hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大規模数値計算による初期宇宙構造の形成、進化およびその大域的分布の理論的研究

大規模コンピュータシミュレーションを用いて、宇宙最初の天体形成を理論的に明らかにした。初代星が太陽の数十倍以上に成長し、その後ブラックホールを生成する過程の詳細を計算した。さらに早期宇宙で星からの光により銀河間ガスが暖められる様子や、重金属やダストを含む原始銀河がどのように分布しているかを計算し、将来の電波および赤外線観測に対して理論予測を与えた。最近の様々な宇宙観測によって、暗黒物質と暗黒エネルギーを基本構成要素とする「標準宇宙モデル」が確立されました。本研究の目的はこのモデルに基づいた現実的設定の大規模数値シミュレーションを行い、宇宙早期の進化と、「暗黒の時代」に生まれる天体の形成過程や諸性質を明らかにすることです。大規模数値シミュレーションの結果から、2010-2020年に稼働する次世代の宇宙望遠鏡や大型地上望遠鏡、さらには電波望遠鏡群を用いる具体的な観測提案を行うことを最終目標としています。昨年度までに遂行した高解像度数値シミュレーションの結果を用い、銀河形成モデルに頻繁に採用される「星形成の密度条件」を検証した。流体力学やガスの暴走収縮の時間スケールを適切に評価した場合には、星形成開始時刻が従来の仮定よりも遅れることを示し、ある時点での一定領域内の星形成率をより正確に見積もるモデルを提案した(Maio他2009)。次に、原始星が形成されてから周辺ガス降着により成長する過程を詳しく調べ、宇宙の第一世代星と第二世代星(第一世代星からの放射の影響をうけたもの)の成長率と最終質量の違いを理論的に明らかにした(Ohkubo他2009)。さらに、星間ガスに微量の重金属が存在する場合の化学反応や放射冷却を、これまでと同じく第一原理的に取り入れ、3次元流体コードに組み込んだ。球対称を仮定したテスト計算を行い、ガス雲収縮中の激しい分裂がおこる条件を詳しく調べ、星間塵による影響が主であると結論づけた。今後、これまでに生成した宇宙論的シミュレーションの初期条件を用いて本格的な低金属量星形成のシミュレーションを行う。2009年12月には数物連携宇宙研究機構において、高赤方偏移の電波観測と銀河サーベイに関する国際研究会を主催し、初期宇宙構造に関する理論、観測の現状および将来の計画を検討した。2010年3月には長崎大学、筑波大学と共催で初代天体に関する国内研究会を行い、本年度の研究成果を発表した。この他、海外の3つの研究会で初代天体に関する招待講演を行った。炭素や酸素などの軽金属原子を微量に含む星間ガスの熱化学進化を追う計算コードを開発し、低金属量星形成の宇宙論的シミュレーションを行った。金属量が太陽の10万分の1以上あれば、ガス雲収縮段階で(宇宙塵による冷却が働き、熱不安定性が引き起こされることを確かめた。これまでに行った、金属を全く含まない場合のガスの熱進化との違いを明らかにし、初代銀河形成シミュレーションへの道筋をつけた。ブラックホール周りの降着流の数値計算を行い、降着流が一般に力学的に不安定になること、また、中心ブラックホールの角運動量が大きい場合には重力駆動によるアウトフローが生じることを示した。今後ブラックホールからの輻射フィードバックを取り込むことで、宇宙早期の超巨大ブラックホール形成のシミュレーションを行うことができる。これらの結果を日本、ドイツ、米国において開催された国際学会にて招待講演として発表した。また、2010年3月に長崎大学において、また2011年1月に愛媛大学において初代星・初代天体研究会を開催し、低金属量星の形成に関する講演を行った。年度後半には、早期銀河形成の宇宙論的シミュレーションを行い、ライマン輝線銀河とよばれる星形成銀河の空間分布、光度関数など統計的諸性質の研究をおこなった。最近得られた観測結果と詳細に比較し、銀河からの紫外光脱出確率の計算に、銀河中ガスの多相構造を取り入れた場合のみ観測結果と整合するモデルを構築できると結論づけた。今後、同理論モデルを低赤方偏移の銀河に適用し、将来の観測と比較することができる。昨年度に遂行した早期銀河形成の宇宙論的シミュレーションを用い、ライマンアルファ輝線銀河とよばれる星形成銀河の空間分布、光度関数など統計的諸性質を明らかにした。最近得られた宇宙年齢20億年の頃に存在した銀河の観測結果と詳細に比較し、銀河からの紫外光脱出確率の新しいモデルを提案した。さらに、同シミュレーションを用いてサブミリ波銀河のモデルを構築した。この理論モデルにより、星形成銀河のエネルギー放出率を紫外域から赤外・電波域に至るまで整合的に計算できるようになった。現在は電波域での観測の可能性を追求している。宇宙論的シミュレーションの初期条件生成の手法を再検討する研究を行った。今年度は、宇宙初期での暗黒物質とバリオン物質の速度の違いが構造形成に与える影響を詳細にしらべ、研究論文として発表した。今後、より精度の高い初期条件生成法を開発するために結果を反映させたい。2011年4月にはドイツマックスプランク研究所およびハイデルベルグ大学でセミナー講演し、初代星形成について研究発表した。また6月にはドイツにおいて開催された国際研究集会にて招待講演として初代星、銀河および超新星に関する研究を発表した。

10月にフランスで開催された国際会議にて銀河形成シミュレーションの結果を発表し、また、2011年2月には米国で行われた国際研究集会にて遠方超新星について発表した。2011年12月には九州大学において初代星・初代天体研究会を開催し、本研究代表者は原始星進化と遠方超新星に関する講演を行った。2011年8月に、ドイツより若手の協同研究者一名を招き、数値計算手法についての研究打ち合わせを行った。また、数物連携宇宙研究機構でセミナー講演をしていただいた。本年度は、将来の観測計画に対する具体的理論予言を与えるための計算を遂行し、以下の3つのテーマに関連する研究をすすめた。1)様々な暗黒物質モデルにおける構造形成:暗黒物質が初期宇宙で分散を持つ場合に銀河サイズ程度の長さスケールで物質分布が滑らかになることを明らかにした。また、暗黒物質が超対称性粒子から成り、対消滅をおこす際に発生するガンマ線やX線が宇宙初期の銀河間ガスに及ばす影響を調べた。そのために必要な、高エネルギー粒子伝搬シミューレションコードMEDEA2を開発した。2)III.2型初代星形成および微量な重元素やダストを含むガスからの星形成:早期天体からの輻射の影響を受けたガス雲に生まれる原始星の進化の計算を行い、主系列にいたる際の典型的質量が太陽の10-20倍程度であることを示した。また、微量の重元素(炭素、酸素、鉄など)を含むガスが収縮する際にはガス雲中心が高密度に達したときにダストの熱放射による熱不安定性が誘起され、ガス雲が分裂することを示した。遠方ダスト銀河の形成シミュレーションを行い、ALMA電波望遠鏡を用いた観測で赤方偏移5以上の銀河を検出できることを示した。3)遠方超新星の観測可能性:最近発見された、極めて明るい超新星の光度曲線理論モデルを構築した。特に、超新星2006gyについて詳細なモデル比較をし、星周ガスと爆発衝撃波との相互作用をもとにしたモデルで説明できることを示した。さらに、将来のすばる広視野可視光サーベイにより極めて明るい超新星がどのくらいの数検出できるか計算した。ここでは上記の光度曲線をもとにした多数のモンテカルロ計算を行った。総括すると、前年度までの理論研究をもとに、本格稼働を開始したALMAやすばる望遠鏡を用いた観測により深宇宙を探索する方法を提唱し、ここに五年の研究計画は当初の目標を達成して終了した。初代星形成に関する研究では輻射フィードバックを取り入れた計算結果も得られ、その典型的質量を予言するなど、当初の予定以上に進展があった。同時に、遠方超新星やガンマ線バースト探索に関する研究も開始し、深宇宙観測の新たな手法を提案することができた。一方で、低金属量星形成については計算コード整備は終了したものの、今年度は具体的な成果にまではいたっていない。最終年度にあたるため、(1)初代星形成シミュレーションを多くのサンプルについて行うこと、(2)早期銀河の大域的分布と光度関数を理論的に明らかにすること、
狭窄性頸動脈病変の診断におけるSMI超音波の有用性に関する観察研究

