hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実験・数値解析による地盤陥没発生機構の解明とその評価手法の開発

ただし、礫のような粒径の大きな材料に対するアーチ効果は限定的であった。数値解析の結果においても同様の傾向が確認された。地中空洞を有する地盤に対する波動伝播特性についても研究した。実験では珪砂地盤の地表面から起振し、地中を伝播した弾性波を模型土槽底面で受信した。地中空洞付近における弾性波伝播速度は低下し、さらに高周波成分が減衰した。これは地中空洞が大きくなるほど顕著になった。数値解析の結果、地中空洞近傍の土粒子群はアーチ機構に貢献せずに「ゆるみ」が発生していることが明らかとなり、そのことが上記のような現象の原因になったと推察された。また、空洞天端における弾性波の反射現象、および空洞位置における回折現象が観測された。引き続き模型実験および数値解析を実施し、乾燥、完全飽和、不飽和状態における空洞成長の様子を評価する。地表に舗装がある場合を想定し、表層をセメント改良した地盤における空洞成長および陥没の発生傾向を考察する。空洞周辺地盤の振動特性を明らかにするために空洞を有する地盤において弾性波伝播試験を実施する。特に数値解析では、土粒子形状の影響の評価、および表面張力による粒子間付着力を取り入れた解析を新たに実施する。数値流体解析との連成解析を実施し、豪雨等の影響が空洞成長に及ぼす影響を定量的に評価する。模型実験および数値解析で得られた知見を統合し、地中空洞が地表面陥没に至るリスクを評価する。陥没リスクの高い地盤材料および地盤条件を明確にし、土粒子レベルの挙動と地盤全体の挙動を関連付けることで学術的かつ実務的な研究成果の整理を試みる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。論文名:落し戸模型実験および個別要素法解析によるアーチ抵抗機構の解明著者:大坪正英,アリウマイル,佐藤剛司,桑野玲子掲載情報:生産研究70(6),417-421,2018年11月
肝転移腫瘍における転移巣浸潤CD8+T細胞の役割解明

日本をはじめ多くの先進諸国では、依然としてがんが主要な死因の原因であり、それらの死亡は主として転移によるものである。転移のない患者では原発腫瘍の外科的摘出によりほぼ確実に治癒する。したがって転移を制御できればがんを克服できる。これまで、がん細胞に対しても、病原微生物と同様に免疫系が活性化されるはずであるという考えのもと、多くのがん免疫療法が試みられてきたがその有効性は未だ不明である。治療が奏功しない原因として、腫瘍細胞に対して免疫寛容が誘導されることが指摘されている。特に、肝臓はCD8^+ T細胞などの抗腫瘍免疫を担う免疫担当細胞が多数存在する臓器にも関わらず、がん細胞が転移しやすいことから、非常に免疫寛容が惹起されやすい臓器であると考えられる。我々はこれまでの予備的検討で、メラノーマB16F10細胞を用いたマウス肝転移モデルを作製し、腫瘍細胞転移後の肝臓におけるリンパ球の分布と機能を解析した。この結果、肝臓内のCD4^+および制御性T細胞は減少する一方、CD8^+ CD122^+ T細胞サブセットが増加していた。驚いたことに、このCD8^+ T細胞は、in vitroにおいてB16F10に対する細胞傷害活性を持たないが、マウスリンホーマ腫EL-4を傷害することを見出した。今回、転移後の肝臓より調整したCD8^+ T細胞から産生されるサイトカインを測定した結果、EL-4および活性化CD4^+ T細胞に反応してIL-10とINF-γの産生能が亢進していることが分かった。また、転移が進行するに従い、IL-10産生に関与すると考えられているCD8^+ T細胞上のPD-1分子の発現が上昇することが分かった。以上のことから、肝転移後のCD8^+ T細胞は、INF-γを産生し活性化CD4^+ T細胞を傷害する能力、IL-10を産生し活性化したリンパ球を制御する能力を獲得し、腫瘍細胞に対して寛容に働く可能性が考えられた。
オーダリングシステム端末を利用した画像添付型レポーティングシステムに関する研究

研究は、直像圧縮と画像添付レポートの送信およびその評価という2分野でなされた。1.画像圧縮についての検討CT,MRIおよびシンチグラムを対象に、それぞれ病態の異なる症例の原画像およびJPEGを用いて圧縮率を変化させた画像をモニタ上に同時に表示し、画像に劣化が最初に認められた圧縮率、画像上の病変の所見が変質した圧縮率を、16人の観察者で判定した【結果】画像劣化が最初に指摘された平均圧縮率は、1/11.5で、画像の種類により、大きな差は、認められなかった。病変の所見の変質が最初に指摘された平均圧縮率は、1/16.0であったが、画像の種類、病変の種類により大きな差が認められた。JPEG圧縮法では、画像の濃度が急激に変化する領域では、画像劣化が生じる欠点があるので、今後、Wevel etなど他の圧縮法も検討する必要がある。2.画像添付レポートの送信およびその評価レポートの転送は、全身イメージ、プラナーイメージ、SPECTなどのシンチグラムを対象とし、それぞれ異なる病院に設置され、TCP/IP接続された2台のコンピュータ間で試みられた。デジタルカメラで収録され、1/10.圧縮された画像は、HTML文章に変換された後、電子メールの添付ファイルとしてインターネットを介して送信された。【結果】添付画像の画質は、依頼医の満足を得られた。添付画像は、画像の数が膨大になるSPECT検査において、特に、高く評価された。今後の問題点としては、画像、特にアナログ画像を簡便にコンピュータに入力する方法、画像診断医が日常業務の中で容易に使えるようなレポートフォーマットの開発が必要であると考えられる。平成9年度は、下記のように主として画像圧縮とレポート作成の領域に重点をおき、研究をすすめた1.画像圧縮に関する検討(1)超音波、単純X線写真などアナログ系のイメージをディジタルカメラを介してコンピュータ入力し、圧縮比の異なるイメージを作成し、画像の劣化度について評価した。現在、各イメージ系についてて典型的所見を呈する症例をもとに診断上支障を来さない最大画像圧縮比を求める作業を実施している。血管造影フィルムの場合、非圧縮でも、通常のパソコンのCRT上で診断することは、かなり困難であるという結果を得ている。胸部X線写真も全体像を通常のCRT上で診断するのは、困難であり、病変部を拡大した画像を追加する必要のある。(2)CT、MRI、核医学などディジタル画像系のイメージは、オンラインでコンピュータに取り込み、代表的症例について(1)と同様の評価を実施すると共に、パソコンのCRT上に表示した画像とフィルム上のそれとの差異について検討している。CTイメージ、核医学イメージは、1/10圧縮画でもレポートに添付する画像として、画質は十分満足できる。核医学イメージの場合、対象となる臓器によっては、カラー表示が添付画像として適している。2.レポート作成に関する検討(1)簡便性、汎用性、読み易さ、添付する画像との適合性の観点から、レポートフォーマットの設計に着手し、現在作業を継続している。(2)画像を診断し、レポートを作成する者の立場から、簡便且つ迅速なテキスト作成法および画像添付法について討議を重ねている。1.画像圧縮に関する検討CT,MRI,シンチグラムを対象に、JPEGによって段階的に圧縮された画像と原画像(192KB)をCRT上に同時に表示し、16人の観察者によって、圧縮画像に最初に劣化が認めらた圧縮比および圧縮画像上の対象病変に形状、構造上の変化が認めらた圧縮比を評価した。【結果】最初に劣化が指摘された圧縮画像の16人の平均圧縮率は1/11.5(16.3KB)であり、各画像の間に大きな差異を認めなかった。

