hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病モデル動物における反復性低血糖発作が心筋へ及ぼす影響と病態の解明

これまでに得られた結果として、糖尿病モデルラットにおいて低血糖発作を繰り返させることにより心筋虚血再灌流による心筋障害が一定の高血糖レベルを維持したラットに比べ有意に増大しておりミトコンドリアの機能障害も増悪していた。また心筋培養細胞を用いた実験においても培養液を24時間毎に高濃度グルコース(4500mg/L)→低濃度グルコース(300mg/L)に交換したグルコース変動モデルを作製し心筋細胞を曝露したところ、高グルコース下で培養した細胞よりもグルコース濃度変動に曝露した細胞は活性酸素種が増加し、酸化ストレス(過酸化水素)に対してより脆弱となっていた。このメカニズムを探索していく中で、マイクロアレイを用いた網羅的解析より数種類のマイクロRNAの発現が血糖変動により変化していることが判明した。さらにそれらを心筋細胞に強発現させたところ活性酸素量の増加を認めた。以上の結果よりこのマイクロRNAの発現変化が活性酸素量に影響し血糖変動による虚血耐性の減弱につながるのではないかと考えミトコンドリア、細胞質内の活性酸素種の合成、消去に関与する蛋白、酵素の中からこのマイクロRNAのターゲット遺伝子の検索を進めメカニズムの解明を図っている。本課題では、「糖尿病患者における低血糖発作」のような血糖変動が心筋細胞における活性酸素種の発生を促進し心機能へ悪影響を与えるのではないかとの仮説を基に研究をすすめている。また細胞内抗酸化酵素であるカタラーゼとスーパーオキシドディスミューターゼの活性が血糖変動群で有意に低下していた。心筋培養細胞を用いた実験においても培養液を24時間毎に高濃度グルコース(4500mg/L)→低濃度グルコース(300mg/L)に交換したグルコース変動モデルを作製し心筋細胞を曝露したところ、高グルコース下で培養した細胞よりもグルコース濃度変動に曝露した細胞は活性酸素種が増加し、酸化ストレス(過酸化水素)に対してより脆弱となっていた。以上の現象の機序を解明するため、マイクロアレイを用いたmicroRNA発現の網羅的解析を行った結果、2種類のmicroRNA(miRNA141とmiRNA200c)の発現が血糖変動により増加することを発見した。さらにそれらのmicroRNAを心筋細胞に強発現させたところ活性酸素量の増加を認め、カタラーゼとスーパーオキシドディスミューターゼ活性の減弱がみられた。以上の結果よりmiRNA141とmiRNA200cの発現増加が細胞内抗酸化システムの減弱を介して活性酸素量を増加させ、虚血耐性の減弱につながるという結論に達した。研究の目的の中で「血糖変動により虚血再灌流障害は増悪するか」「血糖変動により活性酸素種は増加するか」についてはすでに結果を得ている。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在メカニズムの解明としてmicroRNAの機能解析を開始しているところであり特に研究の遂行に問題はない。
生理活性脂質受容体の上皮バリア機能における役割

BLT2は上皮細胞および血管内皮細胞に発現するGタンパク質共役型受容体である。これまでに、肺炎球菌の産生する毒素性タンパク質Pneumolysin(PLY)の気道内投与により、BLT2欠損マウスのほとんどが死亡することを見いだしている。PLY投与による主な死因はシステニルロイコトリエン類(CysLTs)の産生上昇による気管支収縮と血管内皮透過性の亢進による肺水腫であると考えられるが、CysLT受容体拮抗薬の前投与によっても3割程度の個体はレスキューできずに死に至る。このことから、BLT2欠損マウスのPLY投与による個体死は、気管支収縮や血管内皮透過性の亢進以外の経路によっても引き起こされていると考えられた。BLT2は肺胞上皮細胞においても発現が高いことから、PLY投与による肺胞上皮細胞の障害にBLT2が保護的に作用する可能性を考えた。そこで、肺胞上皮細胞株A549細胞にBLT2を過剰発現させ、LDHの放出・WST細胞障害性アッセイ・DAPIによる核染色・細胞の形態変化を指標に、様々な角度からPLYの細胞障害活性を調べたところ、BLT2過剰発現細胞はMOCK細胞と比較してPLYに耐性を示すことを見いだした。また、内因性BLT2の役割を確認する目的で、野性型およびBLT2欠損マウスより採取した初代培養上皮細胞を用いて同様の実験を行ったところ、BLT2の欠損がPLYによる細胞障害を著しく上昇させることを明らかにした。また、走査型電子顕微鏡により細胞膜の形態を比較したところ、BLT2を欠損するとPLYによる細胞膜の障害が、添加後すぐ(数分から数十分)に引き起こされる様子が観察された。H27ー30年度の4年間で行ってきた生理活性脂質12-HHTの上皮バリア機能における役割についての研究結果は、H30年に京都で開催された、第91回日本生化学会のシンポジウムで発表した。BLT2は上皮細胞に発現するGタンパク質共役型受容体で、12-HHTと呼ばれる脂肪酸に応答して細胞内にシグナルを伝達する。上皮細胞におけるBLT2の役割を明らかにする目的で、BLT2欠損マウスを用いてアトピー性皮膚炎モデルおよび急性肺障害モデルを施行した。アトピー性皮膚炎モデル:BLT2欠損マウスの免疫応答は、OVAを腹腔内投与した際は正常であるが、経皮的に投与した場合は亢進することから、BLT2欠損により抗原の皮膚透過性が亢進している可能性が考えられた。そこで、経皮的水分蒸散量を測定したところ、BLT2欠損マウスでは腹側および背側の皮膚で水分蒸散が亢進することが明らかとなった。また、BLT2を過剰発現するMDCK細胞を用いてDNAマイクロアレイ解析を行った結果、12-HHT刺激によりタイトジャンクションの構成因子であるCLDN4の発現が亢進することが明らかとなった。更に阻害剤を用いた解析から、12-HHT刺激によるCLDN4の発現上昇にはGαiタンパク質およびp38 MAPKの活性化が必須であることも明らかとなった。急性肺障害モデル:肺炎球菌の産生する毒素性タンパク質Pneumolysin(PLY)の気道内投与により、BLT2欠損マウスのほとんどが30分以内に死亡した。PLY投与によるBLT2欠損マウスの死因を明らかにする目的で、肺の組織学的解析を行ったところ、BLT2欠損マウスではPLY投与に伴う気管支の収縮像が観察された。そこで、PLY投与後の気道抵抗の変化を測定したところ、BLT2欠損マウスでのみ上昇するのが観察された。また、肺胞洗浄液(BALF)の成分解析および色素の尾静脈内投与による実験から、BLT2欠損マウスではPLY投与により血管透過性が亢進することが明らかとなり、肺水腫を起こしている可能性が示唆された。BLT2欠損マウスを用いたアトピー性皮膚炎モデルを施行することによって、BLT2が経皮的な抗原暴露に対して抵抗性を発揮することが明らかとなった。また、BLT2は経皮的水分蒸散も抑制することから、in vivoにおいて皮膚のバリアに貢献していることが示唆された。更に細胞を用いたin vitroの実験から、12-HHT刺激がBLT2- Gαiタンパク質- p38 MAPK依存的にCLDN4の発現を上昇させ、タイトジャンクションの機能を正に制御することが明らかとなった。以上の内容はFASEB Jに掲載され、当初予定していた以上に進展した。一方、PLYの気道内投与による急性肺障害モデルを施行し、BLT2欠損マウスではほとんどの個体が死に至ることが明らかとなった。BLT2欠損マウスでは、気道狭窄および血管透過性の上昇が起きており、換気機能低下により死に至っている可能性が示唆された。BLT2がどのようにしてPLY依存的な気道収縮や血管透過性の上昇を抑制しているのかについては、今後明らかにしていく予定で、ほぼ順調に進展していると考えられる。昨年度、肺炎球菌の産生する毒素性タンパク質Pneumolysin(PLY)の気道内投与により、BLT2欠損マウスのほとんどが30分以内に死亡すること、またその要因が気管支収縮亢進と血管透過性の亢進による肺水腫である可能性が高いことを明らかにした。

