hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サイエンス型産業におけるデジタル・コンバージェンス現象の研究

また、半導体設計ツール関連で採用が進みつつある人工知能分野の発展を探るために、昨年度に引き続き、最近の脳型プロセッサー(NeuromorphicProcessor)と研究開発に関しても、国内の重要拠点への実地調査を実施した。さらに、中屋氏とはほぼ月に1回の頻度で研究会を実施し、仮説の形成やブラッシュアップに努めた。当プロジェクトの球面収差・色収差補正のイノベーションに関しては、津野勝重氏や松井良夫氏との共同研究が互いの都合にてできなくなり、休止状態なっている。このような研究プロセスの中で、下記の論文を発表した。『AI/IoT時代における人的資本理論再考:社会ネットワークとしての人的資本が必須に』(経済産業研究所ポリシィディスカッションペーパー、2017年5月17-P-015)さらに、上記の研究成果に基づき、日本経済新聞「やさしい経済学」で『デジタル化の衝撃と人的資本』というタイトルの連載を2017年5月17日より開始した。半導体設計ツール関連に関しては、シノプシス社からのさらなる御協力もいただきながら、様々な文献や資料の分析を行った。さらに、半導体設計のプロである上記中屋氏との共同作業も、私事の発生によりややペースダウンしてしまったが、着実に進展しており、中馬・中屋2名の共著という形の中間報告的な論文の中心仮説、この仮説をサポートするためのハード・ソフトの両イビデンスも昨年度に引き続き収集中である。電子顕微鏡・収差補正関連に関しては、先の津野・松井両氏との研究会が昨年度来の諸般事情により中折れしてしまい、十分に進めることができなくなっている。そのため、中心となる説明仮説のブラッシュアップの完成がかなり遅れている。最終年度に当たる本年度(1年延長)は、日本のサイエンス型産業がデジタル・コンバージェンス時代の境界破壊型の流れに喘いでいる様子を、これまでの聞き取り調査に基づいて『進化可能性の高いモジュール構造:仮想統合の鍵としてのシノプシス』(近刊)というタイトルの論文に至っているで。著者は、本申請者と中屋雅夫氏(元STARC社長)、同じ学部の同僚で准教授の久保田達也氏である。また、半導体設計ツール関連で採用が進みつつある人工知能分野の発展を探るために、特に最近の脳型人工知能プロセッサーの研究開発に関連して、次のようなディスカッションペーパーを執筆した。1)中馬宏之・今井正治・黒川利明『人的資本/Human Intelligenceと脳模倣型人工知能/NeuromorphicAI:インテリジェンスという視点から』(経済産業研究所ポリシィディスカッションペーパー、2017年11月、17-P-031)。本DPに関連しては、いかの三つのDPも執筆した。2)戸田淳仁・中馬宏之・林晋・久米功一『第4次産業革命における管理職の役割:日米比較の観点から』(経済産業研究所ディスカッションペーパー、2017年10月、17-J-062)、3)久米功一・中馬宏之・林晋・戸田淳仁『人工知能等の新しいテクノロジーを活かす能力とは何か自己変化能と情報提供
新翻訳制御RNAの構造と機能

真核生物では、遺伝情報発現における転写と翻訳の場所と時間が異なることから、翻訳制御の重要性が増大する。翻訳制御に関し、ペプチド鎖伸長反応の制御系は不明であったが、筆者は最近、この反応に関与するカイコの伸長因子EFー1(αββ'γ)が、リン酸化により活性型となり、脱リン酸化により不活性型となることを明らかにするとともに、高分子量体EFー1(>600K)に結合しているRNA(EFー1RNA、約250塩基)を発見した。本研究は、このRNAの構造と機能を明らかにすることを目的とし、以下の結果を得た。1.EFー1RNAは従来,高分子量体EFー1から調製していたが、HPLCゲル濾過等により、細胞質から同RNAを収率よく調製する方法を確立した。2.EFー1RNAは、EFー1の4種類のサブユニットαββ'γのうち、αサブユニットにのみ結合した。3.EFー1RNAよりcDNAクロ-ンを作成し、塩基配列を決定した。このRNAは、(1)分子全体にわたり2本鎖を形成し得る。(2)EFー1αとの結合領域と推定されるoligo(U)配列を有する。(3)3'末端寄りの部分が28sリボソ-ムRNAと約60%のホモロジ-をもつが、5'末端寄りの部分ではホモロジ-はほとんど認められない。4.5令期1ー8日目のカイコ後部絹糸腺中におけるEFー1RNAの変動を、同RNAのcDNAクロ-ンをプロ-ブとし用い解析した結果、同RNAは、5令期初期に多く、後期に減少する傾向があり、単純に増加するtotal RNA(rRNA,tRNA,フイブロインmRNA)とは異なる挙動を示した。5.以上の結果等から、本RNAは新規のRNAであり、ブロイン生合成の制御に関与するものと推定した。
専門職基準に基づく米国教員養成・採用・研修制度に関する研究

本年度は、当初の研究計画に従い、米国教師教育制度の近年の改革動向を整理することと、専門職基準の全米的傾向の解明を目指した。改革動向については、先行研究や専門職団体の報告書や関連資料をもとに分析した結果、連邦政府の教員政策の影響により州や学区レベルで質の高い教員の養成・採用・研修が重視されている点が明らかになった。こうした先行研究の分析をふまえ、全米規模の専門職団体の中で、全米教職専門職基準委員会(NBPTS)の取り組みに着目した。NBPTSは、高度な専門職基準を設定し、この基準を満たす質の高い教員に対して資格認定(certification)を行う団体であり、多くの州や学区において資格認定を受けた教員(National Board Certified Teachers, NBCTs)へのインセンティブ制度の導入や、教員免許制度との関連が進められている。そこでNBPTSの取り組みに対して全米各州がどのように制度的に位置づけているのか、先行研究やNBPTS公表資料等から分析した。その結果、NBPTSの資格認定システムは、NBCTsの専門性を生かし、学校改善を推進する取り組みとして位置づけられている点、NBPTSの資格認定の取得が、多くの州の教員免許状の更新や上進要件の一つとなっており、今日の米国教員免許制度に明確に位置づけられている点等が明らかになった。また、NBPTSの取り組みに関する全米的傾向として、NBPTSの取り組みを支援し法整備を進める州がある一方で、ほとんど普及していない州があるなど、二極化している状況が明らかになった。以上の分析結果については、アメリカ教育学会『アメリカ教育研究』第29号に投稿し、論文化した。主に文献資料の分析をもとに、米国教師教育制度の改革動向の把握や、NBPTSの専門職基準の全米的傾向を明らかにすることができた。しかし、国内で収集できる文献には限界があるため、専門職基準に基づく制度構造や運用の実態に迫るためには、さらなる資料収集を行う必要がある。この点については、次年度現地調査を予定しているため、補填できる見通しである。平成31年度は、先行研究や専門職団体の報告書など関連資料の分析をさらに進める必要があるが、専門職基準に基づく教師教育の制度構造や運用の実態に迫るために、現地での資料収集や関係者へのインタビュー調査を行う予定である。訪問調査については、研究費を踏まえ、1週間以内で集中的に行う予定である。調査対象としては、前年度の分析をもとに、専門職団体であるNBPTSの担当者を想定している。専門職基準の策定プロセスや、州の免許制度との関連などを聞き取りすることで、専門職基準に基づく制度構造を明確にできると考える。また、前年度の分析から、典型的な事例としてメリーランド州モンゴメリー学区を選定しており、州や学区の担当者を訪問予定である。訪問調査を通して州や学区レベルでの運用の実態に肉薄できると考える。

