hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不連続体解析と地殻変動解析システム開発への応用に関する研究

これにより、これまでの土木、建築構造物の耐震設計に対する根本的な見直しを迫られているが、地震予知についても新しい観点からの見直しが必要と思われる。平成6年度において地殻変動解析を行い、列島規模で見た場合、中央構造線-花折・金剛断層-北米プレート日本海側境界はサンアンドレアス断層に類似した右横ずれ断層の動きが見られることを指摘した。平成7年度において引き続きて解析を行い次の結果を得ている。地震はせん断によって生ずるとして現在の流れの中で、基本的には引っ張り破壊が起因して地殻の変形が進展するとした本解析は、現在指摘されている危険地震断層をよく表現している。こうした解析は突き詰めてゆくと、熱、流体、応力の連成解析であり、地球を丸ごと解析するところに落ちつきそうである。今回の解析に対して述べれば次のようにまとめられる。(1)今の解析では地震の再来性を表現できず、このためには下部地殻に粘性項を含めた解析を行う必要がある。(2)現在の2次元解析は平面応力状態として同じ地殻厚さを想定しているが、実際の地殻の厚さを想定して解析する必要がある。また現在、主としてA級の活断層をメッシュ分割に反映させているが、せん断ごうせいを高めてB級、C級の活断層にも適用する必要がある。また中小規模の割れ目は構成則に反映させた解析をすることが必要である。(3)ブロックローテーションが大きくなるので有限変形を考慮した解析が必要である。(4)中央構造線の四国西端部の断層応力場が中央構造線全体の動きに重要と思われるので、精度を高めるためにも九州まで含めた解析が必要である。(5)地震核の解明、および地震の影響範囲を知る上でも動的な解析が必要である。(6)関東地域は活断層評価のためのもっと詳細な解析が是非必要である。柏崎・千葉構造線は、糸魚川・静岡構造線が破壊しても単独では殆ど動かないが、八王子線を含む東北マイクロプレート境界の影響を入れた場合かなり大きな変動量を示し、安政江戸地震の広範囲な強振動をある程度説明可能である。(7)糸魚川・静岡構造線の破壊により伊那谷断層、さらには豊田市の猿投断層まで破壊が進展する。研究目的本研究は、不連続体解析及び地殻変動解析システム開発のために下記項目を可能にすることを目的として行われた。(1)実際の地殻構造及び地震により発生するエシュロン割れ目の再現が可能であること、(2)断層不連続面の力学特性を考慮しうる解析であること、(3)大きな断層をモデル化に反映でき、中小規模の不連続面は要素内の構成則として表現可能な解析であること、(4)亀裂の進展を考慮しながら不連続性岩盤での熱、流体、応力の連成解析が可能であること、(5)水圧、マグマ圧による岩体のマルチクラック進行性破壊が解析可能であること、(6)3次元場での断層、地層構造を含む地殻構造モデルによる解析及び不連続体としての解析結果の画像表示が可能であること、(7)大変形としての地質構造の解析が可能であること、(8)実験室規模の岩石の破壊実験の再現から、列島規模、アジア地域、地球規模的な地殻変動解析が可能であること。(9)レオロジー解析、さらには動的解析が可能であること。
重力を指標とした植物の側生器官の成長方向制御の分子機構の解析

重力屈性において感受細胞内のシグナリングに関与するDLLsは、側枝を上方に伸長させる。一方、DLLsに相同性を示すものの、DLLsの機能に必須なCDL配列を持たないAtTAC1は、側枝を下方向に向ける。我々は主軸の重力屈性と側枝の伸長方向制御を統一的に理解することを目指し、機能未知のDLLsfamily遺伝子CCP13も含め、これら遺伝子の構造及び生理機能について解析を行った。主茎、主根の重力屈性において感受細胞内のシグナリングに関与するDLLs(DGE1, DGE2, DTL)は、側枝及び側根の伸長方向をそれぞれ重力と逆(上)方向及び下方向に向ける働きを持つ。一方、DLLsに相同性を示すものの、重力屈性におけるDLLsの機能に必須なCDL配列を持たないという特徴を持つAtTAC1は、DLLsとは逆に側枝を下方向に向ける生理機能を持つ。DLLsと同じファミリータンパク質でCDL配列をもつが機能未知のCCP1, CCP2, CCP3も解析対象に含め、主軸の重力屈性と側生器官の伸長方向制御を統一的に理解することを目指している。1.変異体の確立CRISPR/Cas9による変異体の作出に取り組んだ。系統確立まであと1-2世代というところまで進んでいる。ccp3変異体はT-DNA挿入系統を確立しており、現在dlls変異体およびattac1と多重変異体を作成中である。2.側生器官GSAの表現型評価法の検討別予算で3Dクリノスタットが入手できたので、1Dクリノスタットの導入は検討中である。側枝については、成長にしたがって変化する角度の評価法を確立した。また、dge1とattac1の単独、二重変異体について測定を行い、遺伝学的関係を考察した。4. DLLsファミリーとAtTAC1の機能解析感受細胞特異的promoter::cDNAを変異体に導入し、感受細胞のみでの当該遺伝子の発現が側生器官伸長方向の表現型を相補できるかどうかを指標に、各遺伝子の分子機能の類似性と機能組織を調査する。形質転換体作成を進行中である。H27年度は4つの研究項目を挙げて研究を進めてきた。項目ごとに進展の度合いは異なり、よく進んでいるものもやや遅れ気味なものもある。しかし総じて概ね順調に進展している。1.変異体の確立dlls三重変異体背景にccp1及びccp2のCRISPR/Cas9による変異導入を行い、四重変異体を得た。現在これらを交配し五重変異体の作出を進めている。dlls ccp3四変異体を作出し、attac1と多重変異体を作成中である。2. DLLsファミリー遺伝子及びAtTAC1の側生器官における発現解析CCP1, CCP2, CCP3, AtTAC1のPromoter::GUS形質転換体を用いて、大まかな発現パターンを観察した。使用したプロモーターにAtTAC1, CCP3のcDNAを連結し、変異体表現型を相補するかどうか確認したところ、期待に反して相補しなかった。この原因について現在検証中である。3. DLLsファミリーとAtTAC1の機能解析3.に記したように、AtTAC1, CCP3について機能的なPromoter::cDNAが得られていないことから、現在スプライシングバリアントやプロモーター領域、cDNAとの連結方法などを改変し、機能を持つコンストラクトを同定している。データベースからAtTAC1及びCCP3はスプライシングバリアントの存在が示唆されたので、それぞれ側枝及び主根から調整したRNAをもとに、転写産物の解析を行った。両者とも機能的に重要なCDL配列に多様性が生じ、CDLに似た配列を持つAtTAC1やCDL配列のC端半分を欠失しているCCP3のバリアントが見つかった。また、AtTAC1ではN端側にも多様性があり、予想よりもプロモーター領域が3'側にずれる可能性も考えられた。現在、どのタイプのcDNAが表現型を相補できるのかを明らかにするため、変異体背景の形質転換体を作成中である。これらの結果は、AtTAC1やCCP3について、組織や器官ごとにスプライシングによる機能調節が行われている可能性を示唆しており、興味深い。ccp3-1, ccp3-3のT-DNA挿入変異体2種について解析中であるが、前者は転写産物を生じないnull変異体、後者はCDL配列を欠く転写産物を生じる変異体である。いずれも単独変異体では顕著な表現型を示さないが、ccp3-3ではdllsとの四重変異体が得られるがccp3-1ではdge1との二重変異体が得られない。現在ccp3-1を含むdlls多重変異体の致死的な表現型がCCP3に本当に由来するのかを確認中である。