これらの現象を引き起こしている原因分子を突止める目的で、肺胞洗浄液中に含まれるエイコサノイド類を質量分析計にて一斉定量したところ、PLY投与後すぐに野性型およびBLT2欠損マウス肺で大量のシステニルロイコトリエン類(CysLTs: LTC4・LTD4・LTE4)が産生さていることが明らかとなった。そこで、CysLT受容体(CysLT1)拮抗薬(モンテルカスト)の前投与を行ったところ、野性型とBLT2欠損の両マウスでPLY依存的な気道収縮および血管からの漏出が完全に消失し、BLT2欠損マウスの致死率も改善された。モンテルカストは、気管支喘息やアレルギー性鼻炎を対象として既に認可されている薬剤であるが、本研究によって肺炎致死を改善する薬として使用できる可能性が示唆された。一方、BLT2の高親和性リガンド12-HHTは、シクロオキシゲナーゼ(COX)依存的に産生される脂肪酸であり、NSAIDs(COX阻害薬)によって産生が阻害される。そこで、野性型マウスにNSAIDsの前投与を行ってみたところ、PLY依存的な致死が増悪した。この結果から、NSAIDs投与は肺炎致死を増悪させる可能性が示唆された。PLYの気道内投与による急性肺障害モデルを施行し、野性型マウスでは生存できる濃度のPLY投与によりBLT2欠損マウスのほとんどの個体が死に至ること、またPLY投与で産生されるCysLTsが気道収縮と血管透過性の亢進を招くことが原因であることを明らかにした。更にこの過程で、CysLT1拮抗薬が肺炎致死の改善薬となり得ること、NSAIDsが増悪因子となり得ることを明らかにした。以上の内容はScientific Reportsに掲載され、おおむね順調に進展しているといえる。BLT2は上皮細胞および血管内皮細胞に発現するGタンパク質共役型受容体である。これまでに、肺炎球菌の産生する毒素性タンパク質Pneumolysin(PLY)の気道内投与により、BLT2欠損マウスのほとんどが死亡することを見いだしている。PLY投与による主な死因はシステニルロイコトリエン類(CysLTs)の産生上昇による気管支収縮と血管内皮透過性の亢進による肺水腫であると考えられるが、CysLT受容体拮抗薬の前投与によっても3割程度の個体はレスキューできずに死に至る。このことから、BLT2欠損マウスのPLY投与による個体死は、気管支収縮や血管内皮透過性の亢進以外の経路によっても引き起こされていると考えられる。BLT2は肺胞上皮細胞においても発現が高いことから、PLY投与による肺胞上皮細胞の障害にBLT2が保護的に作用する可能性を考えた。そこで、肺胞上皮細胞にBLT2を過剰発現させ、MOCK細胞との間でPLYによる細胞死の程度を比較したところ、PLYによる細胞膜孔の形成および細胞死が有意に抑制された。現在、野性型およびBLT2欠損マウスより採取した初代培養上皮細胞を用いて内因性BLT2の役割を確認するとともに、BLT2による細胞死回避の詳細な分子メカニズムを解析中である。一方、BLT2欠損マウスにおいてデキストラン硫酸(DSS)誘導性大腸炎が亢進することから、BLT2は大腸炎においても保護的に作用すると考えられる。そこで、野性型マウスにDSSを投与すると同時にBLT2作動薬を連日腹腔内投与し、大腸炎の予防・治療効果を調べた。対照群と比較してBLT2作動薬投与群ではわずかに体重減少が抑制されたものの、効果は軽微であった。
生物規範工学に関する消費者への価値提示型対話による社会実装のための調査