病変の所見に変化が最初に指摘された平均圧縮率は1/16.0(11.7KB)であったが、各画像間での差が大きく、また、同一画像においても、病変の種類によって圧縮率に差が認められた。以上の結果、実用可能な圧縮率は、個々の症例によって異なるが、10KB程度に圧縮が可能であり、これならばレポーティングシステムに十分適応できる。今回、画像圧縮法としてJPEGを用いたが、今後、新たに開発されたWevelet法についても検討する必要があろう。2.画像添付型レポートの転送に関する検討レポートの転送は、TCP/IPで接続されたコンピュータの間で試みた。全身イメージ、プラナーイメージ、SPECTなどの各種シンチグラムを対象とした。画像はデジタルカメラで収録し、1/10圧縮を施し、HTML文章化した後、電子メールの添付ファイルとしてインターネットを介して送信された。【結果】画質の面では、依頼医の満足を得られた。文章のみのレポートより分かり易いという評価であった。特に、画像の数が膨大になるSPECT検査において、キーイメージを添付する方式が依頼医から評価された。今後は、デジタル画像をレポートに直接取り込むシステム、画像診断医が日常業務をこなす中で容易に使えるようなレポートフォーマットを完成させる必要があろう。
中国国民政府の対日政策:1934〜1937年

1934-37年間の日中関係を大きく規定したのは、侵略と抵抗といった構造的対立のほかに、国際的にはソ連要因があり、中国国内的には中国共産党要因があった。従来の研究に見落とされた、または政治的な考慮から回避されたこの二つの要因、及びそれを巡る日中両当局の齟齬という新しい視角からこの時期の日中関係を再検討し、日中戦争への過程を見直すことが、本研究の目標である。この目標の達成を目指して,2002年4月からの3年間,筆者は日本および中国大陸・台湾等の資料機関と研究機関での研究調査を繰り返し,多くの一次資料を発掘できた。それに基づいて,これまで、「蒋介石の中日ソ関係観と『制露攘日』戦略」、「『防共』問題を巡る日中間の相克」、「中国の国際的解決構想と日中戦争の拡散」といった論文と報告を作成し、学術誌や国際シンポジウムなどで発表し、反響を呼んだ。そして、最終年度には、「研究成果報告書」を兼ねて、上記の既成論文と未刊行の論考をもとに、18万字にのぼる著書の原稿を完成した。これらの成果は、中日ソ矛盾の特殊的構造と外交戦略に関する蒋介石の構想を究明した上、国民政府の外交方針に「以露制日」と「以日制露」という両側面が共に存在していたという新しい論点を提示し、中国当局者が1933年から既に「連ソ制日」に傾斜したという通説を訂正した。また、蒋介石と汪精衛の権力闘争ばかりに注目した従来の研究に対して、筆者の研究は「連ソ論」を巡る蒋、汪の異同に対する考察を通して、国際情勢観と外交方針における二者の対立を明らかにし、1938年に起きた蒋、汪分裂の遠因を示した。なお,この3年間,筆者は本研究のテーマの他、幾つかの関連論文を発表し,研究者としての視野と領域を広げた。これから,上記の成果を礎に、論点をさらに推敲し,論拠をさらに充実し,欠けている部分を補足して,著書が早く出版できるように,頑張っていきたい。補助金のお陰で、中国社会科学院、中国軍事科学院、南京第二歴史档案館、北京図書館を中心とする中国の諸関係機関と、国会図書館、外交史料館ら日本の研究機関での調査を実現し、多くの一次資料を入手した。それを踏まえて、今年度は主として次の成果を収めた。1.2002年8月24日に中国社会科学院近代史研究所等主催の「中華民国史国際シンポジウム」で「蒋介石の中日蘇関係観と『制俄攘日』戦略:19331934」と題する研究報告を行い、年末には同名の論文を完成し、中国の代表的な学術誌『近代史研究』に採用された(2003年第4号に掲載予定)。2.2002年11月16日に日本国際政治学会年度大会で「『防共』問題を巡る日中間の相克:1933-1936」と題する研究報告を行い、反響を呼んだ。上記の成果は、中日ソ矛盾の特殊的構造や外交戦略に関する蒋介石の構想を究明した上で、1933-35年間における蒋介石と国民政府の外交方針に「以露制日」と「以日制露」という両側面が共に存在していたという新しい論点を提示し、中国当局者が1933年から既に「連ソ制日」に傾斜したという通説を否定した。

また、蒋介石と汪精衛の権力闘争ばかりに注目した従来の研究に対して、上記の成果は「連ソ論」を巡る蒋、汪の異同を分析することを通して、国際情勢観と外交方針における蒋、汪の対立を明らかにし、1938年に起きた蒋、汪分裂の遠因を示した。以上の直接な成果の他に、今年度は間接の成果としても計5点の学術論文を完成した。そのうち、刊行済みは3点、刊行予定は2点である。1.南京、上海を中心に中国の大陸で実地調査を進めるとともに、台湾の国史館と国民党党史館で1930年代の一次資料を集中的に調べ、多くの貴重資料を入手した。日本においては、インターネットや図書館の相互利用制度を活用して、遠隔地の不利を克服しながら、外務省外交史料館、国会図書館等の所蔵資料を継続的に集めた。2.研究と教育の相互補完を重視し、大学院生に対する研究指導と合わせて、1930年代に関する内外の文献資料と先行研究を再整理し、1930年代の日中関係史研究の問題点と方向性をより明確にしたうえで、学生の研究意欲を高めた。3.昨年度に発表予定となった原稿「蒋介石の中日ソ関係観と『制俄攘日』戦略:19331934」を修正・加筆して、代表的な学術誌『近代史研究』に正式に発表し、反響を呼んだ。4.東京大学出版会による出版企画の一環として、「日中紛争の『世界化』-中国の日中紛争解決構想と米英ソ参戦問題」を仮題とする原稿を作成している。5.本人が代表として担当している基盤研究B「満州残留旧日本軍人に関する調査研究」との相互補足を図るとともに、過去、現在、未来の対話に努めた。そのため、1930年代における中国国民政府と日本当局との心理的ギャップによる教訓と、中華人民共和国建国期における残留日本人の貢献を踏まえて、「日中関係における心理的障害」と題する研究発表を国際シンポジウム「東アジア漢文化圏と中国関係」で行い、新しい日中関係の構築に向けって提言した。6.上記の成果の他、関連研究としても若干の論文を発表した(裏面も参照)。(1)北京、南京、上海を中心に中国大陸での補足的調査を終えたうえ、特に台湾において国史館と中国国民党党史館の所蔵資料を集中的に調べ、蒋介石の「事略稿本」および中国国民党中央政治会議記録の関係内容を手書きで抄録した。これにより、1933年から1937年までの中国国民政府の対日政策の究明に必要な一次資料の収集が大きく前進できた。(2)資料収集の進展に伴って、下記の4点を中心に学術論文の作成を着実に進めてきた。(1)「中国の国際的解決構想と日中戦争の拡散」を仮題とする論文を完成し、終戦60年記念論文集の一部として、東京大学出版会により刊行されることになっている。(2)小池聖一氏の『満州事変と対中国政策』に対する書評と合わせて、1930年代の日中関係研究方法を探索する書評論文を完成し、『史学研究』248号に載せることになっている。(3)他大学の研究者とともに『東アジア国際政治史』と題する教科書を執筆し、1930年代に関する本人のこれまでの研究成果をそれに収斂した。同書は名古屋大学出版会から出版することになっている。(4)2005年8月に中国で行われる「中華民国史国際シンポジウム」の研究発表者として、中国国民党中央政治会議記録に基づく論文をまとめている。なお、今年度は、研究の成果は論文としての発表に止まらず、教育活動においても十分に活用しなければならないという反省に立脚して、大学院と学部の教育において、本プロジェクトと日本人の留用問題に関するもう一つのプロジェクトの成果を学生に向けて発信し、良い反応を受けた。(3)最終年度の研究活動の一環として、台湾の呉文星教授、謝国興教授、黄自進教授と中国大陸の石源華教授、胡礼忠教授、沈志華教授、臧運怙助教授ら学者を大学に迎え、学術交流を深めるとともに、国際に向けての本人の研究成果の発信に努力した。
シダ類の頂端細胞型シュートを形成する遺伝子の機能解析