また、前年度の分析から、典型的な事例としてメリーランド州モンゴメリー学区を選定しており、州や学区の担当者を訪問予定である。訪問調査を通して州や学区レベルでの運用の実態に肉薄できると考える。次年度繰越金が生じた理由として、当初参加予定にしていた学会に体調不良で参加できなくなったためである。また、ノートパソコンやプリンタが当初の計画よりも安価で購入できたためである。繰越金の使用計画については、先行研究のさらなる分析を進めるために、米国を中心とした文献資料の購入に充てるとともに、米国への訪問調査の旅費にも使用し、訪問調査期間の延長を検討している。
企業合併、買収の効果と特質についての日米比較

企業合併、買収の効果と特質についての日米比較の研究では、我が国の中小金融機関での異種合併の効果の分析として、相互銀行と信号組合の異種合併の効果を分析した。1969年より1977年までの異種合併は20件あり、1960年より1983年までの財務データを利用して、合併前後の経営指標の比較、各合併相互銀行に対応して預金規模の一番近い非合併相互銀行を選択し相対的比較を行なった。2グループ間の経営指標の有意義の推定により、1店舗あたり預金高では合併後の方が高く正の効果があり、総資金運用利鞘、預貸率、経常収支率、従業員1人あたり預金量で合併後の方が優位となっている。合併相銀と非合併相銀の経営指標の差、相対的経営指標で比較すると、総資金運用利回、総資金運用利鞘、1店舗あたり預金量で合併に正の効果がみられる。判別分析も行なったが、63,64y.以上の制度で平均値の差の検討の結果を支持している。また、米国信用組合の同種合併についても分析を行なった。全米信用組合管理機構の提供している1982年から1990年までの財務データを使って、1986年に合併した336の米国信用組合と対応する非合併信用組合を同一州内での資産規模の近い組合より選び同種に分析している。合併前後の比較により、非収益資産比率、総資産純利益率、営業費用対総費用で負の効果があり、相対的経営指標によっては、純不良貸付金比率、営業費用対総費用等の指標で負の効果があることがわかった。これまでの研究代表者により研究では、我が国での信用金庫間の合併、信用組合間の合併、農協間の合併、あるいは米国信用組合の合併のような同種合併では合併に負の効果があり、相互銀行と信用組合、信用金庫を信用組合の合併のような異種合併では合併に正の効果があるということになる。合併戦略を考慮するのに有意義な結果である。今後、研究を拡張して、米国での異種合併、銀行合併等の研究が必要である。米国貯蓄貸付組合(S&LS)における合併効果の実証的研究の先駆的研究は、1978年のJournal of Business誌上のW.D.Bradfordの研究である。合併貯蓄組合対非合併貯蓄組合の財務特性を合併前後年数別の比較により、合併効果は中立であるとされている。本研究では、1986年より1992年までのOTS(Office of Thrift Supervision)が作成、NTIS(National Technical Information Service)が実費提供している貯蓄組合の財務データと、合併、解散、撤退のリストを磁気テープ8本で入手した。しかし、DEC方式のデータ入力であり、大学のコンピューターACOSでの分析に大変手間取っている。分析対照は1989年に合併した組合179組合を標本として、合併前後3年での分析を行う。合併前後の比較をするため、安全性指標として、総資産自己資本比率、延滞貸付金比率、純不良貸付金比率、収益性指標としては総資産純利益率、費用性指標としては営業費用対総収益、組合員勘定関連としては借入金対組合員勘定、貸付金対組合員勘定、生産性指標としては常勤従業員1人当たり総収益、営業費用、組合員1人当たり貸付金、預金高を選択している。これらの指標で合併貯蓄組合の合併前後での比較を行い、両グループ間に、平均値の差の検定を行い、統計的に有意な差があるかどうかを検定している。ペアとしての非合併組合も同様の比較を行い、合併期前後でのグループの差の検定を行う。両者の結果の異同より合併効果を識別する。

さらに、国際経営分野の一流学術誌Management International Reviewに、論文を投稿し、査読され、農協合併についての経営学的視点の一層の強化と、我が国の農協とはいえ国際的な文献との関連について補強するように指摘され、これらの点を追加改訂することにより、この学術誌に受理された本年度に掲載出版された。日米比較の観点より、米国における中小金融機関での異種合併の効果をも研究対象とすべく、Savings and Loan Associationsの財務データを購入して分析をしたのであるが、財務データの数値に欠損値やその大きさに異常値があると考えられるため、この点についての研究はそのままになっており、今後のデータのクリーニングを取り入れた研究が必要となる。同種合併での負の効果については、米国で同一の結果となっているが、異種合併の効果については、我が国ではやや正の効果であり、米国では不明である。中小金融機関のみならず、比較的研究が進んでいる銀行合併をも射程にいれた日米間での比較研究が必要があると考えられる。
カドミウム摂取量の指標レスポンスとしての尿カドミウム濃度の意義