本年度は、学術誌の特集号(日本知財学会誌Vol.13 No.2)の編著を行い、本研究及び領域全体の成果についても発信を行った。本特集号は研究者のみならず企業関係者も執筆者として参画する構成として、社会実装の多様な担い手を含む情報発信を実施した。学会発表では、知財学会、国際学会での発表に加え、日独の国際学会にて招待講演を行った。具体的な実績の内容に関しては、まず、消費者を含む一般技術ユーザーの視点についても調査を行い、科学者、技術者の視点との差異の検証を行った。国立科学博物館における生物模倣技術の企画展示会への来訪者を対象に調査を行い、技術の価値が提示される前後の状況に関して、対象者の技術に対する期待や意識の調査を行った。その結果、比較的高い年齢層で価値の提示によって期待度が高まる傾向等が明らかとなった。さらに、技術ユーザーは医療分野に期待を寄せる傾向がみられ、日本において、論文発表に加え、技術開発の促進にともなう特許出願が求められる状況が把握された。また、メディア分析として新聞記事のテキスト分析を行い、生物そのものを扱うバイオテクノロジーから、その表面構造、動き、機能等を模倣する技術に注目する報道の変遷が特定された。さらに、特許や論文を発表する主体の社会実装に関する姿勢や意識について、個別ヒアリング、質問票等による調査も含め詳細調査を行った。結果、日本において企業の技術が論文を発表しにくい環境にあることが明らかとなった。特許と論文の分析に関しては、他の注目技術等と、生物模倣技術の傾向を比較したところ、日本の傾向は、特許が先行し、論文については国際的な影響力が小さい状況が共通してみられることが特定され、論文発表に反映される基礎的な研究の促進と、成果を実社会へ伝達するコミュニケーション手段の確立が日本の課題として見出された。尚、技術ユーザー分析結果は国際学術誌に投稿中である。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、研究成果を査読付き論文2編(サステイナブルマネジメント[環境経営学会]、久留米大学商学研究)にて発表し、次年度に発刊する知財学会誌の特集号の編集を開始した。加えて、領域長が編集するバイオミメティクスを解説する書籍(日刊工業新聞社)の一章を担当した。学会発表としては、日本化学会での依頼講演、知財学会での発表、国際学会での発表を行った。さらに、「生物模倣技術の社会実装に向けた標準化」セミナーを以下の関係団体と主催した。(政策研究大学院大学/文部科学省科学技術・学術政策研究所/日本規格協会/バイオミメティクス研究会(TC266国内審議会)、[共催]日本知財学会知財学ゼミナール分科会)また、技術のマネジメントを専門とするドイツの研究者を大阪大学機能創成セミナーにて招聘し、情報共有を実施した。同時に、生物模倣技術のISO (TC266)の委員会メンバーとして国際標準化プロセスに参画し、情報発信を行った。具体的な実績の内容に関しては、生物模倣技術の社会実装について、基礎研究を含む関連研究を行う科学者と、研究成果を基に技術開発を行う技術者を主な対象として調査、研究を行った。科学者と技術者の動向に関わる指標として、学術論文の発表件数と、特許出願件数に着目して、生物模倣技術の社会実装の状況の分析を実施した。対象地域は、日本、欧州、米国、中国、韓国等の主要な国と地域である。具体的には、生物模倣技術の応用先の分野(医療、農業、交通等)別に特許と論文の傾向を解析したところ、日本は、他国と比較して、特許が先行し、論文の発表件数が少ない傾向にあること等が明らかとなった。次年度は、消費者を含む一般技術ユーザーの視点の分析と、特許や論文を発表する企業関係者等の社会実装に関する姿勢や意識について詳細調査を行う必要性が認められ、関係者との連絡調整等の調査準備を行った。共同で研究を行っている欧州の生物模倣技術に関する専門知識を持つ研究協力者が、ドイツでの国際動向調査の後、急遽本人の都合により、以降の欧州での調査及びデータ分析に参画できなくなる事態が発生した。研究遂行上、当該協力者の協力が不可欠であったため、再度日程調整をしたところ、研究に遅れが生じた。ただし、日本における特許出願と論文発表の関係性に関する研究は、基本的に計画通り遂行することができた。

さらに、特許や論文を発表する主体の社会実装に関する姿勢や意識について、個別ヒアリング、質問票等による調査も含め詳細調査を行った。結果、日本において企業の技術が論文を発表しにくい環境にあることが明らかとなった。特許と論文の分析に関しては、他の注目技術等と、生物模倣技術の傾向を比較したところ、日本の傾向は、特許が先行し、論文については国際的な影響力が小さい状況が共通してみられることが特定され、論文発表に反映される基礎的な研究の促進と、成果を実社会へ伝達するコミュニケーション手段の確立が日本の課題として見出された。尚、技術ユーザー分析結果は国際学術誌に投稿中である。本年度の調査研究によって課題として見出された、消費者を含む一般技術ユーザーの視点と科学者、技術者の視点の差異の検証と、特許や論文を発表する主体の社会実装に関する姿勢や意識について、個別ヒアリング、質問票等による調査も含め詳細調査を行う。特に特許と論文の分析に関しては、生物模倣技術の応用先に焦点を当てた、生物模倣技術内での傾向の分析に加えて、次年度には他の注目技術等と、生物模倣技術の傾向を比較することによって、生物模倣技術についての特許と論文の分析によって得られた各国の特徴の妥当性を検証する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
テロメア一本鎖突出維持に関与する新しい蛋白質の探索とその機能解析

RPAは、DNAダメージ時の修復、複製、相同組換えなど様々なプロセスに関与しているが、ヒトRPAのテロメアにおける機能は現在のところわかっていない。そこで本研究ではヒトRPAがヒト培養細胞においてテロメアでどのように機能するかを明らかにすることを目的とし、分裂酵母rad11-D223Yに相当する変異をもつヒト発現用ベクターhRPA70(D227Y)をヒト細胞に導入し、この変異hRPA70をヒト培養細胞に過剰発現したところ、テロメアが短小化することを発見した。本年度はヒトRPAがヒト細胞のテロメアー本鎖突出の制御に関連するかどうかを調べる。我々はsiRNAによってRPA70をノックダウンすることに成功しているが、そのときのテロメア構造は正常であるという結果をすでに得ている。RPAは細胞分裂に必須であり、RPA70をノックダウンすると2から3日後に細胞の増殖が停止してしまう。テロメア構造に異常が出るにはRPA70の機能を阻害した状態で長い期間細胞を培養する必要があるかもしれない。そこで、本年度は核内のコードされているRPA70の発現をshRNAによってノックダウンすると同時に変異RPA70を発現させる技術の開発を試み、その第一歩として、以下の3つの実験を行った。(1)shRNAによってRPA70の発現を抑制する技術の開発RPA70をshRNAによってノックダウンするベクターが2種類売られているので、それを購入し、RPA70の発現を抑制するかどうかを調べた。コントロールベクターは安定にヒト細胞に導入できたのに対して、RPA70をノックダウンするためのベクターを導入したヒト細胞は生育できなかった。このことからRPAのノックダウンが効きすぎている可能性が示唆される。今後は、shRPAのターゲット配列を持たない野生型あるいは変異RPA70を発現させた状態で、同様の実験を行う必要があることがわかった。また、本研究室ではRPA70の発現をsiRNAによってノックダウンすることに成功しているので、そのときに使用したsiRNA用の配列と同じ配列をshRNA発現ベクターに組み込んだベクターを構築した。今後はこのベクターがRPA70の発現をノックダウンできるかどうかを調べる。(2)RPA70を発現するベクターの構築MycタグのついたRPA70を発現するベクターの構築に成功し、それをヒト細胞に導入して発現を確認したところ、Mycタグ付きのRPA70は発現することが確認できた。(3)変異RPA70を発現するベクターの構築(2)で作成したベキターに点変異を導入したベクターの構築に成功した。来年度はそれをヒト細胞に導入して発現を確認し、確認ができればそれを利用して、核内のコードされているRPA70の発現をshRNAによってノックダウンすると同時に変異RPA70を発現させる技術の開発に繋げる。RPA (replication protein A)は、DNAダメージ時の修復、複製、相同組換えなど様々なプロセスに関与している。ヒト正常細胞においてはhRPAがS期にテロメアに結合することは明らかとなっているが、hRPAのテロメアにおける機能は現在のところわかっていない。そこで本研究ではhRPAがヒト培養細胞においてテロメアでどのように機能するかを明らかにすることを目的とし、分裂酵母rad11-D223Yに相当する変異をもつヒト発現用ベクターhRPA70 (D227Y)を作成した。本年度は核内のコードされているRPA70の発現をshRNAによってノックダウンすると同時に変異RPA70を発現させる技術の開発を試み、その第一歩として、以下の実験を行った。shRNAによってRPA70の発現を抑制する技術の開発RPA70をshRNAによってノックダウンするベクターが2種類売られているので、それを購入し、RPA70の発現を抑制するかどうかを調べた。また、RPA70の発現をノックダウンするときに使用したsiRNA用の配列と同じ配列をshRNA発現ベクターに組み込んだベクターが、RPA70の発現をノックダウンできるかどうかを調べた。その結果、購入したベクターのうちの一つと作成したベクターを導入した細胞においてRPAの発現を抑制できることを発見した。変異RPA70を発現するベクターの細胞への導入昨年度作成した分裂酵母rad11-D223Yに相当する変異をもつヒト発現用ベクターhRPA70 (D227Y)をヒト細胞に導入してこの変異hRPA70をヒト培養細胞に過剰発現したところ、テロメアが短小化することを発見した。このことからヒト細胞のテロメアにおいてもRPAは機能することが確認された。