本研究は頸動脈ステント留置術(Carotid artery stenting; CAS)において周術期合併症を減少させ、より安全な手術を確立することを目的としている。CAS術前・術後において、新技術を用いた頸動脈超音波検査、経口腔頸動脈超音波検査を施行し、従来行われてきたCT angiography画像や、脳血管撮影画像と比較することで、超音波の有用性を検討する。超音波は低侵襲な検査であり、人体に無害な検査である。本検査の評価が確立されれば、従来の検査で使用されていた腎毒性のある造影剤を使用せずに、より多くの患者が安全に手術に臨むことができる。
ダウン症発症におけるSIM 遺伝子発現機構とSIM 蛋白質相互作用ネットワークの解明

SIM2遺伝子は、ダウン症候群chromosome領域と呼ばれるヒト21番染色体q22.2に座位する遺伝子で、SIM2タンパク質は、bHLH-PASファミリーに属する転写調節因子である。SIM2タンパク質は、転写因子であるARNTおよびARNT2と二量体を形成し機能する。SIM2タンパク質内におけるARNTタンパク質との二量体化ドメインについての解析が為されていなかった。我々はSIM2タンパク質内の各機能ドメイン配列を欠失した変異体を用いて、SIM2-ARNTとSIM2-ARNT2二量体結合ドメインの検討を行った。結果、パートナータンパク質ごとにSIM2タンパク質内で必要な二量体化ドメインが異なっていた。SIM2タンパク質は、スプライシングの違いから2種類(SIM2lとSIM2s)が存在することから、それぞれのSIM2遺伝子発現調節機構について解析した。プロモータアッセイとゲルシフトアッセイの結果から、SIM2lとSIM2sは異なる転写調節因子により発現調節される可能性が示された。(1)ダウン症関連領域21番染色体長腕q22.2上に座位するヒトSIM2遺伝子のプロモーター解析を行い、SIM2遺伝子の転写にはc-myb, c/EBP転写因子結合部位が重要であることを明らかにした。近年、SIM2タンパクのスプライシングバリアントが単離され機能が異なることが報告され、SIM2遺伝子発現を制御する転写因子群が異なる可能性が示唆される。これに伴い、SIM2タンパクのパートナー分子と推測されているARNT、ARNT2との二量体形成への影響や標的遺伝子転写調節機構の変化について検討する。SIM2を中心として発現調節機構のネットワーク、タンパクの相互作用を明らかにすることで、SIM2遺伝子発現の転写制御機構とダウン症発症機構についての分子機構の解明を目指す。(2)SIM蛋白質とヘテロダイマーを形成するパートナーとしてARNT及びARNT2は知られているが、新規のパートナーとしてbHLH-PAS転写因子ファミリーに属する体内時計の調節を司るBMAL1との相互作用について検討した。(1)トランスジェニックマウスを用いたヒトSIM2及びマウスSim2遺伝子のプロモーター解析ヒトおよびマウスSIM2遺伝子発現の転写制御機構について培養細胞を用いて行ってきたが今回、トランスジェニックマウスを用いin vivoにおけるヒトSIM2遺伝子プロモーター解析を行った。ヒトSIM2遺伝子プロモーター領域約2.2kbの断片をβ-ガラクトシダーゼ(β-Gal)発現ベクターに組み込み、マイクロインジェクション法にて受精卵へ導入後、発生初期胎仔のwhole-mount組織切片およびβ-Gal染色による解析をした。9.5日胚において前肢芽先端,原始腸管付近からレポーター発現が見られ始め、E10.5胚において前肢芽先端,原始腸管以外に耳原基付近,後肢芽先端に発現が観察された。この発現はファウンダーの異なるトランスジェニックマウスにおいても同様に観られたが、予想された発生初期脳や腎臓などには検出されなかった。(2)SIM1、SIM2タンパクと相互作用するタンパクの同定SIM2タンパクとのヘテロダイマー形成のパートナーと推測されているARNT及びARNT2との二量体形成ドメイン部位の決定を免疫沈降法さらにウエスタンブロッティング法を用いて解析した。様々なタグと融合したSIM2、ARNTおよびARNT2タンパクをHEK293細胞内でcotransfectionし、一過性に発現させた後タグ抗体およびSIM2抗体で免疫沈降し、SIM2-ARNTおよびSIM2-ARNT2がそれぞれ共沈した。さらにSIM2タンパク質の種々の機能ドメインを欠失したプラスミドを用いて同様に解析したところ、SIM2-ARNT2ではPAS2ドメインのみが必須であったが、SIM2-ARNTではPAS2とPAS1ドメインが必須であった。このようなタンパク相互作用に必要な機能ドメインの違いが標的遺伝子発現とどのように関わるかは、今後の研究課題である。SIM2遺伝子はエキソン11個からなる遺伝子であるが、エキソン10と11の間でのalternative splicingにより、Longタイプ(SIM2_L)とShortタイプ(SIM2_s)の2種類が存在することが近年報告され、SIM2_sは乳ガン、大腸ガン、膵臓ガン、前立腺ガンなどの固形腫の腫瘍マーカーとして注目されている。また、女性のダウン症愚者において乳ガンの発症率が10倍以上低いという報告があることから、ダウン症発症メカニズムの解明の一端としてSIM2_sの発現機権についての解析を行った。我々は種々のヒト癌細胞由来の細胞株からRT-PCR法を用い、SIM2_L、SIM2_s発現量の違いを比較検討した。