申請者らは、これまで長崎県対馬厳原町佐須地区(1979年、1982年、1886年)ならびに秋田県小坂町(1972年、1979年、1982年)において大規模な疫学調査を行い、全住民の80%以上を対象に尿中β2-マイクログロブリン、尿中カドミウムおよびその他の生物学的指標を測定してカドミウムの健康影響を20年にわたり追跡してきた。平成67年度は新たな研究目的を掲げ以下の調査研究を進めた。1)尿中カドミウムの測定設備としては、尿中Cdの測定には長崎大学医学部共同実験施設の原子吸光分光光度計(日立Z-8000型)を用いるが、灰化装置には新たなテフロンコーティングアルミブロック(20ml試験管用)を導入し、コンタミネーションの機会を減少させることに成功した。さらに、尿中微量金属測定用の標準試料(Standard Reference Material 2670,National Bureau of Standards and Technology,U.S.A.)を同時に分析した結果、研究申請者らのカドミウム測定精度は満足すべきものであることが明らかとなった(標準試料カドミウム濃度との差は5%以内)。2)新たなコホートの設定:今回の調査をもとに新たなコホート(第4コホート)を設定し、今後10年間さらに追跡調査を行って行くための基盤作りについては長崎大学医学部衛生学教室と厳原町佐須地域住民と合意が成立した。平成8年度に住民全員の尿および頭髪の収集を行うことになった。申請書らは、これまで長崎県対馬厳原町佐須地区(1979年、1982年、1886年)ならびに秋田県小坂町(1972年、1979年、1982年)において大規模な疫学調査を行い、全住民の80%以上を対象に尿中にβ2-マイクログロブリン、尿中カドミウムおよびその他の生物学的指標を測定してカドミウムの健康影響を20年にわたり追跡してきた。本年度は新たな研究目的を掲げ以下の調査研究を進めた。1)尿中カドミウムの測定設備としては、尿中Cdの測定には長崎大学医学部共同実験施設の原子吸光光度計(日立Z-8000型)を用いるが、灰化装置には新たにテフロンコーティングアルミブロック(20ml試験管用)を導入し、コンタミネーションの機会を減少させる事に成功した。。さらに、尿中微量金属定用の標準試料(Standard Reference Material 2670,National Bureau of Standards and Technology,U.S.A.)を同時に分析した結果、研究申請者らのカドミウム測定精度は満足すべきものであることが明らかとなった(標準試料カドミウム濃度との差は5%以内)。2)新たなコホートの設定:今回の調査をもとに新たなコホート(第4コホート)を設定し、今後10年間さらに追跡調査を行って行くための基盤作りについては長崎大学医学部衛生学教室と厳原町佐須地域住民と合意が成立し、平成7年度に住民全員の尿および頭髪の収集を行うことになった。平成67年度は新たな研究目的を掲げ以下の調整研究を進めた。1)尿中カドミウムの測定設備としては、尿中Cdの測定には長崎大学医学部共同実験施設の原子吸光分光光度計(日立z-8000型)を用いるが、灰化装置には新たにテフロンコーティングアルミブロック(20ml試験管用)を導入し、コンタミネーションの機会を減少させる殊に成功した。。

さらに、尿中微量金属測定用の標準試料(Standard Reference Material 2670,National Bureau of Standards and Technology,U.S.A)を同時に分析した結果、研究申請者らのカドミウム測定精度は満足すべきものであることが明らかとなった(標準試料カドミウム濃度との差は5%以内)。2)新たなコホートの設定:今回の調査をもとに新たなコホート(第4コホート)を設定し、今後10年間さらに追跡調査を行って行くための基盤作りについては長崎大学医学部衛生学教室と厳原町佐須地域住民と合意が成立した。平成8年度に住民全員の尿および頭髪の収集を行うことになった。
シグマ受容体イメージングによるストレス性疾患の客観的早期診断法の開発

うつ病、不安障害等のストレス性疾患の重い精神的症状が出る前の早い段階での客観的な指標による早期確定診断法を開発し、患者・家族の納得のもと早期治療を開始し、早期回復に繋げることである。シグマ-1(σ-1)受容体はストレス性疾患の早い段階から脳内シグマ受容体に変化が現れる。そこで、σ-1受容体イメージング剤を開発し、ストレスの種類及び強度の異なるストレス負荷マウスを作製し、σ-1受容体イメージング単独又はその他の神経機能イメージング剤との組み合わせによる、だるい等の軽い身体的兆候段階でのストレス性疾患の客観的早期診断や重症度診断さらに、ストレス性疾患の発症原因の解明の可能性を検討する。
国立・私立小学校の入学志向の変容と学校組織・経営の多様化

本研究課題は、国立・私立小学校を志望する家族の社会階層、教育意識・志望理由の変容が学校組織や学校経営に与えた影響を、この20年の定点観察を通じて明らかにする。申請者が2000年に実施した国立・私立小学校を志望する保護者対象の質問紙調査に新規の項目を追加した質問紙調査を2020年に追施、両者を時系列的に比較し、小学校受験層の社会階層や教育意識の変化を捉える。この20年の間、学校を取り巻く環境は大きく変容し、学校に対する保護者の教育期待や要望は著しく多様化した。私立小学校のなかには、志願者がほとんど減少しない学校の一方、存亡の危機に直面する学校も少なくない。
老人斑アミロイドの初期病変の形成と周囲組織への影響

1.アルツハイマー病、アルツハイマー型老年痴呆の大脳に過沃素酸メセナミン銀(PAM)染色を行った。定型老人斑の芯と冠のアミロイドが黒褐色にまた原始老人斑様の構造が微細な線維の球として染色された。色素顆粒と一部の星膠細胞の突起も染色され、アルツハイマー神経原線維変化は時に淡く染色された。神経線維は染まらない為に、像は細部まで極めて明瞭で、老人斑の検出感度はBeilschowskyの平野-Zimmerman変法に匹敵し、Bodianや各アミロイド染色より優れていた。2.同疾患の大脳皮質を電顕用に包埋した。連続切片法で、PAM光顕標本で位置を確認しながら、PAM電顕像と通常の電顕像を対比検討して、PAM陽性構造の同定と、原始老人斑様の構造の超微形態を検索した。定型老人斑では主にアミロイド芯に一致して強くPAM陽性であり、対応する通常の電顕像でアミロイドフィラメントに一致している事が確認された。原始老人斑様の構造は通常の電顕だけではその存在を同定できず、PAM電顕で陽性の部と対応する部を通常の電顕で観察して初めて可能となった。定型あるいは原始老人斑に認められるようなアミロイドフィラメントの密な束や、変性腫大あるいは萎縮した神経突起,マクロファージはほとんど認められなかった。PAM陽性部分は微細な線維状の構造として認められた。通常電顕像では、主にやや粗に錯綜したほぼ直線状のフィラメントで、その直径は10nm前後であった。中間径フィラメントやアミロイドフィラメントにも類似するが、密度の走行の点でやや異なっていた。その存在部位は膜構造の保存が悪く明らかではないが、細胞外腔と考えたい部も認められた。
株価の変動と景気循環の関連分析