そこで本研究ではhRPAがヒト培養細胞においてテロメアでどのように機能するかを明らかにすることを目的とし、初年度は分裂酵母rad11-D223Yに相当する変異をもつヒト発現用ベクターhRPA70(D227Y)めを作成した。昨年度は、分裂酵母rad11-D223Yに相当する変異をもつヒト発現用ベクターhRPA70(D227Y)をヒト細胞に導入し、この変異hRPA70をヒト培養細胞に過剰発現したところ、テロメアが短小化することを発見した。本年度は、昨年度の実験の再現性をとるために、分裂酵母rad11-D223Yに相当する変異をもつヒト発現用ベクターhRPA70(D227Y)をヒト細胞に導入し、この変異hRPA70をヒト培養細胞に過剰発現し、テロメアが短小化するかどうかを調べた。その結果、この変異hRPA70をヒト培養細胞に過剰発現したところ、テロメアが短小化することを発見した。このことからRPAがヒトのテロメア維持において重量な役割を果たしていることが示唆された。次に、変異RPAの発現量と内在性のRPAの存在量を調べた結果、変異RPAを発現量させた細胞では内在性のRPAの存在量が減少することがわかった。また変異RPAの発現は細胞分裂ごとに減少することもわかった。このことから変異RPAの発現は細胞にとって悪影響を与えることが示唆された。
褐色脂肪細胞への分化機構の解明

白色脂肪組織はエネルギーを貯蔵する働きを持つのに対して褐色脂肪組織はエネルギーを消費し熱を産生する働きを持つ。また近年、ベージュ脂肪細胞と呼ばれる寒冷刺激やβ3アドレナリン作動薬により白色脂肪組織中に散在して生じる誘導性の褐色脂肪様細胞の存在も報告されている。これらの脂肪細胞における分化や熱産生に関わる分子メカニズムの全貌は未だ明らかになっていない。本研究では、褐色脂肪分化に関与する新規シグナル伝達因子の探索を目的として、褐色脂肪前駆細胞のin vitro分化誘導系用いて薬剤スクリーニングを行った。その結果、SFKsの阻害剤PP2の添加が褐色脂肪分化を促進したことから、褐色脂肪分化を負に制御する因子としてSFKsを同定した。次に、白色脂肪前駆細胞へのSFKs活性阻害の影響を検討した。その結果、PP2の添加は白色脂肪分化を促進しただけでなく、褐色及びベージュ脂肪細胞特異的遺伝子の発現を顕著に上昇させた。このことから、SFKsが白色脂肪分化及び白色脂肪細胞の褐色化を負に制御することを示した。さらに、マウスから単離した褐色脂肪組織と白色脂肪組織におけるSFKsの活性及び発現量を調べた結果、白色脂肪組織では褐色脂肪組織に比べ、活性型SFKsの存在量が多いことを見出した。この結果は、SFKsが生体内においても脂肪細胞の褐色化を制御する可能性を示唆している。本研究は、褐色脂肪分化及び白色脂肪細胞のベージュ化という広義の脂肪細胞の褐色化におけるSFKsの関与を明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。脂肪細胞は大きく二種類に分けられる。白色脂肪細胞がエネルギーを貯蔵する働きを持つのに対し、褐色脂肪細胞は熱産生によるエネルギー消費を行う特異的な機能を持ち、体温維持などに働くとされる。この褐色脂肪細胞の数を増やすこと、または機能を向上させることにより肥満治療へ応用できると期待されている。そのため褐色脂肪細胞の分化機構を解明することは、生物学的だけでなく医療への応用という面でも大変意義のある課題である。褐色脂肪細胞の分化においては、Prdm16という転写因子が脂肪分化のマスターレギュレーターであるPPARγ等の因子と協調して働き、Ucp1に代表される褐色脂肪特異的遺伝子群の発現を誘導し、褐色脂肪細胞への分化に至ると考えられている。しかし、分化段階におけるシグナル伝達経路やPrdm16発現調節機構についてなど未だ不明な点が多い。本研究では、マウスより単離した褐色脂肪前駆細胞を用いて、褐色脂肪分化に関わる新規因子の同定や機能解析を通じて褐色脂肪分化のメカニズムを明らかにすることを目的としている。まず、関連因子の同定のため阻害剤スクリーニングを行った結果、褐色脂肪分化を濃度依存的に促進するものがあり、これまで褐色脂肪分化への関与が報告されていない因子の褐色脂肪分化への関与を新たに示した。またその因子の発現量は分化に伴い徐々に減少することも明らかにした。さらなる解析を進め、褐色脂肪分化のメカニズムの一端を明らかにできると考えている。白色脂肪細胞がエネルギーを貯蔵するのに対し、褐色脂肪細胞は熱産生によるエネルギー消費を行う特異的な部位であり、体温維持などに働くとされる。褐色脂肪細胞の分化においては、Prdm16という転写因子が脂肪分化のマスターレギュレーターであるPpar-gamma等の因子と協調して働き、褐色脂肪特異的遺伝子群の発現を誘導し、褐色脂肪細胞への分化に至ると考えられている。さらに、同定した因子の白色脂肪前駆細胞への分化過程における影響を調べた。その結果、同定した因子は、白色脂肪組織中に散在して存在するベージュ脂肪細胞への誘導に関与することを明らかにした。さらなる解析を進め、褐色およびベージュ脂肪分化のメカニズムの一端を明らかにする。