さらに、SIM2_sにおいてexon3と8が各々欠失したクローンを検出し、SIM2_Lを発現せずSIM2_sのみを発現する細胞株を3種類(MCF7(乳ガン由来)、ASPC1(膵臓ガン宙来)、KG1c(乏突起神経膠腫由来)見いだした。これらの細胞株を用いてSIM2_s遺伝子のプロモーター解析およびSIM2_s転写発現に関与する因子の同定を行った。プロモーター領域を組み込んだ13種類のプラスミドを用い測定した結果、SIM2_Lでは検出されなかった領域nt-1263-500に強い活性が認められた。この領域内から転写因子のシスエレメントを予測後、転写因子結合配列のコンセンサス配列を変異したプラスミドを作製し、プロモーター活性測定を行った。ASPC-1細胞でのみnt-700-184に存在する転写因子HIFF/HIF(Hypoxia inducible factor)のシスエレメント活性値が野生型に比べ1.1倍活性が上昇した。今後、ゲルシフトアッセイあるいはChipアッセイにて領域内のHIFF/HIF転写因子結合にろいて検討を行う。エキソン11個からなるSIM2遺伝子は、21q22.2に座位し、ダウン症関連遺伝子として単離されたbasic helix-loop-helix(bHLH)-PAS型転写因子の一つである。近年、エキソン10と11の間のalternative splicingにより、Longタイプ(SIM2_L)とShortタイプ(SIM2_s)の2種類の遺伝子の存在が判明した。SIM2_sは大腸ガン、膵臓ガン、前立腺ガンなどの固形腫の腫瘍マーカーとして特に注目されている。また、女性のダウン症患者において乳ガンの発症率が10倍以上低いという報告があることから、ダウン症発症メカニズムの解明の一端としてSIM2_sの発現機構についての解析を平成21年度は行った。先に見いだしたSIM2_L、SIM2_s発現パターンの違いを持っヒト癌細胞株を用いてSIM2_s遺伝子のプロモーター解析を行い、SIM2_Lでは検出されなかった領域nt.-1263-500に強い活性が認められたことから、このDNA配列内に存在する転写因子のシスエレメントを検索した。その中からbHLH-PAS転写因子であるHIF、核因子NF1および領域外ではあるがSIM2_Lではプロモーター活性の少なかっだ領域め筋肉発現転写因子MyoDのシスエレメントを5'biotin標識化しプローブとしてゲルシフトアッセイを行った。HIFおよびNF1プローブではMCF7においてバンドが検出されたが特異性は低かった。MyoDプローブを用いた際、用いた細胞株ごとに野生型配列と変異配列ではシフトバンドの変化が検出された。これらの事から、SIM2_Lとは異なるSIM2_s特異的な遺伝子発現メカニズムの存在が示唆された。
超高温組織安定性を有するコーティングの開発とニオブ基合金への適用

拡散バリアコーティングの高温組織安定性を理解するための基礎となるReを含有する系の状態図(Re-Cr-NbおよびRe-Al-Nb)に関して実験的検討を行った。特に、バリア層(Re-Cr-Nb系χ相)の構造と組成、組織を安定にするためにはNb基合金とAlリザーバ層に挟まれたRe系合金層の組織安定性を理解することが重要である。本研究で提案するコーティングシステム(Nb基合金/Re(-Nb)基合金/アルミナイド)を検討するうえで、平成21年度は1500°Cで真空雰囲気による超高温熱処理実験の条件確立のため、試料作製方法や実験装置の改良を行った。また、Nb基合金に適したバリア層の基本系を決めることが重要であるため、その基礎となるNb-Re基三元系実験状態図、特にNb-Re-Al、Nb-Re-Cr、Nb-Re-W、Nb-Re-Ptについて実験的検討をすすめた。以下に、得られた成果を要約する。(1) 1500°Cで真空雰囲気(6×10^<-5>Pa)にて100hrの超高温熱処理実験を達成した。(2) Nb-Re-Al系:Re-Nb系χ相には10at%Alを固溶するため、第三元素の添加により固溶量を低下させる必要がある。(5) Nb-Re-Pt系:Re-Nb系χ相には5at%Ptを固溶するため、第三元素の添加により固溶量を低下させる必要がある。これらの結果より、バリア層の基本系はRe-Cr(-Nb)基合金を第一候補として今後検討をすすめる。動力学的検討に関しては、Nb/X(X=Re、Cr、W、Mo、Pt)拡散対をSPS法により作製し、1500°Cで最長50hr保持した後、氷水中へ急冷する拡散対実験を行った。その結果、Nbと他の元素(Cr、W、Mo、Pt)からなる反応層の厚さを比較すると、Re-Nb系χ層の成長は非常に遅いことが明らかになった。本研究で提案するコーティングシステム(Nb基合金/Re(-Nb)基合金/アルミナイド)を検討するうえで、平成22年度はNb基合金に適したバリア層の基本組成を決定するため、1500°Cにおける拡散対実験および熱処理実験から検討を行った。■拡散対実験・SPS法により作製したNb/Re拡散対を1500°Cで1、5および50hr保持した後、氷水中へ急冷した。接合界面に形成するRe-Nb系χ層の成長は非常に遅いが、χ層は脆性を有することが明らかになった。■熱処理実験・拡散対実験の結果から、Re-Nb系χ相の脆性を抑制するため、バリア層成膜プロセスの観点からもRe-Cr-Nb系を基本組成とした。・Re-Cr-Nb三元系状態図に関して、1500°Cの等温断面図を実験的にほぼ決定した。(1)1500°Cで240h熱処理後に急冷した各試料から、各相の共役組成が得られた。(2)χ相とα相の共役組成より、χ相へのCr固溶量は約40at%と予想される。(3)χ相とσ相の共役組成より、σ相へのNb固溶量は約2at%であった。本研究が提案するバリアコーティング(Nb基合金/バリア層(Re基合金)/アルミナイド/(Al_2O_3皮膜)に関して、実験による状態図の作成および拡散対による拡散パスの決定から、コーティングシステムの構造について検討した。・γ固溶体相とχ相、χ相とσ相およびχ相とα固溶体相のタイライン組成がそれぞれ明らかになった。・χ相とσ相のタイライン組成より、σ相へのNb固溶量は約2at%であった。・χ相とα固溶体相のタイライン組成より、χ相へのCr固溶量は約40at%であった。⇒これらの各相のタイライン組成は、Nb基合金とバリア層との相関係を明らかするための基礎的な情報である。■1500°CにおけるRe-W-Nb系χ相へのPtおよびAlの固溶挙動・5at%Pt添加した合金によるχ相へのPt固溶量は、約3at%であった。・5at器Ptおよび25at%Al添加したRe-Nb-W合金によるz相へのAl固溶量は約2at%であり、Ptは全く固溶しない。⇒χ相にAlが含有していない場合、Ptを固溶する。一方、χ相にAlが含有している場合、Ptを固溶しないことが明らかになった。■拡散対による拡散パスの決定Nb上にReめっきを施し、熱処理によりNb上に形成するRe-Cr(-Nb)系合金層を形成させた。これらの結果から、Nbとバリア層の層構造について、以下のことが得ちれた。■総括・Nb上にRe-Cr(-Nb)系バリア層を適用する場合、成膜プロセスの観点から、Cr拡散処理法によりx層を形成させることが達成でき、χ層上にアルミナイド層を形成させることが可能となった。
生殖幹細胞の分化メカニズムと異種間細胞移植による精子形成誘導