(1)日本の地価・株価高騰の原因は、1980年代後半の金融緩和政策にある。この金融緩和政策の背景には、ドル暴落の危機に対する国際的なドル買介入と金融協力の必要性があった。したがって、日本の地価・株価高騰の遠因として、基軸通貨国アメリカの双子の赤字累積の問題がある。(2)日本の地価・株価高騰は、日本企業の資金調達条件を改善しただけでなく、日本の金融機関の資産拡大を促進した。(3)資金調達条件の改善、金融機関の資産拡大は、設備投資を中心に日本の景気拡大を促進すると共に、地価・株価の投機的急騰を支える要因でもあった。(4)地価・株価高騰に支えられた日本企業の資金調達、日本の金融機関の資産拡大は、国際的に展開した。その結果、国際金融、資本市場における日系金融機関、日本企業、東京金融市場のプレゼンスは1980年代後半に急上昇した(その典型が、1989年のドル建ワラント債の発行ブ-ムであった)。(5)地価・株価下落の原因は、89年以降の(不動産融資の総量規制を含む)金融引締に求めることができる。その背景には、アメリカの景気後退に伴う国際的金融環境の変化が存在する。(6)地価・株価の下落は、日本企業の資金調達条件の悪化と、(BISによる自己資本比率規制とあいまって)日本の金融機関の資産拡大の抑制をもたらすことになった。(7)資金調達条件の悪化、金融機関の資産抑制は、日本の景気拡大の足を引張ると共に、地価・株価の下落を促進した。(8)地価・株価の下落とBIS規制による日本の金融機関の資産拡大の抑制は、国際金融、資本市場における日本企業、日系金融機関、東京金融、資本市場のシェア縮小をもたらすと共に、国際金融・資本市場自体の縮小を導きつつある。
神経変性疾患における興奮性神経細胞死の病因的意義の検討

神経変性疾患に特異的な病理変化としてみられる封入体の形成メカニズムは未解明であるが、封入体を構成する蛋白の異常な凝集がコアになると考えられており、その構成蛋白の一つにTDP-43がある。今回、Ca2+依存性プロテアーゼであるカルパインの活性化が易凝集性TDP-43断片の形成に特異的に関わること、ただしその活性化が軽微かつ持続的であることが必要であることが明らかになった。Ca2+透過性AMPA受容体を発現するモデルマウスでは、タウ、APP、α-シヌクレイン陽性の封入体の形成はみられなかったことから、Ca2+シグナリング異常が少なくとも一部の封入体形成に関与することが明らかになった。AMPA受容体のCa^<2+>透過性を亢進させることで細胞死を引き起こす、RNA編集酵素ADAR2のコンディショナルノックアウトマウスを用いて、神経変性疾患における興奮性神経細胞死の病因的役割を検討した。tamoxifen誘導性にADAR2をノックアウトするADAR2^<flox/flox>/Cre-Esrl(ADEs)マウスおよびヘテロ接合体ADAR2^<flox/+>/Cre-Esrl(H-ADEs)マウスに4-OH-tamoxifenを投与した。投与後ADEsマウスの約60%がけいれん重積で3週間以内に死亡ないし重篤な状態に陥ったが、H-ADEsマウスでは25%に留まった。死亡したADEsマウス脳につきADAR2およびグリア細胞の免疫組織化学的検討を行った。ADAR2の免疫染色活性は、ニューロンの核のみにみられ、他の細胞種には認められなかったことは野生型マウスと同様の結果であった。大脳皮質、海馬、線条体、小脳、脳幹、脊髄を検討し、何れにおいてもグリア細胞の増勢がみられた。一部にADAR2陰性ニューロンがみられ、野生型マウスにおける染色性のばらつきより大きかった。生存したマウスは体重減少もなく、特にH-ADEsマウスでは重篤な行動変化もみられなかった。現在継続して飼育中であるが、長期生存後に、神経変性疾患の系統的神経変性に関わる神経経路につき、神経変性、封入体形成など、神経病理学的検索を行う予定である。また、興奮性神経細胞死が、神経細胞死に関与していることを明らかにするために、ADEsマウスとCa^<2+>依存性プロテアーゼCalpainの抑制物質であるCalpastatin(CSTN)のトランスジェニックマウスないしknockoutマウスとを交配したが、未だ目的の遺伝子型を持つ産仔は得られていないので、交配を続けている。超高齢マウス(100週超齢)では、グルタミン酸受容体のサブタイプであるAMPA受容体に加齢性変化が起こることが明らかになった。すなわち、加齢に伴い、AMPA受容体サブユニットであるGluA2に本来起こるべきグルタミン・アルギニン(Q/R)部位のRNA編集が充分には行われず、この部位が未編集のままの、正常では発現しないGluA2が発現することが明らかになった。そのメカニズムは、RNA編集酵素adenosine deaminase acting on RNA 2 (ADAR2)の加齢に伴う発現低下であり、その程度は神経細胞種により異なり、脊髄では前角外側に位置するFast-fatigable motor neuron (FF運動ニューロン)で最も著しいことが判明した。ADAR2の低下はFF運動ニューロン以外にも見られるものの、その程度は発現するGluA2全てのQ/R部位をRNA編集できるレベルに保たれており、野生型超高齢マウスでは、未編集型GluA2を発現するニューロンはFF運動ニューロンに限られていた。前角運動ニューロン数を反映する前根軸索数を算定すると、1歳齢以降、75週、100週と週齢を重ねるにつれ、軸索数が減少することが分かった。未編集型GluA2を発現する運動ニューロンは、その多寡にかかわらず神経細胞死に陥るので、変性脱落に陥った軸索はFF運動ニューロンに由来するものが大多数を占めると考えられる。従って、高齢マウスにタモキシフェン誘導性のADAR2ノックアウトを行うことにより、週齢の若いマウスに行うのに比べて細胞死が起こりやすくなるのではないかと予想された。神経変性疾患に特異的な病理変化としてみられる封入体形成メカニズムは未解明であるが、封入体を構成する蛋白の異常な凝集がコアになると考えられている。そのメカニズムの解析のため、神経変性疾患にみられるカルシウムシグナリングの異常に着目して検討した。ALSと運動ニューロンや前頭側頭葉変性症の皮質ニューロンに出現するTDP-43陽性の細胞質封入体形成には易凝集性断片の形成がコアとなることが想定されている。