さらに、マウスから単離した褐色脂肪組織と白色脂肪組織におけるSFKsの活性及び発現量を調べた結果、白色脂肪組織では褐色脂肪組織に比べ、活性型SFKsの存在量が多いことを見出した。この結果は、SFKsが生体内においても脂肪細胞の褐色化を制御する可能性を示唆している。本研究は、褐色脂肪分化及び白色脂肪細胞のベージュ化という広義の脂肪細胞の褐色化におけるSFKsの関与を明らかにした。褐色脂肪分化を制御する分子機構について、当初の目的に沿っておおむね順調に成果が得られている。27年度が最終年度であるため、記入しない。褐色およびベージュ脂肪細胞分化の分子機構の解明のため、新規同定因子の解析をさらに進める。褐色脂肪分化の分子機構の解明のため、新規同定因子の解析をさらに進める。また、この因子の白色脂肪前駆細胞への影響についても調べる予定である。
近代日本における在来産業の展開と地域経済の変貌に関する研究ー阿波藍を中心にしてー

本研究は、阿波藍を事例にして、近代化過程における在来産業の動向と地域経済の変容過程について若干の検討をおこなうことを課題としていたが、以下その成果の要点をかんたんに述べることにしよう。阿波藍は、18世紀にはいると急速な成長をしめし、吉野川下流域を中心にしていわゆる藍作地帯が形成されるにいたる。そして、19世紀にはいると幕末期にかけて、その産業組織には大きな変化と分化がみられ、後発藍商や中小藍師層の台頭がいちじるしくなり、こうした構造変化をつうじて、在地における資本蓄積の深化と拡大が進行したのである。徳島県域の経済近代化は、幕末期以降のこのような経済発展を基礎にしていたことは否定しえない。しかし、それはまた阿波藍業の動向が徳島県域の近代産業の動向をも制約することになったものとおもわれる。貿易統計によると、明治20年代にはいると外国藍の流入が増加しており、それは阿波藍に少なからぬインパクトをあたえたといえる。とくに近世の主要市場であった関東を主な販売地域としていたいわゆる関東売藍商は大きな衝撃をうけていた。それは、本研究において紹介した明治期以降関東市場に進出した後発藍商奥村家の所得構成の変化にもあらわれている。奥村家の藍商所得の比重は明治20年代以降低下するとともに、あらたに諸商業所得が出現し、肥料問屋への転換がみられたのである。そして、こうした衝撃は県内の産地構造にも一定の影響をあたえていたといえよう。それは、当時奥村家よりさらに小さいいわゆる中小藍師であったとおもわれる板野郡藍住町東中富の高橋家の帳薄の上にもあらわれている。高橋家の決算薄によると、明治20年代後半にはその経営が悪化しつつあったのである。かくて、20年代後半の外国藍の流入によって、阿波藍はきわめて重要な転換期をむかえていたといえるであろう。本研究は,阿波藍という著名な在来産業をもつ阿波国を対象にして,近代化過程における在来産業の動向と地域経済の変容過程について実証研究をおこなおうとしたものである。この研究目的を達成するために,本年度は,主として徳島県域の阿波藍商の個別経営文書の資料調査とその収集に努力した。徳島調査は二度実施し,徳島県板野郡松茂町の旧関東売藍商三木与吉郎家の所蔵資料と同郡藍住町の後発藍商奥村家の所蔵資料を閲覧し,必要資料を採録した。また明治期以降鹿児島に進出した旧阿波藍商犬伏縫次郎家の鹿児島における足跡をたどるために,鹿児島調査を実施した。さらに東京の一橋大学経済研究所日本経済統計情報センタ-におもむき,明治期の公刊資料の収集と統計資料類の閲覧・採録をおこなった。これらの調査によって,明治期以降の藍商の経営転換を実証しうる個別経営文書を採録しえたことと徳島県板野郡藍園村の「勧業」統計を全面的に採録しえたことが大きな成果であった。前者のデ-タによると,後発藍商奥村家の所得構成は明治20年代中葉以降大きな変化を示し,藍商所得の比重の低下とあらたな諸商業所得の出現がみられ,肥料問屋への転換が進行していたことがうかがえる。明治20年代後半は阿波藍にとって重要な転換期であったと思われるが,平成2年度はこの論点に留意して,さらに調査と分析をおこなうことにしたい。なお,明治期以降の地域経済の再編過程を検討するための一つの基礎資料として『工場統計表』を購入し,分析の準備をすすめていることと,文書撮影のための写真機をこの機会に新機種に更新させていただいたことを付記しておきたいと思う。

本研究の目的は、阿波藍を事例にして、近代化過程における在来産業の動向と地域経済の変容について若干の検討をおこなうことにある。いうまでもなく当該期は閉鎖体系から開放体系に移行しつつある転換期であるから、それが阿波藍という一在来産業にどのようにあらわれているかを解明しなければならない。本年は、とくにその点に留意して研究をすすめた。昨年にひきつづき、吉野川沿岸の旧藍商の所蔵文書の探索をおこなうとともに、明治期以降のマクロ・デ-タの収集にも努力した。それらの資料から判明した若干の興味深い成果を以下に簡単に紹介する。貿易統計によると、明治20年代にはいると外国藍の流入が増加し、そのことは阿波藍にも一定の衝撃をあたえたとおもわれる。とくに阿波藍の近世の主要市場であった関東を主な販売地域としていた関東売藍商は大きな衝撃をうけていたといってよい。それは、明治初年の売場株解放を契機にして関東に進出した後発藍商奥村家の明治20年代後半の所得構成の変化にもあらわれている。同家の藍商所得の比重は20年代以降低下するとともに、あらたに諸商業所得が出現し、肥料問屋への転換がおこなわれていたのである。そして、こうした衝撃はタイム・ラグをともないつつも県内の産地構造に一定の影響をあたえていたことは否定しえない。それは、当時奥村家よりさらに小さいいわゆる中小藍師であったとおもわれる現板野郡藍住町東中富の高橋家の「収支勘定簿」にもあらわれている。なお高橋家の「収支勘定簿」はきわめて貴重な資料であるから、本研究の研究成果報告書ではその全文を紹介しておくことにした。
腎尿細管機能障害のMR画像による解析

