hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非局所的に相互作用を及ぼす波動の解析について

ハートリー型波動方程式の初期値問題・散乱問題について研究を行い,時間大域解の存在,有限時間における解の爆発,散乱作用素の存在,漸近自由にならない解に関する結果を得た.散乱作用素が存在するための,初期値やポテンシャルの減衰度に関するほぼ最良の条件を明らかにした.また,ハートリー型ディラック方程式,半相対論的ハートリー方程式についても散乱作用素の存在に関する結果を得た.ハートリー型波動方程式の初期値問題・散乱問題について研究を行い,時間大域解の存在,有限時間における解の爆発,散乱作用素の存在,漸近自由にならない解に関する結果を得た.散乱作用素が存在するための,初期値やポテンシャルの減衰度に関するほぼ最良の条件を明らかにした.また,ハートリー型ディラック方程式,半相対論的ハートリー方程式についても散乱作用素の存在に関する結果を得た.ハートリー型の波動方程式およびディラック方程式の時間大域解存在・散乱問題について研究を行った.波動方程式について:一般化されたハートリー型波動方程式の古典解について,まず空間3次元における時間大域解存在の条件を見直した.これは,時間大域解を構成するためには合成積の非線型項の冪が2以上であることが必要であると判明したことによる.時間大域解の存在証明をやり直したところ,複数あった条件のうち1つを取り除けば十分であることがわかった.これらの結果を論文にまとめる作業に取りかかった.一方,時間大域解の存在条件が最良かどうかを確認するため,空間3次元における解の有限時間内での爆発についても考察した.時間大域解存在の条件から解の爆発が起こる場合は3つ考えられる.ポテンシャルの冪,非線型項の冪と初期値の減衰度に着目し,2つの場合において爆発を示すことに成功した.残る1つは条件を付けなればならず,時間大域解の存在条件とギャップがある.ディラック方程式について:一般化されたハートリー型のディラック方程式については,研究代表者と連携研究者の町原秀二氏による研究成果をまとめた論文が学術雑誌に発表された.この結果を基にして,ポテンシャルの冪についての条件がさらに弱められないかどうか,連携研究者の中村誠氏と討論を行った.2つのタイプの時空評価式を使うことによって,ポテンシャルの冪についての条件を以前より弱めて散乱作用素が存在することを,大まかな計算によって示すことに成功した.しかし,検証はまだ済んでいない.ハートリー型のディラック方程式および半相対論的ハートリー方程式について研究の進展が見込まれたため,これらの方程式に絞って時間大域解存在・散乱問題に関する研究を行った.ディラック方程式について:一般化されたハートリー型のディラック方程式については,研究代表者と連携研究者の町原秀二氏による研究成果をまとめた論文が2009年に学術雑誌に発表された.この結果を基にして,ポテンシャルの冪についての条件がさらに弱められないかどうか,連携研究者の中村誠氏と討論を重ねた.その結果,2つのタイプの時空評価式を使うことによって,ポテンシャルの冪についての条件を以前より弱めて散乱作用素を構成することに成功した.特に通常のハートリータイプに対しては,ポテンシャルの冪の下界を1/2下げることができ,また町原氏との共同研究では扱えなかった空間2次元の場合も含めることができた.この成果をまとめた論文は学術雑誌に投稿した.その後,証明を見直したところ,時空評価式の代わりにある減衰評価を用いると一部の計算は易しくなり,初期値の滑らかさの仮定も弱まることが判明した.ただし,空間1次元については,この滑らかさの仮定を弱めるためには非線型項についてある制限が必要となる.半相対論的ハートリー方程式について:これまでに知られている時間大域解存在の結果ではポテンシャルの冪の条件にギャップがあった.上に述べたディラック方程式における手法を適用するとこのギャップは一部埋まることが明らかになった.空間4次元以上では完全にギャップが埋まる.3次元では臨界値を除いて埋まる.そのため問題の解決にかなり近づいたと言える.ハートリー型のディラック方程式,波動方程式および半相対論的ハートリー方程式について時間大域解存在・散乱問題・解の爆発に関する研究を行った.1.ディラック方程式・半相対論的ハートリー方程式について:前年度学術雑誌に投稿した論文が返されてきたため,計画を変更して論文の修正に時間をかけた.この研究成果は連携研究者の中村誠氏との共同研究によるものであり,一般化されたハートリー型のディラック方程式について散乱作用素が存在するためのポテンシャルの幕条件を従来の結果より弱めることができたのである.証明としては2つのタイプの時空評価式を使う.これとは異なる方法としてある減衰評価を用いた場合の研究結果も得られていた.さらに半相対論的ハートリー方程式についても既知の結果における冪条件のギャップを埋めることができていた.当初は別々の論文に分ける予定であったが,これらの結果をすべていっしょにまとめて1つの論文にし,別の雑誌に投稿して掲載された.2.ハートリー型波動方程式について:空間3次元における通常のハートリー型に関して,ポテンシャルの幕が臨界値のときの時間大域解存在証明に誤りがあったため,計画を変更して評価式からやり直し証明を修正した.さらにこの結果を散乱作用素の存在まで拡張させることができ,論文にまとめた.これらの結果は初期値が無限遠方で速く減衰する場合である.そこで遅く減衰する場合についても考察し部分的な結果を示した.散乱作用素の存在条件が最良であるかどうかを確かめるために,解の爆発についての研究も行い,その条件を調べた.結果として散乱作用素の存在条件が概ね最良であることが明らかになった.前年度学術雑誌に投稿した2つの論文は2013年度に掲載された.