シダ類と種子植物の葉は平行進化したと考えられている。すると,シダ類と種子植物の葉形成のメカニズムは異なる可能性がある。本研究では,これまで不明だったシダ類の葉形成メカニズムを解明するため,種子植物で葉形成に関わる遺伝子について,リチャードミズワラビの葉で発現解析を行った。また,リチャードミズワラビの葉で発現する遺伝子のRNA-seq解析を行い,それらを種子植物の葉で発現する遺伝子群と比較した。その結果,種子植物とシダ類の葉形成メカニズムの違いの一端を発見することができた。1)シダ類における背腹性形成因子の機能解析HD-ZIPIII遺伝子は,種子植物の葉の向軸側組織で発現し,向軸側の性質決定に関与する。リチャードミズワラビにおけるHD-ZIPIII遺伝子の機能を推定するため,昨年度とは別のHD-ZIPIII遺伝子(CrC3HDZ)について発現解析を行った。その結果,CrC3HDZは胞子体世代で強い発現が観察されなかった。一方,パーティクルガンを用いたDNA干渉によりCrC3HDZを一過的にノックダウンすると,造精器の細胞増殖が過剰に促進され,肥大した造精器が形成された。また,胞子体世代においてもCrC3HDZのノックダウンを行ったが,明確な表現型は得られなかった。以上の結果から,CrC3HDZが配偶体世代における細胞増殖を制御する機能を持つ可能性が示唆された。2)シダ類の葉と種子植物の珠皮の背腹性形成機構の比較シダ類の葉,種子植物の葉,種子植物の珠皮は,軸的器官から平行進化した。前年度のHD-ZIPIII遺伝子に関する研究で,シダ類と種子植物の葉の背腹性形成機構に共通性が無い可能性が示唆された。今年度はシダ類の葉と種子植物の珠皮を比較するため,種子植物シロイヌナズナの珠皮の形成におけるHD-ZIPIII遺伝子の役割を解析した。その結果,HD-ZIPIII遺伝子は珠皮の背腹性形成に関与する一方,細胞増殖を抑制する可能性が見いだされた。1)の結果と合わせると,HD-ZIPIII遺伝子はもともと細胞増殖を抑制する機能を持つ可能性が考えられた。3)RNA-seq用サンプルの調整前年度に抽出した器官別RNAから,シュート頂について,RNA-seq用ライブラリーの作成を行った。シダ類は維管束植物の体制進化を探る上での鍵を握る。シダ類は,種子植物とは起源の異なる葉を持ち,茎の形成様式も種子植物とは全く異なる。シダ類のシュート形成遺伝子に関する情報を得るため,以下を行った。(1)リチャードミズワラビにおけるClassIII Homeodomain-Leucine Zipper (HD-ZIPIII)およびAINTEGUMENTA (ANT)遺伝子のin situハイブリダイゼーションによる発現解析:HD-ZIPIII遺伝子は葉や茎の維管束およびシュート頂の頂端細胞で発現した。これらの発現様式は,種子植物のHD-ZIPIII遺伝子の発現と共通するが,リチャードミズワラビでは葉の向軸側でHD-ZIPIII遺伝子が発現しない点で種子植物とは異なった。一方,リチャードミズワラビのANT遺伝子は葉原基の縁辺部や根端で強く発現し,細胞増殖を盛んに行う細胞で発現するという点において種子植物と共通性があった。しかし今年度得たデータでは,バックグラウンドの非特異的なシグナルが強く,固定時間やプローブの洗浄時間および洗浄液濃度など,実験条件のさらなる検討を行う必要があると思われた。(2)非滅菌かつ液体培地でリチャードミズワラビを形質転換するための条件検討:効率よくアグロバクテリウムを用いた形質転換を行うために,非滅菌かつ液体培地でリチャードミズワラビを形質転換する条件検討を行った。その結果,アグロバクテリウムとの共培養を始める発生段階,共培養期間,形質転換個体を選抜する薬剤濃度,遺伝子導入に対する感受性を高めるために加えるアセトシリンゴン濃度,に関する最適値を得た。(3)RNA-seqのためのサンプル調整:リチャードミズワラビの器官別サンプル(シュート頂,葉原基,成熟した若い栄養葉,胞子葉,根,若い配偶体)を採集し,total RNAの抽出を行った。リチャードミズワラビのシュート頂,根,普通葉,胞子葉から全RNAを抽出し(根と胞子葉についてはduplicateを用意),polyAカラムによる精製を行った後,RNA-seq用のライブラリを作成した。また,ライブラリにおけるnon-coding RNAの検出状況を評価するため,胞子葉から抽出した全RNAについては,リボソームRNAの除去による精製(Ribo-zero精製)を行ったサンプルも用意し,併せてライブラリを作成した。シュート頂,根1,普通葉,胞子葉1,根2,胞子葉2(polyA精製),胞子葉2(Ribo-zero精製)由来のライブラリをそれぞれ,25%, 12.5%, 25%, 10%, 12.5%, 10%, 5%の割合で混合し,次世代シークエンスを行った。