本研究は、核磁気共鳴(MR)とMR用造影剤(Gd-DTPA)を用い、腎糸球体障害と尿細管障害の鑑別ならびにその障害程度の評価を目的として行われた。前年度の基礎実験の結果に基づき、グラディエントエコー法によるGRASS画像を検討用画像として採用した。このGRASS法を中心として、腎疾患を有しないウサギに対しGd-DTPA静注量と脱水時間を変更しながらMR画像を撮像し、尿細管濃縮能を評価するのに適当なGd-DTPA投与量及び検査前脱水時間を決定した。このGd-DTPA投与量が腎機能に影響しない量であることも確認された。さらに、代表的な抗癌剤であるシスプラチンをウサギに投与し尿細管障害を発生させた。投与量と投与期間の異なる集団を作り、それぞれに対し、経時的にダイナミックMR検査を施行した。その結果、少量長期投与群より大量短期投与群の方が腎髄質内の低信号域は早期に消失し、かつ再出現が遅延することが判明した。これは、尿細管細胞の障害及び再生と良く相関していた。さらに、同様の方法にてウサギにマイトマイシンを投与し、腎糸球体障害を発生させたダイナミックMR画像を撮像した。腎糸球体障害では、尿細管障害とは異なり投与されたGd-DTPAは腎皮質に留まるかあるいは腎全体が濃染されないという所見を呈した。これら両障害のMR画像は、同時期に撮像された腎レノグラムと比較された。腎機能障害検出への敏感度はレノグラムの方が優れていたが、各障害の鑑別はレノグラムでは困難であった。そこで、これら両薬剤を同時に投与した際の腎機能障害が尿細管、腎糸球体いずれの障害に基づくものかの鑑別が可能か否か検討した。その結果、尿細管障害が先行し腎髄質内の帯状の低信号域が消失していくのが認められた場合のみ、その障害の部位、程度の推測が可能であった。本研究は,核磁気共鳴(MR)とMR用造影剤(GdーDTPA)を用い,腎糸球体障害と尿細管障害の鑑別ならびにその障害程度の評価を目的として進行中である.MR画像の短時間撮像が可能である方法としで,グラディントエコ-法によるGRASS画像とスピンエコ-法によるshortT1画像を採用した.それぞれの画像でGdーDTPAの濃度差による信号強度曲線を作成し,ダイナミックスキャンに最適な撮像条件を確立した.これらの条件でMR画像を撮像し,正常腎機能を有する症例で腎髄質内に濃縮されたGdーDTPAによる帯状の低信号域が出現することも確認された.しかし臨床応用に対しては,GRASS画像の方がshortT1画像に比較し,より多くの情報が得られてダイナミックスキャンに適していることが判明した.その理由として良好な濃度分解能が得られること,撮像時間が短いこと等があげられる.そこでこのGRASS法を中心として,腎疾患を有しないウサギに対しGdーDTPA静注量と脱水時間を変更しながらMR画像を撮像し,尿細管濃縮能を評価するのに適当なGdーDTPA投与量および検査前脱水時間を決定した.このGdーDTPA投与量が腎機能に影響しない量であることを現在確認中である.さらに,ウサギに薬剤を用い,尿細管障害を発生させることが可能となり,上記の結果をもとに撮像したダイナミックMR画像と同時期の生化学所見,腎レノグラムとの比較が進行中である.また他剤により糸球体障害を発生させることも可能となった.臨床的に鑑別の重要なこれら2種類の腎疾患のMR画像の比較も現在進行中であり成果がまとまりしだい報告の予定である.本研究は、核磁気共鳴(MR)とMR用造影剤(Gd-DTPA)を用い、腎糸球体障害と尿細管障害の鑑別ならびにその障害程度の評価を目的として行われた。
次世代積層型システムLSI用貫通電極の絶縁膜作製技術の開発

次世代システムLSIの概念の1つであるSystem in Package(SiP)実現のためには、さまざまな技術開発が必要とされている。その中でも貫通電極の作製においては、直径数ミクロン、深さ数十ミクロンという近年のLSIプロセスにとっては巨大構造物とも言える加工穴の内壁に絶縁膜の形成技術の開発が不可欠とされている。本研究では、これらに用いられる要素技術としてレーザー加工による加工穴の形成、真空紫外光による絶縁膜形成技術の開発を行った。レーザー加工についてはフェムト秒レーザーを用いた加工法を提案し、シリコン基板に対し加工実験を行った上で、加工精度向上の障害となっている熱影響の原因を調べるために、加工穴形成過程を時間分解イメージングすることで解析を行った。成膜実験においては、貫通穴を模した構造のシリコン基板を試作し、気相成長である真空紫外光CVD法と、液相材料を用いた方法の2通りで成膜実験を行い、形成特性を比較した。CVD法では、直径5μm、深さ50μmの貫通穴を模した構造内にもすき間なく入りこみ、内壁に絶縁膜を形成することができることが分かった。液相材料を用いた場合は、スプレー式アトマイザーを用いて微粒子化することにより残留する未反応物の少ない薄膜が作製できることが分かった。埋め込み特性についてはCVD法ほど良い結果は得られていないが、今後散布する雰囲気の圧力を下げることで向上が期待できる。次世代のLSIのコンセプトとして期待されているSiPは、開発期間が短く、小型化が望め、100万個以下の生産量において低コスト化が望めるという特徴で、現在の延長技術であるコンセプトSoCにまさっている。SiPでは、特に基板を積層させ、貫通電極で結合することが求められるが、この貫通穴形状が直径数μm、深さ50μmと、極めてアスペクト比の大きな穴であり、このような穴の内面に絶縁膜を施す技術は未だまったく手をつけられていない。このため本研究では、研究代表者の発案技術として実績のある真空紫外CVD技術をさらに発展させて、SiP型LSI作製のための貫通電極用絶縁膜の作製技術の開発を行っている。本年度は、貫通穴付基板を模して加工した種々直径、深さを有するシリコン基板に、光源としてアルゴンエキシマランプ(波長126nm)およびクセノンエキシマランプ(波長172nm)、原料ガスとしてTMCTS(テトラメチルシクロテトラシロキサン)およびTEOS(テトラメチルオルソエトシキシラン)を用いて絶縁膜形成実験を行った。成膜後、基板を割断し断面をSEMにて観察、穴内壁に形成された石英質膜の形状、厚さなどを測定した。その結果、以下のことが明らかになった。・アルゴンエキシマランプよりもキセノンエキシマランプを用いたほうが効率よく絶縁膜形成ができる。・TEOSを用いた場合は、直径10の穴までは、それ以上大きな直径の穴同様、穴の深い所まで均一な厚さの膜が形成されるが、5μm以下の直径では急激に原料が入り込みにくくなり薄い薄膜しか形成されなくなる。・TMCTSを用いた場合は、直径20μmの穴から膜厚低下がみられるようになるが、その低下の度合いはTEOSを用いた場合よりもずいぶん緩やかであり、其の結果、15μmの直径の穴でもTEOSで得られたものよりも23倍厚い絶縁膜を形成できることがわかった。貫通電極部分の絶縁膜作製技術として、昨年までの光CVD法による成膜実験を引き続き行うとともに、本年度は新たに気化しにくい原料を用いても成膜可能とするため、スプレー式アトマイズ法を併用した成膜実験を実施した。原料としてシリコーンオイルを使用し、ブタノールで希釈した。スプレー式アトマイザーで、直径約数卿の液滴にした後、ブタノールを蒸発させて、数十数百nmオーダーの微粒子とし、これに真空紫外光を照射して、石英質の膜を作製した。スプレー式のアトマイザーでは、小さな微粒子に加えて、時々大きな液滴や液だれが生じてしまう問題があったが、吐出圧力、吐出量、ノズルと基板の距離、及び角度を変えて実験を繰り返し、良好な微粒子が散布できる条件を見出した。