どちらも空間3次元におけるハートリー型波動方程式で初期値が無限遠方で速く減衰する場合を扱い,1つは合成積評価について,もう1つは散乱作用素の存在についての研究結果である.2013年度の前半,初期値が無限遠方で遅く減衰する場合の結果をまとめた論文を学術雑誌に投稿しようとしていたが,散乱作用素の存在証明で不備が見つかった.非線型項が空間二乗可積分にならない場合があるのだ.時間大域解の存在は問題ないのだが,自由解に漸近することまでは完全に示せていないことになる.この場合では時間大域解が漸近自由にならないことを予想して計算を試みたが成功しなかった.そこで,散乱作用素の存在を示す当初の方向に戻り,完全解決に向けて方法を探った.年度終盤になって,これまでになかった重み付き関数を思いついた.この重み付き関数を用いて計算すると時間大域解の存在は勿論のこと,解が漸近自由になることを証明することができた.ハートリー型の方程式に対して重み付き関数を用いる方法では冪乗型と異なり,合成積をまず評価しなければならない.その際,冪乗型では見られないような評価式が現れる.このような評価式が出てくる場合,従来用いられてきた重み付き関数は必ずしも機能しない.今回発見した重み付き関数はその欠点を補ってくれる.ポテンシャルの減衰が遅いときでも,あるいは空間2次元の場合でも適用できる可能性は大きい.ハートリー型のような非局所項をもった波動方程式ではこの新しい重み付き関数による手法が有効であると期待される.このようにして得られた,初期値が無限遠方で遅く減衰する場合の散乱作用素の存在および非存在についての研究成果を2014年日本数学会年会の一般講演で発表した.2012年度は空間3次元におけるハートリー型波動方程式で興味深い結果が得られそうであったのでこの方程式について集中的に取り組んだ.初期値が無限遠方で速く減衰する場合:時間大域解存在および散乱作用素の存在で臨界条件が含まれる場合を突き止めた結果,存在証明が完成した.着目すべき点としてポテンシャルがクーロンポテンシャルであるときでもある条件の下,散乱作用素が存在することが明らかになった.証明が長いので,まず合成積の評価についてまとめた論文を学術雑誌に投稿した.次に散乱作用素の存在結果に関してまとめた論文を別の学術雑誌に投稿した.また,共同研究者のKarageorgis氏と研究打ち合わせを行うため彼の所属先であるトリニティーカレッジを訪問した際,偏微分方程式セミナーでこれらの成果を発表した.初期値が無限遠方で遅く減衰する場合:いくつかの条件がみたされている場合時間大域解が存在すること,さらにある条件を仮定すると散乱作用素が存在することを示した.逆にこの条件がみたされない場合時間大域解が漸近自由にならないことがあることも証明した.ハートリー型でも冪乗型波動方程式と同じ現象が現れることになり,興味深く思われる.ただし,初期値の無限遠方での減衰度が-2であるとき,評価式に対数関数が現れたため,当初時間大域解の存在証明では臨界条件を除いていた.
偏光Ｘ線観測を目指したＤＬＣ蒸着による曲げられた結晶の開発

偏光X線は、高エネルギー現象に携わる極限天体周辺の構造や放射メカニズムを決定する鍵になることが期待されるが、30年にわたって観測的成果がない。そこで私はX線天文学の新たな局面を斬り開くために、曲げられた大きなシリコン単結晶を用いた、鉄輝線に特化する偏光感度の極めて高いブラッグ反射型偏光計を開発する。シリコン単結晶を精度よく曲げることが難しいが、結果、CVD法とCFRPを用いて、放物面や回転放物面に制御することに成功した。また、偏光計全体の設計を行い、最適であることがわかった。X線天文学の新たな局面を切り開くため、曲げられた大きなシリコン単結晶を用いた、鉄輝線付近に特化する偏光感度の極めて高いブラック反射型偏光計の開発を目指している。まず、曲げる対称である単結晶として、直径200mm、厚み50100μm程度のシリコン(Si 100)を用意した。Si 100の400面反射は、X線天文学で重要である鉄輝線に対して、45度付近でブラック反射をする。45度で入射したX線は、最も偏光が測定しやすい条件を満たすため、最も適切である。大きく薄い結晶は、共同研究してきた企業との精密加工により製作をした。次に集光能力をあげるために、CVD法を用いて、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)をシリコン結晶に蒸着することにより、その間で生まれる残留応力によって曲げる。今までの研究では、曲げられたシリコン結晶は、円筒形であり、曲率は、DLCの厚みを変える事で制御ができることが分かっていた。今回は、円筒から放物面の形状に制御することを目標とした。まずは、DLCをシリコン結晶に蒸着する際、選択的に厚みを分布をもたせることにより、放物面の形状になるかを確認した。表面形状測定と集光実験を行った結果、1分角程度の角度分解能が得られる事が分かった。この成果を学会等で発表を行った。また、これらの成果について、現在、特許出願を論文執筆をしている。並行して、X線測定をするためのビームラインの整備をした。また、公開天文台の既存の赤外線カメラを使って、偏光観測の可能性について、実際に天体の観測を行い、調査をした。X線天文学の新たな局面を開くため、曲げられた大きなシリコン単結晶を用いた、鉄輝線付近に特化する偏光感度の極めて高いブラッグ反射型偏光計の開発を目指している。放物面から回転放物面へ、さらにシリコン結晶の制御を行った。しかしながら、結晶は3次元には曲がらないため、お椀型の回転放物面に制御することは容易ではなかった。そこで、我々は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)を用いて3次元基盤を製作し、シリコンを貼り合わせていくことで回転放物面に制御するアプローチを試みた。その結果、細長い台形状にシリコン結晶をダイシングカットで切り出し、CFRP上に貼り合わせながら同時に成形することで、3次元形状のシリコン結晶を作ることができることを突き止めた。今回は、球に近い金属金型で成形を行ったが、1μm以下の精度で成形ができているため、精密な回転放物面の金型を用いて成形を行えば、我々が目指す放物面が完成する。また、これらを元に、製作によって得られたパラメータから、曲げられたシリコン結晶を用いた偏光系全体の設計を行った。高い偏光感度により、鉄輝線の広がりを調べるためには最適であると言えることがわかった。X線天文学1年目の目標は、曲げる形状を、円筒から放物面に制御することが目的であった。放物面に曲げることには成功しているので、順調にしていると思われる。また、思うような曲率に放物面をおよそ制御できているのも大きな収穫である。シリコン結晶を思うような曲率に放物面に制御を完全にする。また並行して、放物面から回転放物面へ、さらにシリコン結晶の制御を行う。お椀型の回転放物面に制御することは困難が伴うことが予想されるが、2つのアプローチにより進める。1つ目は、放物面に曲がったシリコン結晶を、既存するナノパルスレーザーシステムにより加工を行う。2つ目は、ダイシングカットにより切り出し、曲げたシリコン結晶を回転放物面の金属に貼付けることにより製作をする。どちらがよいのか、表面形状に測定を行い、最後に、曲げられた単結晶を既存のビームラインにてX線測定で評価を行う。これらによって、偏光感度、有効面積、エネルギー帯域、集光能力の4つの条件を調べる。製作によって得られた全てのパラメータから、曲げられたシリコン結晶を用いた偏光計全体の設計を行う。3月に計画をしていた実験出張が次年度にずれこんだため、1回分の出張費(約4万円)が残った。次年度の実験出張の経費として使用をする予定である。
アメリカ合衆国における医療の専門化と女性の身体