その結果,全217.9Mリードを得たが,その内訳は,シュート頂33.3%,根1 11.1%,普通葉19.5%,胞子葉1 10.3%,根2 9.2%,胞子葉2(polyA精製)10.9%,胞子葉2(Ribo-zero精製)5.6%であった。これらをアセンブルしたところ,トータルで130,851,336塩基対,140,829本のcontigを得た。最大Contig長は26,855塩基対,最小は224塩基対であった。また,N50のcontigサイズは, 1,736塩基対(23,777本),N90は332 (91,901本)であり,平均で929塩基対であった。一方,胞子葉2のうち,polyA精製とribo-zero精製サンプルの結果を比較すると,polyAを含まないRNA (non-codingRNAと思われる)がribo-zero精製のサンプルに多く検出されることを確認した。進化古植物学1)サンプル調整の難しさから,RNA-seqの進行がやや遅れている。2)当初計画では,RNA-seqの結果に基づき,さらにin situハイブリダイゼーションによる発現解析を進める予定だったが,1)の遅れの影響を受けた。しかし,種子植物で葉形成に関わる遺伝子のホモログについてシダ類で解析を進めることにより,遅れを多少取り戻した。3)当初計画したノックダウン実験については,予定通り実行できた。(1)計画したin situハイブリダイゼーションによる発現解析については,一通りの結果を得たが,若干の条件検討が必要であるため,80%程度計画を達成したと判断した。(2)RNA-seqによる網羅的発現解析については,最も労力が必要なサンプル調整までは終了した。そのため,当初計画の60%程度を達成したと考える。(3)上記に加えて,機能解析に必要な形質転換系の条件検討を行った。この結果を用いることで,作業の効率が上がるため,研究全体としての達成度が上昇した。この分を加味し,当初年度計画の約75%程度達成したと判断した。1)26年度は,シュート頂以外の部分(根,普通葉,胞子葉,配偶体)におけるライブラリ作成を速やかに行い,葉形成に特異的働く遺伝子群の探索を行う。2)今年度,種子植物の珠皮を加えた解析を行うことにより,HD-ZIPIII遺伝子が,シダ類の葉,種子植物の珠皮と葉に共通する機能を持つことが明らかとなった。この機能は,維管束植物の共通祖先であるトリメロフィトン類の出現までに獲得した機能である可能性が高い。珠皮も比較の対象に加えるて同様な解析を行うことで,トリメロフィトン類の体制を復元できるかもしれない。当初の計画では珠皮を解析対象に加えていなかったが,26年度は珠皮を加えることで,より広範な体制進化の理解につなげる。本研究は「同じ遺伝子が種子植物とシダ類の葉やシュート頂において異なる機能を持つ」ことを示し,両者の葉の平行進化過程に迫ろうとする。今年度行ったin situハイブリダイゼーションによる発現解析の結果,リチャードミズワラビのHD-ZIPIII遺伝子とANT遺伝子はともにシュートで発現することが分かった。しかし,今年度得たデータはバックグラウンドが高いなど改善の余地がある。
反応拡散方程式と関連する自由境界問題の研究

本研究では反応拡散方程式に対する自由境界問題を解析した。この問題は数理生態学における,外来生物などの生物種の侵入・移動をモデルとしており,種の個体数密度とその生息領域が時間とともにどのように変化するかを調べることが目的である。個体数密度は反応拡散方程式で記述され,生息領域の境界(またはその一部)の運動はステファン型の自由境界条件で支配されるとする。このとき種が絶滅に至るか、あるいは生息領域が無限に拡がるとともに種が存続するか,その挙動のメカニズムを理論的に解明できた。また,生息領域が拡大する際の速度はどのように定まるか?などの問題についても詳細な結果を得ることができた。反応拡散方程式に関する研究として取り組んだテーマの一つが数理生態学分野に現れる自由境界問題の研究である。この問題は生息領域の境界(または境界の一部)が自由境界となる環境下で生息している生物種の個体数密度の変化を扱う問題である。個体数密度の変化は、ロジスティック型あるいは双安定型の反応項を伴う拡散方程式で記述される。また自由境界の運動は個体数圧力によって支配されると仮定すると、Stefan型の自由境界条件で記述される。このような自由境界問題に対応する具体的モデルとしては、新しい生物種(外来種)が生息領域を求めて新環境に侵入し、勢力拡大を図る侵入モデルが考えられる。生物種の侵入をモデルとする数理モデルは2010年にDu-Linによって提起され、活発に研究され始めた。我々の研究グループでは、空間次元が1の場合に一般の反応拡散方程式に対する自由境界問題の解の挙動について、「生物種の繁栄(spreading)」と「生物種の絶滅(vanishing)」を定義し、どんな解も「繁栄」か「絶滅」のいずれ一方のみをみたすという二者択一定理が成り立つことを示していた。2013年度はこの結果を一般空間次元に拡張し、初期条件が球対称という仮定の下、やはり二者択一定理が成立することを示した。さらに、ロジスティック型の反応項を伴う方程式に対しては、解についてより詳しい性質を示し、いかなる条件の下で「種の繁栄」が起きるか、あるいは「種の絶滅」に至るか、その判定法についても一定の基準を示すことができた。もう一つの研究テーマは、非局所項を伴う反応拡散方程式の研究である。このタイプの方程式は空間変数に関する積分項を伴っており、解の漸近挙動の研究は非常に遅れている。本研究では、積分核が一定の条件をみたすとき、定常解の構成法とともに解の安定性を判定する方法を確立することができた。反応拡散方程式に関連する研究として本年度に取り組んだテーマは(i)生物の侵入をモデルとする自由境界問題の解析、(ii)非局所項(nonlocal term)と拡散項を伴う人口モデルの解析の二つである。(i)のテーマは、固定境界と自由境界に囲まれる領域において生息する生物の個体数密度の時間空間的変化を扱う問題である。自由境界の駆動力が境界における個体数による圧力で与えられ、境界条件はStefan型の条件で記述される。このような自由問題は2010年にDu-Linにより提起されて以来、生態学的にも数学的にも興味深いテーマとして注目されている。本研究では1次元領域において、の形の問題として考える。このとき生物種について「展開の成功(spreading)」と「絶滅(vanishing)」を数学的に定義し、それぞれの現象が起こるメカニズムの解明を目指した。この方針の下、方程式の反応項がロジスティック型、および双安定型の場合には自由境界問題の解は「展開に成功」と「絶滅」のどちらか一方のみが成り立つ、という二者択一定理の証明に成功した。また、絶滅することと自由境界は時間が経過しても有限の範囲にとどまることが同値であるという知見も得られた。これらの結果の証明では、比較関数を適切に構成することが大切である。次に、非局所項を伴う拡散方程式については、積分項を含む、反応項や拡散項を伴うロジスティック方程式を考える。これらの問題について、有界な時間大域解を構成することに成功した。次の課題は、大域解の時間無限大での漸近挙動を調べることであり、対応する定常問題の正値定常解を初等的に構成する方法を開発することができた。本年度も、反応拡散方程式に対する自由境界問題、および非局所項と拡散項を伴うロジスティック方程式に関する研究を継続した。自由境界問題は生物の侵入・移動をモデルとしており、生物の個体数密度と生息域の境界(またはその一部)が未知の問題である。個体数密度uはu_t=du_{xx}+f(u)の形の方程式で支配され、自由境界の運動はStefan型の条件で与えられるとする。「蛾」のような生物の場合、大発生状態と個体数が少なくても森の中で存続する少数存続状態が繰り返されることが多い。

