hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
病院併設型中性子捕捉療法を用いた難治性癌克服の研究

BNCTの前臨床研究としてX線を用いた対象データの収集を中心とした研究を行った。膵臓癌細胞(BxPC-3)の細胞生存率は線量依存性に低下し。D10は1.28Gyであり、その線量でアポトーシスの頻度が上昇することを明らかにした。また、ウェスタンブロッティング法で細胞死関連タンパク質の発現解析では、Baxの発現は上昇するが、Bcl-2、caspase9、cleaved PARPの発現の上昇は見られなかった。動物実験でも同様の結果であった。乳癌細胞(MDA-MB-231)では、細胞生存率は線量依存的に低下し、D10は3.92Gyであり、その線量でアポトーシスの頻度が上昇することを明らかにした。生物実験では、膵臓癌細胞についてのアポトーシス関連物質の発現について検証した。膵臓癌細胞は、発光イメージングにも応用できるよう、luc2がすでに導入されているBxPC3-luc2を用いた。マウスに腫瘍を移植し、0,5,10,20Gyを照射した。照射後約2週間フォローした。発光輝度は照射群と非照射群より低い傾向を示したが、照射線量との相関性は明らかではなかった。アポトーシス関連物質はBaxが線量依存性に発現が亢進し、10Gyでほぼプラトーに達した。PETでは、89Zrを用いたPET薬剤の使用についての検査方法や手順について、院内で取り決めを行った後、院内の倫理委員会に申請し、承諾を得た。生物実験では、膵臓癌細胞についての照射に伴うアポトーシス関連物質の発現について検証した。マウスに腫瘍を移植し、約1週間の観察機関で腫瘍径約1cmの時点で照射を行った。照射線量は0, 2, 4, 6, 8, 10Gyと段階的に変化させた。照射後約2週間フォローして発光輝度の変化を測定した。発光輝度は照射群では非照射群より低い傾向を示したが、照射線量との相関性は明らかではなかった。アポトーシス関連物質はBaxが照射群と非照射群よりも発現が亢進していたが、明らかな線量との相関性は見られなかった。またcaspase 3、PARPについては明らかな発現の亢進が認められなかった。PETでは、89Zrを用いたPET薬剤の使用についての院内の倫理委員会に申請し、承認を得、骨転移を有する前立腺癌患者10例に対して臨床研究を開始した。PET検査では、89ZrにPSMAの抗体フラグメントを標識させた製剤を静注後、4, 24, 48, 120時間後に全身像を撮像した。検査に伴う有害事象は認められなかった。視覚的評価では病変の描出は良好であった。全身臓器に関心領域を設定し、各臓器での各時間でのSUVを求めた。全身及び各臓器の被ばく線量の計算については現在検討中である。来年度も引き続き臨床研究は継続の予定であり、全症例終了後に算出する予定である。生物実験では,想定していた東海村の中性子発生装置の開発が平成27年度中に完成しなかった。東海村の開発が遅れた場合に期待していた京大原子炉は使用停止が長期化した。したがって、使用する細胞のアポトーシス関連物質の発現実験の細かな条件設定についてX線を使って確認したにとどめた。PETについては、前立腺癌患者に対して89Zrを用いたPET薬剤の臨床研究を1年早く開始できた。ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の前臨床研究として細胞,動物を使った中性子照射実験を計画していたが,中性子発生装置の開発が当初の予定よりも遅れたために対照データの収集を中心とした研究を行った.膵臓癌ではBxPC-3細胞を用いて細胞,動物実験を行った.細胞生存率は線量依存的に低下し,D10は1.65 Gyであった.そのD10線量でアポトーシスの頻度が上昇することを明らかにした.また,D10線量投与後にウェスタンブロッティング法で解析を行った結果ではBaxの発現は上昇するが,Bcl-2、capase9、Cleaved PARPの発現の上昇はみられなかった。さらにマウスにBxPC3を移植して照射実験を行ったが,腫瘍増殖曲線は線量依存的に変化することが明らかになった。そのうえ、ゲムシタビンを加えることでその抗腫瘍効果は増強することが明らかになった。腫瘍を摘出し、ウェスタンブロッティング法で解析を行った結果では、Baxの発現は上昇するがBcl-2、capase9、Cleaved PARPの発現の上昇はみられず、細胞実験の結果との整合性が得られた。一方、乳癌ではMDA-MB-231を用いて細胞実験を行った。細胞生存率は線量依存的に低下し、D10は3.66 Gyであった。そのD10線量でアポトーシスの頻度が上昇することを明らかにした。したがって、膵臓癌、乳癌いずれの細胞でも細胞生存率は線量依存的に低下した。膵臓癌細胞ではBaxの発現のみ上昇するがBcl-2、capase9、Cleaved PARPの発現の上昇がないことから、放射線とゲムシタビンの併用によるアポトーシスの誘導にはBcl-2、capase9、CleavedPARPが関わらない経路の関与が示唆された。

BNCTの前臨床研究としてX線を用いた対象データの収集を中心とした研究を行った。膵臓癌細胞(BxPC-3)の細胞生存率は線量依存性に低下し。D10は1.28Gyであり、その線量でアポトーシスの頻度が上昇することを明らかにした。また、ウェスタンブロッティング法で細胞死関連タンパク質の発現解析では、Baxの発現は上昇するが、Bcl-2、caspase9、cleaved PARPの発現の上昇は見られなかった。動物実験でも同様の結果であった。乳癌細胞(MDA-MB-231)では、細胞生存率は線量依存的に低下し、D10は3.92Gyであり、その線量でアポトーシスの頻度が上昇することを明らかにした。生物実験では,想定していた東海村の中性子発生装置の開発が平成26年度中に完成しなかった。東海村の開発が遅れた場合に期待していた京大原子炉は使用停止が長期化した。したがって、使用する細胞のアポトーシス関連物質の発現実験の細かな条件設定についてX線を使って確認したにとどめた。一方、PETについては、当初は27年度に予定していた89Zrを用いたPET薬剤の使用についての院内の倫理委員会の申請を1年早く達成できた。当初は膵臓癌、乳癌、前立腺癌について研究する予定であったが、膵臓癌、乳癌の2つに絞って研究を行う。27年度の研究の一部を28年度に繰り越したので、中性子発生装置の完成後、細胞実験を行い、次いで動物実験に順次移行する。PETについては、ひきつづき臨床研究を進める。ホームページの開設については現在検討中であり、中性子発生装置の完成と臨床応用に合わせて準備を進める。28年度が最終年度であるため、記入しない。放射線治療学当初は膵臓癌、乳癌、前立腺癌について研究する予定であったが、26年度の研究の多くを27年度に繰り越したので、膵臓癌、乳癌の2つに絞って研究を行う。中性子発生装置の完成後、細胞実験を行い、次いで動物実験に順次移行する。PETについては、撮像条件や院内での管理体制についてさらに協議をかさねる。生物実験では,想定していた東海村の中性子発生装置の開発が平成27年度中に完成しなかった。また東海村に準備していた実験室で、細胞計測装置など不足している機器があることが研究の遅延を招いた。想定していた東海村の中性子発生装置の開発が平成26年度中に完成しなかった。東海村の中性子発生装置の開発がすすめられており、その完成を持って本格的な実験に着手する。また、京大原子炉の使用認可が下りたことが先日のニュースで報道されており、必要に応じて共同利用を申し込む。実験市で不足していた機器については、28年度の物品に計上する。当初は膵臓癌、乳癌、前立腺癌について研究する予定であったが、26年度の研究の多くを27年度に繰り越したので、膵臓癌、乳癌の2つに絞って研究を行う。
超臨界CO_2を利用した環境適合性と高機能性を併せ持つ21世紀型多孔構造材料の創製