本研究は、アメリカ合衆国において医療が専門化する過程で、特に女性の身体が公的管理の対象となっていく過程を解明するものである。優生思想が台頭した帝国主義時代,特に第一次世界大戦期において、国家の将来を担う乳幼児の生命と健康の保護、及びそのための母体保護は国家的問題となった。その過程で、技術の発達、人々の生命観・身体観・家族観・女性観の変化、身体管理の方法が交錯する様相を描き出した。本研究は,アメリカ合衆国において医療が専門化される過程を,特に産科学に焦点を当てて明らかにすることを目的としている。20世紀初頭まで,医療の専門分野の中でも産科学の地位は低かった。それは,出産が,かつては「教育を受けていない無知な」助産師によって立ち会われていたために高度な技術や知識を必要とする医学とはみなされなかったこと,18世紀半ば以降出産の立会人として男性一般医が助産師に取って代わったが,一般医にとって助産は広範囲にわたる医療業務の一部でしかなかったために産科学が専門分野とみなされなかったこと,そして産科学の患者は「第二級市民」である女性のみであったこと等と関連していた。従って,19世紀末から20世紀初頭にかけて,産科専門医は,他の医療分野の専門医と同等の地位と権威を獲得しようと奮闘していた。本年度は,当該時期に,難産の際の手術介入方法が,開頭術(自然分娩が不可能な際,胎児の頭を穿頭し,内容物を除いて空の頭蓋を押しつぶす手術)から帝王切開へと変容する過程に注目した。20世紀転換期,難産の際に,生存している胎児に対して開頭術と帝王切開のいずれを選択するかという問題は,医師の間で激しい議論を引き起こした。本研究では,国立医学図書館(National Library of Medicine)やヒューストン医学アカデミー・テキサス医療センター(Houston Academy of Medicine - Texas Medical Center)図書館等で収集した関連分野の専門医学雑誌における,開頭術と帝王切開をめぐる議論を丹念にたどり,技術の発達と医療の専門化,ジェンダー・身体・生命をめぐるイデオロギーの変容の相関関係を明らかにした。本年度は,産科学が医療専門分野として台頭する過程において,産科学教育の改革が果たした役割に焦点を当てた。20世紀初頭にアメリカの医学教育に関する調査報告書が公表され,医学教育の中でも特に産科学教育が非常に粗末で悲惨な状態にあることが明らかになった。さらに,出産による母体死亡率に関する調査報告書が公表され,アメリカの出産による母体死亡率が他国のそれと比較して高く,その多くは予防可能であることが明らかになった。そのため,医師達の間で,産科学教育の改革の必要性が叫ばれるようになった。20世紀初頭に行われた産科学教育の改革をめぐる医師達の議論は,当時の産科学が直面していた問題をよく現していた。20世紀初頭には,産科専門医と,広範囲にわたる医療業務の一部として出産を取り扱う一般医との間に,はっきりとした境界線はなかった。出産や産科学に関する議論は,実際には一般医をどうするか,すなわち,彼らを専門家として包含するのかそれとも排除するのか,という議論であった。本研究では,産婦人科学専門雑誌における産婦人科医達の産科学教育をめぐる議論と,児童の健康と保護に関するホワイトハウス会議によって1932年に発表された,医師,看護師,産婆,そして一般大衆に対する産科学教育を評価した報告書から,20世紀初頭アメリカにおける産科学教育の実態と,産科医達が目指していた産科学教育の方向性を分析し,産科学教育が,産科学を高度な専門職として専門医を養成するための制度として整えられていった過程を明らかにした。本研究の目的は,アメリカ合衆国において医療が専門化する過程で,特に女性の身体が医師や国家の管理対象となっていく過程を解明することである。本年度は優生学的措置としての断種政策に焦点を当て, 20世紀初頭における優生学の発展と普及,優生学的処遇の対象者の社会的地位と処遇方法の変化,科学と専門家の役割について考察した。アメリカの優生学運動は,理論と実践のいずれの次元においても20世紀優生学が最も普及した興型であるが,その実態と意味は十分に解明されているとは言えず多くの問題を提起している。20世紀初頭の優生学運動は,移民制限や断種の実施へと展開し,このような消極的優生学(negative eugenics)の処遇の対象者は,犯罪者から精神的・身体的障害者,売春婦,アルコール中毒者,麻中毒者そして貧困者に至るまで広範囲に及んだが, 20世紀初頭までの社会的「不適者においては,精神薄弱がその典型として優生学的処置の主要な対象となった。従って精神薄弱者のいかなる心身特性がいかなる理由により「不適」と見なされたのか,精神薄弱者減少・消滅策として断種を主とする生殖防止論が提起されるに至った社会的・科学的認識について検討した。

断種に対する支持が広まったのは男性に対しては去勢よりも安全で簡便で安価で効な精管切除術が適用されそれが身・性的能力や性徴の喪失を伴うことなく,婚姻を含めて一般社会で自由な生活を享受することができ,法的道義的問題が相対的に少ないこと心身を改善する治療効果があるという主張が受容されたからであると説明されている。しかし断種手術は男性のみに対して行われたわけではなく,女性に対する断種手術の方が危険であったにもかかわらず,女性の方が数多く断種された。また州によって男女比の差異がかなりあったので,その意味に関してももっと詳細に検討する必要があることを示唆した。
Plasmonic nanostructures realizing miniaturized infrared spectrometric image-array-sensor for endoscopy

近年、プラズモン共鳴状態の金属ナノ構造体における高強度光閉じ込め効果に起因する、光とナノ構造体の相互作用について新しい知見が得られた結果、ナノ構造体の様々な状態変化はその構造体の光学応答によって観測されている。光学応答の検出はプラズモン共鳴の近接場特性によって支配されるため、電気マイクロ回路を形成し、光学近接場変動を直接監視する構造が望ましいと考えられる。ここでは、分解能及びインピーダンス変調において高性能なプラズモンナノチャネル構造に基づいた、電子的に読み取り可能なフォトキャパシタを実証する。このプラズモンフォトキャパシタのアレイは小型の赤外線分光画像アレイセンサの実現への貢献が期待される。28年度が最終年度であるため、記入しない。生産工学・加工学28年度が最終年度であるため、記入しない。
8種のサブユニットを持つ細胞質分子シャペロンCCTの細胞内機能の解析