このような状況は数学的には、Holling III型と呼ばれる非線形項fで記述され、大小2つの正定数が平衡点となる。この場合、非線形項はロジスティック型と双安定型両方の性質を併せ持つ。しかも数値計算に基づくシミュレーションでは、自由境界問題の解は(i)自由境界は有限にとどまり種は絶滅に向かう、(ii)自由境界は無限に拡がり、種は大発生状態に収束する、(iii)自由境界は無限に拡がり、種は少数存続状態に収束する、(iv)自由境界は無限に拡がり、個体数密度は2つの状態をつなぐ単調減少関数に収束る、の4パターンに分類さることを示唆していた。本研究グループでは、実際にこの結果が正しいことを理論的に証明したのみならず、自由境界が拡がる速度を導出することにも成功した。さらに、個体数密度を表す関数の形状が時間とともに推移する過程についても詳しい情報が得られると予想している。これらの成果は数学的にも数理生態学的にも意義が大きい。非局所項を伴うロジスティック方程式の研究では、定常解の安定性の判定が一般には難しい課題である。本研究では、反応項に空間積分で表される非局所項を加えた拡散方程式を扱い、一定の条件の下で定常解の一意存在、大域的漸近安定性を示す解析手法を編み出すことができた。非線形微分方程式本年度の課題は、反応拡散方程式に対する自由境界問題については、(I-1)多次元領域における自由境界問題についての可解性を示し、解のspreadingとvanishingに関する二者択一定理を示すこと, (I-2)自由境界が無限遠方に拡がる場合、その拡大速度を評価すること、の二つであった。また、非局所項を伴う反応拡散方程式については(II-1)正値定常解を構成すること、(II-2)正値定常解の安定性を判定すること、であった。これらの課題について、自由境界問題に対しては球対称領域であるが解の存在を示すとともに、解のspreadingとvanishingの定義、それぞれの場合の解の性質を導き、さらに二者択一定理を示すことができた点は大きな進展である。ただ、残念ながら自由境界の拡大速度については、有意義な情報を得られていない。非局所項を伴う反応拡散方程式に対しては、分岐理論や単調性理論を利用して一般的な条件の下で正値定常解の構成に成功した。残された難問が正値定常解の安定性を調べることである。この問題は線形化作用素が非局所項を含むため、一般論が適用できない。しかし、積分核や反応項に特別な条件を課し、正値定常解における線形化固有地問題の固有値がすべて正であることを示し、安定性を示すことができた。これは、意味のある進展だと思われる。本研究について年度当初に考えていた達成目標を優先順位を付けて述べると、(1)侵入モデルに対する自由境界問題の解が、いかなる条件下で「展開に成功」するか、「絶滅」するか、を明らかにすること、及び自由境界問題の円環領域での解析、(2)交差拡散を伴う数理生態学モデルに関する新しい解析手法の開発、(3)反応拡散方程式に関わる新しい問題の提起とその研究、であった。これらの目標について達成度順に並べると(1) 80%, (3) 70%, (2) 50%であり、おおむね順調に進展していると評価できる。
マウス器官形成過程における細胞死動態のライブイメージングとその生理的意義の解明

われわれヒトを含む多細胞生体の構築・維持過程では、細胞増殖・細胞分化に加えて多数の細胞死が観察される。しかし、実際の生体内で細胞死がどのように生じどんな影響を周囲に与えるのかは、未だ不明な点が多い。そこで本研究では、細胞死の主要形態であるアポトーシスが生じる過程を生きたまま観察できる新規トランスジェニックマウスを用い、ほ乳類頭部神経管閉鎖過程で大量に生じるアポトーシスの動態観察および生理的意義の解明を試みた。その結果、アポトーシスは頭部神経管閉鎖過程の円滑な進行に必須であることが明らかになった。アポトーシス(細胞死)は、細胞社会の細胞数を一定に保ち秩序を維持する点で、細胞増殖と同等に重要である。近年、細胞死は単なる細胞の除去以上の効果を持つ可能性が示唆されている。例えば申請者の所属研究室を含む数グループから、ショウジョウバエ成虫原基で傷害によりアポトーシスした細胞は代償的に周囲の細胞増殖を促し最終的な器官サイズを同じにするという報告が出されている(MCB.2006)。一方、脊椎動物においても細胞死が細胞の除去以上の意味合いを持つか否かの理解はまだ殆ど進んでいない。一例として、主要な細胞死シグナル変異マウスでは神経管閉鎖異常が認められるが、細胞死がどのように神経管閉鎖に必要なのかは全く不明である。細胞死の生理的意義の理解には細胞死を阻害するだけでは不十分で、細胞死が生じる現場を押さえ周囲への影響を精査する必要があると考えられる。そこで本研究では、マウス神経管閉鎖のライブイメージング培養系を確立し、細胞死動態観察を可能にするカスパーゼ活性インディケーターを発現するトランスジェニックマウスの樹立にも成功した。今後は、世界的に見てもユニークなこれらの系を用いて、神経管閉鎖と細胞死動態との関連について明らかにしていく予定である。本研究では、哺乳類生体内におけるカスパーゼの活性化動態(時期・領域・様式)を、カスパーゼ活性検出プローブSCAT3を活用したライブイメージングにより明らかにし、さらにはその生理的意義を明らかにすることを目指して研究を行なった。まず、培養が容易な胎生8日目の胚を用いて、観察が容易な内耳原基である耳胞を用いたところ、カスパーゼ活性化が頭部側から生じる様子をライブイメージングすることに成功した。この系を用いることで、同時期に生じる神経管閉鎖過程におけるカスパーゼ活性化の検出も同時に可能であった。これらの観察により。神経管閉鎖期に神経端、神経板、および正中線で生じるアポトーシス動態を明らかにする事ができた。興味深いことに、組織中でカスパーゼ活性化を生じてアポトーシスするには、少なくとも二種類の振る舞いがあることが明らかになった。一種類目はカスパーゼ活性化後に縮小・断片化する細胞であり、二種類目は、カスパーゼ活性化後に断片化せず丸くなったまま留まり続ける細胞である。これらの違いは、その細胞が属する組織と時期に応じて生じているようであった。これらは、申請者の知る限り、カスパーゼ活性化および死細胞動態をほ乳類生体内で明らかにした初めての事例である。これらの解析と並行して、時期・部位特異的細胞死シグナルを阻害できるマウスの作製も引き続きおこなっており、現在までに細胞死阻害因子p35を過剰発現するレポーターマウスの作製に成功している。これら新規トランスジェニックマウス群は、生体内における死細胞動態とその生理的意義の解明に大きく貢献するものと期待される。
オンライン相互評価における評価方法の設計と開発