dlls多重変異体が致死的表現型を示すなら、このファミリー遺伝子が重力屈性以外にも重要な生理機能を持つことを意味しており、さらに解析を進める必要がある。以上のような当初予期しなかった事態に対処しているため、進捗はやや遅れているが、遺伝子の機能を正確に理解するためには不可避の対応である。重力屈性において感受細胞内のシグナリングに関与するDLLsは、側枝を上方に伸長させる。一方、DLLsに相同性を示すものの、DLLsの機能に必須なCDL配列を持たないAtTAC1は、側枝を下方向に向ける。我々は主軸の重力屈性と側枝の伸長方向制御を統一的に理解することを目指し、機能未知のDLLsfamily遺伝子CCP13も含め、これら遺伝子の構造及び生理機能について解析を行った。1.変異体の表現型解析ccp1, 2変異体を確立し、dlls, ccp3, attac1と交配により、様々な組み合わせの多重変異体の作成を行い、各系統の表現型の解析に着手する。2. DLLsファミリー遺伝子及びAtTAC1の側生器官における発現解析H27年度に確立したCCP1, CCP2, CCP3, AtTAC1のPromoter::GUS形質転換体を用いて、側枝や側根に着目し成長ステージに応じた発現パターンを調べる。また、特にDLLsとTAC1については互いに発現パターンに影響をしあうかどうか、変異体背景での発現解析も進める。3. DLLsファミリーとAtTAC1の機能解析感受細胞特異的promoter::cDNAを変異体に導入し、感受細胞のみでの当該遺伝子の発現が側生器官伸長方向の表現型を相補できるかどうかを指標に、各遺伝子の分子機能の類似性と機能組織を調査する。形質転換体の確立と、その表現型解析を進める。側枝のGSA制御において逆の活性を示すと思われるDLLsとAtTAC1であるが、両者の発現量のバランスとGSA制御との間に関連があるかを調べる。野生型背景や変異体背景において感受細胞特異的promoterあるいは他の組織特異的promoterによるGAL4-UAS制御系等を用い、各遺伝子の発現量の摂動を引き起す形質転換体を作出する。1.変異体の表現型解析; ccp1, 2変異体を確立し、dlls, ccp3, attac1と交配により、様々な組み合わせの多重変異体の作成を行い、各系統の表現型の解析を行うことにより、GSA制御と各遺伝子との関係性を明らかにする。また、ccp3変異体のアリルによる表現型の違いに留意し、DLLsファミリー遺伝子の新規生理機能の解析を進める。2. DLLsファミリー遺伝子及びAtTAC1の側生器官における発現解析;CCP3, AtTAC1については、スプライシングバリアントやプロモーター領域、cDNAとの連結方法などを改変し、機能的コンストラクトを同定する。これをもとに、Promoter::GUSコンストラクトが適切であったかを検討し、必要に応じて再度適切な形質転換体の作出を行い、発現を再確認する。3. DLLsファミリーとAtTAC1の機能解析; AtTAC1, CCP3について機能的なスプライシングバリアントもしくは連結方法を明らかにした後、感受細胞特異的promoter::cDNAを作成する。
面発光レーザ集積アレイの波長エンジニアリング

本研究は,面発光レーザにマイクロマシン構造を集積することで,外部環境温度に依存せず絶対波長が安定化される絶対波長安定化(アサーマル)動作や,さらに波長掃引機能を付加した,すなわちアサーマル波長面発光レーザを実現するとともに,表面サブ波長回折格子を高反射率反射鏡として用いた高精度な多波長集積レーザアレイ実現など,面発光半導体レーザの波長を自在に制御・集積する「波長エンジニアリング」を確立することを目的とする.通常の半導体レーザでは不可欠の温度制御機構(電子冷却素子)を排除することで低消費電力化と小型化を可能とし,空間多重化に加えて波長領域での多重化により,既存の電気配線の1000倍以上の大容量光配線技術を確立することを目指し,以下の研究成果を得た.1)マイクロマシン構造を集積したGaAs系面発光レーザを製作し,半導体レーザとしては初めて負の波長温度係数から,従来素子に比べて約10倍の巨大温度係数を実現した.また,プロセス終了後のドライプロセスで波長の調整を行うトリミング技術の提案と実証に成功した.2)中空導波路を用いた多波長面発光レーザ用光合波を提案・試作し,16チャンネル規模の小型合波器の可能性を実証した.3)面発光レーザとスローライト光導波路の新しい結合方法を提案し,スローライトを用いた光帰還を用いることで,面発光レーザの直接変調帯域の増大手法を考案し,理論解析によりその有効性を示した.本研究は,面発光レーザにマイクロマシン構造を集積することで,外部環境温度に依存せず絶対波長が安定化される絶対波長安定化(アサーマル)動作や,さらに波長掃引機能を付加した,すなわちアサーマル波長面発光レーザを実現するとともに,表面サブ波長回折格子を高反射率反射鏡として用いた高精度な多波長集積レーザアレイ実現など,面発光半導体レーザの波長を自在に制御・集積する「波長エンジニアリング」を確立することを目的とする.通常の半導体レーザでは不可欠の温度制御機構(電子冷却素子)を排除することで低消費電力化と小型化を可能とし,空間多重化に加えて波長領域での多重化により,既存の電気配線の1000倍以上の大容量光配線技術を確立することを目指し,以下の研究成果を得た.1)マイクロマシン構造を集積したGaAs系面発光レーザを製作し,半導体レーザとしては初めて負の波長温度係数から,従来素子に比べて約10倍の巨大温度係数を実現した.また,プロセス終了後のドライプロセスで波長の調整を行うトリミング技術の提案と実証に成功した.2)中空導波路を用いた多波長面発光レーザ用光合波を提案・試作し,16チャンネル規模の小型合波器の可能性を実証した.3)面発光レーザとスローライト光導波路の新しい結合方法を提案し,スローライトを用いた光帰還を用いることで,面発光レーザの直接変調帯域の増大手法を考案し,理論解析によりその有効性を示した.
有機触媒による速度論的光学分割を基盤とした光学活性テトラロン誘導体の合成法の開発