ALSの分子病態モデルマウスであるコンディショナルADAR2ノックアウト(AR2)マウスの解析から、易凝集性TDP-43断片の形成にはCa2+依存性プロテアーゼであるカルパインの活性化が特異的に関わることが明らかになり、その活性化メカニズムには未編集型GluA2をサブユニットに含むAMPA受容体からのCa2+流入増加であることが証明された。このメカニズムは、加齢に伴うTDP-43の局在異常でも同様で、マウス運動ニューロンでは加齢依存性にRNA編集酵素であるADAR2活性低下がひき起こすCa2+透過性AMPA受容体発現を介したメカニズムによることがRNA解析、免疫組織化学的検討から明らかになった。また、運動ニューロン以外の中枢神経におけるAMPA受容体のCa2+透過性変化が神経形態に及ぼす影響をタモキシフェン誘導性にADAR2をノックアウトしたマウスで検討したが、ニューロンからのTDP-43の免疫活性の消失はみられたが、タウ、APP、α-シヌクレイン陽性の封入体の形成はみられなかった。封入体形成には、カルパインなどの特異的プロテアーゼの活性化が必要であるが、高すぎる活性では易凝集性断片が更に可溶性断片に切断されるため封入体形成に至らないと考えられ、構成蛋白の断片化による封入体形成には、特異的プロテアーゼの至適かつ持続的活性化が必須であると考えられる。加齢に伴うRNA編集活性の低下がAMPA受容体の特性を変化させ、封入体構成蛋白のプロセシング異常や細胞死を促進する因子となり得ることが明らかになったことは、疫学的に知られていた神経変性疾患が加齢に伴い発症率の増加、進行速度の加速化を来すことに分子基盤を与える新しい知見である。また、ALSに特異的にみられる封入体形成メカニズムを解明することが、他の神経変性疾患における封入体形成メカニズムを理解する上に大いに役立ち、同様の分子メカニズムの解析を進めることで、病因解明に近づくことができると考えられる。これらは予想しなかった新たな知見であり、神経変性疾患の病因の理解を進める上に、大きな成果が得られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。加齢に伴うAMPA受容体プロセシングの変化が変性疾患特有の神経封入体形成および細胞死に繋がることが明らかになったので、加齢に伴う細胞内カルシウムシグナリング変化を検討し、神経変性疾患の発症機序におけるAMPA受容体からのカルシウム流入増加の意味、又カルシウム濃度の制御機構の加齢性変化に伴う細胞毒性のカスケードの検討を行う予定である。また、加齢によりチャネル特性が変化したAMPA受容体の発現が、神経変性に及ぼす影響を神経細胞の脆弱性の変化、細胞内封入体形成への影響から検討する。
教育法規の立法過程に見る子ども観の諸相

本研究では、平成18年成立の教育基本法改正法、平成19年成立の学校教育法改正法・教育職員免許法改正法、平成17年成立の食育基本法の国会での審議過程を分析し、そこに内在する子ども観を明らかにした。その結果、(1)子どもの規範意識の低下が極めて悲観的に捉えられていること、(2)その原因として家庭の教育力の低下言説が大きな力をもっていること、(3)そのため、国家の直接的な家庭教育への介入や学校教育の機能の拡大が志向されていることが明らかとなった。本研究の目的は、教育基本法、学校教育法、教育職員免許法、食育基本法という、近年制定・改正された4つの法律を取り上げ、その立法過程に見られる子ども観の諸相を、言説分の手法を用いて明らかにすることである。平成20年度には、このうち、学校教育法、一教育職員免許法、食育基本法の3つの分析を終了し、研究論文として発表した。まず、学校教育法及び教育職員免許法の分析では、(1)子どもの規範意識の現状が極めて悲観的に認識されていること、(2)その背景として「家庭の教育力の低下」が共通認識として形成されていること、(3)それゆえ家庭を肩代わりするものとして学校が位置づけられ、教師には非に高い期待がかけられていることがらかとなった一方、食育基本法の分析では、(1)子どもは将来の医療費の増大や食料自給率の低下をもたらす「リスク・ファクターとして位づけられていること、(2)性別役割分業的な家族へと回帰することが一方で極めて強く望まれていることなどが明らかとなった。以上の分析より、これまで教育社会学研究において比較的等閑視されてきた立法過程を対象に、子どもにかかわる重要な法律が、どういった家族観や子ども観を背景として成立されているのかを、一定程度明らかにすることができた。本研究の目的は、近年の教育改革の流れのなかで立法された、諸種の教育法規の立法過程(国会での審議過程)を対象に、そこに内在する子ども観の諸相を明らかにすることである。すなわち、どういった子ども観が基調となって、以下で示すような教育法規の立法や改正がなされたのかを明らかにすることが本研究の課題である。教育基本法改正法(平成18年成立)、学校教育法改正法(平成19年成立)、教育職員免許法改正法(平成19年成立)、食育基本法(平成17年成立)を対象に分析を行った。その結果、以下の諸点を明らかにすることができた。第1に子どもの現状、特に子どもの規範意識の低下という側面がきわめて悲観的に捉えられていること、第2に子どもの規範意識が低下じた原因として、家庭の教育力の低下言説が大きな力をもっていること、第3にこうした現状や原因論に対応するために、国家が直接家庭教育へ介入できる道筋をつけることや学校教育の機能の拡大が企図されていること。これらを、近年の教育法規の立法過程に内在する共通項として見出すことかできた。こうした研究成果は、立法過程にまでさかのぼって、教育法規のもつ価値性や傾向性を明らかにしたという点で、教育法学研究や教育改革に関する研究にとって、きわめて意義の大きいものである。また、法律という狭義の制度を対象に、そこに内在する子ども観の諸相を明らかにしたという点で、子ども観研究の進展にとっても重要な意義をもつものといえる。
磁気ビーズを利用した膜活性ペプチドの二次構造網羅的解析技術の開発