本研究は、家畜を含めた大型動物での生殖幹細胞の特性解析と、生殖幹細胞の移植による精子誘導について検討することを目的とした。哺乳動物の幼若期の精巣に存在する前精原幹細胞(Gonocyte)は、細胞増殖を行わず静止期にあるが、性成熟の進行にともなって精原幹細胞(Spermatogonia)から精子細胞へと分化する能力をもつ。本研究では、ウシのGonocyte細胞表面のGalNacを認識するレクチン(DBA)、そして細胞外マトリックス(Extracellular matrix、ECM)であるGelatin、Laminin、Poly-L-Lysineの4つの物質でそれぞれコーティングしたディッシュを用いてGonocyteを培養し、その自己複製能、接着、増殖のパターンを調べ、体外での長期培養と多能性細胞への誘導の可能性について検討した。その結果、Laminin以外の基質でコーティングを施したディッシュ上では多能性幹細胞様のコロニーが観察された。特に、DBAやGelatinでコートしたディッシュでは、それぞれ126.5±10.0個と72.5±0.7個のコロニーが観察され、これらの二つ基質がGonocyteの細胞増殖とコロニー形成に特に有効に作用していることが示された。さらに、DBAはGonocyteに対して上記の効果を示す一方で、体細胞に対しては逆に接着と増殖の抑制が観察された。また、各基質で培養した細胞における、多能性に関連するリプログラミング遺伝子(NANOG、POU5F1、SOX2、c-MYC、REX1)と生殖細胞特異的な遺伝子(UCHL1)の発現パターンを調べた。その結果、DBAコーティングディッシュ上で細胞を培養した場合を、他のECMコーティングディッシュで培養した場合とを比較すると、POU5F1とUCHL1の発現が非常に高かった。それに加え、DBAコーティングを用いた培養ではSOX2、c-MYC、REX1などのリプログラミング遺伝子の発現も増加した。これらの結果かち、Gonocyteの表面で発現しているGalNAcが特異的にDBAを認識し、この基質を介して細胞の接着が誘導され、前精原幹細胞の増殖や自己複製能が促進されることが示唆された。本研究は、研究情報の限られた、家畜などの大型動物の雄性生殖幹細胞の体外での長期培養や多能性細胞の樹立に関する研究に、有用な情報を提供すると考えられる。本研究では、家畜などの大動物での精巣内生殖幹細胞株(GS細胞)及び多能性幹生殖細胞株(mGS細胞)の特性の解析と生殖幹細胞株の異種移植による精子形成の誘導について検討することを目的とする。本年度は、家畜のモデル動物として、特にマウスを中心として、幼若期精巣中の前生殖幹細胞(Gonocyte)の増殖と糖質(GalNAc)の局在との関係を検討した。マウスの精巣ではブタ及びウシと同様に細胞増殖休止期のGonocyteの表面でGalNAcが特異的に存在し、成体精巣中の生殖幹細胞(Spermatogonia)への分化後に消失した(Figure 1.)。さらにSpermatogoniaから精子への分化過程でGalNAcの発現が増加した。これらの結果はマウスの生殖細胞でのGalNAcの発現パターンが生殖細胞の増殖過程において変化することを明らかにするとともに、GalNAcが哺乳動物の精巣由来の未分化前生殖幹細胞の特異的なマーカーになることを示した。このような生殖細胞でのGalNacの発現パターンは細胞特性の変化における現象の一つであり、生殖幹細胞の増殖と分化過程で糖質の役割が非常に重要な因子になることを示唆した。この研究成果は家畜のモデルとしてマウスでの研究がブタ及びウシにも応用可能であることを示した。さらに、精巣内生殖幹細胞の体外培養研究をウシで行い、ウシの幼若期精巣中の生殖幹細胞と成体精巣中の生殖幹細胞は体外培養が可能であり、特に幼若期精巣中の生殖幹細胞は長期間(約1.5ヶ月)生殖幹細胞の特性を維持することができたことから、長期体外培養の可能性が示された。

また、各基質で培養した細胞における、多能性に関連するリプログラミング遺伝子(NANOG、POU5F1、SOX2、c-MYC、REX1)と生殖細胞特異的な遺伝子(UCHL1)の発現パターンを調べた。その結果、DBAコーティングディッシュ上で細胞を培養した場合を、他のECMコーティングディッシュで培養した場合とを比較すると、POU5F1とUCHL1の発現が非常に高かった。それに加え、DBAコーティングを用いた培養ではSOX2、c-MYC、REX1などのリプログラミング遺伝子の発現も増加した。これらの結果かち、Gonocyteの表面で発現しているGalNAcが特異的にDBAを認識し、この基質を介して細胞の接着が誘導され、前精原幹細胞の増殖や自己複製能が促進されることが示唆された。本研究は、研究情報の限られた、家畜などの大型動物の雄性生殖幹細胞の体外での長期培養や多能性細胞の樹立に関する研究に、有用な情報を提供すると考えられる。
オリオン星雲と大マゼラン雲の遠赤外線高解像観測

完成した世界初の遠赤外線干渉計FITE(Far-Infrared Interferometric Telescope Experiment)を用いて、大規模星形成領域(大マゼラン雲およびオリオンKL領域)の高解像干渉計観測を行う計画であった。しかしながら準備を始めたところで、より研究を進めることができる基盤研究Sが採択されたので、本研究は初年度の途中で廃止することとした。
レチノイン酸によるインターフェロンの腎細胞癌に対する抗腫瘍性の増強効果