多孔膜は、従来は主に均一な高分子溶液を非溶媒中に浸漬し、高分子の相容性を低下させ相分離を誘起させるという非溶媒誘起相分離法(nonsolvent induced phase separation)で作製されてきた。ここでは、超臨界CO_2を高分子の非溶媒としてとらえ、超臨界流体誘起により相分離を起こさせる新規な手法により多孔膜の作製を目指した。従来法では、非溶媒として有機溶媒が使われることも多々あったが、本手法では、超臨界CO_2であるため環境低負荷型のプロセスと言える。また、高分子を溶解させていた溶媒も、本プロセスでは超臨界流体中に抽出されるため、超臨界流体の圧力を常圧に戻し気体状にすることで、溶媒の回収が容易に行える。高分子はCellulose acetate(CA)、溶媒はAcetone(AC)、Methyl Acetate(MA)、1,3-Dioxolane(Dila)、2-Butanone(MEK)を用いた。高分子溶液をガラスシャーレに入れ膜生成セルに設置後、超臨界CO_2を専入することにより相分離を誘起させた。すべての溶媒について、構造はspinodal分解によると思われる連続構造であり、孔が相互に連結していた。溶媒がMEK, MA, AC, Dilaの順に、溶媒と臨界CO_2間の親和性が低下するが、この順に膜の多孔度や孔径は一様に増加することがわかった。溶媒にMEKを用いた場合に作製した膜について、膜透過実験を行った結果、ストークス径が100nm程度の溶質をほぼカットできることがわかった。マイクロセルラー発泡プロセスでは多孔構造体は形成されるものの、孔が孤立化してしまい、分離膜としての利用は困難であった。本研究のような超臨界CO_2を高分子の非溶媒として用いる手法により、分離に用いることのできる多孔膜の作製が可能であることが明らかとなった。
オンライン予測の手法を用いた意思決定モデルに関する研究

1.オンライン最適化問題に関する成果あるルーティングの問題を零和型行列ゲームとして定式化し,オンライン予測の手法を用いてその最適戦略を効率よく求めるアルゴリズムを与えた.また,広いオンライン問題のクラスであるメトリカルタスクシステム問題に対する新しいアルゴリズムを提案し,その性能評価を与えた.2.新しい評価基準に基づく問題のモデル化に関する成果脳の計算機構をモデル化した閾値回路のエネルギー消費量を表す尺度として,エネルギー複雑度とパターン複雑度の概念を導入し,エネルギー複雑度やパターン複雑度が制限された回路の計算能力に一定の限界があることを示した.複数の文字配列の多重アラインメントを求める問題を,あるトポロジカルソートが表す複数の文字配列と,別に与えられた1つの文字配列同士のすべての組み合わせにおいて,最も長い共通部分列を求める問題として定式化し,効率の良いアルゴリズムを与えた.ブール関数に対するフィルタの概念を定式化し,そのノイズ除去効果を表す公式を与えた.3.知識表現の複雑さに関する成果乗算を計算するほぼ最適な順序付二部決定グラフを設計した.方形描画の符号化に必要な符号長の限界値を求める問題を,超大規模行列の第一固有値を求める問題に帰着することにより,符号長の下界を与えた.回路計算量の下界を導出する従来手法は,k乱雑性と呼ばれる論理関数の組み合わせ論的な性質に基づいていることを指摘し,その性質のみを利用するだけでは,従来の下界を改良できないことを示した.複数の仮説を統合して予測性能の良い仮説を構築するブースティングの問題に対し,サンプルの分割と併合を繰り返すことによって決定ダイアグラムを構成する新しいスキームを得た.また,従来異なる原理に基づくものと思われていたAdaBoostタイプと決定木生成タイプのブースティング手法を統一的に扱うための理論的枠組みを与えた.予測モデルを拡張し,エキスパートの与える予測に対し,それらの損失の範囲(リスク情報)があらかじめ知らされている場合について,統合アルゴリズムの設計と解析を行い,厳密な性能評価を与えた.ネット上の新規文書の公開及び既公開文書の改訂を即時に認識し,ユーザへの検索結果に直ちに反映させることのできる検索システムの構築を目指して,互いに協調する複数個のサーバによって構成される分散型の検索エンジンの開発を進めており,アーキテクチャの観点からの対故障性の向上に関する技術を提案し,その有効性を検証した.また,検索結果の提示法として,公開や改訂の時刻に依存した文書の新しさを加味した文書採点法を提案した.一様分布における単調論理関数の学習問題について,従来知られるものより単純かつ効率的な学習アルゴリズムを与えた.また,論理関数の感受度を解析することにより,理論的な性能限界を達成することのできる学習アルゴリズム構成のために必要な条件を与えた.しきい値素子を用いた回路において,非限定的な重みを持つ1層のしきい値回路を,多項式的重みを持つ2層のしきい値回路によって模倣する,従来知られる手法よりも効率の良い手法を発見した.また,加算,比較等の基本的かつ重要な演算が,小さいサイズの2層のしきい値論理回路で計算可能であることを明らかにした.動的資源分配問題において,それぞれの投資先のリスクが非一様で,かつ,その情報が開示されているとするモデルを提案し,Vovkの統合戦略による最適な投資ベクトルの導出とその厳密な性能評価を与えた.また,オンラインオークション問題がこのモデルに還元できることを示し,新しいアルゴリズムと性能評価を与えた.高次元空間でのマージンをほぼ保存したまま低次元空間へのランダムな写像を行う,新しいプロジェクション法を2つ与えた.これらは,従来手法に比べ,用いるランダムビット数が対数的にすぎない.この性質を用いて非線形概念に対する新しい学習の枠組みを提案した.与えられた3つの系列X,Y,Pに対し,Pを部分列として含むXとYの最長共通部分列を求める問題を一般化し,Pの少なくとも長さrの部分列を含む最長共通部分列を求める問題を提案し,この問題に対する効率の良いアルゴリズムを与えた.これは,特定の機能を持つタンパク質のアミノ酸配列をPとしたとき,その機能に関連する2つのアミノ酸配列XとYの共通構造を発見する手法として用いることができる.ウェブ検索におけるスコアリング法として,更新の新鮮さを考慮し,検索に用いた単語が最近に現れたページを重視するランク関数を提案し,その有効性を実データにより確かめた.任意の二次関数を計算するサイズ最小の単調論理回路は,論理積素子を単層として含むという単層予想と呼ばれる未解決問題を,否定的に解決する重要な手がかりを与えた.否定素子数を限定した論理回路,2層しきい値回路,および論理式のサイズの下界を導出する新しい手法をそれぞれ与えた.また,乗算を計算するほぼ最適なOBDDの設計を行った.さらに,ある制約を満たす単調積和形論理式のうち,充足割り当ての個数を最小,あるいは最大にするものを特定することに成功した.1.オンライン最適化問題に関する成果:オンラインオークションと呼ばれる商品売買のモデルに対し,Vovkの統合戦略と呼ばれるオンライン予測の手法を適用することによって,優れた利得下界を持つアルゴリズムを与えた.また,銀行や理髪店の待合室における週刊誌の提供や,航空旅客機内における映画の上映など,待ち時間においてユーザを退屈させないためのサービスの費用対効果に関する問題を,オンライン最適化問題として定式化し,競合比解析を行った.2.新しい評価基準に基づく問題のモデル化に関する成果:脳の計算機構をモデル化した閾値論理回路において,同時に発火し得る閾素子の数の最大値を,その回路のエネルギー消費量を表す新しい尺度として導入し,エネルギー消費量を制限した場合の閾値論理回路の計算能力の限界を表す