本年度は産前産後休暇および育児休暇を取得したため研究活動を中断した.また,研究期間の延長を申請し,本年度に実施予定であった研究は次年度に行う.産前産後休暇および育児休暇の取得により,研究活動を中断したため.産前産後休暇および育児休暇取得に伴い研究期間を1年延長したため,当初の予定を1年ずつ先送りにして実施する.本研究の目的は,学習者同士によるオンライン相互評価の教育効果を高めるための評価方法を設計・開発することである.本年度(2016年度)は,相互評価を導入したeラーニングコースの基礎的検討および相互評価の信頼性と妥当性の検討を行い,その成果を発表することに注力した.主な成果は以下のとおりである.(1)「大規模オンライン講座におけるeラーニング指向性の項目間の因果関係の検討」が日本教育工学会論文誌に採録された.本論文では,eラーニング指向性質問紙短縮版を作成し,その信頼性と妥当性を検討するとともに,学習者のeラーニング指向性の変化とeラーニング指向性の項目間の因果関係を検討した.調査対象はJMOOCの講座における学習者,調査時期は最初の単元の受講開始前と最後の単元の受講終了時であった.分析の結果,eラーニング指向性質問紙短縮版は1因子構造であり,一定の信頼性と因子的妥当性が確認された.また,eラーニング受講経験の有無によるeラーニング指向性の変化を検討した結果,eラーニング未経験者は,eラーニングの講座を修了することにより,eラーニング指向性が向上する可能性が示唆された.eラーニング指向性の項目間の因果関係においては,交差遅延効果モデルによる分析の結果,「孤独」が重要な要因になっていることが示唆された.(2)JMOOCの講座における相互評価の信頼性と妥当性について検討した.相互評価の信頼性については,級内相関係数を用いて評価者間信頼性を分析した.その結果,評価者数3人と4人の平均測定値から,評価者間信頼性は適度にあることが示された.相互評価の妥当性については,相互評価と専門家評価との相関分析を行った.その結果,有意な中程度以上の正の相関がみられ,相互評価には妥当性がある可能性が示唆された.なお,本成果は,日本教育工学会全国大会と日本教育工学会研究会にて発表した.オンライン相互評価における「評価者評価」に関するデータ収集および分析については次年度に実施することになったが,それ以外の点については,おおむね計画通りに進行している.そのため,進捗についての問題はないと判断した.本研究の目的は,学習者同士によるオンライン相互評価の教育効果を高めるための評価方法を設計・開発することである.本年度(2017年度)は昨年度に引き続き,相互評価を導入したeラーニングコースの基礎的検討を行い,その成果を発表することに注力した.主な成果は以下のとおりである.(1)「JMOOCの講座におけるeラーニングと相互評価に関連する学習者特性が学習継続意欲と講座評価に及ぼす影響」が日本教育工学会論文誌に採録された.本論文では,JMOOCの講座における学習者のeラーニング指向性と相互評価指向性(相互評価への信頼感,相互評価の有用感)が学習継続意欲と講座評価に及ぼす影響について検討した.その結果,eラーニング指向性は,相互評価の有用感と学習継続意欲,講座評価に正の影響を及ぼすことが示された.相互評価指向性においては,相互評価への信頼感から講座評価に正の影響を及ぼすことが示された.相互評価の有用感は相互評価への信頼感と学習継続意欲,講座評価に正の影響を及ぼすことが示された.また,相互評価の有用感は,学習継続意欲と講座評価に対して最も大きな正の影響力を示した.これらのことから,eラーニング指向性と相互評価指向性は学習継続意欲と講座評価に寄与することが示唆された.(2)大学院の学生を対象に,学習者同士による相互コメントと相互評価を導入したeラーニング授業を行い,授業に対する評価と相互コメントに対する評価を行った.オンラインによる質問紙を用いて評価を行った結果,授業評価と相互コメントともに一定の評価が得られた.自由記述の結果からは「相互評価や相互コメントを行うことで勉強になった」などの肯定的なコメントがみられたことに加え,「教員やメンターからのフィードバックがほしい」「最低2ターン以上のやり取りがほしい」「受講生に批判と批評を区別するリテラシーを教えてほしい」などの要望もみられた.本年度は,上記の研究成果が得られたことに加え,これまでの研究成果の一部をまとめて博士論文として提出することができた.よって,おおむね順調に進展していると考える.本年度は産前産後休暇および育児休暇を取得したため研究活動を中断した.また,研究期間の延長を申請し,本年度に実施予定であった研究は次年度に行う.産前産後休暇および育児休暇の取得により,研究活動を中断したため.次年度(2017年度)は,引き続き,データ収集および分析を行う.その成果については,随時研究会等で発表する.また,研究計画に支障がないように努める.次年度(2018年度)は,産前産後休暇および育児休暇取得のため,研究活動を一旦停止する予定である.2019年度より研究活動を再開する予定である.産前産後休暇および育児休暇取得に伴い研究期間を1年延長したため,当初の予定を1年ずつ先送りにして実施する.予定していたPC等の購入を次年度に繰り越したため.理由:予定していた旅費等の支出の一部を別途助成金から支出した.

また,博士論文執筆および妊娠に伴う体調不良のため,学会発表の予定などを一部延期した.使用計画:前述のとおり,次年度(2018年度)は,産前産後休暇および育児休暇取得のため,研究活動を一旦停止する予定である.2019年度より研究活動を再開する予定である.産前産後休暇および育児休暇の取得により,研究活動を中断したため.昨年度に予定していたPC等の購入に充てる.(雑誌取材協力)「学習意欲や講座満足度を高めるために,相互評価の有効活用をすすめたい」,日本オープンオンライン教育推進協議会『2017年度事業報告レポート』(JMOOC事務局,2018年6月,Pp.20-21)
原始星の塵が示す7ミクロンバンド-マグネシウム炭酸塩による同定