【研究目的】多置換テトラロン構造は、有用な生理活性物質に広く見出される構造であり、光学活性な当該構造群を効率的に合成する手法の開発は、重要な研究課題である。前年度に我々は、テトラロンとの構造類似性に着目し、一置換ナフトキノン誘導体に対する不斉エポキシ化反応の開発について検討を行い、キラルスペーサー上にフェニル基、ウレア部位芳香環に2,4,6-トリクロロフェニル基を有するグアニジンービスウレア触媒存在下、tert-ブチルメチルエーテル/水の液液二層系中、酸化剤としてtert-ブチルハイドロペルオキシド(TBHP)、外部塩基として水酸化カリウムを用いることで、望むエポキシ体が収率98%、不斉収率90% eeで得られることを見出した。本年度は、前年度に得られた知見を基盤とし、二置換型ナフトキノン誘導体の不斉エポキシ化反応の開発に着手した。【研究結果】まず、前年度に最適化した反応条件下、2-メチル-3-フェニル-1,4-ナフトキノンを用いて不斉エポキシ化反応を行った。その結果、望むエポキシド体が収率99%で得られたものの、そのエナンチオ選択性は75% eeだった。そこで再度触媒構造の最適化を行ったところ、非対称型のグアニジンーモノウレア触媒を用いることで、エポキシド体が不斉収率94% eeで得られることを見出した。次いで本反応の基質一般性について検討したところ、ナフトキノン骨格3位芳香環上に電子吸引基や電子供与基を有する基質に対しても、同様に高いエナンチオ選択性で不斉エポキシ化反応が進行することを見出した。【研究目的】光学活性なテトラロン構造は、有用な生理活性物質に広く見出される構造であり、当該構造の光学活性体を合成する手法の開発は、重要な研究課題である。我々は、グアニジン-ウレア触媒を用いた新規不斉反応の開発研究を行ってきた。その中で近年、グアニジン-ウレア触媒存在下、酸化剤としてクメンハイドロペルオキシドを用いることで、ほぼ完璧な立体選択性でテトラロン型β-ケトエステルのα位に水酸基が導入できることを見出した。さらに、当該反応を酸化的速度論的光学分割に応用することで、これまで合成が困難だった光学活性なβ位またはγ位置換テトラロン誘導体の合成法の開発に成功している。本研究では、開発した酸化的速度論的光学分割を更に発展させるべく、本反応の基質適用範囲の拡大及び天然物合成への応用について検討を行った。【研究結果】(1)基質適用範囲の拡大:我々がすでに開発している酸化的速度論的光学分割は、テトラロン骨格のβ位またはγ位のどちらか一方にのみ置換基を有する基質にしか適用していなかったため、β,γ位二置換型テトラロンに対しても同様に速度論的光学分割が進行するか検討を行った。種々検討した結果、再度反応条件の最適化を行うことで、β,γ位二置換型テトラロンに対しても効率的に速度論的光学分割が進行することを見出した。更に、本反応を用いることで、カイニン酸誘導体の一種であるMFPAの母骨格の不斉合成に成功した。(2)天然物合成への応用:開発した酸化的速度論的光学分割を基盤としたRishirilide Bの合成研究を行った。当該反応を基盤とすることで、市販のアルデヒドより17工程でRishirilide Bの不斉全合成を達成した。更に光学分割の特性を生かし、天然物の両エナンチオマーを合成することで、天然体である(+)-Rishirilide Bの絶対立体配置を明らかとした。(1)開発した酸化的速度論的光学分割の基質適用範囲の拡大を目指し、β,γ位二置換型テトラロンを用いて検討を行った。β,γ位二置換型テトラロン構造は、有用な生理活性を有する化合物に広く見られる構造であることから、光学活性な当該構造を合成可能な反応の開発は重要な研究課題であると考えられる。種々検討した結果、若干の反応条件の最適化を必要としたものの、効率的に光学分割反応が進行することを見出した。本知見により、グアニジン-ウレア触媒を用いた速度論的光学分割における基質適用範囲を明らかにすることができた。(2)テトラロン誘導体の速度論的光学分割の有用性を示すことを目的に、Rishirilide Bの合成研究を行った。その結果、市販のアルデヒドより17工程で天然物の全合成を達成した。また、光学分割を用いることで、一つの光学活性な触媒から天然物の両エナンチオマーを合成し、天然体である(+)-Rishirilide Bの絶対立体配置を明らかとした。本結果により、光学活性なテトラロン誘導体の有用性と当該化合物群を得るための方法論の開発の重要性を示すことができた。【研究目的】テトラロンやナフトキノンなどに見られる6,6員環構造は、有用な生理活性物質に広く見出される構造であり、光学活性な当該構造群を効率的に合成する手法の開発は重要な研究課題である。我々は、グアニジンーウレア触媒を用いた新規不斉反応の開発研究を行ってきた。その中で近年、グアニジンーウレア触媒存在下、酸化剤としてクメンハイドロペルオキシド(CHP)を用いることで、ほぼ完璧な立体選択性でテトラロン型βーケトエステルのα位に水酸基が導入できることを見出した。本年度は、テトラロンとの構造類似性に着目し、ナフトキノン誘導体に対する不斉エポキシ化反応の開発について検討を行った。【研究結果】

2-メチル-1,4-ナフトキノンを用いて反応条件の最適化を行った。その結果、キラルスペーサー上にフェニル基、ウレア部位芳香環に2,4,6-トリクロロフェニル基を有するグアニジンーウレア触媒存在下、tert-ブチルメチルエーテル/水の液液二層系中、酸化剤としてtert-ブチルハイドロペルオキシド(TBHP)、外部塩基として水酸化カリウムを用いることで、望むエポキシ体が収率98%、不斉収率90% eeで得られることを見出した。また、ナフトキノン芳香環上に電子吸引基や電子供与基を有する基質に対しても同様に不斉エポキシ化反応が進行することを見出した。さらに、本反応の遷移状態について理論的解析を行った結果、ウレア部位芳香環のortho位クロロ基の嵩高さが触媒コンフォメーションに大きく影響を与えていることが示唆された。本年度は、1,4-ナフトキノン誘導体に対する不斉エポキシ化反応の開発について検討を行った。本反応によって得られる1,4-ナフトキノンエポキシド構造は、ナナオマイシンEやフルオスタチンCなどの有用な生理活性を有する化合物に広く見られる構造であることから、光学活性な当該構造を合成可能な反応の開発は重要な研究課題であると考えられる。反応条件及び触媒構造について検討した結果、望む1,4-ナフトキノンエポキシド誘導体が高い不斉収率(最大90% ee)で得られることを見出した。【研究目的】多置換テトラロン構造は、有用な生理活性物質に広く見出される構造であり、光学活性な当該構造群を効率的に合成する手法の開発は、重要な研究課題である。前年度に我々は、テトラロンとの構造類似性に着目し、一置換ナフトキノン誘導体に対する不斉エポキシ化反応の開発について検討を行い、キラルスペーサー上にフェニル基、ウレア部位芳香環に2,4,6-トリクロロフェニル基を有するグアニジンービスウレア触媒存在下、tert-ブチルメチルエーテル/水の液液二層系中、酸化剤としてtert-ブチルハイドロペルオキシド(TBHP)、外部塩基として水酸化カリウムを用いることで、望むエポキシ体が収率98%、不斉収率90% eeで得られることを見出した。本年度は、前年度に得られた知見を基盤とし、二置換型ナフトキノン誘導体の不斉エポキシ化反応の開発に着手した。【研究結果】まず、前年度に最適化した反応条件下、2-メチル-3-フェニル-1,4-ナフトキノンを用いて不斉エポキシ化反応を行った。その結果、望むエポキシド体が収率99%で得られたものの、そのエナンチオ選択性は75% eeだった。そこで再度触媒構造の最適化を行ったところ、非対称型のグアニジンーモノウレア触媒を用いることで、エポキシド体が不斉収率94% eeで得られることを見出した。次いで本反応の基質一般性について検討したところ、ナフトキノン骨格3位芳香環上に電子吸引基や電子供与基を有する基質に対しても、同様に高いエナンチオ選択性で不斉エポキシ化反応が進行することを見出した。本年度は、テトラロン型β-ケトエステルα位の不斉酸化反応を基盤とした酸化的速度論的光学分割を更に発展させることで、基質適用範囲の拡大及び当該反応の有用性を示すことができた。次年度では、グアニジン-ウレア触媒を用いることでテトラロン型β-ケトエステルのα位を高立体選択的に修飾可能な求電子剤の探索を行い、新規速度論的光学分割反応へと展開する。
口腔癌の発癌におけるp62の核-細胞質シャトリングの役割の解析