不等式の導出に成功した.2つのゲノムのアラインメントを求める問題を,2つの整数配列に共通に含まれる最長の部分増加列を求める問題として定式化し,線形領域アルゴリズムを与えた.ピラミッド型の階層構造を有する意思決定機構における情報の伝達コストを,完全k分木にいくつかのバイパス辺が付加されたグラフの平均頂点間距離として与えられるとするモデルを提案し,最適なバイパス辺の付加条件を与えた.3.知識表現の構築の複雑さに関する成果:否定素子数を限定した論理回路で,ソーティングや反転回路を構成する新しい手法を与えた.これらは,入力系列をkトニック列と呼ばれるものに限定すると,kが小さいときには従来の構成法より優れている.ある条件のもとで,論理式のサイズの下界を再帰的に導出する方法を与えた.論理回路のサイズの下界を求めるための,計算機支援による証明系の実現可能性について検討を行い,幾つかの知見を得た.1.オンライン最適化問題に関する成果あるルーティングの問題を零和型行列ゲームとして定式化し,オンライン予測の手法を用いてその最適戦略を効率よく求めるアルゴリズムを与えた.また,広いオンライン問題のクラスであるメトリカルタスクシステム問題に対する新しいアルゴリズムを提案し,その性能評価を与えた.2.新しい評価基準に基づく問題のモデル化に関する成果脳の計算機構をモデル化した閾値回路のエネルギー消費量を表す尺度として,エネルギー複雑度とパターン複雑度の概念を導入し,エネルギー複雑度やパターン複雑度が制限された回路の計算能力に一定の限界があることを示した.複数の文字配列の多重アラインメントを求める問題を,あるトポロジカルソートが表す複数の文字配列と,別に与えられた1つの文字配列同士のすべての組み合わせにおいて,最も長い共通部分列を求める問題として定式化し,効率の良いアルゴリズムを与えた.ブール関数に対するフィルタの概念を定式化し,そのノイズ除去効果を表す公式を与えた.3.知識表現の複雑さに関する成果乗算を計算するほぼ最適な順序付二部決定グラフを設計した.方形描画の符号化に必要な符号長の限界値を求める問題を,超大規模行列の第一固有値を求める問題に帰着することにより,符号長の下界を与えた.回路計算量の下界を導出する従来手法は,k乱雑性と呼ばれる論理関数の組み合わせ論的な性質に基づいていることを指摘し,その性質のみを利用するだけでは,従来の下界を改良できないことを示した.
フレキシブル熱電変換素子を目指した金属基板上への酸化物熱電薄膜作製技術の創製

フレキシブル金属テープ上への熱電変換薄膜素子の開発を目指し、酸化物熱電変換材料(Sm_<2-x>Ce_xCuO_4、以下SCCO)のエピタキシャル成長と、現在実用化されているカルコゲナイド(Bi_2Te_3およびSb_2Te_3)材料を用いてプレーナ型熱電変換薄膜モジュールを試作し、発電特性について評価を行った。MgO中間層配向型金属テープ上に第二中間層としてSrTiO_3(STO)を採用し、SCCO薄膜と共にパルスレーザー蒸着(PLD)法によって様々な条件下で成長させた。その結果、STO中間層上SCCO薄膜は、酸素圧力0.2Torr、930°C以上でSCCO(001)[100」//STO(001)[100]の方位関係を持ってエピタキシャル成長することを確認した。このSCCO膜の熱電性能は、抵抗率1Ωcm、熱起電力-300μV/K@RTであった。STO単結晶基板上SCCOに比べて抵抗率が12桁高いが、STO中間層の結晶性改善で解決可能と考えられる。次に、カルコゲナイドを用いてプレーナ型熱電変換薄膜モジュールをAI_2O_3(001)単結晶基板上に作製したところ、温度差90°Cで一対当たり最大2.4mVの熱起電力と24nWの発電力が得られた。市販カルコゲナイド系バルクモジュールと比較すると起電力、発電力ともに遠く及ばないが、これは薄膜の断面積が小さいことによる大きな抵抗とモジュール部(10μm厚)に比べて基板(500μm厚)が厚いために熱源からの温度差がモジュール部に十分に伝わらなかった事が主な原因である。モジュールの高密度化、肉薄・高熱伝導率基板の採用で解決可能である。以上から、本研究によってSCCO薄膜をフレキシブ金属テープ上でエピタキシャル成長させることが可能となった。また、プレーナ型モジュールの構造を用いることで、熱電変換薄膜による熱電変換発電が実現可能であることを実証した。フレキシブルな金属テープ上への熱電変換素子の作製を目指し、中間層配向型金属テープが酸化物熱電薄膜のエピタキシャル成長に及ぼす影響について検討を行った。具体的な検討内容は、金属テープ上にSm_<2-x>Ce_xCuO_4(SCCO)熱電変換薄膜を蒸着し、その配向性をX線回折法によって評価し、ゼーベック係数の測定から熱電変換特性を評価した。本研究によって得られた知見は以下の通りである。(1)MgO中間層を持つ金属基板上へのSCCO薄膜様々な成長温度で金属基板上にSCCO薄膜を成長させ、その結晶構造をX線回折法を用いて評価したところ、エピタキシャル成長したSCCOに加えて、多結晶状態のSCCOも含まれていることがわかった。多結晶SCCOは電気抵抗率を上昇させ、熱電変換性能を低下させてしまうため、出来るだけ少ない方が良い。成長温度に対する多結晶SCCOの量に注目したところ、成長温一度が高いほど多結晶SCCOは減少した。電気抵抗率は多結晶SCCOの減少に伴って低下し、最小で35.1mΩcmを示した。(2)CeO_2第二中間層上におけるSCCO薄膜(1)で得られた35.1mΩcmは、SrTiO_3単結晶基板上にエピタキシャル成長させたSCCO薄膜の値よりも数倍高い値である。抵抗率を低減させるために、CeO_2を第二中間層としてMgO中間層上に蒸着した金属基板を作製し、(1)と同様にSCCO薄膜の成長温度を変化させた。その結果、多結晶SCCOは半減し、17.2mΩcmの抵抗率を得た。(3)金属基板上SCCO薄膜の熱電変換性能(1)、(2)で得られたSCCO薄膜のゼーベック係数を測定した。(1)では、ゼーベック係数は-270μV/K程度と、成長温度に関わらず一定であったが、(2)では、成長温度が高くなると-200μV/Kまで絶対値が低下した。これは、中間層のCeがSCCOに拡散し、SCCOの電子密度が高くなったためと考えられる。