5残基20残までのペプチドライブリーから各種質膜との相互作用が認められるペプチドを網羅的にスクリーニングし、配列、疎水性度、電荷、水溶液/膜中での二次構造を決定したデータベースを構築した。これらを基にH17年度にはペプチドの真正細菌膜、真菌・真核細胞膜、及び核膜に対する生物活性を評価し、大腸菌、枯草菌、真菌(酵母)に対して抗菌活性を示すことを明かとした。さらに、H18年度においてホスファチジルエタノールアミン(PE)で被覆した磁気ビーズを用いて取得した抗菌活性ペプチドについてはSPR解析によりルホスファチジルセリンやホスファチジルコリンと比較してPEに対して選択的に結合することが示された。抗菌活性ペプチドの作用機序は静電的な膜への結合と疎水相互作用に基づく細胞膜への挿入に由来することが考えられ、抗菌活性ペプチド・性状は塩基性且つ親水性の両親媒性を特徴としたものに限られていた。このようなペプチド性状の偏りはペプチドのスクリーニング条件によるバイアスによることが考えられた。そこでより網羅的な膜活性ペプチドの取得を目的として、膜への結合性だけではなく、膜からの脱離を特徴とするペプチドのスクリーニングを行った。中性pH、25°Cにおいて膜へ結合したペプチドに対して、加温(37°C)、アルカリ添加(弱アルカリ性)、またはグリセロール添加などの穏和な条件変化によって膜から脱離するペプチドの探索を行った。その結果、25°CにおいてはPEを主成分とするリン脂質二重膜に強固に結合しているが、37°Cにおいて効率的に膜から脱離する脱離ペプチドが見いだされた。これらの挙動は熱揺らぎに伴うペプチドの膜界面での構造変化に由来するものであると考えられた。膜への結合性と脱離能を併せ持つ脱離ペプチドを取得したことで、環境微生物の濃縮や検出への応用が考えられる。具体的にはペプチドを固相化した磁気ビーズで環境微生物を磁気濃縮するとともに、加温(37°C)することにより、磁気ビーズ表面から微生物を効率的に脱離するが可能になると考えられ、環境中からの微生物濃縮及び検出が実現できると期待される。本研究では、3年間の申請期間内に、5残基20残基までのペプチドライブラリーから各種脂質膜との相互作用が認められるペプチドを網羅的にスクリーニングし、膜への特異性データを中心に、配列、疎水性度、電荷、水溶液/膜中での二次構造を決定したデータベースを構築する。これらのデータベースを基に、得られた新規ペプチドの真正細菌膜、真菌・真核細胞膜、及び核膜に対する生物活性を評価し、新薬剤・核内物質輸送キャリアへ応用する。本年度は、磁性細菌由来の膜融合型磁気ビーズを担体として用い、12残基のペプチドがディスプレイされたファージライブラリーからのペプチドの選抜を行い、その方法論の有効性を実証した。パニングを重ねることで塩基性ペプチドの獲得割合が増加し、塩基性且つ親水性の6つの重複配列が得られた。得られたペプチド配列を用いて抗菌活性を評価した結果、B.subtilisに関し100μMで反応時間に伴うコロニー数の減少が見られたが、E.coli及びS.cerevisiaeに対し抗菌活性は得られなかった。また、溶血活性を評価した結果、8時間反応後においてもほとんど見られなかった。一方、改変ペプチドの抗菌活性を評価した結果、ペプチドの疎水性度増加に伴う抗菌活性の増加が見られ、B.subtilisに関し0.1,1μMにおいて1時間の反応でコロニー数が顕著に減少し、またE.coli及びS.cerevisiaeに関し100μMにおいて経時的に抗菌活性を示した。また、溶血活性を評価した結果、4時間の反応ではほとんど示さず、天然の抗菌ペプチドと同等の低溶血活性であることが示された。以上のことから、ファージディスプレイペプチドライブラリーからのスクリーニングにより細菌内膜結合ペプチドが獲得でき、疎水性度を高めることで高い抗菌活性を得られることから、抗菌ペプチドを簡便に獲得する手段の1つとして有効であることが示された。本研究では、3年間の申請期間内に5残基20残基までのペプチドライブラリーから各種脂質膜との相互作用が認められるペプチドを網羅的にスクリーニングし、膜への特異性データを中心に、配列、疎水性度、電荷、水溶液/膜中での二次構造を決定したデータベースを構築する。昨年度までに磁性細菌由来の膜融合型磁気ビーズを担体として用い、12残基のペプチドがディスプレイされたファージライブラリーからのペプチドの選抜を行い、塩基性且つ親水性の6つの重複配列が得られている。また、これらのペプチドの生理活性として、大腸菌、枯草菌、真菌(酵母)に対して抗菌性を示すことを明かとした。本年度はこれらのペプチドを基に配列中のアミノ酸の置換を行うことで抗菌活性を示すのに必須アミノ酸配列の決定を行い、二次構造と抗菌性との関連性を調査した。さらにSPR(表面プラズモン共鳴:本年度購入)解析による脂質膜との相互作用解析を行った。ペプチドの抗菌活性は、酸性アミノ酸を疎水性アミノ酸へ置換する、あるいは疎水性アミノ酸であるアラニン、イソロイシンをバリン、フェニルアラニン、トリプトファンに置換することで上昇することが示唆された。これはフェニルアラニンやトリプトファンの膜表面付近での安定性に起因するものであることが考えられた。

また、12残基のN末端、あるいはC末端に比較的局在性を示した塩基性アミノ酸、アルギニン、リジンが抗菌活性に必須のアミノ酸配列であることが示唆された。また、アミノ酸置換を行う前後でのペプチドの二次構造予測を行った結果、いずれにおいてもランダムコィル構造をとることが予想された。これまで報告されている抗菌性ペプチドが少なくとも膜内においてα-ヘリックスやβ-シート構造をとることが一般的に知られていることから、新たな抗菌の作用機序が存在することが示唆された。さらに最も膜に対して結合性の高いペプチドを用いて、各種リン脂質を固定化した金基板との相互作用をSPRにより解析した。その結果、ペプチドのスクリーニングの際に用いたボスファチジルエタノールアミンとの相互作用が最も高く、リン脂質頭部の性状により結合性が異なることが示唆された。5残基20残までのペプチドライブリーから各種質膜との相互作用が認められるペプチドを網羅的にスクリーニングし、配列、疎水性度、電荷、水溶液/膜中での二次構造を決定したデータベースを構築した。これらを基にH17年度にはペプチドの真正細菌膜、真菌・真核細胞膜、及び核膜に対する生物活性を評価し、大腸菌、枯草菌、真菌(酵母)に対して抗菌活性を示すことを明かとした。さらに、H18年度においてホスファチジルエタノールアミン(PE)で被覆した磁気ビーズを用いて取得した抗菌活性ペプチドについてはSPR解析によりルホスファチジルセリンやホスファチジルコリンと比較してPEに対して選択的に結合することが示された。抗菌活性ペプチドの作用機序は静電的な膜への結合と疎水相互作用に基づく細胞膜への挿入に由来することが考えられ、抗菌活性ペプチド・性状は塩基性且つ親水性の両親媒性を特徴としたものに限られていた。このようなペプチド性状の偏りはペプチドのスクリーニング条件によるバイアスによることが考えられた。そこでより網羅的な膜活性ペプチドの取得を目的として、膜への結合性だけではなく、膜からの脱離を特徴とするペプチドのスクリーニングを行った。中性pH、25°Cにおいて膜へ結合したペプチドに対して、加温(37°C)、アルカリ添加(弱アルカリ性)、またはグリセロール添加などの穏和な条件変化によって膜から脱離するペプチドの探索を行った。その結果、25°CにおいてはPEを主成分とするリン脂質二重膜に強固に結合しているが、37°Cにおいて効率的に膜から脱離する脱離ペプチドが見いだされた。これらの挙動は熱揺らぎに伴うペプチドの膜界面での構造変化に由来するものであると考えられた。膜への結合性と脱離能を併せ持つ脱離ペプチドを取得したことで、環境微生物の濃縮や検出への応用が考えられる。具体的にはペプチドを固相化した磁気ビーズで環境微生物を磁気濃縮するとともに、加温(37°C)することにより、磁気ビーズ表面から微生物を効率的に脱離するが可能になると考えられ、環境中からの微生物濃縮及び検出が実現できると期待される。
MRIアーチファクトを防止する生体用非磁性複合線材の創製