1)IFN(インターフェロン)、ATRA(オールトランス型レチノイン酸)単独による抗腫瘍性の検討:ACHN細胞、KU-2細胞にIFN-α、IFN-γおよびATRAを加え、各薬剤単独による抗腫瘍効果を細胞増殖曲線およびMTT法により観察した。ACHNではIFN-γにおいて抗腫瘍効果を認めたがIFN-αおよびATRAにおいてはそれを認めなかった。KU-2ではIFN-α、IFN-γおよびATRAのいずれにおいても抗腫瘍効果を認めなかった。2)ATRA、IFN併用による抗腫瘍性の変化:ATRAで各細胞株をpre-treatment後IFNを加え、IFN単独の場合との抗腫瘍性の違いを検討した。ACHNではIFN-α、IFN-γのいずれにおいても変化を認めなかった。KU-2ではIFN-αにおいて抗腫瘍効果の増強を認めたがIFN-γにおいては変化を認めなかった。3)ATRA、IFNによるSTAT発現への影響:STAT(Signal Transducers and Activators of Transcription)1、STAT2抗体を用いたウェスタンブロット法により各細胞株のこれらのタンパク発現量の違いを観察した。ACHNではSTAT1、STAT2ともその発現を認めたが、KU-2ではSTAT1は弱発現でSTAT2は発現していなかった。次いでATRA、IFN添加下に各細胞株を培養しSTAT1、STAT2の発現量の経時的変化を観察した。ACHNではATRAおよびIFN添加下でSTAT1、STAT2ともにその発現量の変化はみられなかった。KU-2のATRA添加下でSTAT1では発現量増加がみられたがSTAT2ではその発現量変化はみられなかった。KU-2のIFN添加下ではSTAT1、STAT2ともにその発現量変化はみられなかった。4)STAT1強発現による抗腫瘍性の変化:KU-2にSTAT1発現プラスミドを導入しSTAT1を強発現させて抗腫瘍性の変化を観察した。IFN-α、IFN-γいずれにおいても抗腫瘍効果に変化を認めなかった。平成11年度は研究計画書に記載したとおり、in vitroで以下の実験を行った。1)IFN(インターフェロン)、RA(レチノイン酸)単独による抗腫瘍性の検討IFN-α、IFN-γおよびRAにおいて、それぞれをACHN細胞、KU-2細胞に加え、各薬剤単独による抗腫瘍効果を細胞増殖曲線の変化およびMTT法により観察した。ACHNではIFN-γにおいて抗腫瘍効果を認めたがIFN-αおよびRAにおいてはそれを認めなかった。KU-2ではIFN-α、IFN-γおよびRAのいづれにおいても抗腫瘍効果を認めなかった。2)RAおよびIFN併用による抗腫瘍性の変化RAで各細胞株をpre-treatment後IFNを加え、IFN単独の場合との抗腫瘍性の違いを検討した。ACHNではIFN-αおよびIFN-γのいづれにおいても変化を認めなかった。KU-2ではIFN-α、において抗腫瘍効果の増強を認めたがIFN-γにおいては変化を認めなかった。3)RAおよびIFNによるSTAT発現への影響STAT(Signal Transducers and Activators of Transcription)1、STAT2抗体を用いたウェスタンブロット法により各細胞株のこれらのタンパクの発現量の違いを観察した。ACHNではSTAT1、STAT2ともにその発現を認めたが、KU-2ではSTAT1は弱発現、STAT2は発現していなかった。次いでRAおよびIFN添加下に各細胞株を培養し、ウェスタンブロット法を用いてSTAT1、STAT2の発現の変化を経時的に観察した。ACHNではRAおよびIFN添加下でSTAT1、STAT2ともにその発現量の変化はみられなかった。KU-2のRA添加下で、STAT1では発現量増加がみられたがSTAT2ではその発現量変化はみられなかった。KU-2のIFN添加下ではSTAT1、STAT2ともにその発現量の変化はみられなかった。4)STAT1強発現による抗腫瘍性の変化これ以降の実験については次年度に検討する予定である。次いでATRA、IFN添加下に各細胞株を培養しSTAT

1、STAT2の発現量の経時的変化を観察した。ACHNではATRAおよびIFN添加下でSTAT1、STAT2ともにその発現量の変化はみられなかった。KU-2のATRA添加下でSTAT1では発現量増加がみられたがSTAT2ではその発現量変化はみられなかった。KU-2のIFN添加下ではSTAT1、STAT2ともにその発現量変化はみられなかった。4)STAT1強発現による抗腫瘍性の変化:KU-2にSTAT1発現プラスミドを導入しSTAT1を強発現させて抗腫瘍性の変化を観察した。IFN-α、IFN-γいずれにおいても抗腫瘍効果に変化を認めなかった。
漢代地域圏の学際的研究

漢代は古代中国世界の一つの到達点であり、統一を背景とした共通性が強調されることが多い。本研究は、歴史情報と地理情報に基づいて漢代の地域圏を整理して、考古学・文献史学・自然地理学という視点から地域圏を評価することで、漢代社会の構造を明らかにしようとするものである。城郭・墓葬・自然境界を分析の手段として地域圏を析出し、地域圏相互の関係に基づいて、漢という世界の共通性とは何であるのかを問う。本課題3年間を通じて集成した地理情報と歴史情報をもとに、主に行政支配拠点である郡県に推定される城郭とその地理環境を対照した漢代歴史情報地図を作製した。この漢代歴史情報地図をもとに、よりマクロな視点で漢代の地域社会の実態を検討した。地形利用や領域という視点から地域社会の景観について検討を進め、多様な自然環境のもとにある個々の地域社会の実像を抽出し、その相互関係に注目して、漢という世界を構成する地域圏の様子を検討した。これは、歴史・考古・地理という複合的な視点で、漢代の地域圏を評価したものであり、漢代社会を検討する上で議論の基礎となるものといえよう。各地域圏そのものを注視するミクロな視点では、安定郡や北地郡などの地域圏内部の実態、あるいは漢帝国周辺地域をも包括する地域間相互の関係などを検討した。個別事例研究の範疇にあるこれらの認識や視点は、学会発表を通じてその一部を公開した。本年度は、華北地域東部の山西・河北・遼寧・内蒙古を中心とした漢代地域圏に関する基礎情報の整理を中心に研究を進めた。漢代歴史情報地図の作成にむけて、地理情報と歴史情報の集成や整理を進めつつ、その過程で深化した各視点からの地域圏の認識を対照して、「地域圏の析出とその評価」について議論を重ねた。地理情報の集成・整理は阿子島功が担当し、高精度地図及び衛星写真を基礎資料として、地形利用図の作成に取り組んだ。歴史情報の集成や整理は上野祥史と杉本憲司が担当した。発掘報告書及び文物地図集を基礎資料として、遺跡・遺物情報の集成・整理を進めるとともに、『漢書』『後漢書』等の文献資料を基礎資料として、対象地域に関する情報を整理した。漢代の地域圏に対する検討は予察の域にとどまるが、考古情報や文献情報という資料形態にとらわれることなく、「王権の戦略」と「地域の紐帯」を対照して漢代の地域圏の実態を評価する取り組みや、地理環境や生業適応など地理学的検討を反映した地形利用図を重ねることによって、漢代の地域圏を相対化する取り組みなどにおいて、一定程度の成果を得ることができた。本年度は、華北地域東部の河南・山西・山東・河北・遼寧・内蒙古を中心に漢代地域圏に関する基礎情報の整理を中心に研究を進めた。また、寧夏回族自治区において、現地調査を実施した。