次に、カルコゲナイドを用いてプレーナ型熱電変換薄膜モジュールをAI_2O_3(001)単結晶基板上に作製したところ、温度差90°Cで一対当たり最大2.4mVの熱起電力と24nWの発電力が得られた。市販カルコゲナイド系バルクモジュールと比較すると起電力、発電力ともに遠く及ばないが、これは薄膜の断面積が小さいことによる大きな抵抗とモジュール部(10μm厚)に比べて基板(500μm厚)が厚いために熱源からの温度差がモジュール部に十分に伝わらなかった事が主な原因である。モジュールの高密度化、肉薄・高熱伝導率基板の採用で解決可能である。以上から、本研究によってSCCO薄膜をフレキシブ金属テープ上でエピタキシャル成長させることが可能となった。また、プレーナ型モジュールの構造を用いることで、熱電変換薄膜による熱電変換発電が実現可能であることを実証した。
異なる文化間の理解を伸ばすための効果的な教育・学習活動の研究

1最近の高校卒業者約2000名を対象に、自らの属する文化及びそれと異なる文化についての意識、経験、理解等を質問紙法により調査し、そのうち約1,000名の回答について集計を行った。その際、集計する対象にはなるべく多くの中学・高校の出身者が含まれるようにした。集計の結果、(1)日本を代表するような文化を相当数あげることは多くの回答者にとって容易であり、また、海外の特色ある文化をあげることも比較的容易であるが、日本国内の地域等による文化の違いについて答えることはそれほど容易でないこと、(2)国内外の文化について一定のステレオタイプ的理解も見られること、(3)国内外の文化の理解について、中学・高校の多数の教科が相当の役割を果たしてしいるが、学習内容が文化理解という観点抜きで教授されていると思われる場合も少なくなく、またある種の部面についてはより豊かな文化的内容が期待されることなどを明らかにすることができた。2文化間理解について特色ある実践を行っている学校とその内容について文献等による情報を整理し、海外ホームステイ旅行及び海外修学旅行についての動向を全体的に把握すると同時に、中学・高校十数校の訪問調査と資料収集を行った。それらの分析により、この種の活動を通じ通常の教科の学習では容易に期待できない効果をあげることができるが、その効果の内容や程度は、学校や教師の指導理念、指導内容等によって様々に異なることなどが明らかになった。3戦前の日本の海外修学旅行についての資料を調査し、とくに明治後期における中等学校のアメリカ、中国等への修学旅行の実態を把握し、その効果及び当時の物的、社会的条件からの制約等を明らかにした。4アジア・太平洋地域の国々に要請して得られた資料を検討し、とくにフィリピン・ニュージーランドの事例については詳細に分析した。
ダイオキシン毒性の客観的評価法の開発と、周産期・小児期疾患への影響の評価

環境汚染物質であるダイオキシンは、急性毒性や癌化、催奇形性といった問題に加え、外因性内分泌撹乱物質(環境ホルモン)として生殖系への影響も懸念されている。環境からの暴露のみならず、母体から胎盤や母乳を介しての次世代への影響も心配されている。細胞内に入ったダイオキシンは、細胞質内に存在するAhレセプター(AhR)に結合し、核内に移行後に核内のAhR転位酵素(ARNT)と結合することで転写因子として機能し、薬剤代謝酵素であるCYP1A1や、AhR依存性の転写抑制に働くAhRリプレッサー(AhRR)遺伝子の発現を誘導する。我々は、これらダイオキシン受容体関連遺伝子群(AhR, ARNT, CYP1A1, AhRR)の遺伝子量を高精度に定量するため、ABI PRISM7700 Sequence detectorを用いたリアルタイムPCR法による定量系を確立し、ヒト成人精巣腫瘍細胞株が3-methylcholanthrene(3-MC)暴露によってARNT、CYP1A1、AhRR遺伝子の発現が誘導されることを確認した。次に、ヒト成人および胎児の各種臓器における発現量を定量し、その結果、臓器別発現ではAhRは肺、胎盤、脾臓、ARNTは肺、脾臓、成人の卵巣、精巣と胎児の腎臓、CYP1A1は成人の肺と肝臓、膵臓、AhRRは成人の精巣、卵巣、肺で高発現が認められた。また成人血単核球では3MCによりCYPlAl、AhRR遺伝子の発現が誘導されたが、臍帯血および乳児末梢血単核球ではAhRR遺伝子の発現の誘導は起こらず、誘導の差異が認められた。
市場融合環境におけるインフラ整備と競争の制度設計に関する研究

