性変化にまでは至らなかった。今後は、アルギン酸培地などを使用して、操作の簡便性を追及し、実験例数を増やす。平成6年度は、数例のその形態学的性状を光顕的に観察した。その結果に培養エナメル上皮腫細胞は、培養皿上に敷石状に配列し、紡錘形の結合組織細胞とは明瞭な境界を形成した。これらの細胞は弱いアメロジェニン活性を示した。この細胞と象牙質細片を近接させて培養させたものについては、形態学的にもアメロジェニン活性でもとくに変化は認められなかった。培養皿上でこの細胞と象牙質細片を近接させて培養したものが、形態学的にもアメロジェニン活性でもとくに変化は認められなかった理由として、培養皿上では、完全に接触させた状態で安定させる事が難しかったためと考えられ、今後は、培養皿のかわりにserum tubeなどを用いて、接触状態が安定的に保たれるように工夫したい。一方、歯原性腫瘍の形成実験では、アルギン酸印象剤とMNUを混和したものを、下顎角部に注入した。対象はアルギン酸印象剤を単独で注入したところ、印象剤は吸収されることなく4か月間にわたり局所に止まった。平成7年度は以下のふたつの実験をおこなった。「ヘルトビッヒ上皮鞘由来エナメル上皮細胞によるアメロジェニン産生に関する研究」これまでの研究で、ヘルトビッヒ上皮鞘細胞は歯髄炎刺激によって、マラッセの上皮遺残様の上皮島を形成することが明らかになった。さらに、細胞性セメント質などの硬組織に接触する部分の上皮島細胞はエナメル器様に変化した。これらの上皮細胞のアメロジェニン産生能の有無を明らかにする目的で、抗ブタアメロジェニン抗体を用いて免疫組織化学染色をおこなった。その結果、ヘルトビッヒ上皮鞘由来エナメル上皮細胞にもアメロジェニン産生能があることが明らかになり、歯原性上皮細胞の潜在的な分化能が示唆された。本研究の内容は平成7年度歯科基礎医学会総会において発表し、Oral Surgery,Oral Medicine,Oral Pathology誌に掲載予定である。「MNU徐放性局所投与による歯原性腫瘍発生実験」歯科用アルギン酸印象材とMNUの混和物をラット下顎骨面上に注入したところ、5ケ月後より臼歯部マラッセの上皮遺残細胞の増殖性変化が観察された。この増殖物は周囲歯槽骨を吸収しており、腫瘍性の性格を有すると考えられた。またエナメル器様の形態を示し、アメロブラストーマと類似していた。本研究は、これまでの報告と比較して以下の様な特徴があった。1切歯ではなく有根歯である臼歯に発生したので、より人の歯原性腫瘍に類似した実験モデルである。2今回の研究によりはじめてマラッセの上皮遺残が歯原性腫瘍の発生母細胞のひとつであることが確認できた。3腫瘍発生率はほぼ100%であり再現性が高い。