城郭・墓葬などの遺跡と出土遺物に関する知見を収集し、地理環境を実感することにより、地形利用や領域という視点から地域社会の景観について検討を進め、漢代の安定郡・北地郡に対する認識を模索した。漢代の地域圏に対する検討は予察の域にとどまるが、考古情報や文献情報という資料形態にとらわれることなく、「王権の戦略」と「地域の紐帯」を対照して漢代の地域圏の実態を評価する取り組みや、地理環境や生業適応など地理学的検討を反映した地形利用図を重ねることによって、漢代の地域圏を相対化する取り組みを進め、一定程度の成果を得ることができた。漢代は古代中国世界の一つの到達点であり、統一を背景とした共通性が強調されることが多い。本研究は、歴史情報と地理情報に基づいて漢代の地域圏を整理して、考古学・文献史学・自然地理学という視点から地域圏を評価することで、漢代社会の構造を明らかにしようとするものである。城郭・墓葬・自然境界を分析の手段として地域圏を析出し、地域圏相互の関係に基づいて、漢という世界の共通性とは何であるのかを問う。漢代地域圏を評価する上では、マクロな視点とミクロな視点が重要になる。各種情報の蓄積は、本課題3年間を通じて遂行しえたが、漢代世界は広大な範囲に及び、蓄積された考古情報も膨大な数に及ぶため、本年度はマクロな視点で漢代の地域社会を検討することに目的を絞り、研究成果の集約に取り組んだ。これまでに集成した地理情報と歴史情報をもとに、主に行政支配拠点である郡県に推定される城郭とその地理環境を対照した漢代歴史情報地図を作製した。この漢代歴史情報地図をもとに、よりマクロな視点で漢代の地域社会の実態を検討した。地形利用や領域という視点から地域社会の景観について検討を進め、多様な自然環境のもとにある個々の地域社会の実像を抽出し、その相互関係に注目して、漢という世界を構成する地域圏の様子を検討した。これは、歴史・考古・地理という複合的な視点で、漢代の地域圏を評価するものであり、漢代社会を検討する上で議論の基礎となるものといえよう。この歴史情報地図をもとに、地域圏に対するミクロな視点での検討をおこなった。地域間相互の関係や地域圏内部の実態、あるいは漢帝国周辺地域との関係などを検討した。個別事例研究の範疇にあるこれらの認識や視点は、学会発表を通じてその一部を公開した。日本において進めている地理情報と歴史情報の収集は、おおむね当初の計画通り進んでいる。また、寧夏回族自治区における調査を実施したことにより、現地において地理景観に歴史情報・地理情報を重ねた漢代地域圏の検討が実現している。第1年度、第2年度に計画した事項は、順調に遂行しつつあると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、3年計画の最終年度にあたり、研究成果の公開に向けた取り組みが主な課題となる。本研究課題では、地理情報と歴史情報を重ねた研究基礎情報と、それに基づいた漢代地域圏に関する認識を、研究成果として提示する計画である。ともに、書籍(報告書)での公開を目指す。研究基礎情報に関しては、対象とした地域も広汎に及び情報量も多いため、その提示の方法には少し検討が必要である。後者の「地域圏」で議論する地域に絞ってより詳細に情報提示をすることなどの対策を講じる予定である。
自己学習型耐震実験手法の開発

本研究の目的は、電算機と加力機と計測機器をオンライン化し構造物の地震時応答を再現するオンライン応答実験の新たな展開をめざして、実験加力途中に得られる情報を適宜計算機のなかに取り込みながら大規模構造物の地震時応答をシミュレーションする手法を開発することである。本研究の初年度である平成5年度では、この手法の根幹となる数値解析アルゴリズムを整備するとともに、この手法を実現するための基本実験装置を導入した。本研究の最終年度である平成6年度では、初年度に構築した手法の妥当性を検証するための実験と、実験結果に基づいて、ここで提案する手法の「自己学習型耐震実験手法」としての総合評価を実施した。検証実験では、履歴ダンパーを各所に配した10層鉄骨骨組を対象とし、履歴ダンパーの一部に実験を施すことによって、骨組全体の地震時応答を再現することを試みた。この実験結果を一連の数値解析結果と比較することから、本実験から得られた地震時応答は真の地震時応答を精度よく再現していることを確認した。またその帰結として、本手法によれば、構造物の一部分にだけ実験を実施しながら、構造物全体の地震時挙動をシミュレーションできること、またこれが大規模構造物に対する実験を実大規模にできるだけ近いかたちで実施する道を拓きうることを実証した。また速度依存性の高い構造物の地震時応答を再現する手法にも考察を加え、リアルタイムオンライン応答実験を実現するための要件を整理するとともに、ディジタルシグナルプロセッサーを用いたリアルタイム制御機構の基本アーキテクチャを考案した。本研究では、実験に過度の縮小模型を使うことなく、大型構造物の地震時応答を再現しうるオンライン応答実験法を提案することを目的とし、(1)サブストラクチャ法の考え方を導入したオンライン応答実験を考え、それを実現するための数値積分アルゴリスムと実験制御機構を開発すること、(2)数値モデル化に際して、それを先見的にモデル化するのではなく、実験から逐次得られる情報にシステム同定法を適用することによって、数値モデルを構築・更新する手法を考案すること、の二点を具体的な研究項目として設定している。平成5年度に得られた主な成果は以下の通りである。(1)多自由度構造物に対処するための解析法・実験誤差累積を制御する手順の開発オンライン応答実験に適合し、無条件安定な解を保証し、さらに実験誤差累積制御機能を有した新しい積分法(α-OS法)を提案するに至った。(2)応力・変位境界条件混在型制御実験のための制御機構の開発荷重制御と変位制御を自由に選択し、また載荷途中で随時切り替えることのできる新しい制御機構を開発した。(3)履歴特性の数値モデル化手法の開発等方硬化と移動硬化を組み合わせた履歴モデルを誘導した。本研究の最終年度である平成6年度では、初年度に構築した手法の妥当性を検証するための実験と、実験効果に基づいて、ここで提案する手法の「自己学習型耐震実験手法」としての総合評価を実施した。

また速度依存性の高い構造物の地震時応答を再現する手法にも考察を加え、リアルタイムオンライン応答実験を実現するための要件を整理するとともに、ディジタルシグナルプロセッサーを用いたリアルタイム制御機構の基本アーキテクチャを考案した。
2価チタン反応剤を用いる多元素環状化合物の合成