本研究では、インフラ整備のための「企業間協力」の発生誘因と政策環境の整備について考察する。主たる設問は「インフラ整備のための企業間協力はどのような状況において発生しやすいか」である。3つの分析から成る。第1の分析では、都市部と地方部に電力・都市ガス等のインフラ・サービスが提供されている経済環境のもとで、垂直統合型企業の共同投資と垂直分離下での上流インフラ企業の非協力(単独)投資の比較を行う。第2の分析では、企業が生産技術選択の機会を持つときに共同投資を行う誘因を考察する。最後に、接続料金規制が企業間提携に与える影響について考察する。本研究のテーマは,都市ガス・電力・電気通信等のネットワーク産業における市場融合環境のもとで「複数の垂直統合型企業によるインフラ共同所有および接続・託送が競争促進と経済厚生に与える影響」と「垂直統合型企業の垂直分離とインフラ投資のための資金調達方法の検討」の2つであるが,本年度は第1のテーマの一部である「複数の垂直統合型企業によるインフラ共同所有が競争促進と経済厚生に与える影響」について理論分析を行った.特に,インフラ共同所有のもとでの共同投資(上流部門投資)と個別事業者の生産費用改善投資(下流部門投資)誘因の関係に焦点を当てた理論モデルを構築し,経済厚生分析を行った.これは垂直構造における2種類の投資関係に焦点を当てた理論モデル分析であり,独創性の高い理論研究であると考えている.理論分析からは次の2つの結果を得た.第1に,生産性の異なる事業者間においても全事業者の意見一致を満たすインフラ共同投資費用の配分ルールは存在し,それを明示的に特徴づけることに成功した.また,その費用配分ルールのもとで共同利潤最大化投資水準が実現できることも示した.第2に,各事業者が異なる市場で生産活動をしているとき,共同投資である上流部門投資と生産費用改善のための下流投資のいずれも社会的視点からみると過少となることを証明した.他方,各事業者が同一の市場で競争しているときには共同投資である上流部門投資は過少であるが,下流の生産費用改善投資は社会的視点からみると過剰になる可能性があることを示した.下流部門投資を過剰とする主たる要因は「事業者間の小売競争効果」である.この分析結果をまとめた研究論文では,上流部門投資が各事業者の個別投資で実行される場合との比較考察も議論している.個別で投資を実行する場合に比べ,インフラ共同所有は上流部門投資と下流部門投資のいずれの投資誘因も高くすることを示した.研究開始当初から10月頃までは「異なる事業環境にある事業者間のインフラ共同所有は如何なる投資費用配分ルールのもとで可能となるか,またそのルールのもとで投資水準は過少なのか」という設問に答える理論考察が主であった.その後,11月頃の研究論文作成途中段階において,「インフラ共同所有下での上流部門投資誘因と下流部門投資誘因の関係」という新たな研究課題の重要性・新規性に気づいた.しかし,垂直構造モデルにおいて上流部門投資と下流部門投資の2種類の投資関係の分析は非常に複雑となったため,幾度となく理論モデルの簡単化を模索した.そのため,上記の分析結果が得られたのは2月下旬頃であった.本研究のテーマは、電力・都市ガス・電気通信等のネットワーク産業における市場融合環境のもとで「垂直統合型企業によるインフラ共同所有および接続・託送が競争促進と経済厚生に与える影響」と「垂直統合型企業の垂直分離とインフラ投資のための資金調達方法の検討」の2つである。平成28年度は第1のテーマの一部である「複数の垂直統合型企業によるインフラ共同投資事業の発生要因」に関する理論分析に取り組み、1本の研究論文として完成させることができた。この論文を幾つかの学会・研究会で報告し、そこでのコメント等を反映させて改訂作業も実施した。その結果、3月下旬に審査制国際学術雑誌に投稿し、現在その審査結果待ちの状態である。この研究論文は、企業の生産技術の異質性が協力投資誘因に与える影響に焦点を当てている。この論文の最大の特徴・独自性は、生産技術の異質性を企業が内生的に決定できる段階を理論モデルに含めて分析している点である。つまり、各企業がインフラ設備に関して協力投資の機会があることを踏まえて、自身の生産技術を戦略的に決定できる点に理論モデルの特徴がある。論文では、生産技術決定とインフラ協力投資決定のタイミングについて2つのシナリオを想定し、各シナリオにおける均衡を分析している。主要な分析結果は次の3点にまとめられる。第1に、2つのシナリオのいずれにおいても、協力投資が行われるときには各企業の生産技術改善誘因が低くなることを示した。第2に、(第1の結果のために)協力投資機会の事前段階において各企業が戦略的に生産技術を決定できるときには、インフラ協力投資は発生しにくいことがわかった。第3に、協力投資機会の事後段階において各企業が生産技術を選択できることがわかっているとき、協力投資の発生は固定費用規模の大小に必ずしも依存しないことがわかった。平成28年度に作成した研究論文は平成27年度からの研究を発展させたものであり、それが完成し、審査制国際学術雑誌に投稿できたことは、平成28年度の大きな成果であった。しかし、これはあくまでも2つの大きな研究テーマのうちの1つに関連したものであり、第2の研究テーマについてはその準備が遅れている。第2の資金調達方法の検討という研究テーマについては、接続料金制度設計やPPP(public-private-partnership)に関する展望等が徐々に進んでいるものの、複数の資金調達方法の比較分析は未だ実施されていない。

独創性のある理論研究結果を出すための試行錯誤の過程には時間を要するが、それに手を付けていないのが現状である。本研究のテーマは、電力・都市ガス・電気通信等のネットワーク産業における市場融合環境のもとでインフラ共同所有、接続・託送、垂直分離と競争促進の関係を経済学的に分析することである。平成29年度は、インフラ共同投資の発生誘因とその功罪に関する1本の研究論文を完成させることができた。この論文は昨年度作成した論文を改訂・発展させたものであり、研究論文としての完成度は高くなったと自負している。2月中旬に審査制国際学術雑誌に既に投稿済みであり、現在その審査結果待ちである。この研究論文では、「企業間のインフラ共同投資がどのような場合に成立しやすいか」「インフラ共同投資の経済厚生上の長所と短所は何か」を再検討している。理論モデル分析から次の結果を得た。第一に、インフラ共同投資は、参加企業の生産技術が非効率であるときに最も成立・実現しやすい。その理由は、非効率企業の場合、投資からの便益が効率企業よりも小さく、そのため、共同投資による投資費用分割効果が効率企業の場合よりも有利に働くからである。第二の分析結果は共同投資による投資費用分割効果に関連している。具体的には、費用分割効果は非効率企業ほどそのメリットが大きく働くため、共同投資が実際に実現した場合、参加企業の費用削減誘因が低くなるという結果である。つまり、インフラ共同投資は投資費用の重複を避けるという経済厚生上の長所がある一方、参加企業の費用削減誘因を減じてしまい、生産効率性に負の影響を与えるという短所を持つことが理論モデル分析からわかった。また既に審査制国際学術雑誌に投稿済みであった別論文の改訂が終了し、それを発表することができた。本研究では、インフラ整備のための「企業間協力」の発生誘因と政策環境の整備について考察する。主たる設問は「インフラ整備のための企業間協力はどのような状況において発生しやすいか」である。3つの分析から成る。第1の分析では、都市部と地方部に電力・都市ガス等のインフラ・サービスが提供されている経済環境のもとで、垂直統合型企業の共同投資と垂直分離下での上流インフラ企業の非協力(単独)投資の比較を行う。第2の分析では、企業が生産技術選択の機会を持つときに共同投資を行う誘因を考察する。最後に、接続料金規制が企業間提携に与える影響について考察する。まず,上記の分析結果をまとめた研究論文をより精巧な研究論文にまとめ上げ,それを関係するセミナー・学会で報告し,第1次稿を審査制国際雑誌に投稿する.続いて第1の研究テーマにおいて明示的に考察されなかった接続・託送料金と企業間の自発的提携の関係をクローズアップしたネットワーク形成理論の応用理論モデルを構築する.その後,第2の研究テーマである「垂直統合型企業の垂直分離とインフラ投資のための資金調達方法の検討」に移行する予定である.以上の2種類のモデル構築および分析が,この研究プロジェクトにおいて次年度新たに着手される研究である.平成29年度は本研究プロジェクトの最終年度である。
6-アミノキノキサリン類を用いた新規蛍光誘導体化試薬の開発