細胞質シャペロニンCCTは、HSP60ファミリーに属する分子シャペロンであり、タンパク質のフォールディングを介助する分子である。CCTは、ヒトを初めとする全ての真核細胞に分布し、8種類ものサブユニットを介した非常に複雑で巧みなシャペロン機構を備えていると考えられているが、その機能の詳細はあまり良くわかっていない。そこで、CCT複合体の細胞内における働きと、8種類のサブユニットの各々の機能を明らかにすることを目的として本研究を行った。平成16年度に、CCTをノックダウンできるsiRNAを発現するベクターを複数構築し、最も効果の大きかったものを選択した。さらに、YFP-アクチンやGFP-チューブリンの発現ベクターを同時に細胞にトランスフェクションすることにより、CCTのノックダウンがこれらの蛋白質の凝集体化を引き起こすことを見いだした。平成17年度は、まず、その時間経過を追って調べたところ、トランスフェクション後48時間ごろから凝集体の形成が開始され、72時間、98時間と時間を追うに従って凝集体が大きくなると同時に、細胞の形態が悪化し、細胞死を起こしているような像も観察された。また、fluorescence recovery after photobleaching(FRAP)法により、これらの蛍光タンパク質のダイナミクスを解析したところ、凝集体中のものは、ほとんど動かないことがわかった。さらに、遠心分画法による蛋白質可溶性の解析においても、CCTサブユニットのノックダウンにより、GFP-チューブリンやYFP-アクチンの不溶性画分が増加することが確認された。以上の結果は、CCTがアクチンやチューブリンの生合成に必須の分子シャペロンであり、細胞内CCT量の低下は、これらのタンパク質の不可逆的な凝集を引き起こすと共に、細胞の生存にとって重篤なダメージを与えることを示したものである。細胞質シャペロニンCCTは、HSP60ファミリーに属する分子シャペロンであり、タンパク質のフォールディング(折りたたみ)を介助する分子である。CCTは、ヒトを初めとする全ての真核細胞に分布し、8種類ものサブユニットを介した非常に複雑で巧みなシャペロン機構を備えていると考えられている。そこで、本研究は、CCT複合体の細胞内における働きと、8種類のサブユニットの各々の機能を明らかにすることを目的とする。初めに、CCTの発現をノックダウンするため、ヒトCCTの各サブユニットをコードするmRNAに対し、siRNAを発現するベクターをそれぞれ5種類程度構築した。構築された鋳型DNAを、ヒト培養細胞にトランスフェクトし、ウエスタンブロット法により、標的CCTサブユニットタンパク質の減少を確認して、最も効果の大きかったものを選択した。このsiRNA発現ベクターとCCTによりフォールディングされる基質、具体的には、YFP-アクチン、GFP-チューブリンの発現ベクターを同時に細胞にトランスフェクションし、これらの標識タンパク質の挙動を蛍光顕微鏡で観察することにより影響を調べた。その結果、YFP-アクチン、GFP-チューブリンどちらの場合でも、CCTのノックダウンにより凝集体を形成しているのが観察された。対照として用いたGFPのみの場合はこのような像は観察されなかった。また、遠心分離による分画によっても、YFP-アクチン、GFP-チューブリンの凝集体形成の促進が確認された。したがって、アクチンやチューブリンの細胞内での分子成熟(フォールディング)に対しCCTが必須の機能を担っているものと考えられた。2年目においては、CCTのノックダウンが、endogenousなアクチン、チューブリン、その他のタンパク質の細胞内分子成熟に対しどのような影響をおよぼすのか調べて行きたい。細胞質シヤペロニンCCTは、HSP60ファミリーに属する分子シャペロンであり、タンパク質のフォールディング(折りたたみ)を介助する分子である。

CCTは、ヒトを初めとする全ての真核細胞に分布し、8種類ものサブユニットを介した非常に複雑で巧みなシャペロン機構を備えていると考えられているが、その機能の詳細はあまり良くわかっていない。そこで、本研究は、CCT複合体の細胞内における働きと、8種類のサブユニットの各々の機能を明らかにすることを目的とする。前年度に、CCTをノックダウンできるSiRNAを発現するベクターを複数構築し、最も効果の大きかったものを選択した。さらに、YFP-アクチンやGFP-チューブリンの発現ベクターを同時に細胞にトランスフェクションすることにより、CCTのノックダウンがこれらの蛋白質の凝集体化を引き起こすことを見いだした。そこで、本年度は、まず、その時間経過を追って調べたところ、トランスフェクション後48時間ごろから凝集体の形成が開始され、72時間、98時間と時間を追うに従って凝集体が大きくなると同時に、細胞の形態が悪化し、細胞死を起こしているような像も観察された。また、fluorescence recovery after photobleaching(FRAP)法により、これらの蛍光タンパク質のダイナミクスを解析したところ、凝集体中のものは、ほとんど動かないことがわかった。以上の結果は、CCTがアクチンやチューブリンの生合成に必須の分子シャペロンであり、細胞内CCT量の低下は、これらのタンパク質の不可逆的な凝集を引き起こすと共に、細胞の生存にとって重篤なダメージを与えることを示したものである。
含ケイ素デヒドロアヌレン類の構築とその芳香族性・反芳香族性

目的分子である含ケイ素デヒドロアヌレンの基本部分構造となる環状シス型ジアルキニルジシレン(ケイ素間二重結合化合物)が未知であるため、その効率的な構築法開発を指向して種々の検討を行った。ジシレン部位の構築法として架橋された二つのジハロシランを持つ分子の還元を用いたところ、ケイ素上に修飾可能な水素置換基を有する含ジシラン10員環の合成・単離に成功し、その構造・性質を明らかにした。また別のジシレン構築法として、トリシランからの光反応によるジシラン脱離法も検討した。その結果、期待に反して、ジシランの脱離ではなく、エチニルシランの脱離反応が進行し、目的とするジシレンには至らないことが判明した。環状骨格に(Z)-ジエチニルジシレン構造を導入した分子の合成を指向し、前駆体として二つのアルキニルジハロシランおよびアルキニルトリシラン部位を架橋した分子を設計・合成し、その還元および光分解反応を検討した。アルキニルジハロシラン誘導体の還元においては、還元剤であるリチウムナフタレニドを用いて還元的カップリング反応を行ったところ、多くは高分子量成分であったが、反応混合物中から中員環構造を持つジシランを単離した。得られた環状ジシランの電子状態をDFT計算により検証した結果、HOMO-4の準位においてその軌道が10員環全体に広がっている特異な電子状態を有することが明らかとなった。この結果は、この10員環構造が特徴的なπ共役特性を引き出せる骨格であることを示しており、今後の共役系分子設計に新たな知見を与えたと考えている。アルキニルトリシラン誘導体に関しては、シリレン捕捉剤であるトリエチルシラン共存下で低圧水銀灯による光分解反応を行った。その結果、アルキニル基の末端がトリメチルシリル化された化合物が生成した。この結果は反応系中にシリルシリレンが生成したことを強く示唆しており、これまでに報告されているアルキニルトリシラン誘導体の光分解の結果とは異なり、ジシランの脱離ではなくアルキニルシランの脱離が起こったことを示している。これはアルキニルジシランの光分解によるアルキニルシランの脱離およびシリレンの発生と類似していた。この結果は、2-アルキニルトリシラン類からのジシランの脱離がアルキニルシランの脱離と競争的であり、実験条件もしくは置換基のわずかな違いにより選択性が異なることを示している。これまでに目的分子である含ケイ素デヒドロアヌレンの基本部分構造となる環状シス型ジシレン(ケイ素間二重結合化合物)の構築を指向して種々の検討を行った。まず、ジシレン部位の構築法としてジハロシランの還元を用いることとし、二つのジクロロシランがエチニルを介して架橋された分子の還元を行った。その結果、ケイ素上に修飾可能な水素置換基を有する含ジシラン10員環の合成・単離に成功し、その構造・性質を明らかにした。当該化合物はシス型・トランス型が生成し、それぞれを単離、X線結晶構造解析に成功した。またその電子状態を理論計算の手法を用いて検証したところ、10員環全体に広がった軌道が見出され、本骨格が効果的なπ電子系拡張に有効であることがわかった。前駆体となる二つのトリシラン部位がエチニルを介して架橋された分子を合成し、その光反応を行った。一方、エチニルシランの脱離によって発生するケイ素二価化学種シリレンの発生はヒドロシランによる捕捉反応によって確認し、その一次捕捉体が反応条件下再度ジシラン脱離を受け、ヒドロシリレンが比較的高効率で発生することを見出した。ヒドロシリレンは最も単純な置換基である水素原子を持つことから重要なケイ素活性種であるが、その発生手法は限られている。本手法はそれに対して新たな方法を提示したと言える。骨格合成の際に、エチニルシランに対し種々の分子変換を行うと、エチニル部分の脱離や還元等、副反応を避けることが困難であり、エチニル部分の保護等さらなる検討が必要である。目的分子である含ケイ素デヒドロアヌレンの基本部分構造となる環状Z型ジシレン(ケイ素間二重結合化合物)の構築を指向して種々の検討を行った。前年度までにジシレン部位の構築法として同一分子内に二つのジハロシラン部位を持つ化合物の還元および同様に二つのトリシラン部位を持つ化合物からの光反応によるジシラン脱離法を検討した。前者ではケイ素上に修飾可能な水素置換基を有する含ジシラン10員環の合成・単離に成功し、その構造・性質を明らかにしたものの、多量体形成のためにその収率は低く、さらなる誘導化が困難であった。後者では期待に反して、ジシランの脱離ではなく、エチニルシランの脱離反応が進行し、目的とするジシレンには至らないことが判明した。そこで本年度は、最終段階でのケイ素ーケイ素間結合形成ではなく、合成の初期段階でケイ素ーケイ素間単結合を導入する方法に変更し検討を行った。