本研究では、p62の口腔癌の発癌における役割を調べるために、とくにp62の核-細胞質シャトリングに着目し、ゲノム編集を用いてp62の核排出シグナル(NES: Nuclear export signal)に遺伝子操作を加えることによってp62の核排出をON/OFFにできるノックインマウスを製作し、生体内でp62の核移行に障害が起きた際のマウスの発癌の変化の検討と、ヒトの臨床検体の前癌病変におけるp62の局在に異常がないかを免疫組織学的に検討して、p62の核-細胞質シャトリングが口腔癌の発癌において果たしている役割を探る。
ビタミンA酸の乾癬病巣表皮におよぼす影響

乾癬病巣部皮膚片の器官培養において,無血清状態,すなわちビタミンAの存在しない状態では,24時間以内のすみやかさで,乾癬特有の不全角化状態が消失し,顆粒層が強く出現し正常角化の状態となった。ひきつづき,この状態にごく少量のビタミンA(正常血中濃度の100分の1)を添加することによって,再度不全角化へ転じた。1方、正常表皮または乾癬非病巣部表皮では,生理的血中濃度以上でなければ不全角化を呈さなかった。すなわちビタミンAの生理的血中濃度においては乾癬病単部表皮は完全に不全角化を呈さざるを得ない条件にある。ビタミンAの存在が乾癬病巣の形成に必須の因子の1つであることがここでははじめて証明された。この事実はシャーレ内における正常表皮細胞培養において,培地からビタミンAを除去すると,通常は不全角化の表皮層が,顆粒層を生じ正常角化に転ずる事実に相当する。すなわち,乾癬病巣表皮は,in vitroの細胞培養の条件と共通した状態におかれているともいえる。血清存在下でTGF-αを添加すると正常または乾癬表皮の肥厚,増殖がわずかにおこり,ただちに表皮細胞の変性におちいってきた。これは,TGF-βで拮抗された。TGF-αのauto stimulationの原理は働かないで,逆に細胞障害の方向に進んだことは,特記すべきことである。以上のことからin vivoにおいて乾癬病巣表皮で増加しているといわれるTGF-αが,逆に表皮増殖をおさえることがはじめてわかった。したがってTGF-αは,乾癬病巣表皮において表皮肥厚に関与している反面,高濃度ではむしろ抑制的なコントロールをしているともいえる。今後,これらの因子の組合せにより,形態変化をさらに追求し,乾癬に関する発現因子をあきらかにしていきたい。
パソコン要約筆記における要約筆記文の改善に関する研究

聴覚に障害のある学生が高等教育機関に通い,健聴者と一緒に講義を受ける機会が増えている.その際の支援の一つに要約筆記がある.現在の要約筆記の問題点として,指示語と数式の問題がある.そのため,まず本研究では,講義映像中から指示対象物をリアルタイムで抽出するシステムを作成する.そして,指示対象物を要約筆記者に提示し,要約筆記文中に直接埋め込むことができるシステムを提案する.要約筆記文作成システムを用い,要約筆記実験及び,その評価を行った.その結果,システムの画像挿入の機能を使用して行った要約筆記の方が,使用しない場合に比べ,要約筆記文の作成環境が改善されている傾向が見られた本年度は,前年度に撮影した講義映像から抽出された指示対象物を作成者に提示し,要約筆記文中に直接埋め込むことができるエディタの評価を行った.エティダは上部の画像提示部と,下部のテキスト入力部に分かれている.講義映像内から抽出された指示対象物を,画像提示部に表示させる.表示された画像は,それぞれの対応するキーを入力することでテキスト入力部に挿入する二とができる.このエディタを使用することで,多くの労力を必要とする作業だった数式等の入力を,簡単なキーボード操作により画像として要約筆記文中に挿入することが可能である.提案したエディタを用いて,要約筆記実験およびその評価を行った.実験の被験者は情報系学生22名で,1名につき練習用映像と評価映像をそれぞれ2回ずつ見せ,その内谷を要約筆記した.2回のうち,どちらか1回はエディタを用い,画像挿入機能を使用して要約筆記を行った.そして実験終了後に被験者に対して,要約筆記についてのアンケートを採った.その結果,画像挿入の機能を使用したほうが,使用しないものより要約筆記のしやすさが向上した.また,すべての被験者が,画像挿入の機能は要約筆記をするうえで助けになったと回答した.被験者22名中20名について,画像挿入機能を使用して要約筆記を行った場合の方が要約筆記文中に記述された項目の割合が高いという結果が得られた.聴覚に障害のある学生が高等教育機関に通い,健聴者と一緒に講義を受ける機会が増えている.その際の支援の一つに要約筆記がある.現在の要約筆記の問題点として,指示語と数式の問題がある.そのため,まず本研究では,講義映像中から指示対象物をリアルタイムで抽出するシステムを作成する.そして,指示対象物を要約筆記者に提示し,要約筆記文中に直接埋め込むことができるシステムを提案する.要約筆記文作成システムを用い,要約筆記実験及び,その評価を行った.その結果,システムの画像挿入の機能を使用して行った要約筆記の方が,使用しない場合に比べ,要約筆記文の作成環境が改善されている傾向が見られた聴覚障害を持つ学生が大学に通い,健聴者と一緒に講義を受講する機会が増えている.その際の支援の一つとして,講師が発話した内容を要約筆記し,聴覚障害学生に対して提示するといった方法が挙げられる.しかし,大学で使用される数式等の入力は,要約筆記文作成者にとって手間のかかる作業であるという問題がある.本年度は,まず講義映像から抽出された指示対象物を作成者に提示し,要約筆記文中に直接埋め込むことができるエディタを作成した.エディタは上部の画像提示部と,下部のテキスト入力部に分かれている.講義映像内から抽出された指示対象物を,画像提示部に表示させる.表示された画像は,それぞれの対応するキーを入力することでテキスト入力部に挿入することができる.このエディタを使用することで,多くの労力を必要とする作業だった数式等の入力を,簡単なキーボード操作により,画像として要約筆記文中に挿入することが可能である.提案したエディタを用いて,要約筆記実験およびその評価を行った.実験の被験者は情報系学生8名で,1名につき練習用映像と評価映像をそれぞれ2回ずつ見せ,その内容を要約筆記した.2回のうち,どちらか1回はエディタを用い,画像挿入機能を使用して要約筆記を行った.そして実験終了後に被験者に対して,行った要約筆記についてのアンケートを採った.その結果,画像挿入の機能を使用して行った要約筆記のほうが,使用しないものより要約筆記のしやすさが向上している傾向が見られた.また,ほぼすべての被験者が,画像挿入の機能は要約筆記をするうえで助けになったと回答した.さらに,作成された要約筆記文について,要約筆記文に記述すべき項目の割合は,画像挿入の機能を用いて作成された要約筆記文の方が大きかった.この実験から,使用した画像挿入の機能により要約筆記文の作成が改善されると考えられる.聴覚障害者が講義を受講する際に,講師の声をパソコンでタイプして文字として表示する「パソコン要約筆記」が行われている.しかし,講義では写真やグラフ・表,数式など,文字として表現しづらい情報も重要である.このような講義で使われる視覚コンテンツを自動的に切り出し,入力者の簡単な操作によってそれらを要約文の中に挿入することにより,入力者の手間を省き,かつ,よりわかりやすい要約文を作成する要求がある.そのため,まず本研究では,講義映像中から指示対象物をリアルタイムで抽出するシステムを作成した.