生体内にはカルボン酸・アミンなどの微量成分が数多く存在し、これら生体成分の定量は、生理学上の機能の解明、病気の診断、病気の原因の究明および治療に重要な役割を果たす。そこで、本研究では新規6-アミノキノキサリン類を用いた高感度な蛍光誘導体化試薬の開発を目的とした。以下に研究成果の概要を示す。1.2,3-ジクロロ-6-ニトロキノキサリンにアルコール・アミン・クラウンエーテル等を反応させ、2,3-位に種々の置換基をもつキノキサリン誘導体を高収率で合成することができた。2.2,3-位に置換基をもつ6-ニトロキノキサリンをアルコール中、10%Pd-C存在下で接触還元を行い、高収率で対応する6-アミノキノキサリン誘導体を合成することができた。3.6-アミノキノキサリン類と長鎖カルボン酸をDCC-HOBt法によりカップリングし、高収率で6-(アシル)アミノキノキサリン誘導体を合成することができた。4.6-(アシル)アミノキノキサリン誘導体の蛍光特性を明かにし、これを基にHPLC条件の最適化を行った。5.5種類の飽和脂肪酸の誘導体を蛍光検出器付HPLCで分析した結果、40分以内で完全に検出することができた。6.これら誘導体の検出限界は1fmol/μl(注入量)と高感度であることがわかった。以上のように、6-アミノキノキサリン類は安価で容易に合成することができしかも感度も高いことから、当初の研究計画通り長鎖カルボン酸類の新しいタイプの蛍光誘導体化試薬として応用できることが明かとなった。そこで、高感度で高選択的な蛍光誘導体化試薬の開発を目指し、本年度は新規な6-アミノキノキサリン類およびそれらのN-アシル誘導体の合成法を確立することを目的とした。(1)4-ニトロー1,2-フェニレンジアミンから2段階の反応をへて、2,3-ジクロロ-6-ニトロキノキサリンを合成することができた。(2)2,3-ジクロロ-6-ニトロキノキサリンにアルコール・チオール・アミン等を反応させ、2,3-位に種々の置換基をもつキノキサリン誘導体を高収率で合成することができた。さらに、2,3-位に様々な環サイズのクラウンエーテルが置換した誘導体も併せて合成することができた。(3)2,3-位に置換基をもつ6-ニトロキノキサリンをアルコール中、Pd-C存在下で接触還元を行い、高収率で対応する6-アミノキノキサリン誘導体を合成することができた。(4)6-アミノキノキサリン類と長鎖カルボン酸をDCC-HOBt法によりカップリングし、高収率で6-(アシル)アミノキノキサリン誘導体を合成することができた。これらの研究を通して、(1)数多くの新規な6-アミノキノキサリン誘導体が合成できること、(2)6-(アシル)アミノキノキサリン誘導体は、6-アミノキノキサリンと同様に、UVランプを照射すると強い蛍光を示すことが明かとなった。これらの成果は、英文速報誌Chemistry Lettersに受理された。平成7年度の研究で6-アミノキノキサリンおよび6-(アシル)アミノキノキサリン誘導体の合成法を確立することができた。従って、平成8年度は各種測定を中心に研究を行った。具体的成果を以下に示す。1.6-アミノキノキサリン誘導体のスペクトルを測定した結果、MeCN中で350390nmに吸収極大をもち、450484nmに発光極大をもつ強い蛍光を示すことがわかった。

2.6-アミノキノキサリン誘導体の蛍光強度は、MeCNへの水の添加やMeOH中で著しく減少することがわかった。3.2,3-ジメトキシ-6-アミノキノキサリンのEtOH中での蛍光の量子収率を測定したところ、0.8とかなり高いことがわかった。4.クラウンエーテルが置換した6-(アシル)アミノキノキサリン誘導体について、5種のアルカリ金属イオン存在下蛍光強度の変化を測定したが、各イオン間で大きな差は見られなかった。5.6-(アシル)アミノキノキサリン誘導体のうちモルホリンが置換した化合物は450nmに、メタノールが置換した化合物は395nmに発光極大を示し、いずれも誘導体化前の6-アミノキノキサリンに比べ1030nm短波長シフトすることがわかった。6.5種類の飽和脂肪酸の6-(アシル)アミノキノキサリン誘導体を蛍光検出器付HPLCで分析した結果、40分以内で完全に検出することができた。7.これら誘導体の検出限界は1fmol/μl(注入量)と高感度であることがわかった。以上のように、6-アミノキノキサリン類は安価で容易に合成することができしかも感度も高いことから、当初の研究計画通り長鎖カルボン酸類の新しいタイプの蛍光誘導体化試薬として応用できることが明かとなった。
敦煌法会文献研究―日本の法会との比較から見る政治性と大衆化―