本研究では、磁気共鳴法による画像診断(MRI)において、アーチファクト(虚像)を発生しない生体用非磁性複合線材の開発を行った。常磁性体(Zr)と反磁性体(Ag)の複合化による線材の作製を試み、磁気的性質および機械的性質を検討した。作製したZr/Ag複合線材は、現在医療用金属として使用されている中でも低磁化率であるTiの約1/10まで磁化率が低減し,MR撮像においてもアーチファクト体積を低減したことから、MRIアーチファクト防止型新規医療用線材への応用が期待できる材料であることが明らかになった。本研究では、磁気共鳴法による画像診断(MRI)において、アーチファクト(虚像)を発生しない生体用非磁性複合線材の開発を行う。平成23年度では、(1)合金元素添加によるZr-Mo合金の磁化率の低減と(2)低磁性Zrと反磁性Agの複合化による磁化率低減を行った。(1)Zrに対する添加元素にはZrやMoより低い磁化率を持ち、固溶強化が期待できるA1を選択し、A1を添加したZr-Mo合金の磁化率と機械的特性を調べ、これらの特性に及ぼす添加元素Alの影響を検討した。α^1相から構成され、低磁化率・高延性を有するZr-0.5Mo合金にA1を添加したところ、A1濃度の増加に伴い磁化率は緩やかに減少し、更に強度が上昇した。その結果、Zr-0.5Mo-3A1合金の磁化率は現行の生体用Ti-6A1-4V合金と比較して1/3以下の値を示し、機械的特性は同等の引張強さを示し、MRI対応型生体用合金としての応用が期待できる。(2)Agを芯材としZrを被覆材することにより複合化を行い、Agの体積率を変化させたZr/Ag複合材料の磁化率に及ぼすAgの影響を検討した。Zr/Ag複合材料はスウェージング加工を行い、減面率64%(φ3mm)まで加工し磁化率を評価した結果、Ag体積率の増加に伴い磁化率が直線的に減少した。特に、Agの体積率が81%のとき磁化率は1.88x10^5を示し、現在使用されている生体金属材料の中でも低磁性を示すTiの磁化率の約1/10の値を示した。ZrとAg丸棒材の磁化率を用いて、複合則によりZr/Ag複合材料の磁化率を計算したところ、実測値は計算値より高い傾向を示した。XRDより、Zr/Agには集合組織を調べたところ、集合組織が形成されることが確認され、Zr/Ag複合材の磁化率には、結晶配向が影響を与えていることがわかった。平成24年度では(1) Zr/Ag複合線材のMRIアーチファクト測定、(2)Zr/Ag複合材料の機械的特性の評価と(3)脳動脈瘤クリップの試作を行った。(1)Zr/Ag複合線材のアーチファクトは、Ag割合の増加に伴い減少した。23年度の研究成果では、Zr/Ag複合材料の磁化率はAg割合の増加に伴い減少した。このため、Ag割合の増加に伴うZr/Ag複合材料のアーチファクトの低減はZr/Ag複合線材の磁化率の減少に依存することを意味し、Zr/Ag複合材料でもアーチファクトと磁化率の間で相関が存在することが明らかとなった。(3)Zr/Ag複合線材の0.2%耐力、引張強度はAg割合の増加に伴いほぼ直線的に減少した。Zr線材とZr鋳造材の0.2%耐力を比較すると、線材は鋳造体(207 MPa)より3倍程度高い値を示した。一方,Agでは線材と未加工材では変化は見られなかった。Zr/Ag複合線材の0.2%耐力はAg割合の増加に伴い理論値に近づくことから、Zr/Ag複合線材の0.2%耐力にはZrの加工硬化の寄与が大きいと考えられる。Zr/Ag複合線材の弾性率は理論値より減少した結果が得られ,Ag割合の増加に伴い減少率が増加している。このことから,弾性率の減少にはAgが関与していると考えらる。(4)ZrおよびZr/Ag合金の脳動脈クリップの試作ではAgの割合が一定以上に増加するとクラックが発生し、Agを被覆するZrが線材加工中に亀裂していることを示した。、更なる低磁化率の複合材脳動脈クリップ作製するには、作製過程中に熱処理を施し応力集中を緩和することや低磁化率と機械的性質を兼備したZr-0.5MoおよびZr-0.5Mo-3Al合金から被覆材料が望まれる。

Zr-Mo/Ag複合材料の磁化率をゼロに低下させるためにZr/Ag複合材料の線材化を進めた結果、磁化率低減の因子は構成金属の体積比だけでなく集合組織の影響を検討する必要性があることを実験的に明らかにしている。また、これまで得られた実験結果を国内外における学会で発表し、論文化も行っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度では、磁化率と合金元素の体積比の関係や磁化率に及ぼす集合組織の因子が明確になりつつある。今後は非磁性複合材料の開発を平成23年度の結果より進め、現在Zr/Ag複合材料の細線化を進めている最中である。また、磁化率ゼロを達成できる複合線材に対しては、MRIアーチファクト測定、機械的特性を評価した後に、脳動脈瘤クリップを試作する予定である。得られた結果は順次学会発表を行い、論文化を進める。
ナトリウムイオン駆動型べん毛モーターのイオン共役部位と機能相関

Na^+駆動型モーターのエネルギー変換ユニットあるいはイオンチャネルに対応すると考えられる遺伝子(motX、motY、pomA、pomB)を我々は同定している。H^+駆動型モータータンパク質MotAとMotBとの相同性から、PomAとPomBは複合体を形成してNa^+チャネルとして機能していると考えられた。昨年度は、モーターの阻害剤であるアミロライドおよびその誘導体を利用できる利点を活かして研究を行い、アミロライドの誘導体であるフェナミルに耐性になった2株のモーター変異株を単離解析し、耐性変異が、べん毛モーターのイオンチャネルを形成すると考えられているpomAとpomB遺伝子に各々起こっていることを突き止めた。どちらの変異も、膜貫通部位の細胞質側に存在すると推測されている部位であることが分かった。本年度は、変異pomAとpomB遺伝子を同時に発現させるとフェナミル耐性が増加することを期待して実験を行った。単独の変異では、野生型とほぼ同じ速度で回転するが、野生型で止まる50μMフェナミルでも運動する。2重変異により、フェナミル非存在下でモーター回転が約1/3に低下し、フェナミルを加えても速度低下が起こらなくなった。また、pomAでは変異部分の残基を様々なアミノ酸に置換し、フェナミル耐性との関連を調べ、側鎖の大きさによるPomAの構造変化がフェナミル耐性を引き起こしている可能性が示されていた。pomB遺伝子の変異部位でもアミノ酸置換を行い、PomAと同様な結果が得られた。以上から、特異的阻害剤フェナミルとモーター構成タンパク質との相互作用の解明が大きく進展した。
細いチューブの内壁を伝わる弾性表面波を用いたファイバスコープ型超音波プローブ