原始星が隠されているような暗黒星雲には、7ミクロンに吸収バンドが見られる。その吸収バンドの形は一定ではなく、天体によって少しずつ異なる。7μmバンドの原因として、いくつかの物質が検討された。炭化水素類、メタノール、CO_2・H_2O・NH_3などの揮発性物質の光照射生成物、炭酸塩などである。筆者には、純粋な炭酸塩、および炭酸塩-酸化物-水酸化物の混合物をつくりその赤外スペクトルを測定して観測データとの比較を試みた。純粋な炭酸塩鉱物であるMgCO_3とFeCO_3は、6.83-6.85μmおよび6.93-6.94μmにそれぞれ吸収ピークを示す。これらのバンドフィーチャーはW33Aで観測される7μm吸収バンドに非常によくにている。しかしながら純粋な炭酸塩では、11μm領域にサブピークが存在するが、これらのサブピークは観測されていない。また、筆者らは炭酸塩-酸化物-水酸化物の混合物を、(1)CO_2雰囲気下で酸化物を擂潰する方法、(2)炭酸水酸化マグネシウムを真空加熱分解する方法、でつくり、その赤外スペクトルを測定した。これらの生成物はMonR2#2でみられる幅の広い7μmバンドによくにている。また、この物質の11μm領域に生じるサブピークは非常に小さい。筆者らのいままでの実験では、炭酸塩類は観測されない余分なバンドがまだ見られるものの、原始星で見られる7μmバンドのよい候補物質であるといえる。原始星周辺でみられる7ミクロン吸収は2つのタイプが知られている。すなわち、一つはW33Aに見られる半値幅の狭いもの、もう一方はMonR2♯2に見られる半値幅の広いタイプのものである。ピークの波長位置は観測データよりやや短波長に位置する。7μmピークが炭酸塩で説明できれば、原始星の周辺では炭酸ガスが存在すること、マグネシウムは容易に炭酸塩に変われる化学種の微粒子として存在していることを示唆することになる。反応容器として、ガスが導入できる小型真空容器を製作した。この容器の内部に試料粉末とWC、ステンレスなどの球を入れ、上下に振動させ、擂潰しながら導入した炭酸ガスと反応させた。この結果、マグネシウム酸化物(マグネシウムリボンの燃焼により合成したもの、および市販の試薬)は非常に炭酸塩になりやすいことがわかった。マグネシウム炭酸塩は水酸化物、酸化物を含む複雑な組成をとる。水酸化炭酸マグネシウムを加熱変成し、その赤外スペクトル変化をみると、7μm付近に2つの吸収極大をもつブロードなフィーチャーを示した。一方、結晶性のマグネシウム炭酸塩(マグネサイト)は、6.8μmに吸収極大をもつが、スペクトルの半値幅は狭い。これらのフィーチャーを観測データとfittingを行った。炭酸化する原料としての酸化マグネシウム微粒子を合成するため、アーク放電電源として溶接電源を購入した。これを用いて、部分酸化したマグネシウムの微粒子をつくる装置を完成させ、微粒子をつくり、その炭酸塩化の実験を行う予定である。原始星が隠されているような暗黒星雲には、7μmに吸収バンドが観測されている。その7μmの吸収バンドの形は、一定ではなく、天体によって少しずつ異なる。7μmバンドの原因としては、2つの説がある。一つは、メタノールによるとする説であり、もう一つは、炭酸塩説によるとする説である。筆者らは、純粋な炭酸塩、および(亜)酸化物・炭酸塩・水酸化物の3者が共存した混合物、の2種類の炭酸塩のスペクトル測定を行い、観測データと対比した。純粋な炭酸塩は、マグネシウム炭酸塩鉱物である、マグネサイト(MgCO_3)と鉄炭酸塩鉱物である、シデライト(FeCO_3)の粉末をKBr結晶に狭んで測定した。それぞれ、6.83-6.85μm、6.93-6.94μmに吸収バンドを示した。

これらの炭酸塩の7μmバンドとW33Aの吸収バンドとを比較すると、ピーク位置、形ともに良く一致している。混合物は、擂潰法(1)、加熱分解法(2)の2種類の方法で合成した。(1)筆者らはガスを封入できるステンレス製の擂潰容器を製作した。これに固体試料、擂潰用のボール、および炭酸ガスを封入し、一定時間モーターで上下動させ、反応を行わせ、反応の前後の試料の赤外スペクトルを、KBr錠剤法で測定した。(2)石英ガラス製の真空容器に炭酸塩試料を入れ、温度コントロールした炉に入れ、熱分解した。これらのスペクトルは、6.8μmにピークを示すが、ピークの判値幅が広い。MonR2♯に見られる7μmピークと似ているが、観測データに比較すると、長波長側の吸収が不足しており、検討が必要である。
IL−6−，サイトカイン−，bcl−2−遺伝子欠損・導入によるキラーT生存機構

1.(IL-6遺伝子+bcl-2遺伝子)ダブルノックアウトマウスの作製;IL-6遺伝子ノックアウトマウスとbcl-2遺伝子ノックアウトマウスを交配しダブルノックアウトマウスの作製を試みた。両遺伝子欠損マウスにおいては脾臓は正常の約1/20の大きさでin vitroのキラーT分化誘導は著明に抑制された。2.(IL-6遺伝子+bcl-2遺伝子)導入マウスを用いた解析;このマウスの胸線細胞、碑及びリンパ節細胞を同系癌FBL-3や同種異系癌p815でin vitro刺激すると、胸線細胞の生存数及び^3H-サイミジン取り込みはIL-6遺伝子導入マウスやbcl-2遺伝子導入マウスの胸線細胞に比し50100倍の相乗効果が認めらた。キラーT細胞誘導活性においても約200倍の活性が示された。さらに、長期培養の28日MLTCにおいても(IL-6+bcl-2)double TgマウスT細胞のみがキラー括性を保持し、また、相乗的な長期生存率上昇を示した。さらに、in vivoにおいても、(IL-6+bcl-2)double Tgマウスは免疫2ヵ月後(通常マウスではキラー活性消失)の脾・リンパ節・PEC中に抗原特異的なCD8^+キラーT活性が維持された。このリンパ球をadoptive transferし、2ヵ月後のリンパ球生存を解析した。その結果、両遺伝子が強制発現されたリンパ球において最もキラー活性を保持したまま長期生存することを明らかにした。3.bcl-2遺伝子導入マウス+IL-6遺伝子+IL-6R遺伝子+gp130遺伝子導入の解析;bcl-2遺伝子導入マウスにこれらのIL-6関連遺伝子をアデノウイルスベクターを用いて導入すると極めて強力な生体内キラーT分化誘導の相乗効果が認められた。4.(IL-7遺伝子+IL-6遺伝子)導入マウス及び(IFN-β遺伝子+IL-6遺伝子)導入マウスを用いた解析;これらのダブルtransgenicマウスではキラーTの長期生存が認められた。
Zintl相より誘導される新規シリコンネットワーク構造と機能性

シリコン単体だけ作られるネットワーク構造の種類は限られるが、アルカリおよびアルカリ土類金属、希土類金属とシリコンとのZintl相(電気陽性金属元素と比較的弱い電気陰性元素間のインターエレメント化合物)には、種々のアニオンクラスターや一次元、二次元シリコンネットワーク構造が含まれる。本研究では、シリコンZintl相の多様性に着目し、これを出発物質として、種々の興味ある機能性を有する新規なシリコンネットワークを誘導することを目的とする。本年度は下記の研究成果を得た。1。バリウムを内包するシリコンクラスレートの高圧合成バリウムだけを内包する二元系シリコンクラスレート化合物は得られていなかった。本研究では、6面体加圧装置を用いて、Zintl相BaSi_2とSiを組成比に混合し、800°C、3GPaで処理することにより、Ba_8Si_<46>の合成に成功した。このクラスレートは8.0Kで超伝導体となった。2。層状シリコンネットワークの合成Si(111)基板上にCa金属を蒸着し、反応させることにより、層状結晶CaSi_2をエピタキシャル成長させることに成功した。この結晶を用いて、層状ポリシランの薄膜合成を目指す。3。三元系シリコンクラスレートの高圧合成Ba_8T_xSi_<46-x>(T=Ag,Au,Ni,Cu;0<x<6)固溶体の高圧合成を行い、バルク体を得ることに成功した。X<3ではすべて超伝導体となった。超伝導の臨界温度はx値の増加と共に減少する傾向が見られた。光反射スペクトルの測定により、x値の増大に伴い、フェルミ面での電子密度が低下することが明らかとなった。1。2。3。
唇顎口蓋裂患者の裂隙および術後口唇、口蓋部瘢痕に対するレーザを用いた診断システム