本年度は、敦煌文献「妙法蓮華経講経文(擬)」の写本研究を行うとともに、仏教的内容を附与された中国歴史故事の写本学的考察、及び讃文の書換に関する基礎的考察を進めた。現在5点の写本を残す「妙法蓮華経講経文(擬)」は、敦煌学の分野において、長らく識者の注目を惹いてきた資料である。先行研究においては、該講経文が俗講と呼ばれる講経儀礼の台本であると度々指摘されてきたが、本研究は5点の写本を総合的に捉え直し、書写方法や経文の敷衍方法に着目することで、各々がいかに異なる聴衆や法会の場を想定した講経文であるかを解明した。また、10世紀の敦煌、延いては中国に流布した『法華経』が主に7巻本と考えられ、当時8巻本が中心となった日本と異なる流布の一端が垣間見られた。本成果は、講経文研究であるとともに、東アジアの『法華経』の受容を促す基礎的成果として位置づけられよう。また、伍子胥の伝を主題とした「伍子胥変文(擬)」を取り上げ、現存4点の写本の相互比較や、各写本の諸特徴の解明を進めた。また、墨の濃淡や加筆訂正から、その利用の実態を明らかにするとともに、写本の実見調査により、「薬名詩」を書写した紙の劣化から、その広い受容の実態を明らかにした。これらの考察は、伍子胥の伝が、仏教的要素を含む故事として流布する過程でいかに書写伝承されていったかの一端を示す成果であるとともに、法会に使われる中国歴史故事の受容の理解にも繋がるものである。そして、龍谷大学所蔵西域文献の調査を通して、「須大拏本生譚」を主題とする讃文の民間における流布を解明する基礎的研究を進めた。それは、仏教儀礼文書である讃文が、民間層を対象としていかに流布し、受容されていったかの考究でもある。法会関連文献は多岐に亙るが、講経文、文学文献、儀礼文献等の多様な文献の写本学的考察を通して、東アジアにおける仏教文献の伝播の理解に資する成果となった。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究は、10世紀初頭の唐王朝滅亡以後に起こった敦煌の変化を『十王経』と目連故事に関する諸文献とを中心に考察を進めた。10世紀敦煌では、通俗的な仏教講釈文献が大量に表れ始め、寺院と在俗信者の強い繋がりが認められるようになっただけでなく、地獄という死後世界観に、死体に鞭打つ場面をはじめとする「中国的性格」を有した地獄関連文献(BD8333「譬喩経変文(擬)」)をも認めることができる。敦煌においてそのような大きな変化が起こったのと同じ頃、日本においては遣唐使の廃止や平将門が新皇を名乗るなどの新たな歴史へ進む萌芽が窺われており、唐王朝の崩壊以後に始まる東アジアの変化の一端を認めることができた。それとともに、悔過法要、六時礼讃、放生会、行道など、奈良・平安期の日本にも通じる仏教儀礼が敦煌で行われていた記録が多数確認されることも、両地域の仏教の在り方を窺い、東アジア仏教を考えるにあたって重要な特徴と言えるだろう。それとともに、敦煌文献P.4524「降魔変画巻(擬)」に着目することで、10世紀当時、仏教説話をいかに絵解きによって語っていたかの考察を進めた。2011年11月のフランス国立図書館における当該写本の実見調査の成果を踏まえ、絵解き画巻の利用方法、並びにその韻文の書き換えを明らかにし得たことは、当時の仏教講釈の一端の解明に繋がるものであった。なお、P.4524「降魔変画巻(擬)」に書写された仏教故事は、他の多くの敦煌仏教文献のように、『今昔物語集』に類話が確認されている。当該文献の考察は、日本と中国の仏教故事の変遷や講経との関わりの比較研究に資する成果となっただけでなく、中世日本における講経や絵解きとの比較を探る今後の研究にも資する成果となった。およそ10世紀を中心とする敦煌と日本の仏教の法会や儀礼を比較し、唐王朝滅亡以後の両地域に見られる変化、及び東アジアの法会や仏教儀礼等の特徴の明らかにするにあたり、本年度の研究成果は、その基礎的考察を担う成果であったと考える。敦煌文献の中でも、数多くの写本を残す『十王経』と目連故事の文献に着目することで、当時いかなる仏教儀礼が行われており、またその様子が民間説話にまで浸透していたのかを指摘することができたと考える。また、六時礼讃、放生、行道などの中世日本における法会や儀礼との平行関係を見出し、明確に指摘することができた点は重要な成果であった。また、直接に法会と繋がる資料ではないものの、当時の仏教の在り方を探る貴重な文献の1つであるP.4524「降魔変画巻(擬)」について考察を進め、当時の寺院に浸透していた絵解きがいかに行われており、またその絵解きを行うにあたって話す文句の書き換えや、現在は失われている画巻との関係を探ることができた点は、本研究をより大きな視野から探るために有意義な成果であったと言える。当初予定していた法会文献の蒐集、及びその儀式次第の考察については、今後更に考察すべき余地が残されていると考えられる。S.

6551「仏説阿弥陀経講経文(擬)」やP.2133「妙法蓮華経講経文(擬)」に代表される講経文献、更には、講経に関連する諸文献に着目し、その儀式の行われ方や在俗信者との関わりを解明することができるならば、本研究の成果をより促進することになるだろう。その一方で、従来にない視点として、写本の紙そのものに着目して講経文献の諸特徴を明らかにするという、新たな角度からの考察を含め、平成28年度における敦煌と日本の法会と講経、及び当時の政治との関わりへと研究を発展させていく。敦煌文献は、その発見以来多方面からの研究が進められてきた。しかし、それらの写本学的研究は進展が遅れ、今なお解明すべき課題が残されている。法会に用いる講経の台本の1つP.2324「難陀出家縁起(擬)」には、墨や加筆訂正の精査を通じて、実際に使用された痕跡を見出すことができるだけでなく、紙の貴重な時代に新たな紙を多数使用する講経文献の一般的傾向を窺うことができる。このような写本学的考察とともに、10世紀敦煌に流布した地獄観や浄土思想の反映を明らかにすることにより、従来にない講経文献研究を打ち出すに至った。更に、当該文献の主題である難陀出家の故事は、『今昔物語集』にも類話が確認されている。その思想的考察は、広く仏教説話と法会の関係を窺うにあたっても資するものとなっている。また、同じく東アジアという視点から、『賢愚経』の伝播に関する考察を進めた。『賢愚経』は、仏教説話を集成した経典として広く流布した経緯があり、敦煌の法会においても頻繁に用いられていた。本研究では、中国国家図書館所蔵敦煌文献を渉猟する中で、10世紀敦煌では、長安で流布した13巻本を主としながらも、いかなる経典目録にも記録のない18巻本の存在を確認した。また、同時代の日本に目を向けると、『賢愚経』は17巻本が主流であり、更に9世紀に作られたチベット語訳の『賢愚経』(『ザン・ルン』)は12巻本であったことが分かる。本研究は、1つの仏教経典が、東アジアにおいていかに形を変えて流布したかを考究した成果といえるだろう。これらの研究とともに進められたのが、仏教の影響を受けて発展した伍子胥の物語である。敦煌文献中に4点の写本を残す「伍子胥変文(擬)」の字句訂正や文章の書き換えからは、現在では失われてしまった異系統の「伍子胥変文(擬)」写本が存在していたことを突き止めた。伍子胥の故事の流布を窺うにも資する成果となっている。敦煌法会文献の研究にあたり、文献所蔵機関の1つである大英図書館での実見調査を通して、多数の文献の写本学的理解を深めるとともに、10世紀東アジアにおける法会の理解を促す研究を進めることができたと考える。『妙法蓮華経』や『仏説阿弥陀経』などに代表される仏教経典のみならず、『賢愚経』という仏伝故事を収めた経典からも、中国から中国周辺地域への伝播にあたって遂げた変容を解明するとともに、『賢愚経』における法会と王権の関わりを見出すことで、東アジアにおける仏教の在り方を窺う研究へと進むことができた。これは、本研究遂行過程において新たに獲得できた研究成果の1つである。国際的にも、P.2324「難陀出家縁起(擬)」を取り上げた台湾での発表により、写本学的研究の意義を国外の研究者にアピールできた点は、大きな意義を持つ成果であったと考える。また、今後の研究予定である『法華経』の講経文を中心として東アジアの法会文献研究にあたっても、今年度の研究成果によって得られた研究手法及び知見は、意義を持つものとなるであろう。「伍子胥変文(擬)」写本研究における写本学的研究もまた、仏教の影響を受けた伍子胥故事の変容を踏まえ、法会との関わりを探るとともに、日本の初期敦煌通俗文学研究史に対して19世紀末に始まる日本史研究の与えた影響を指摘する論考を発表できたことは、今後のより広い視野からの敦煌文学研究への礎ともなると考える。
Difensin遺伝子導入による歯周病に罹患し難い生体を作るプロジェクト