そして,指示対象物を要約筆記者に提示し,要約筆記文中に直接埋め込むことができるシステムを作成した.講義映像中から指示対象物をリアルタイムで抽出するシステムは,講義の音声と映像をコンピュータに取り込み,画像処理によって講師の指示動作を検出し,その指示対象を抽出した.音声認識により講師の指示語発話を検出し,指示語発話を伴う指示対象を抽出するシステムを開発した.指示対象物を要約筆記者に提示し,要約筆記文中に直接埋め込むことができるシステムは,大きく分けて二つの部分からなる.一つが上部の画像提示部で,もう一つが下部のテキスト入力部である.まず,講義映像内から抽出された指示対象物を,画像提示部に表示させる.表示された画像は,それぞれの対応するファンクションキーを入力することで,テキスト入力部に挿入することができる.つまり,このエディタを使用することで,今まで多くの労力を必要とする作業であった数式等の入力を,簡単なキーボード操作により,画像として要約筆記文中に挿入することが可能となる.要約筆記文作成システムを用い,要約筆記実験及び,その評価を行った.その結果,システムの画像挿入の機能を使用して行った要約筆記の方が,使用しない場合に比べ,要約筆記文の作成環境が改善されている傾向が見られた.福祉情報工学計画通り要約筆記文中に数式を埋め込むエディタ研究開発を中心的に行った.平成24年度に開発したエディタの評価実験を行った.評価実験を行う講義として,NHKの高校数学Iのテレビ放送を参考に,講義映像を作成した.22名の大学生,大学院生に要約筆記の実験の協力を得ることができた.評価実験から,予定通り要約筆記に数式の挿入機能が有効であるという結果が得られた.また,多くの被験者による実験により,前年度は未確認であった統計的な有意差を確認することができた.この内容を国際会議へ投稿し,受理された.これまでに行ってきた講義映像から数式を抽出するシステムを改良した.この内容を電子情報通信学会論文誌に投稿し,採録が決定した.当初の計画とは異なり,25年以降に行う要約筆記文中に数式を埋め込むエディタの研究開発を中心的に行った.平成24年度の計画に関しては,来年度以降に実施する.数式を要約文に埋め込むシステムを作成し,その評価を行ったことにより,研究計画全体としては,おおむね順調に進展していると判断する.特に,実際に要約筆記を行っている人にこの研究を説明する際に,要約筆記文中に数式を埋め込むシステムが稼働している意義は大きく,わかりやすくこちらの意図を伝えることが可能となる.また,連携研究者から平成24年度に行う数式抽出の自動化に関しては,要約筆記者に依頼することもできるので,急いで実施する必要はないという助言をいただいている.連携研究者と打ち合わせを行い後回しにしていた,自動的に数式を抽出し提示するシステムの研究開発を行う.講師の発声から指示語や数式を抽出する.また,講師を撮影した映像から講師の動作を認識し,指示動作抽出する.これらの抽出結果を統合し,入力者が要約文を作成するために必要な映像情報を抽出する.システムは,音声入力のためのマイクロフォンと映像入力のためのビデオカメラ,その入力を処理する計算機,入力者が使用するパソコンとそれらが通信するネットワークからなる.
Keap1-Nrf2を介した酸化ストレスシグナルの幹細胞における役割

酸化ストレス応答に関わる遺伝子群Keap1, Nrf2の遺伝子を欠損させたノックアウトES細胞を樹立して、酸化ストレス下での応答性を解析することにより、Keap1-Nrf2を介した酸化ストレスのメカニズムを解明することが本研究の目的である。今年度はKeap1へテロマウス同士の掛け合わせ、およびNrf2へテロ同士の掛け合わせから得られた胚盤胞からES細胞を樹立し、genotypeの判定によりKeap1ノックアウトES、Nrf2ノックアウトES細胞をそれぞれ樹立した。樹立したES細胞は野生型と同様にES細胞様の形状を維持し、幹細胞としての増殖能を保持していた。現在、胚様体形成によるES細胞分化系を行い、これら変異ES細胞の分化能を調べている。酸化ストレス応答に関わる遺伝子群Keap1,Nrf2の遺伝子を欠損させたノックアウトES細胞を樹立して、酸化ストレス下での応答性を解析することにより、Keap1-Nrf2を介した酸化ストレスのメカニズムを解明することが本研究の目的である。今年度はKeap1ヘテロマウス同士の掛け合わせ、およびNrf2ヘテロ同士の掛け合わせから得られた胚盤胞からES細胞を樹立し、genotypeの判定によりKeap1ノックアウトES、Nrf2ノックアウトES細胞をそれぞれ樹立した。さらにノックアウトES細胞を野生型ES細胞と共培養することにより正常細胞と変異細胞の間での相互作用を解析する。あらかじめ変異ES細胞にGFPを導入し変異ES細胞を蛍光ラベルする。共培養した後、GFP標識により変異ES細胞を野生型ES細胞からFACSを用いて分離した。共培養前後で変異ES細胞の性質が変化したかどうかマイクロアレイで網羅的に遺伝子発現の解析を行っている。またさらに酸化ストレス/低酸素応答モニターマウスの作製を試み、in vivoでの酸化ストレスを受けている領域を同定し、酸化ストレス/低酸素応答に関わる幹細胞ニッチの領域の同定とその組織学的、生化学的解析を現在行っている。
細胞膜型ヘパラン硫酸プロテオグリカン群の受容体活性、特異性の解析