モデル化合物の前駆体となるエチニルジハロシジランを合成単離することに成功し、その還元によるエチニルジシレンの発生を検討したが、その明確な発生を確認することはできなかった。反応条件、置換基(脱離基、保護基)の選定が重要であると考えている。一方で、既に合成に成功しているトリメチルシリルエチニル置換E型ジシレンから誘導したエチニルジシレンにおいてエチニルシリレンへの解離を示唆する結果を得た。この知見はエチニルケイ素ユニットを組み込んだ骨格合成に有効であると考えており、引き続き検証を行う予定である。目的分子である含ケイ素デヒドロアヌレンの基本部分構造となる環状シス型ジアルキニルジシレン(ケイ素間二重結合化合物)が未知であるため、その効率的な構築法開発を指向して種々の検討を行った。ジシレン部位の構築法として架橋された二つのジハロシランを持つ分子の還元を用いたところ、ケイ素上に修飾可能な水素置換基を有する含ジシラン10員環の合成・単離に成功し、その構造・性質を明らかにした。また別のジシレン構築法として、トリシランからの光反応によるジシラン脱離法も検討した。その結果、期待に反して、ジシランの脱離ではなく、エチニルシランの脱離反応が進行し、目的とするジシレンには至らないことが判明した。目的分子の合成を達成するために、その基本骨格となる環状(Z)-ジエチニルジシレン構造の構築を目指したが、ケイ素部分だけでなく、エチニル基に起因した副反応のために、目的には到達していない。エチニル(もしくはその保護体)の基本構造を保持したまま、骨格構築を可能にする系を探索する。有機元素化学ケイ素間結合形成を、合成計画の中途ではなく初期段階で行う方法に改める。ケイ素ーケイ素間単結合を有する前駆体からの合成を進め、環状(Z)-ジエチニルジシレンおよび含ケイ素デヒドロアヌレンの合成を達成したいと考えている。
セラミドとその類縁体の生理活性に関する研究

1.アポトーシス誘導に対するセラミドアナログの影響近年、腫瘍壊死因子などのリガンドによる細胞刺激時に、セラミドがシグナル伝達のセカンドメッセンジャーとしての役割を果たすと考えられるようになった。本研究では、このようなセラミドの役割を分子論的に解明するために、上記リガンドの活性をミミックすると考えられている膜透過型セラミドのトランス2重結合の役割に着目し、シス2重結合体、3重結合を導入したアセチレンタイプのセラミド誘導体を化学合成した。そしてHL60細胞に対するアポトーシス誘導活性を指標に構造活性相関を調べた。その結果、トランス2重結合は必ずしも必要ではなく、シス2重結合体でも同等以上の活性を示し、3重結合体では非常に強い活性を示すことが明らかなった。2.セラミドの微量定量法新規定量法として、セラミドのアルコール基と蛍光試薬anthroylnitrileを反応させ、HPLCで定量する方法を試みた。まず、セラミドのN-アシル鎖を変えた9種の分子種を化学合成し、これに蛍光ラベルしたスタンダード標品が逆相カラムを用いたHPLCにより分離可能なことを確かめた。また検出限界はサブピコモルレベルであり、この方法はHL60細胞中のセラミドの定量も可能であることが確認できた。さらに、各種脂肪酸を培地中に加えたときのセラミドの変動を調べると、脂肪酸栄養によりセラミド分子種の変動が認められた。今後、実際にシグナル伝達を担うセラミド分子種についての検討を行う予定である。
血中ミネラル濃度が細胞外抗酸化防御機構に与える影響