最終年は、抗細菌性タンパクであるディフェンシンに着目した。ヒトβディフェンシン(hBDs)は、腺上皮や扁平上皮を含む多くの臓器の上皮細胞に発現する。歯肉上皮は重層扁平上皮よりなり、これもまたhBDsを発現する。歯肉上皮は種々なる微生物に常に曝されている。現在では、hBDsは細菌感染に抵抗し、科学的バリアーの機能を持つことが知られている。hBD-1は常に上皮に発現するが、hBD-2,hBD-3は炎症性サイトカインや微生物により誘導され発現する。これら全てのhBD-1,-2,-3はグラム陽性菌、グラム陰性菌そして真菌を滅殺する広い活動性を持っている。研究項目、経過および評価と考察我々は(1)ヒト歯肉組織におけるhBDsのmRNAsの発現とhBD-1,-2そして-3の発現レベル。(2)αディフェンシンとhBD-1,-2,-3が角化細胞と線維芽細胞を含む白血球に影響するのか。(3)βディフェンシンがいかにして角化細胞に影響して発現を促進したり減弱するのか。(4)ヒトβディフェンシンが上皮の抗細菌性治療として活用できるのか、を検討した。その結果(1)ヒトβディフェンシン-1,-2,-3の発現レベルはお互い有意に関連していた。(2)αディフェンシンは、低い濃度で上皮細胞の増殖を促進したが、高い濃度では細胞毒性を示した。反対に、ヒトβディフェンシンは、いかなる濃度でもこれらの細胞にわずかな反応を示し、ヒトβディフェンシンは宿主に対して不利な効果はおそらくないと考えた。しかしながら、ヒトβディフェンシンに対する宿主の反応においては、臨床応用でαディフェンシンより適切な抗細菌機能があることが示唆されている。(3)ヒトβディフェンシンの発現の増加は分化指標を増加させ、ヒトβディフェンシンの抑制は、脱分化指標を増加させた。この結果は、ヒトβディフェンシンの発現は角化細胞の分化を変化させていることが示唆される。(4)ヒトβディフェンシン3発現上皮は有意な抗細菌活性を示した。口腔を覆う粘膜は、抗細菌性ペプチドであるβ-Defensinの発現を持つ上に、厚い角化物に覆われる口腔粘膜には細菌性の炎症は起きない。もし、粘膜に炎症が起きても細胞間隙は拡大し、好中球(α-Defensin発現)の細胞間浸潤遊走と粘膜上皮のβ-Defensinの発現が増加し、生体防御に寄与していることが最近わかってきた。しかし、非角化性の付着上皮やポケット上皮、移植歯の周囲上皮やインプラント周囲上皮、さらには、歯髄の炎症により惹起される歯根嚢胞の裏層上皮などでは好中球の増加はあるものの、上皮細胞に抗細菌性ペプチドの発現または炎症による増加があるか否かは全く不明である。近年では、遺伝子工学や分子生物の発展に伴い口腔領域においても、強い宿主を作ることで細菌への応答が可能になれば歯科予防概念は変わり、インプラント治療などの予後にも大きな影響を与える。本研究では、β-Defensinが生体の防御機構を補助する重要なタンパクであると仮定し、β-Defensinの遺伝子を標的上皮細胞に導入することで宿主サイドから予防治療の効果を高めることである。平成15年度は、β-Defensinの局在を免疫組織化学的に検索し、口腔粘膜上皮の角質層直下に多くの局在が見られるのに対し、付着上皮にはまったく見られないことを明らかにした。しかし、ポケット上皮やインプラント周囲炎を起こした上皮にはβ-Defensinの発現が強くなることも見出した。つまり、β-Defensinは細菌感染の起こる場所には必ず発現がみられ、歯周病およびインプラント周囲炎を予防するために、本研究で目的としている宿主サイドを強化する必要性が示唆された。本研究では、β-Defensinが生体の防御機構を補助する重要なタンパクであると仮定し、β-Defensinの遺伝子を標的上皮細胞に導入することで宿主サイドから予防・治療の効果を高めることである。平成16年度は、遺伝子導入標的細胞株を作ることを目的に、対照群として付着上皮、口腔粘膜上皮、マラッセの上皮残遺の細胞株を樹立した。また、実験的遺伝子治療の実際への応用のためにvectorを作製した。β-Defensinの全長のcDNAをPCRにて増幅し、プラスミドpcDNA1.1(Invitrogen社)につなぎこみ、β-Defensin蛋白発現vectorを作製した。cDNA配列はシークエンサーにより確認し、in vitroでCOS7細胞にlipofection法(Qiagen社)で導入しウエスタンブロット法により蛋白の発現を確認した。また、もう一つとして通法に従い上皮感染性の強いadeno virusにとりこませvirus DNAの作製を試みた。現在は実験段階であり、次年度へ応用の実現を目指している。

ヒトβディフェンシン(hBDs)は、腺上皮や扁平上皮を含む多くの臓器の上皮細胞に発現する。歯肉上皮は重層扁平上皮よりなり、これもまたhBDsを発現する。歯肉上皮は種々なる微生物に常に曝されている。現在では、hBDsは細菌感染に抵抗し、科学的バリアーの機能を持つことが知られている。hBD-1は常に上皮に発現するが、hBD-2,hBD-3は炎症性サイトカインや微生物により誘導され発現する。これら全てのhBD-1,-2,-3はグラム陽性菌、グラム陰性菌そして真菌を滅殺する広い活動性を持っている。研究項目、経過および評価と考察我々は(1)ヒト歯肉組織におけるhBDsのmRNAsの発現とhBD-1,-2そして-3の発現レベル。(2)αディフェンシンとhBD-1,-2,-3が角化細胞と線維芽細胞を含む白血球に影響するのか。(3)βディフェンシンがいかにして角化細胞に影響して発現を促進したり減弱するのか。(4)ヒトβディフェンシンが上皮の抗細菌性治療として活用できるのか、を検討した。その結果(1)ヒトβディフェンシン-1,-2,-3の発現レベルはお互い有意に関連していた。(2)αディフェンシンは、低い濃度で上皮細胞の増殖を促進したが、高い濃度では細胞毒性を示した。反対に、ヒトβディフェンシンは、いかなる濃度でもこれらの細胞にわずかな反応を示し、ヒトβディフェンシンは宿主に対して不利な効果はおそらくないと考えた。しかしながら、ヒトβディフェンシンに対する宿主の反応においては、臨床応用でαディフェンシンより適切な抗細菌機能があることが示唆されている。(3)ヒトβディフェンシンの発現の増加は分化指標を増加させ、ヒトβディフェンシンの抑制は、脱分化指標を増加させた。この結果は、ヒトβディフェンシンの発現は角化細胞の分化を変化させていることが示唆される。(4)ヒトβディフェンシン3発現上皮は有意な抗細菌活性を示した。