1.シンデカン分子間の機能特異性の解析フィブロネクチンの細胞結合部位とヘパリン結合部位の組換えペプチドを接着基質とした時、P29細胞にストレスファイバー形成が誘導されることを明らかにしてきた。後者を抗シンデカン14抗体に置き換えて各シンデカンの特異性を検討した結果、このシグナル伝達の仲介に、(1)シンデカン1、3は関与しない、(2)シンデカン2が必須である、(3)シンデカン4はシンデカン2が十分量発現されている場合あるいはシンデカン2のリガンド結合シグナルが先行する場合にのみ関与する、ことが明かとなった。これにより、同一細胞が同時に細胞表層に発現しているシンデカンファミリーメンバー間に機能特異性があることが証明された。2.遺伝子改変によるシンデカン2の機能解析(1)シンデカン2のセリン残基のリン酸化の解析これまでにシンデカン2タンパク芯細胞質部位のセリン残基がリン酸化されることを明らかにしてきた。そこで、いずれのセリン残基がリン酸化されるのか、また、基質接着依存的にリン酸化されるのかあるいは脱リン酸化されるのかを明らかにするため、本年度申請計画に従い、細胞質部位に3箇所存在するセリン残基を1、2、3箇所それぞれアラニン残基に変えたシンデカン2改変cDNAを7種作成した。現在、H11細胞に各cDNAを導入して株化する作業を行なっている。(2)シンデカン2細胞外部位へパラン硫酸側鎖の解析これまでにマウスシンデカン2が3本のヘパラン硫酸と1本のコンドロイチン硫酸とを有し、そのうちヘパラン硫酸側鎖を介してフィブロネクチンと結合することを明らかにしてきた。それぞれの糖鎖の位置、機能を明らかにするために、糖鎖が伸長する4つのSG配列のセリン残基をアラニン残基に変えたシンデカン2改変cDNAを17種作成した。
ヴァーチャルリアリティの仮想空間ハンドによる電動義手制御システムの開発

初年度の平成15年度は、人間の手の三次元動作解析と力学的解析を融合させるシステムの開発を行った。その結果光マーカーによる動作解析では指の三次元運動に際し回旋を計測する手法を新たに開発し、手の日常生活動作を計測、データベース化した。同時にフィンガーフォースプレートを開発し、指尖部に加わる外力ベクトルを計測することで各指関節のモーメントを計算できるシステムを構築した。平成16年度は手の三次元動作解析データベースから、「電動義手が人間らしい手の運動を行うには、各関節の屈曲角をどのように変化させたらよいか」という観点で人間らしい運動が可能な電動義手の開発に主眼を置いた。その結果、人間の手の運動は各指関節が一定のリズムを持って強調的な動きをすることが判明、そのリズムを数式化して電動義手の制御システムに組み込むことが可能となった。平成17年度は動作解析データからコンピューター内に構築した仮想空間ハンドが、ヴァーチャルリアティ空間において被験者にどう認識されかを検討し、「障害者が失った手を仮想空間内で取り戻したうえ、これを操作する」シミュレーションシステムの開発を行った。具体的には、CGの再構築が不要、高い汎用性及び実空間と同等の空間認識が可能な3次元立体視システム開発を目的とし、その一環として、実空間と同スケールで計測可能な3次元動作解析装置のデータを汎用化し、立体視を用いて再生可能なシステムを開発した。また、そのシステムを用い、被験者に実空間の対象を仮想空間で再現させることで、ヒドの空間定位能力を調査した。本シミュレーションから得られた仮想空間ハンドの各指関節の角度変化を、数値データとして電送することにより、電動義手の制御が可能と考えられた。遠隔操作やヴァーチャルリアリティを実現するためには、様々な機器やソフトウエアの開発が必要である。そのため、総合的な開発の第一歩として、比較的データサイズが小さいASCIIデータに着目し、クライアント側の機能である運動画像データ再生機能を実装した、運動画像ファイル再生ソフトウエアを開発した。本ソフトウエアでは、Oxford Metrics社製3次元動作解析システムVICON612(以降VICON)を用い、動作データを作成した。VICONでヒトの動作を保存するにはマーカと呼ばれる反射シールが張られた球体を取付け、VICONへ接続した高速度赤外線カメラでそれらを認識する必要がある。動作検証に用いたモデルはヒトの全身画像で再生時間は30秒間とした。次の3項目について動作検証した:(1)マーカ数による影響、(2)フレームレートの影響、(3)負荷状態の影響。動作検証を行うにあたって、ハードウエアによる個体差をなくすため、すべての動作検証はソフトウエアを作成したパソコン上で行った。120fps以外のフレームレートにおいては、全くコマ落ちすることなく時間同期再生が可能であった。また、CPUに対しての負荷が殆ど無いことから、低機能なコンピュータにおいても本ソフトウエアの動作は可能であると思われる上記ソフトウエアの発展として、VRの仮想空間ハンドシステムの開発を行った。これは、ステレオシャッタグラスCrystal EYES3、3pin syncコネクタ付OpenGL対応ビデオボードを利用して立体視可能なソフトウエアである。。また、本ソフトウエアでは、使用目的から用いたモデルは手指のみとした。VICONのデータの利点である高性能な分解能を生かすため、指尖部のモデル作成に重点をおき、より正確かつリアルに表示できるものとした。ヴァーチャルリーアリティの仮想空間ハンドによる電動義手制御システムとして、ステレオシャッタ方式グラスを用いた3次元立体VICONデータ再生システムを開発した。また、本研究で作成したプログラムを用い、ヒトの空間定位能力の測定を、実空間に仮想空間と同一の空間を有する模型を作成し、実空間の模型内に配置した球位置を、被験者がプログラム内に表示された球をコンピュータマウスにより移動させ測定した。