1.溶融石英製のチューブ状導波路(内外径比2.78)に沿って伝搬する軸対称モード弾性波の速度分散曲線を理論解析により求め、チューブの内壁を伝わる表面波速度と[周波数×内径]の関係を調べた。また、この円筒内部に水を満たした場合についても速度分散曲線を求め、種々の伝搬モードについて、その伝搬速度と水中および円筒中での変位分布を明らかにした。2.内径3.6mm,外径10mm,長さ100mmの溶融石英チューブの端部に内径3.6mm,外径9.7mm,厚さ0.27mmの圧電体を貼り付け、エッジボンディッド・トランスジューサ法により周波数3.6MHzにおいてチューブ内壁を伝搬する弾性表面波の発生・検出実験を行った。これにより、チューブ内壁を伝わる表面波の速度や伝搬損失、チューブ外壁へ他の媒質が接触した場合の影響などを明らかにした。3.上記のチューブ状導波路の端部を水に入れ、内壁を伝搬する表面波からのモード変換を利用して水中に超音波を放射し、音場分布を調べた。その結果、チューブの端部より1.5mmの付近で高い音圧強度が得られ、予想通りチューブの内壁を伝わる弾性表面波から水中バルク超音波へのモード変換によってレイリー角で決まる方向に集束超音波が放射されることが確かめられた。また、スライドグラスを反射体としたパルス超音波の送受信実験では反射体のエコーが捉えられ、本手法による超音波撮像の可能性が検証された。
ナノテクノロジーを用いた歯周病診断キットの開発と健康情報ネットワーク研究への展開

本研究事業では,歯周病原性細菌およびその病原因子(組織傷害性酵素,外毒素,内毒素),宿主組織内で産生される炎症性メディエーターおよびサイトカインの検出系の開発を進めてきた.まず,これまで開発してきたセンサチップを用いてヒトサンプルを測定し,そこで得られた成績の再現性および定量性を検証したところ,生体材料では.数マイクログラムのオーダーまで検出可能であることが明らかとなった.しかしながら,歯周病の病態を把握するためには,感度を向上させていかなければ実用化することは難しいと判断した.そこで,連携研究者である北九州市立大学・国際環境工学部・磯田隆聡准教授と意見交換を行い,センサチップの基板材料として金を用いることで感度の向上が図れないものかということを提案し,工学的な視点から様々な改良を試みた.さらに,歯周病細菌の検出系では,我々の研究グループが作成したモノクローナル抗体の性状を網羅的に解析し,抗体価および特異性の高いクローンを見出し,2種類の異なるエピトープを認識する抗体の組み合わせで,歯周病細菌を100cells/mlのオーダーで検出することができるようになった.今回の礒田准教授が開発した抗原抗体反応を利用したバイオセンサチップを用いることで,複数の歯周病細菌の検出が可能となったものの,生体材料から炎症性サイトカインを検出するという当初の目的に関しては,生体内の塩が静電誘導を基本原理とするセンサチップの感度向上の妨げとなることが判明した.そこで,最終年度は,静電誘導を基本原理とする測定方法に加えて,電気化学的あるいは蛍光法による測定機器の開発が必要であると判断し,他の工学系の研究者とともに,より再現性および感度の高い測定が可能性を探った.一方,ナノテクノロジーの技術活用し,歯周医学の視点に立った研究を進め,微小流路をマイクロチップ上に構築し,顕微鏡観察下で微細な流れを観察する実験系の構築に成功した.この実験系を活用し,歯周病と心筋梗塞の因果関係をin vitroの実験系で検討し,いくつかの興味ある実験結果を得ることができた.本研究事業では,歯周病原性細菌およびその病原因子(組織傷害性酵素,外毒素,内毒素),宿主組織内で産生される炎症性メディエーターおよびサイトカインの検出系の開発を進めてきた.まず,これまで開発してきたセンサチップを用いてヒトサンプルを測定し,そこで得られた成績の再現性および定量性を検証したところ,生体材料では.数マイクログラムのオーダーまで検出可能であることが明らかとなった.しかしながら,歯周病の病態を把握するためには,感度を向上させていかなければ実用化することは難しいと判断した.そこで,連携研究者である北九州市立大学・国際環境工学部・磯田隆聡准教授と意見交換を行い,センサチップの基板材料として金を用いることで感度の向上が図れないものかということを提案し,工学的な視点から様々な改良を試みた.さらに,歯周病細菌の検出系では,我々の研究グループが作成したモノクローナル抗体の性状を網羅的に解析し,抗体価および特異性の高いクローンを見出し,2種類の異なるエピトープを認識する抗体の組み合わせで,歯周病細菌を100cells/mlのオーダーで検出することができるようになった.今回の礒田准教授が開発した抗原抗体反応を利用したバイオセンサチップを用いることで,複数の歯周病細菌の検出が可能となったものの,生体材料から炎症性サイトカインを検出するという当初の目的に関しては,生体内の塩が静電誘導を基本原理とするセンサチップの感度向上の妨げとなることが判明した.そこで,最終年度は,静電誘導を基本原理とする測定方法に加えて,電気化学的あるいは蛍光法による測定機器の開発が必要であると判断し,他の工学系の研究者とともに,より再現性および感度の高い測定が可能性を探った.一方,ナノテクノロジーの技術活用し,歯周医学の視点に立った研究を進め,微小流路をマイクロチップ上に構築し,顕微鏡観察下で微細な流れを観察する実験系の構築に成功した.この実験系を活用し,歯周病と心筋梗塞の因果関係をin vitroの実験系で検討し,いくつかの興味ある実験結果を得ることができた.今年度の研究事業では,健康情報を収集するのに有効な歯周病診断キット開発に関連して2つの研究プロジェクトを展開した.まず,歯周病がグラム陰性嫌気性菌による感染症であるとともに,歯周局所における炎症性疾患であるということから,歯周ポケットからの歯周病細菌の検出,歯周病細菌が産生する歯周組織破壊因子(酵素・毒素・代謝産物など)の定量化,および歯周組織における炎症の遷延度の判定を一つの測定キットで行える機器の開発を進めた.これまでに,これらの諸因子を判定するには,抗原・抗体反応を用いて測定する方法と酵素活性測定ではバイオセンサーが有効であることを実証した.さらに,それらを組み合わせることで,歯周病の病態を把握できることが明らかとなった.次年度は,ぞれぞれのセンサーを用いることで,歯周病の活動性や予後の判定などが行えるか否かを判定することを目指す.次いで,歯周病と心血管系の疾患との因果関係を明確にするために,心疾患系疾患における梗塞巣の形成に,歯周病あるいは歯周病が産生する特定の因子がどのようにかかわるのかということを分子生物学的手法で解析した.それに先んじて,我々は,梗塞形成を顕微鏡下で観察するために,微小流路を形成したチップを作成し,その有効性を確認した.この実験系を用いて,歯周病細菌由来のLPSで刺激した単球・マクロファージ系の細胞が微小流路で梗塞巣の形成を増強することを明らかにした.