2価チタン反応剤Ti(O-i-Pr)_4/2i-PrMgXに内部アセチレン、つづいて末端アセチレンを作用させるとチタナシクロペンタジエンが高選択的に生成する。その後I_2を作用させると1,4-ジョード-1,3-アルカジエンが収率よく得られる。従来、1,4-ジョード-1,3-アルカジエンの合成は多行程反応を要し、必ずしも合成が容易な化合物ではなかった。それゆえ、このone-potで入手しやすい出発物質から合成で可能ならしめる本反応の合成的価値は高い。そこで1,4-ジョード-1,3-アルカジエンの合成的展開を行った。結果、以下に述べるような興味深い事実を明らかにすることができた。1)1,4-ジョード-1,3-アルカジエンの位置選択的マグネシウム化が起こることを見出した。得られたGrig nard試薬の反応性を利用することにより、従来法では合成に多工程を要したフェノールや多置換スチレンの合成が容易に行えた。2)1,4-ジョード-1,3-アルカジエンに塩基を作用させるとエンインヨード化合物が収率よく得られた。この生成物を合成素子として用い、π-共役オリゴマーの合成を行った。すなわち、エンインあるいはエンジインを主鎖にもつ単分散のπ-共役オリゴマーの初めての実用的合成の道を拓くことができた。2価チタン反応剤Ti(O-i-Pr)_4/2i-PrMgC1と2分子のアセチレンから生成するチタナシクロペンタジエンを経由する下記の4つの合成反応を見出した。1)チタナシクロペンタジエンとプロパルギルブロマイドの反応が容易に進み、ベンジルチタン化合物が収率よく得られることを見出した。2)チタナシクロペンタジエンとスルホニルニトリルの選択的挿入反応が容易に進み、種々のピリジン誘導体が合成できることを見出した。3)チタナシクロペンタジエン化合物が適当な位置にアセチレン部位を有すると、その部位の挿入が起こり、芳香族化合物が得られることを見出した。4)チタナシクロペンタジエンにヨウ素を作用させて得られる1,4-ジヨード1,3ジエンの位置選択的マグネシウム化がマグネシウムアート錯体を用いると進行することを見出し、この反応を鍵反応として多置換スチレンの合成を行った。5)上記反応で得られる1,4-ジヨード1,3ジエンの反応性を利用し、電子材料として興味を持たれている共役オリゴマーの合成に成功した。
肺がんの新規分子標的治療法開発

次世代シークエンサーを用いてnon-TRUタイプの肺腺がん43症例86検体(腫瘍部と非腫瘍部のペア)の全エクソン解析を施行した。その結果、43例中7例においてNKX2-1/TTF-1遺伝子に8種類の非同義変異の存在が認められた。これら8つのNKX2-1/TTF-1変異体はいずれも失活変異体であることが確認され、変異陽性の7症例はいずれもTTF-1免疫染色が陰性で、そのうち5例にはKRAS変異も併存していた。組織学的にはNKX2-1/TTF-1変異陽性7例中5例が粘液産生腺癌で、本遺伝子変異は直接的な癌化能を持たないものの、non-TRUタイプの肺腺がんの発生機序に関与していることが示唆された。平成26年度内で我々は、肺がん臨床検体約50症例からRNA抽出ならびにcDNA合成とゲノムDNAの回収を行った。そのうち良質なcDNAが回収できた症例について、まずは2症例についてcDNA発現レトロライブラリーを構築し、マウス線維芽細胞3T3を用いたfocus formation assayを施行した。その結果、数個の候補遺伝子を同定しており、現在それぞれの遺伝子に関して機能解析実験を遂行中で、真にがん遺伝子であるかどうかの検証を進めている。さらに引き続き今年度も、症例数を増やして本手法による発がん遺伝子の同定を目指していく。また、約40症例80検体(腫瘍部(がん部)ならびに非がん部(正常部))については、次世代シークエンサーを用いてゲノムDNAの全エキソン領域の変異解析を行った。得られた結果から、がん部と非がん部のデータを比較することで非がん部(正常部)にはなくがん部にのみ認められるアミノ酸置換を伴う遺伝子変異を同定し、同遺伝子変異が実際に肺がんの発がん原因となり得るかどうかを検証している。EGFR阻害剤やALK阻害剤などの肺がん原因遺伝子をターゲットとした分子標的治療法の登場により、肺がんの治療法は大きく変貌を遂げた。直接的な原因遺伝子を同定することこそが治療に直結することが示された結果であり、今回のデータ解析から新たな肺がん原因遺伝子とその分子標的治療について新たな提言を世界に発信できるものと期待される。H27年度内で我々は、昨年度肺がん臨床検体から構築したcDNA発現レトロライブラリーを用いたマウス繊維芽細胞3T3 focus formation assayから得られた、肺がんの原因となる候補遺伝子について、そのがん化能の機能解析を引き続き行った。現時点で真のがん遺伝子かどうかを特定することに難渋しているが、H28年度も引き続き検証していく。さらに昨年度次世代シークエンサーを用いて肺がん38症例76検体(腫瘍部と非腫瘍部のペア)の全エクソン解析を施行したが、加えてそれらの腫瘍部検体からRNAを抽出しRNAシークエンスも施行した。その結果、腫瘍部検体でのみ発現が認められているアミノ酸置換を伴う遺伝子変異や、融合型遺伝子を数個同定した。現在それらの候補遺伝子が真の発がん遺伝子かどうかどうかの検証を進めている。また、肺がんの原因遺伝子であるEML4-ALK陽性症例に対して、その治療薬であるALKチロシンキナーゼ活性阻害剤(クリゾチニブ)を投与後に、一度は薬剤に奏効したもののその後再増悪(薬剤耐性期)した症例の検体を入手した。本症例の治療前(薬剤感受性期)と耐性期検体の全エクソン解析を施行した。これらのデータを元に、感受性期と耐性期とで発現している遺伝子のプロファイリングを比較検討し、ALK阻害剤耐性の原因となり得る遺伝子異常を解明することで、新たな提言を世界に発信できるものと考える。予定通り検体収集ならびにゲノム解析が行われ、そこから得られた解析結果をもとに検証実験が進んでいる。前年度までに次世代シークエンサーを用いて肺腺がん38症例76検体(腫瘍部と非腫瘍部のペア)の全エクソン解析を行っていたが、本年度はさらに5症例を追加解析し計43症例86検体の全エクソン解析から得られたデータをもとに、腫瘍部検体でのみ発現が認められているアミノ酸置換を伴う遺伝子変異について肺がんとの関連を検証した。さらに本43症例について腫瘍部検体からRNAを抽出しRNAシークエンスも施行した。その結果43例中7例においてNKX2-1/TTF-1遺伝子に8種類の非同義変異の存在が認められた。NKX2-1/TTF-1により転写活性化される標的遺伝子であるMYBPHを指標としたルシフェラーゼアッセイにおいて、これら8つのNKX2-1/TTF-1変異体はいずれも失活変異体であることが確認された。これら7症例はいずれもTTF-1免疫染色が陰性でうち5例にKRAS変異が認められ、組織学的にはNon-TRU typeの肺腺癌に分類され、同タイプに特徴的な失活変異体であることが示唆された。さらにNKX2-1/TTF-1遺伝子のメチル化をバイサルファイトシークエンスにより検討したところ、高度にメチル化されていることも確認され、遺伝子変異ならびに高メチル化によりTTF-1の発現が抑制されていることが解明された。同コホートのRNAシークエンス解析結果からは、3つの新たな融合型遺伝子を同定したものの現時点ではそのがん化能を確認するには至らなかった。本融合型遺伝子は分子標的薬治療のターゲットとは考えにくいものの今後の解析により何らかの肺がん発症機構との関連が認められる可能性がある。