その際仮想空間に提示する対象のみの場合、実空間に指標物体を追加した場合、仮想空間の対象を仮想ハンドが把握した場合でヒトの定位能力に与える影響を調査した。測定時の球位置はモニタ表示部左下隅を原点とし、水平方向に150,200,250mm、垂直方向に100,150,200mm及び奥行き方向に0,±100mmへ配置した。'その結果、水平方向では、モニタ左端から水平方向に150mm及び200mmに球を配置した場合で距離が離れるにつれその誤差は有意に大きくなり、垂直方向では、全ての球位置で距離が離れるにつれその誤差は有意に大きくなり、ヒトの定位能力は被験者から対象までの距離が500,600,700mmと離れるにしたがって有意に低下し実空間の球位置との誤差が大きくなった。また、「球+指標」の条件は他の条件に対し水平方向の誤差は、モニタ左端から水平方向に200mmかつ、モニタ下端から垂直方向に100mm及び150mmに球を配置した場合を除き有意に誤差が小さくなったが、垂直方向の誤差はモニタ下端から垂直方向に200mmに球を配置した場合でのみ有意に誤差が小さくなり、ヒトの上下定位能力は左右定位能力に対して対象が移動した際の誤差変化が小さかった。実空間に指標物体を配置した場合、球のみの場合に対し有意に左右定位能力が向上した。平成16年度に改編した微小光マーカーシステムを用いて日常生活の三次元動作解析を行った。特に巧緻性を要する書字、食事、楽器演奏の解析も行い、その精度を検証するとともに6軸力学センサーを装備したフィンガー・フォース・プレートを製作し、指尖部の力ベクトルも同時に計測した。次いで蓄積した動作解析データを三次元画像化しヴァーチャル・リアリティ空間内で再生するために、三次元立体視システムを製作した。このシステムはコンピューターのディスプレイとステレオシャッターグラスをエミッタを介して結び、赤外線通信によってモニター画面の再表示に同期して左右各眼に個別の映像を再生する方式とした。この場合、左右個別の画像を、視差を考慮して変化させなければ十分な三次元リアリティが得られないため、三次元動作解析で得られた手指運動の動画を再生して感性工学的に検討し、コンピューター内の仮想空間ハンドをヴァーチャル・リアリティ空間内で再生するシステムを構築した。電動義手製作については、指の運動を人間の自然な動作に近いものとするため、把持動作の三次元解析データからDIP、PIP、MP関節の屈曲角の変化率を計算し、これに応じたギヤ比の指機構を試作した。しかし機構の縮小化が困難で、自然な運動も再現されないため、リンク機構に変えて再実験を行い、自然な指運動の再現を確認した。リンク機構で5本の指骨格を完成し、母指の対立ポジションを確認したうえで手根部機構を試作した。手根部にはステッピングモーターを内蔵し、バッテリーは前腕部内装備を考慮したが、十分な電源確保のためにバッテリーだけは腰ベルト装着とした。
磁気圏夜側オーロラ爆発現象に伴う地磁気脈動の昼間側地上への伝播機構の解明

極域-昼間側磁気赤道域の電磁結合メカニズムの解明は超高層大気物理の普遍的な課題として極めて重要である。本研究では、夜側磁気圏尾部を源とするPi2地磁気脈動の昼間側赤道域伝播の仕組みの解明を行った。地方時、日の出/日時刻に対するPi2の空間的特性を明らかにし、Pi2地磁気脈動に対する朝夕昼夜境界の効果を体系的にまとめた。その結果、Pi2の性質は地方時よりもむしろ昼夜境界からの相対的位置に優位に依存していることがわかり、電離圏伝導度の重要性が確立された。朝夕の昼夜境界効果には非対称性があり、このことは電流構造の非対称性を示唆する。この結果はImajo et al. [2016, EPS]で公表済みである。電流系による解釈の妥当性を確認するために、真夜中付近に局在した沿磁力線電流、_磁気圏赤道面で閉じる電流、沿磁力線電流に励起される電離圏電流で構成されるモデル電流系の作る地上磁場をビオサバールの法則を用い計算した。計算された昼間側等価電流分布は観測された等価電流分布とよく似たパターンを示した。それぞれの電流要素の寄与を分けることにより、昼夜境界での東西成分磁場の符号反転は沿磁力線電流の磁場効果と南北電離圏電流の磁場効果の切り替わりにより起こりえることが裏付けられた。これにより、初めて昼間側Pi2を説明しうる定量的なモデルが確立された。この結果は昼間側電離圏電流系の構造の観測と絡めて国際誌JGRに投稿済みである。さらに発展的研究を行うため5ヶ月間UCLA/AOSに滞在し、衛星電磁場、オーロラの解析手法を学んだ。ここではPi2に伴う電流振動的な現象と、空洞共鳴的な現象の関連性を調べる事例解析を行った。オーロラの変動、磁場変動の極性分布、内部磁気圏の電磁場の構造から、電流系振動、波動の伝播的・共鳴的特性が同時に存在しうることを示した。この結果は国際誌JGRに投稿済みである。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、電離圏電流による全球結合系という新たな視点に基づき、オーロラ嵐の開始に伴って磁気圏尾部で励起される地磁気脈動(Pi2地磁気脈動)の夜側高緯度から昼間側への伝播メカニズムを解明することを目的とする。まず、電離圏電流が重要な役割を果たしていることを確立するため、電離圏伝導度勾配の大きい昼夜境界付近でのPi2の変動特性を詳細に明らかにした。その結果、東西磁場の特性に顕著な変化が見られ、その変化は地方時ではなく昼夜境界からの位置関係に依存していることが統計的に示された。その成果は地球電磁気・地球惑星圏学会第138回講演会にて公表され「優秀発表者」に選出されるなど成果・発表ともに評価されている。次に等価電流分布を求め、昼間側電離圏電流系の構造を推定した。南北方向の等価電流ベクトルは午前と午後で反転しており、赤道域の等価電流を高緯度側と繋ぐような構造になった。等価電流の東西方向成分に対する南北方向成分の大きさの割合は午後側より午前側で大きく、午前午後で非対称な構造を示した。このことは昼間側で極方向に繋がる非対称な電離圏電流系の存在を示唆するものである。このような電離圏電流系の存在による説明を定量的に吟味するため、三次元電流系電流系モデルを数値的に構築し、電流系の作る地上磁場を計算した。その結果、観測で確認されていた昼夜境界、真昼付近での東西成分磁場の反転、午前午後非対称性が再現された。それぞれの電流要素の寄与を分けることにより、昼夜境界での東西成分磁場の符号反転はFACの磁場効果と南北電離圏電流の磁場効果の切り替わりによっておこることが分かった。地上磁場観測による解析の目標はすでに概ね達成したといえる。低高度衛星C/NOFSを用いて電離圏電流寄与の磁場変動を調べる予定であったが、初期の解析により、この衛星高度での背景変動による寄与に対して昼間側でのPi2磁場変動は非常に小さく検出が難しいことが分かった。そのため、重点目標を昼夜境界付近のPi2の解析と数値計算解析の充実に切り替えた。昼夜境界のPi2に関しては包括的な解析をおこない、充実した観測事実が得られた。数値計算解析は当初は電離層電流のパターンと観測の等価電流を比較するのみの予定だったが、さらに1段進み観測と直接比較可能な磁場を求めるところまで進展し、観測を説明しうる結果が得られるなど、予想を大きく上回る成果がでた。論文発表は1編投稿済みに留まったが、すでにこれまでの成果は博士論文執筆過程でまとまっており、順次投稿を行っていく準備がある。