本研究は、809名の中年日本人男性労働者において、血中ミネラル濃度の減少は細胞外抗酸化防御機構の障害に重要な役割を担っているという仮説を検討した。その結果、鉄やマグネシウムのようなミネラルと心血管系における主要な抗酸化酵素である細胞外スーパーオキシドジスムターゼの血漿濃度に統計学上有意な相関関係を認めなかった。血中ミネラル濃度が細胞外抗酸化防御機構に与える影響を明らかにするためにはさらなる検討が必要である。近年、血中ミネラル濃度低下が酸化ストレスの増加に関与することが判明しているが、細胞外抗酸化防御機構に与える影響は十分に解明されていない。よって、本研究の目的は、「血中ミネラル濃度の減少は酸化ストレスを増加させるだけでなく、細胞外抗酸化防御機構の障害、特に抗酸化酵素である細胞外スーパーオキシドジスムターゼ(EC-SOD)の分泌障害に重要な役割を担っている」という仮説を検討することである。本研究は、ある単一事業所に勤務する40歳以上の男性労働者969名のうち、研究参加に同意の得られた840名を対象とし、最終的に、EC-SOD遺伝子変異が疑われる200ng/mL以上の血漿濃度を有する者および心血管病の既往がある者を除外した809名を検討した。血漿中の鉄をニトロソPSAP法、不飽和鉄結合能をバソフェナントロリン法、マグネシウム濃度を比色法、そしてEC-SOD濃度は2-step ELISA法でそれぞれ測定した。総鉄結合能は、鉄と不飽和鉄結合能の和として算出した。本研究参加者の鉄、不飽和鉄結合能、総鉄結合能、マグネシウム、そしてEC-SODの中央値(四分位範囲)は、それぞれ44.0 (33.0-58.7) μg/dL、384.9 (327.1-447.2) μg/dL、433.4 (370.2-496.6) μg/dL、1.02 (0.79-1.28) mg/dL、49.6 (42.6-58.2) ng/mLであった。鉄、不飽和鉄結合能、総鉄結合能、マグネシウムとEC-SODの間に有意な相関関係はなかった。本研究は、ミネラルと抗酸化酵素EC-SODの間で関連を明らかにすることはできなかった。血中ミネラル濃度の減少が細胞外抗酸化防御機構に与える影響を解明するためには更なる検討が必要である。心血管病は、日本人の主要な死亡原因であり、その予防は日本国民の健康保持・増進に極めて重要である。日本人における心血管病増加の背景には食生活の欧米化があり、欧米食は日本食と比較して鉄、銅、亜鉛といったミネラルの含有が少ない傾向がある。体内のミネラル不足は、活性酸素種、特にスーパーオキシドアニオンの増加を惹起し、血管内皮障害などの組織損傷を生じ、様々な心血管病の病因・進展に関与する可能性が示唆されているが、抗酸化防御機構への関連を検討した報告は今までに存在しない。以上より、本研究では、血中ミネラル濃度が細胞外抗酸化防御機構、特に細胞外スーパーオキシドジスムターゼ(ECーSOD)の分泌に与える影響の解明を目的とする。本研究は、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所(茨城県那珂郡)に勤務する40歳以上の男性労働者のうち、研究参加に同意書の得られた738名(平均年齢50歳)を対象とし、ECーSOD濃度、一酸化窒素代謝産物濃度、そして鉄、銅、亜鉛などのミネラル濃度を健康診断時に採取した血液検体で測定し、ミネラル濃度が細胞外抗酸化防御機構へ与える影響を検討する。今年度までにECーSOD濃度を2ステップELISA法で、一酸化窒素代謝産物濃度をGriess法で測定し、市販されているキットを用いて鉄、不飽和鉄結合能、そしてマグネシウムの血漿濃度を測定した。今後、銅や亜鉛などを測定後にデータを解析する方針である。本研究を広く社会に公表することで、日本国民の食生活の欧米化(日本食離れ)に警鐘を鳴らし、国民の健康意識向上や生活習慣是正への取り組みなど費用対効果に優れた治療戦略に寄与することが期待され、重要である。平成24年度科学研究費を有効に使用し、鉄、不飽和鉄結合能、マグネシウムといった血漿ミネラル濃度の測定を行った。平成25年度科学研究費を使用し、銅や亜鉛などを測定後に速やかにデータを解析し、論文を作成する。該当なし。
多成分連結反応のためのポリメタル化ペプチド錯体触媒の創製

集積型金属化合物は精密に制御されたナノ構造に基づく物性を示すことから次世代の機能性材料として注目されており、これまでに自己組織化法を用いて多くの成功が収められている。我々は生体分子であるペプチドの超分子構造を利用して金属を集積化する新たな手法の開発を目的として研究を行ってきた。ペプチド主鎖上に複数の金属が結合したメタル化ペプチドはα-ヘリックスやβ-シートといった立体構造を誘起することで、金属の空間配置が制御された新たなタイプの集積型金属化合物を与えると期待される。そこで、我々はアミノ酸側鎖に金属錯体が共有結合したメタル化アミノ酸を新たに設計し、それらを互いに連結することでメタル化ペプチドの開発を行った。その結果、パラジウム結合型ペプチドが塩素配位子とアミド水素間の分子内水素結合に基づいて特異な立体構造や自己組織化特性を示すことを見出した。具体的には、パラジウム結合型オリゴペプチド(n=2-4)を合成し、溶液中における立体構造を解明した。文部科学省ナノ支援プロジェクトの協力のもと920 MHz NMRを用いたNOESYスペクトル測定によって詳細な配座解析を行った結果、メタル化アミノ酸残基の増加に伴ってトリペプチドではα-ヘリックス、テトラペプチドでは3_<10>-ヘリックスが形成されることを明らかにした。このように短いペプチド鎖でヘリックス構造が誘起されるのは金属錯体を結合したことによって初めて見出された新たな立体構造誘起特性である。また、パラジウム結合型ペプチドが超音波やレーザーといった外部刺激に特異的に応答して自己組織化し超分子ゲルを与えることを見出した。得られたゲルの電子顕微鏡解析やX線粉末解析を行うことで、β-シートに基づく超分子構造が形成されていることを明らかにした。超音波応答性自己組織化に関しては、昨年度の第86回日本化学会春季年会で学生講演賞を受賞するとともに、研究成果をAngewandte Chemieに投稿し、受理された。触媒機能を有するタンパク質である酵素の反応活性部位は、分子レベルで精密に構築された反応場を提供しており、基質との多点相互作用を通じて高効率かつ高選択的な化学反応の遂行を実現している。このようなタンパク質固有の反応場は触媒設計のテンプレートとして非常に魅力的である。タンパク質に金属錯体を導入した人工金属タンパクは、タンパク質の構築する反応場と金属錯体固有の触媒機能を兼ね備えた人工酵素になると期待される。このような人工酵素を構築するためにはテンプレートとなるタンパク質の任意の部位に必要とされる触媒機能を有する金属錯体を導入する必要がある。そこで、我々はタンパク質に種々の金属錯体を組み込むことを目的として金属錯体が側鎖に共有結合した金属結合型アミノ酸の開発を行っている。このような金属結合型アミノ酸を用いてタンパク質のデノボデザインを行えば、アミノ酸配列単位で特定の部位に金属錯体を導入した人工金属タンパクを構築できると考えられる。今回、種々の遷移金属と錯形成し、ペプチド合成で用いられる酸や塩基による処理に対して安定な錯体を与えるベンズアルジミシ配位子に着目して新規な金属結合型アミノ酸の開発を行った。その結果、グルタミン酸側鎖にベンズアルジミン白金錯体が共有結合した白金結合型アミノ酸を合成することに成功した。合成した白金結合型アミノ酸は側鎖白金錯体が主鎖部位の水素結合を阻害しないため、通常のアミノ酸と同様にタンパクの立体構造を構築することができると考えられる。金属の集積制御は高次機能触媒や機能性ナノマテリアルを生み出すために重要であり、これまでに自己集合システムを用いてかなりの成果が収められている。我々は多数の金属種の集積様式を制御するために生体分子の有する自己組織化能に着目した研究を行ってきた。特に生体分子の中でもアミノ酸やペプチドは分子内および分子間水素結合を介して自己組織化し、α-ヘリックスやβ-シートといった立体構造を形成するため金属集積型材料のテンプレートとして非常に魅力的である。そこで、我々は配位子にアミノ酸部位を有する金属結合型アミノ酸を利用して金属集積型材料の開発を行った。その結果、側鎖にパラジウムおよび白金が共有結合した金属結合型アミノ酸およびペプチドが水素結合によって自己集合しアミロイド状の繊維構造を形成することを見出した。具体的には、グルタミン酸の側鎖にベンズアルジミンパラジウムおよび白金錯体が共有結合した金属結合型アミノ酸の設計の合成を行った。これらの金属結合型アミノ酸は有機溶媒中で自己集合によって繊維状構造体を形成し溶媒をゲル化させることを見出した。得られた繊維状構造体はSEMおよびTEM、AFMを用いた構造観察から数10ナノメートルの薄い膜が何層にも重なったベルト状の構造をしていることが分かった。また、赤外吸収スペクトルおよびXRD測定によってβ-シート構造に基づいた超分子構造体が形成されていることを明らかにした。また、金属結合型アミノ酸を通常のペプチドと同様に脱保護-縮合反応を繰り返すことで金属結合型ペプチドの合成にも成功した。合成した金属結合型ペプチドは外部刺激によって2種類の異なる水素結合様式をスイッチングできることを見出した。その結果、超音波刺激を用いることでパラジウム結合型ペプチドが分子内水素結合から分子間水素結合へと水素結合様式を変化させ超分子集合体を与えることを見出した。ペプチド主鎖上に複数の金属が結合したメタル化