その結果、43例中7例においてNKX2-1/TTF-1遺伝子に8種類の非同義変異の存在が認められた。これら8つのNKX2-1/TTF-1変異体はいずれも失活変異体であることが確認され、変異陽性の7症例はいずれもTTF-1免疫染色が陰性で、そのうち5例にはKRAS変異も併存していた。組織学的にはNKX2-1/TTF-1変異陽性7例中5例が粘液産生腺癌で、本遺伝子変異は直接的な癌化能を持たないものの、non-TRUタイプの肺腺がんの発生機序に関与していることが示唆された。予定通りに検体収集が行われ、cDNA発現レトロライブラリーの構築や次世代シークエンサーにおける解析が順調に進行中である。発現ライブラリーや次世代シークエンサーを用いた解析から得られた、発がんに起因すると考えられる候補遺伝子について機能解析を行い、真のがん遺伝子であるかどうかを検証する。またALK阻害剤耐性患者検体からもcDNA発現ライブラリーを構築し、ALK阻害剤耐性機序を解明することを目指す。肺がんのゲノム機能解析これまでに得られた解析結果をもとに、肺がん発症メカニズムに関わる原因遺伝子候補について機能解析を進めていく予定で、新たな肺がん原因遺伝子が同定できた場合はその治療法についても新たな提言を行う。また、ALK阻害剤で治療中に耐性を獲得した症例について、cDNA発現ライブラリーを構築してそれを用いて耐性機構を明らかにすることも目指す。
口腔内細菌叢と根尖性歯周炎の難治化との関係の検索

大阪大学歯学部附属病院を受診し、根管治療が必要と診断された外来患者に対してインフォームドコンセントを行い、33名の患者から本研究への参加に対する同意を得た。非難治性根尖性歯周炎症例のうち、根尖部透過像を認めない症例(10症例)および根尖部透過像を認めた症例(8症例)の根管内削片、唾液、ならびに歯肉縁下プラークを採取した。根管治療で治癒せず、外科処置に至った難治性根尖性歯周炎症例(16症例)のうち、3症例で根管内削片、根尖孔外バイオフィルム、唾液、ならびに歯肉縁下プラークを、13症例で根尖孔外バイオフィルム、唾液、ならびに歯肉縁下プラークを採取した。各試料中の細菌DNAを抽出し、構成細菌を次世代シーケンサーを用いて、16S rRNA遺伝子のV1-V2領域を標的としたシーケンス解析に供し、その構成細菌を網羅的に同定した。各試料の解析結果には個体差が認められたが、それらの平均値を算出することにより一定の傾向が認められた。非難治性根尖性歯周炎症例のうち、根尖部透過像を認めない症例の根管内試料では、Firmicutes門が全体の約51%、Actinobacteria門が全体の約25%を占め、根尖部透過像を認めた症例の根管内試料では、Firmicutes門が全体の約38%、Actinobacteria門が全体の約25%、Bacteroidetes門が17.6%を占めた。また、難治性根尖性歯周炎症例の根尖孔外バイオフィルム試料ではProteobacteria門が全体の約25%、Bacteroidetes門が全体の約21%、Actinobacteria門およびFirmicutes門が全体の約20%を占めた。一方、唾液および歯肉縁下プラーク試料では、非難治性根尖性歯周炎症例患者と難治性根尖性歯周炎患者間で大きな相違は認められなかった。大阪大学歯学部附属病院を受診し、根管治療が必要と診断された外来患者に対してインフォームドコンセントを行い、同意の得られた患者15名(難治性歯周炎罹患歯14症例、難治性歯周炎非罹患歯1症例)の根管内、唾液、ならびに歯肉溝または歯周ポケット、難治性根尖性歯周炎の症例に関してはさらに根尖孔外から試料採取を実施した。そのうち、歯根端切除に至った難治性根尖性歯周炎症例3症例の各試料中の細菌DNAを抽出し、構成細菌を次世代シーケンサーを用いて、16S rRNA遺伝子を標的としたシーケンス解析に供し、その構成細菌を網羅的に同定した。その結果、症例1については、根管内および根尖孔外試料より、Capnocytophaga属、Fusobacterium属、Corynebacterium属、Propionibacterium属、Prevotella属、Porphyromonas属が高頻度に検出され、Corynebacterium属以外は、同一患者の唾液およびデンタルバイオフィルム試料からも検出された。症例2については、根尖孔外試料よりTannerella属、Treponema属が高頻度に検出され、同一患者の唾液およびデンタルバイオフィルム試料からも検出された。また、症例3については、Streptococcus属、Tannerella属、Fusobacterium属、Propionibacterium属、Prevotella属が高頻度に検出され、Propionibacterium属以外は同一患者の唾液およびデンタルバイオフィルム試料からも検出された。以上の結果より、難治性根尖性歯周炎症例の根管内および根尖孔外バイオフィルムの構成細菌はそのほとんどが歯周病の原因菌である細菌種であり、それぞれの患者の唾液およびデンタルバイオフィルム構成細菌と一致することが明らかとなった。難治性根尖性歯周炎罹患歯14症例、非罹患歯歯1症例の臨床試料採取が終了している。特に対象患者が少ない難治性根尖性歯周炎罹患歯に関して、目標である20症例中15症例の採取が終了しているため、順調に進展していると考えられる。そのうち、根尖部透過像を認めない症例(11症例)および根尖部透過像を認めたが、根管治療で治癒した症例(8症例)の根管内削片、唾液、ならびに歯肉縁下プラークを採取した。根管治療で治癒せず、外科処置に至った症例(14症例)のうち、3症例で根管内削片、根尖孔外バイオフィルム、唾液、ならびに歯肉縁下プラークを、11症例で根尖孔外バイオフィルム、唾液、ならびに歯肉縁下プラークを採取した。そのうち、24症例(根尖部透過像を認めない症例:7症例、根尖部透過像を認めたが、根管治療で治癒した症例:8症例、根管治療で治癒せず、外科処置に至った症例:9症例)について、各試料中の細菌DNAを抽出し、構成細菌を次世代シーケンサーを用いて、16S rRNA遺伝子を標的としたシーケンス解析に供し、その構成細菌を網羅的に同定した。その結果、根管治療で治癒せず、外科処置に至った症例の根管内削片および根尖孔外バイオフィルム試料から、歯周病原性細菌と考えられているPorphyomonas gingivalisやTannerella forsythiaが属するPorphyromonadaceae科の細菌が、根尖部透過像を認めない症例および根尖部透過像を認めたが、根管治療で治癒した症例の根管内削片試料と比較し多く検出された。