この結果はImajo et al. [2016, EPS]で公表済みである。電流系による解釈の妥当性を確認するために、真夜中付近に局在した沿磁力線電流、_磁気圏赤道面で閉じる電流、沿磁力線電流に励起される電離圏電流で構成されるモデル電流系の作る地上磁場をビオサバールの法則を用い計算した。計算された昼間側等価電流分布は観測された等価電流分布とよく似たパターンを示した。それぞれの電流要素の寄与を分けることにより、昼夜境界での東西成分磁場の符号反転は沿磁力線電流の磁場効果と南北電離圏電流の磁場効果の切り替わりにより起こりえることが裏付けられた。これにより、初めて昼間側Pi2を説明しうる定量的なモデルが確立された。この結果は昼間側電離圏電流系の構造の観測と絡めて国際誌JGRに投稿済みである。さらに発展的研究を行うため5ヶ月間UCLA/AOSに滞在し、衛星電磁場、オーロラの解析手法を学んだ。ここではPi2に伴う電流振動的な現象と、空洞共鳴的な現象の関連性を調べる事例解析を行った。オーロラの変動、磁場変動の極性分布、内部磁気圏の電磁場の構造から、電流系振動、波動の伝播的・共鳴的特性が同時に存在しうることを示した。この結果は国際誌JGRに投稿済みである。昼間側Pi2特性分布の結果、数値計算結果をそれぞれ投稿論文にまとめ、Journal of Geophysical Research: Space Physicsに投稿し、来年度(28年度)中の受理を目指す。本研究で得られた結果を基に立てられたシナリオを更に強化するため、Pi2周期を持った沿磁力線電流が存在し、その特性が昼間側Pi2とも整合するかの検証をおこなう。そのためには沿磁力線電流を反映しているオーロラの光学データを用いる。アメリカ合衆国のUCLA Department of Atmospheric and Oceanic Sciencesにて、5-10月の5ヶ月間オーロラデータ解析のスキル習得とPi2周期で明滅するオーロラの解析を行うことがすでに具体的に計画されている。低高度衛星観測においてはより高度の低いCHAMP衛星や、SWARM衛星を用いて観測することで、電離層電流による磁場変化検知を行うことを検討している。28年度が最終年度であるため、記入しない。
リンパ管機能を持つ歯髄内の静脈

歯髄という硬組織に囲まれた空間(歯髄腔)には密な微細血管網が存在することが知られている。歯髄の微小循環は歯髄内の組織圧に大きな影響を受け、炎症が起こると血管透過性が亢進する。そのため血管から滲出した血漿成分が拡散し、結果的に歯髄内圧が亢進することにより微小循環障害を惹起させるが、歯髄の恒常性は保たれている。そこには、いったん滲出した血漿成分を回収する機構が急性炎症発症と同時に形成され、起炎物質等を歯髄外に排出すると考えられている。そこでイヌ歯髄血管網が透けて見えるまで象牙質を切削し、外的刺激により歯髄に急性炎症を惹起させ、術後4時間から7日に歯髄の微小血管網の血管鋳型標本を作製し、これを走査型電子顕微鏡で観察した。その結果、術後4時間では血管に注入されたレジンは透過性亢進によって血管外に漏出し、組織内に瀰漫性に拡散していた。1日後では拡散していたレジンは小球状にまとまり、3日後には念珠状に連なり、一部は静脈性毛細血管と連絡している像も観察された。7日後には念珠状の鋳型の表面の凸凹が消失し、所々にV字型の切れ込みを持つ鋳型へと変化し、静脈との連絡も観察された。5'-Nase ALPaseの反応では末梢のリンパ管は低かった。以上の結果から歯髄の辺縁部にリンパ管は確認されず、炎症時に出現した念珠状の鋳型は微小循環系の一部が変化して、リンパ管様の性質を持つようになったと推測される。I.炎症時の歯髄内微小循環について:イヌ歯髄を露髄させ、そのまま放置して歯髄炎を惹起させ、露髄面直下の微小循環機構を血管鋳型標本、超薄切片を作製してSEM,TEMで検索した。その結果、1)露髄4時間後:露髄面直下では急性炎症のために血管透過性亢進が起こり、血管に注入されたレジンが血管外に漏出していた。この漏出したレジンは歯髄最表層の毛細血管網付近に無秩序に拡散していた。2)露髄1日後:この漏出像とは異なる小球状の漏出像が毛細血管網付近に限局して観察された。3)露髄7日後:小球状のレジンが連続した念珠状を呈し、相互に交通して膿瘍周囲を取り囲むように配列していた。これら念珠状の鋳型は細静脈と交通していた。血管鋳型には静脈弁様の切れ込みが観察された。4)TEMでは、一部に基底膜や周皮細胞を欠くリンパ管様の管腔構造がみられた。しかしリンパ管とは断定できなかった。II.歯周組織のリンパの流れについて:イヌ歯髄、歯肉、歯根膜に色素を滴下・穿刺し、下顎リンパ節(ヒトの顎下リンパ節に相当)までのリンパ管の走向等を組織切片、透明標本を作製して光顕・立体マイクロスコープで観察途中。歯冠部歯髄を露出させて歯髄炎を惹起させた後,露髄面直下の脈管形態の特徴を明らかにするために,血管鋳型標本,超薄切片を作製し,走査型および透過型電子顕微鏡を併用して観察した。1)露髄4時間後では露髄面直下に急性炎症のために血管透過性亢進が起こり,血管注入用の合成樹脂が血管外に漏出していた。血管外に漏出した合成樹脂はCN付近に無秩序に拡散していた。2)露髄1日後では4時間後の無秩序に血管外に拡散した合成樹脂とは異なる小球状の漏出像がみられ,それらはCN付近に限局して認められた。

3)露髄7日後,小球状の樹脂が連続した念珠状の鋳型がみられ,その鋳型は相互に吻合して膿瘍周囲を取り巻くように網目を形成していた。血管鋳型標本の表面には不完全ながら静脈弁様の切れ込みがみられた。膿瘍を取り巻く念珠状の血管鋳型は集合して細静脈または主幹静脈に流入していた。4)露髄面直下の組織を透過型電子顕微鏡で観察すると,一部に基底膜や周皮細胞を欠如するリンパ管様の管腔構造がみられた。以上のことから本研究においては歯髄にリンパ管の存在は確認できず、これらの脈管は炎症時に微小循環系の吸収システムの一部が変化してリンパ管様の性質を持つものと考えられる。したがってこれらは静脈の一部であると考えられる。歯髄という硬組織に囲まれた空間(歯髄腔)には密な微細血管網が存在することが知られている。歯髄の微小循環は歯髄内の組織圧に大きな影響を受け、炎症が起こると血管透過性が冗進する。そのため血管から滲出した血漿成分が拡散し、結果的に歯髄内圧が亢進することにより微小循環障害を惹起させるが、歯髄の恒常性は保たれている。そこには、いったん滲出した血漿成分を回収する機構が急性炎症発症と同時に形成され、起炎物質等を歯髄外に排出すると考えられている。そこでイヌ歯髄血管網が透けて見えるまで象牙質を切削し、外的刺激により歯髄に急性炎症を惹起させ、術後4時間から7日に歯髄の微小血管網の血管鋳型標本を作製し、これを走査型電子顕微鏡で観察した。その結果、術後4時間では血管に注入されたレジンは透過性亢進によって血管外に漏出し、組織内に瀰漫性に拡散していた。1日後では拡散していたレジンは小球状にまとまり、3日後には念珠状に連なり、一部は静脈性毛細血管と連絡している像も観察された。7日後には念珠状の鋳型の表面の凸凹が消失し、所々にV字型の切れ込みを持つ鋳型へと変化し、静脈との連絡も観察された。5'-Nase ALPaseの反応では末梢のリンパ管は低かった。以上の結果から歯髄の辺縁部にリンパ管は確認されず、炎症時に出現した念珠状の鋳型は微小循環系の一部が変化して、リンパ管様の性質を持つようになったと推測される。