唇顎口蓋裂患者では、上顎骨の劣成長および上顎歯列弓の狭窄を呈しており、矯正治療上の大きな問題となっている。これらをもたらす最も大きな原因として、口蓋形成手術後に生じる瘢痕組織が挙げられているが、現在のところその分布を詳細に把握することは困難である。そこで本研究では、レーザードップラー血流計を応用して、口蓋形成手術後の骨露出面に生じる瘢痕組織を同定する方法を開発し、さらに瘢痕組織の分布と上顎歯列弓形態および上顎骨の成長との関連について検討を行ってきた。これまでに得られた知見は以下の通りである。1.レーザードップラー血流計を用いて、大口蓋孔の加圧に伴う口蓋粘膜表層の血流量変化を計測したところ、非破裂者では第一大臼歯より前方の口蓋全域にわたり血流量の減少が認められたが、硬軟口蓋裂患者では変化の認められる部位と認められない部位が存在した。2.口蓋粘膜の病理組織切片の観察から、血流量変化の認められない部位は、口蓋形成手術後の骨露出面に生じる瘢痕組織であることがわかり、その分布の解析に対する本法の有効性が確認された。3.硬軟口蓋裂患者の口蓋部瘢痕組織の分布は、その広がりの特徴により4つのタイプに分けられ、瘢痕組織の分布が広いタイプほど歯列弓の狭窄は広範囲におよんでおり、またその程度も強かった。4.上顎骨の前後的上下的成長に関しては、各タイプ間で明らかな差異は認められなかった。以上より、口蓋形成手術後の骨露出面に生じた瘢痕組織は、上顎歯列歯槽部の発育に抑制的に作用し、歯列弓の狭窄の程度を左右する大きな要因であることが確認された。現在、計測方法の簡便化をはかるとともに、上顎歯列弓の拡大やその保定に関する治療計画立案のための診断システムとして臨床応用をめざしている。本年度は、まずレーザドップラー血流計(Perimed社製Periflux PF3)を現有設備である当教室所蔵のマイクロコンピュータシステムに接続して作動試験を行い、皮下血流のモニタリングが適切に行われていることを確認した。また予備実験として、成人非破裂者を対象に口蓋表層部の血流量の測定を行ったところ、測定部位のわずかなずれやプローブの接触方向により測定値がかなり変動しやすいことを認め、安定した測定方法の考案が必要となった。そこで、被験者の口腔内の印象採得を行い上顎歯列模型を作製し、これをもとにレジン製のプローブ保持用シーネを製作した。現在、これにより口蓋表層部血流量の安定したモニタリングが可能となっている。次に、このような測定装置を用いて、成人片側性唇顎口蓋裂患者2名および成人非破裂者2名を対象に、圧刺激による口蓋表層部血流量変化のモニタリングを行った。方法は、まずプローブの先端が可及的に粘膜に接するようにシーネに固定して定常状態の測定を行い、さらにプローブを0.5mm沈下させ20秒間圧を加えた後に開放して一連の血流量の変化を観察した。その結果、以下の知見を得た。1.非破裂者では、口蓋表層部のいずれの部位においても圧にともなう血流量の減少と圧の開放にともなうリバウンドが認められた。これは正常粘膜組織における血管の生理的な反応が観察されたものと思われた。2.片側性唇顎口蓋裂

患者では、術後瘢痕組織の分布すると思われる口蓋中央部において、圧にともなう血流量の減少は認められたが、開放にともなうリバウンドは確認されなかった。すなわち正常粘膜組織とは異なった血管反応をもつことが示唆された。今後は、圧刺激の条件設定やデータの再現性についてさらに検討を加える必要がある。本年度は、まずレーザドップラー血流計を用いた口蓋粘膜表層の血流量変化の計測方法に改良を加えた。すなわち、これまではプローブを一定方向に誘導して沈下させ各計測部位に直接圧刺激を加えたが、この方法では圧の開放に際してデータの再現性に問題が生じた。そこで、大口蓋孔相当部粘膜を圧迫し開放することにより生じる口蓋粘膜表層各部位の血流量変化を計測することにした。次に、このような計測方法をもとに、口蓋裂患者における口蓋部瘢痕組織の同定を試みた。被験者は成人非破裂者2名および本学歯学部附属病院矯正科に来院した口蓋裂患者の3症例である。計測部位を口蓋前方部、中央部、後方部において、それぞれ左右および中央の計9ケ所に設定し、血流量の減少が認められた。1.非破裂者では、口蓋のいずれの部位においても大口蓋孔圧迫に伴う血流量の減少が認められた。2.口蓋裂患者では、口蓋前方部で大口蓋孔圧迫に伴う血流量の減少が認められなかった。また、他の部位については3名で一定の傾向を示さなかった。3.口蓋裂患者2名から埋伏歯開窓の際に得られた口蓋粘膜の組織切片の観察により、血流量変化のデータは組織学的にも線維束の分布や太さ、あるいは血管の分布と極めて関連の深いことが確認され、本計測系の口蓋部瘢痕組織の解析に対する有効性が示唆された。さらに、口蓋裂患者8名を被験者として、第一大臼歯より前方の口蓋全域にわたって2mm間隔で血流量変化の計測を行い、瘢痕組織のより詳細な分布の様相と歯列弓形態との関連について検討した。その結果瘢痕組織の分布のパターンと歯列弓の狭窄の特徴とに密接な関連を認めた。今年度は、本学歯学部附属病院矯正科で矯正治療中の硬軟口蓋裂患者15名を研究対象として、口蓋形成手術後の骨露出面に生じた瘢痕組織の分布と上顎歯列弓形態および上顎骨の成長との関連について検討を行った。口蓋部瘢痕組織の同定は、これまでに開発した方法に基づきレーザードップラー血流計を用いて行ったが、今回は瘢痕組織の分布を詳細にとらえるため、計測部位を第一大臼歯歯冠中央より前方の口蓋全域にわたり2mm間隔でおよそ6080点設定した。また、上顎歯列弓形態および上顎骨の成長の評価にあたっては、矯正科初診時の歯列模型および側面頭部X線規格写真を用いて形態分析を行った。これまでに得られた知見は以下の通りである。1.口蓋部瘢痕組織の分布については、その広がりの特徴により4つのタイプに分けられた。2.各タイプごとに特徴的な歯列弓形態が認められたが、瘢痕組織の分布が広いタイプほど歯列弓の狭窄は広範囲におよんでおり、またその程度も強かった。3.前上顔面高、後上顔面高および中顔面の深さなど上顎骨の前後的上下的成長に関しては、各タイプ間で明らかな差異は認められなかった。以上により、口蓋形成手術後の骨露出面に生じた瘢痕組織は、上顎歯列歯槽部の発育に抑制的に作用し、歯列弓の狭窄の程度を左右する大きな要因であることが確認された。またこのような骨露出面に生じた瘢痕組織は、上顎骨の前後的上下的成長に直接的には関連しないことが示唆された。これについては、翼突口蓋縫合部などのより後方部での瘢痕組織や外科的な侵襲が関与しているものと思われた。今後は計測方法の簡便化をはかるとともに、上顎歯列弓の拡大やその保定に関する治療計画立案のための診断システムとして臨床応用をめざしていく予定である。