その結果、スプレーノズルを基板に対して適当な角度をつけて噴射することで、直径数百nmオーダーの微小液滴が基板に付着できることが分かった。また、この液滴に真空紫外光を照射すると石英質の膜に変化し、膜内に残留する未反応物も十分少ない量であることが赤外分光測定から明らかになった。また、貫通電極穴を模した構造を有するシリコン基盤を用いて成膜実験を行い、その断面を観察することで貫通穴への埋め込み特性を調べた。その結果、直径5μm以下の小さな穴径の構造には、昨年度行った気相堆積法に比べ、原料があまり入り込んでいないことが観察された。この原因として、本年度行ったスプレー法は、常圧で行われているため、微小な穴の中に存在する空気が障害物となり、拡散により液滴がうまく入っていかなかったことが主因と考えられる。従って、液滴を飛散させる際の雰囲気圧を低くすることが重要であることが明らかになった。
マイクロチップを用いた小哺乳類の野外研究法の確立

浅間山中腹の標高1500mのミズナラ林で、240個設置した巣箱に入ったヤマネとヒメネズミにマイクロチップ(以下にチップと略す)を装着し、チップが野外研究にどの程度活用できるかを探った。獲得されたヤマネ75個体、ヒメネズミ25個体の捕獲全個体にチップを装着した。チップはチュープに入れて首輪状に装着するか、首背部に埋め込んだ。どちらの装着方法でも、チップのID番号は、巣箱の外側から容易に読みとれた。従って、巣箱を開けるなどの人為的な影響を与えずに、巣箱利用についてのデータが手に入った。2-3個体が巣箱内で同居している場合でも読み取り機を巣箱の各側壁にそって探査をすると、同居中の複数個体のID番号が読みとれた。首輪状に装着したチップは、チュープを噛んだり、首輪がはずれるなどが生じたので、調査期間後半は直接体内に埋め込んだが,埋め込みによる影響はほとんど認められなかった。この調査により、個体ごとの巣箱を結んだ行動圏が得られ、多くの個体の行動圏が重複していることがわかった。ヤマネでは、同時に同じ巣箱に血縁関係や非血縁関係の2-3個体が同居することも起こった。さらに、繁殖期のオスのヤマネは、ほぼ毎日泊まり場を変え、1つの巣に滞在する平均日数は1.17日であった。このような「風来坊」のような不安定な巣箱利用は、ヤマネがdaily torporするために、巣材という保湿材が不要であるからと推定された。これらの結果から、当初の目的どうりにチップが野外研究に有効であることが実証された。この研究はさらに2年間継続の予定である。研究成果は1997年10月の日本哺乳類学会で「ヤマネの自然巣・巣箱の利用パターンと奇妙な社会関係」、「マイクロチップを利用した小哺乳類の野外調査法」の2題を発表した。
補綴治療後に起こる咬合力伝達メカニズムの変化に関する総合的研究

本課題では,補綴治療の術後に起こる咬合力伝達の経路とメカニズムの変化について包括的に分析することを目的とし,とくに有床義歯およびインプラント義歯による欠損補綴治療後における歯周組織と顎骨に生じるメカニカルストレスを患者ごとに分析した.実験では,被験者の顎堤と歯周組織の形態を再現した生体力学モデルと機能検査で得られた咬合接触の部位と最大咬合力のデータを組み合わせ,歯根膜,顎骨,粘膜,補綴用材料それぞれの内部に生じるメカニカルストレスを定量化した.本課題の結果は,歯列に欠損を有する多様な患者の顎口腔の機能保全と,個々の患者を見据えた補綴治療の計画を立案するための重要な基盤的情報と考えられる.本課題は,欠損補綴治療後における歯周組織と顎骨に生じるメカニカルストレスを患者ごとに分析し,最適な補綴治療の立案を行うための基盤的情報を得ることを目的として遂行されてきた.咬合力の伝達メカニズムを,組織内部の生体歪みと応力を基に解明し,これを臨床診断に活用すれば,顎口腔の機能保全と,個々の患者の将来を見据えた補綴治療が,従来にない高いレベルで可能になる.本課題ではこれまでのところ,被験者の顎堤と歯列形態をエックス線CTデータおよび診断用模型から採取し,個別の力学モデルを構築した.咬合接触部位と咬合接触圧をそれぞれのモデルに代入し,歯根膜,顎骨,粘膜内部の微小歪みと応力の分布を分析した.患者ごとに算出された各組織の微小応力と歪みは,それぞれの許容閾値と照らし合わせることにより,個体差に左右されない組織損傷とリスクが判定された.以上を基に,補綴治療の方法の違いによるリスクを比較したところ,ある患者において有床義歯を適用した場合に治療後のリスクを最も低く抑えることのできる方法を推測することが可能であった.本課題ではこうした方法論の検証を行うことにより,臨床診断への応用のプロセスを確立することを目的に結果を分析した.その結果,形態と機能における個体間の分散の大きさを考慮しても十分に安全性の評価が可能であることが示された一方で,その精度をさらに検証するためには,一定の規模の臨床試験を今後行う必要があることが明らかとなった.