ペプチドはα-ヘリックスやβ-シートといった立体構造を誘起することで、金属の空間配置が制御された新たなタイプの集積型金属化合物を与えると期待される。そこで、我々はアミノ酸側鎖に金属錯体が共有結合したメタル化アミノ酸を新たに設計し、それらを互いに連結することでメタル化ペプチドの開発を行った。その結果、パラジウム結合型ペプチドが塩素配位子とアミド水素間の分子内水素結合に基づいて特異な立体構造や自己組織化特性を示すことを見出した。具体的には、パラジウム結合型オリゴペプチド(n=2-4)を合成し、溶液中における立体構造を解明した。文部科学省ナノ支援プロジェクトの協力のもと920 MHz NMRを用いたNOESYスペクトル測定によって詳細な配座解析を行った結果、メタル化アミノ酸残基の増加に伴ってトリペプチドではα-ヘリックス、テトラペプチドでは3_<10>-ヘリックスが形成されることを明らかにした。このように短いペプチド鎖でヘリックス構造が誘起されるのは金属錯体を結合したことによって初めて見出された新たな立体構造誘起特性である。また、パラジウム結合型ペプチドが超音波やレーザーといった外部刺激に特異的に応答して自己組織化し超分子ゲルを与えることを見出した。得られたゲルの電子顕微鏡解析やX線粉末解析を行うことで、β-シートに基づく超分子構造が形成されていることを明らかにした。超音波応答性自己組織化に関しては、昨年度の第86回日本化学会春季年会で学生講演賞を受賞するとともに、研究成果をAngewandte Chemieに投稿し、受理された。
外国人研修生の日本語習得と、受け入れ企業や地域との関わり

昨年度調査をおこなった4名に加え、新たに2名の中国人研修生に母語でインタビューをおこない、現在の研修生活や帰国後の希望、日本語学習についての希望などを尋ねた。また彼女たちが参加している地域日本語教室での学習活動を録音し、日本語教室における学習と習得の状況を調べた。一方、彼女たちが研修をおこなっている企業の現場指導担当者にもインタビューをおこない、研修生とのコミュニケーションにおいて感じていることなどを尋ねた。さらに、日本語教室を運営する財団職員や教室の講師にもインタビューをおこない、研修生の地域における日本語学習について考えを聞いた。これらの調査資料をもとに、詳細な分析をおこなった。まず、研修生の語りをもとに、研修生が自己と日本語学習をどのように位置づけているのかを探った。その結果、個々の研修生において、現在の生活や将来の描き方、日本語学習の位置づけ、自己のカテゴリーの位置づけが相互に関連し、包括的に「自己」が構築されていることが明らかになった。また、研修生の地域日本語教室における学習場面を、プライベートスピーチと援助をめぐる相互作用の観点から分析し、学びの姿をとらえた。そこにはプライベートスピーチを用いて思考したり、互いに援助しあったり、援助を受けて自らのパフォーマンスを変化させたりする動的な学習の過程が見られた。また学びを促進する効果的な援助や学びに寄与する参加者間の相互作用のタイプも明らかにした。さらに、研修生と日本語教室の担当職員や講師、研修生の受け入れ企業の担当者の語りを照らし合わせ、研修生の日本語と、地域日本語教室の「場」がどのように語られ、構築されているかを見た。参与者間で構築のされ方は異なっていたが、日本語教室で自らの「学習ニーズ」とは異なる意義を他者との間に共有した研修生もいた。以上のことから、研修生や他のさまざまな背景を持った人たちが集まる地域の日本語活動の場について、参加者の持つさまざまな文脈に目を向けること、学習者に合わせて支援の方法を変えていくこと、参与者に共有されているその場の意義を伝え合いながら場を構築していくこと、の3点を提案した。研究成果は2度の学会発表および報告書にまとめた。鳥取県内で技術研修を行っている中国人研修生4名に母語でインタビューをおこない、現在の研修生活や帰国後の希望、日本語学習についての希望などを尋ねた。また彼女たちが参加している地域日本語教室での学習活動を録音し、その一部を聞いてもらいながらフォローアップインタビューをおこなって、日本語教室における学習と習得の状況を調べた。一方、彼女たちが研修をおこなっている企業の受け入れ担当者にもインタビューをおこない、研修生とのコミュニケーションにおいて感じていることなどについて尋ねた。研修生へのインタビューから明らかになったことは、彼女たちが主に経済的理由から研修制度に参加していること、日本で研修しているからには日本語を身につけて帰国したいと考えているが、研修生活においてあまり日本語を話す機会がないこと、企業の人とのコミュニケーションにおいては、方言の聞き取りに苦労していること、などである。地域の日本語教室に対しては、能力試験などの資格取得のために文法を教えてもらうことを望む研修生と、会話や聞き取りの力を伸ばしたいと望む研修生とに分かれた。企業の受け入れ担当者へのインタビューからは、日本語そのものの問題よりも、研修生たちが企業側に遠慮をして本心を話さないことなどから誤解が生じてしまうというようなコミュニケーションの問題を抱えており、実務に使う日本語も必要ではあるが、それ以上に自身の感情を上手に日本語で表現できるようになることを望んでいることがわかった。今後は教室活動の録音データを詳細に分析して、習得状況を微視的に捉えると共に、研修先の上司や、日本語教室を運営する財団職員や教室の講師など、他の関係者にもインタビューをおこない、外国人研修生がより充実した研修生活を送るために各関係機関がどのように協働していけるのかを探っていきたい。