本課題により,メカニカルストレスの制御を基本とする補綴治療の診断と設計のプロセスが確立され,個々の患者に最も適した安全な治療方法の決定をシステマティックに行う手段が普及すると期待される.本課題では,補綴治療の術後に起こる咬合力伝達の経路とメカニズムの変化について包括的に分析することを目的とし,とくに有床義歯およびインプラント義歯による欠損補綴治療後における歯周組織と顎骨に生じるメカニカルストレスを患者ごとに分析した.実験では,被験者の顎堤と歯周組織の形態を再現した生体力学モデルと機能検査で得られた咬合接触の部位と最大咬合力のデータを組み合わせ,歯根膜,顎骨,粘膜,補綴用材料それぞれの内部に生じるメカニカルストレスを定量化した.本課題の結果は,歯列に欠損を有する多様な患者の顎口腔の機能保全と,個々の患者を見据えた補綴治療の計画を立案するための重要な基盤的情報と考えられる.本課題の目的は,有床義歯もしくはインプラントによる欠損補綴治療後における歯周組織と顎骨に生じるメカニカルストレスを患者ごとに分析し,最適な補綴治療の立案を行うための基盤的情報を得ることである.伝達メカニズムを組織内部の生体歪みと応力を基に解明し,これを臨床診断に活用することにより,顎口腔の機能保全と,個々の患者の将来を見据えた補綴治療の基盤とする.被験者の顎堤と歯列形態をエックス線CTデータおよび診断用模型から採取し,個別の力学モデルを構築した.咬合接触部位と咬合接触圧をそれぞれのモデルに代入し,歯根膜,顎骨,粘膜内部の微小歪みと応力の分布を分析した.顎堤の吸収度と治療方法ごとに各口腔内組織の損傷リスクを推定し,この結果を基に被験者ごとの適切な補綴設計を導くためのプロセスについて検討を進めている.患者ごとに算出された各組織の微小応力と歪みを,それぞれの許容限界と照らし合わせることにより,個体差に左右されない組織損傷と材料破損のリスクが判定し,さらに補綴治療の方法の違いによるリスクを比較する.これにより,ある患者において有床義歯を適用した場合の最適な設計と治療後のリスクを,インプラント補綴を選択した場合のリスクと同一の判断基準を基に比較検討できる.本課題ではその方法論を検証し,臨床応用へのプロセスを確立する.一方で,被験者個々のモデルに計測した咬合力を代入し,各部に生じる応力と歪みの分布を算出し,歪み量を基に各組織内部を数段階のレベルで分類して区域分けし,高いレベルの部位と低いレベルの部位が,それぞれの組織中のどの領域に位置しているかを統計的に解明する試みを行っている.本課題により,メカニカルストレスの制御を基本とする補綴治療の診断と設計のプロセスが確立され,個々の患者に最も適した治療方法の選択と補綴設計の実践という形で具現化されることが期待される.本課題では,補綴治療の術後に起こる咬合力伝達の経路とメカニズムの変化について包括的に分析することを目的とし,とくに有床義歯およびインプラント義歯による欠損補綴治療後における歯周組織と顎骨に生じるメカニカルストレスを患者ごとに分析した.実験では,被験者の顎骨と残存歯のCT画像データを基に,顎堤と歯周組織の形態を再現した生体力学モデルを製作し,これに機能検査で得られた咬合接触の部位と最大咬合力のデータを組み合わせることによって,歯根膜,顎骨,粘膜,補綴用材料それぞれの内部に生じるメカニカルストレスを定量化した.これらの分析の結果,ある患者において有床義歯を適用した場合の最適な設計と治療後のリスクを,インプラント補綴を選択した場合のリスクと同一の判断基準を基に比較検討を試みた.本課題の過程と結果から確立された評価システムは,歯列に欠損を有する多様な患者の顎口腔の機能保全と,個々の患者の将来を見据えた補綴治療の計画を立案することにおいて,重要な基盤的情報が得られたと考えられる.結果の中でも特に重要な点は,義歯の装着後,支台歯とその歯周組織には義歯の支台装置の機能に応じた応力の変化が見られたことであり,これが装着後に徐々に変化し,一定期間を経て安定期に落ち着くという傾向が見られることである.これは歯根膜や歯槽骨の荷重変化に対する順応性を示すものであり,補綴装置への生体の許容レベルの存在を示すものである.この点においては,インプラントを用いた義歯やインプラントによる歯冠補綴の場合でも同様の反応が骨組織に見られ,生体の受容能力において支台装置や受圧システムの違いがあっても,それに順応する口腔組織の可塑性の高さが示唆された点である.今後は,この生体の可塑性の可能性についてさらに明確な理論値を明らかにする研究が求められる.歯科補綴学被験者個々の生体モデルから各部に生じる応力と歪みの分布を算出し,形態と機能を基にした補綴治療の安全性の評価を行った点で一定の成果が得られた.歪み量を基に各組織内部を数段階のレベルで分類して区域分けし,高いレベルの部位と低いレベルの部位が,それぞれどの領域に位置しているかを統計的に分析できた.個人差の大きな応力分布の結果を受けて,これらから得られた結果をどのように一般性のある知見に結びつけるのかが課題である.

メカニカルストレスの解析に関して,被験者個々のモデルに計測した咬合力を代入し,各部に生じる応力と歪みの分布を算出することには一定の成果が得られた.歪み量を基に各組織内部を数段階のレベルで分類して区域分けし,高いレベルの部位と低いレベルの部位が,それぞれの組織中のどの領域に位置しているかを統計的に解明する技術についても,とくに義歯とインプラントの材料内部と表面について分析を行っているが,症例数を確保するのが大きな課題である.個人差の大きな応力分布の結果を受けて,これらから得られた結果をどのように一般性のある知見に結びつけるのかが課題である.データは横断的であるが,被験者の抽出と分析項目の絞り込みを徹底して行うことにより,目的とする分析を高い精度で行う予定である.これまでに得られたデータを基に,患者個々の組織の形態と機能を基にした補綴治療の安全性の分析と研究全体の総括を行い,学会発表と論文での発表を進める予定である.最適な設計と治療後のリスク計算を基に,患者ごとに最適な補綴設計を導くための試作システムの開発を推進する.初年度に得られたデータを基に,その分析と総括を進める予定である.これによって顎堤の吸収度と咬合力のレベルなどの臨床的な因子が補綴方法と関連があるかを明らかにする.つぎに,組織ごとの微小応力と歪みを,各部の許容範囲と対照し,個体差に左右されない組織損傷と材料破損のリスクを判定する.さらに,有床義歯またはインプラントを適用した場合のそれぞれの最適な設計と治療後のリスクを,同一の判断基準を基に比較検討する.これにより,被験者ごとに最適な補綴設計を導くためのプロセスについて試作的システムの構築を検討する.課題の遂行は代表者が責任を持って行うが,モデルの構築とデータの解析は科学研究費への応募資格を有しない大学院生複数との共同作業を実施している.研究の進行においては,複雑で高度な被験者個々の力学モデルによる演算が困難となることも多い.