以上のことから、研修生や他のさまざまな背景を持った人たちが集まる地域の日本語活動の場について、参加者の持つさまざまな文脈に目を向けること、学習者に合わせて支援の方法を変えていくこと、参与者に共有されているその場の意義を伝え合いながら場を構築していくこと、の3点を提案した。研究成果は2度の学会発表および報告書にまとめた。
歯周病関連細菌感染モデルマウスに対するIL-1タイプIIレセプターの影響

平成21, 22年度は実験動物をマウスからラットに変更し、臼歯に歯周病細菌を浸漬させた縫合糸を結紮することにより、実験的歯周炎を惹起させたところ、実験側では炎症性サイトカインの産生亢進と破骨細胞を伴う炎症性骨吸収が観察された。ラット骨芽細胞を用いて破骨細胞分化因子の発現にIL-1R2やIL-1Raは抑制的に働いていることが示唆された。平成23年度はIL-1Ra遺伝子欠損マウスを用いて研究を発展させている。平成21年度は以下の結果を得ることができた実験動物はWistar系ラット6週齢を用いて上顎右側第二臼歯歯頸部周囲にナイロン糸を結紮し,実験的歯周炎惹起させた.惹起後14日目,28日目,42日目の歯槽骨吸収像をμCTにて結紮群と非結紮群を比較したところ、結紮群では非結紮群に比べ14日目に明らかな歯槽骨吸収を観察することができた.そこで連続切片を作成しHE染色し形態計測したところ,結紮群ではセメントエナメル境から歯槽骨頂間距離が増加しており,結紮によって歯槽骨が吸収された.しかし,炎症所見としての細胞間隙の拡大,結合組織線維の走行の不整などは観察できなかった.次に結紮周囲歯肉をホモジナイズサンプルとし、サンプル中のIL-1α, IL-1β, IL-1 receptor antagonist(IL-1Ra), Type II IL-1 receptor(IL-1R II)産生量をELISA法にて測定したところ,IL-1αは28日目でピークを迎えその後下がる傾向が見られ,IL-1βは42日目でしか(11pg/mL)測定することができなかった。一方、抗炎症性サイトカインであるIL-1R IIは28日目でピークを迎えその後下がる傾向が見られるのに対して,IL-1raは14日目,42日目と比較して28日目で減少する傾向が見られた.以上のことからラットにおける実験的歯周炎モデルにおいて、歯槽骨吸収は顕著に誘発することができるもののあきらかな炎症像が確認できなかったことはIL-1に比ベインヒビターと考えられるIL-1R II、やIL-1Raが歯周組織中で恒常的に産生されていることが関与している可能性が示唆された。そこで現在IL-1Ra KOマウスから腹腔マクロファージを採取し、LPS刺激に対する反応性をタンパクおよび遺伝子レベルで測定するのとともに、破骨細胞形成能に関して検討を加えている。22年度は歯周病関連細菌浸漬ナイロン糸を臼歯に結紮して実験的歯周炎を惹起したところ,局所に破骨細胞形成を伴う骨吸収を形態学的に観察することができた.またラット骨芽細胞を歯周病関連細菌LPSで刺激した際に産生される骨吸収因子をIL-1 receptor antagonist (IL-1Ra),Type II IL-1 receptor (IL-1RII)は効果的に抑制することを明らかとした.結果の一部は第53回秋季日本歯周病学会学術大会で発表し,愛知学院大学歯学会誌第49巻1号に掲載予定である.また,IL-1 receptor antagonist (Ra)の欠損マウスを用い,歯周病関連細菌菌体成分に対する炎症反応を野生型マウスと比較した.腹腔マクロファージをLPSで刺激し,培養上清中のサイトカイン産生量をELISA法にて測定したところ,培養上清中のIL-1α,IL-1β,TNF-αの産生量は野生型マウスと同程度であった.しかし得られた培養上清をそれぞれのマウス頭蓋冠上に皮下投与し,三日後にマイクロCT撮影および組織学的解析を行ったところ,IL-1Ra欠損マウスの頭蓋冠では頭蓋冠縫合部周辺の骨吸収,線維の不整と断裂および,炎症性細胞や破骨細胞の形成をみとめ,野生型マウスに比べてより強い炎症が惹起していることが観察された.結果は第53回秋季日本歯周病学会学術大会と第3回口腔先端応用医科学研究会にて発表し結果を公表するよう投稿準備中である.さらに,IL-1Ra欠損マウスを用いて歯周病原細菌単独感染による歯周病病態を野生型マウスと比較検討している所であり,23年度には結果の一部を公表する予定である.IL-1 receptor antagonist (Ra)の歯周病関連細菌による炎症性骨吸収と破骨細胞形成に与える影響をIL-1Ra欠損(KO)マウスを用いて調べたところ,歯周病関連細菌LPS刺激により13週齢IL-1RaKOマウス腹腔マクロファージの培養上

清へのサイトカイン産生は野生型マウスと比較してIL-1だけでなく,IL-6やTNF-aも有意にその産生量が亢進し,このことから,IL-1RaはIL-1だけでなく他の炎症性サイトカインの産生をも間接的に制御していることが明らかとなった.次に得られた培養上清をマウス頭蓋冠上に皮下投与したところ,IL-1Ra欠損マウスの頭蓋冠では頭蓋冠縫合部周辺の骨吸収,線維の不整と断裂および,炎症性細胞浸潤や破骨細胞の形成をみとめ,野生型マウスに比べてより強い炎症と骨吸収を惹起していることが観察された。そこで骨吸収に必須の破骨細胞の分化に関与するRANKL発現,PGE2産生,およびPGEレセプターのうち骨吸収に特に関連の強いEP4レセプターの発現がIL-1RaKOマウスで亢進していた。結果を第54回春季・秋季日本歯周病学会学術大会と第135回日本歯科保存学会秋季学術大会にて発表し結果を公表するよう投稿準備中である.さらに,IL-1Ra欠損マウスに実験的歯周炎を惹起したところ,IL-1RaKOマウスでは進行した歯周組織破壊が組織学的にも,形態計測でも観察され結果第54回秋季日本歯周病学会学術大会で発表した。現在骨芽細胞を採取しII-1Raの骨形成に与える影響についての検討も行っているところである。