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口腔領域の侵襲に対する術前鎮痛剤投与効果の免疫組織化学的検討

今回、正常歯髄および炎症歯髄の抜髄時における痛みの相違について、c-Fosタンパクの発現量を指標として下記実験を行った。6週齢Wistar雄性ラットを用い、上顎第一臼歯の歯髄にLPSを貼付した群と無処置の群を作成した。その結果、LPSにて炎症を惹起した後に抜髄を行った群ではc-Fosタンパクの発現が著しく増加している像が観察された。この結果より、炎症が惹起されている状況での抜髄処置はc-Fosタンパク発現を誘導しやすいことが明らかになった。全部性の急性歯髄炎および急性根尖性歯周炎において、根管処置を行うと同時に咬合を落とす処置が一般的に行われている。すなわち根尖部炎症に付随する痛みが咬合により増強することが臨床的に知られているため行うが、その基礎的なデータはいまだ不足している。今回ラットにおいて実験モデルを作成し、さらに痛みの定量法について検討した。まず急性根尖性歯周炎のモデルにて痛みの変動について検討した。痛みの定量的評価は、下歯槽神経の投射する部位におけるc-fosは核内転写調節因子であり、細胞の活性化マーカーであるが、神経細胞の興奮と相関した発現の上昇が知られていることから、痛みのマーカーとして用いた。ラットをケタミンにより全身麻酔し、下顎第一白歯を咬合面より露髄した後、根管形成を行った。その後、LPSを根管内に貼薬し仮封した。6時間後にラットを屠殺し、侵害受容経路の中継核である三叉神経脊髄路核尾側亜核相当部位を観察部位として摘出した。すなわち閂の吻側2mmから尾側4mmの脊髄を摘出し、RNAを抽出、cDNAを作成した後、c-fos特異的PCRプライマーを用いてPCRを行ったところ、LPS貼付によりc-fos発現の増加が認められた。今後さらに咬合の付与による痛みの変動について、研究を進めて行く。臨床において、炎症歯髄の抜髄後には痛みが出やすいと言われている。また、そのことを示すいくつかの臨床的な報告がされている。しかし、基礎実験レベルでその痛みのメカニズムを明らかにした研究はない。なお、感覚神経の一次ニューロンが興奮すると、それを受けて二次ニューロン内にc-Fosタンパクの発現が認められることから、末梢における痛みと延髄におけるc-Fos発現は相関すると報告されている。6週齢Wistar雄性ラットを用い、上顎第一臼歯の歯髄にLPS (E Coli 055:B5, Sigma)を貼付した群と無処置の群を作成した。1時間経過後、歯髄組織をKファイル(25号)を用いて除去した。抜髄処置を行わなかった群をコントロールとした。4%PFA/PBSにて環流固定を行った後、閂上方2mmの部位から下方2mmの部位まで計4mmの延髄を摘出し、さらに同じ固定液で浸漬固定した(4度、Overnight)。その後、PBSにて洗浄、30%Sucroseに浸漬した後、OCTコンパウンドにて包埋、凍結した。凍結切片は20μmにて作成し、抗c-Fos抗体(Oncogenge)を用いてABC法にて免疫組織染色を行った。一方、健全歯髄に抜髄処置のみを行った群においては若干のc-Fos発現を認め、コントロール群においてはc-Fosタンパクの発現はほとんど認められなかった。以上の結果より、炎症が惹起されている状況での抜髄処置はc-Fosタンパク発現を誘導しやすいことが明らかになった。すなわち、炎症歯髄の抜髄時には強い痛みが誘発されていると考えられる。歯内療法の臨床において、炎症歯髄の抜髄後には痛みが出やすいと言われている。また、そのことを示すいくつかの臨床的な報告がされている.しかし、基礎実験レベルでその痛みのメカニズムを明らかにした研究はいまだにない。今回、正常歯髄および炎症歯髄の抜髄時における痛みの相違について、c-Fosタンパクの発現量を指標として下誌実験を行った。6週齢Wistar雄性ラットを用い、上顎第一臼歯の歯髄にLPS(E Coli 055 : B5, Sigma)を貼付した群を無処置の群を作成した。1時間経過後、歯髄組織をKファイル(25号)を用いで除去した。抜髄処置を行わなかった群コントロールとした。

4%PFA/PBSにて環流固定を行った後,閂上方2mmの部位から下方2mmの部位まで計4mmの延髄を摘出し、さらに同じ固定液で浸漬固定した(4度、Overnight)。その後, PBSにて洗浄、30%Sucroseに浸漬した後、OCTコンパウンドにて包埋、凍結した。凍結切片は20μmにて作成し、抗c-Fos抗体(Oncogenge)を用いてABC法にて免疫組織染色を行った。その結果, LPSにて炎症を惹起した後に抜髄を行った群ではc-Fosタンパクの発現が著じく増加している像が観察された。一方、健全歯髄に抜髄処置のみを行った群においては若干のc-Fos発現を認め、コントロール群においてはc-Fosタンパクの発現はほとんど認められなかった。以上の結果より、炎症が惹起されている状況での抜髄処置はc-Fosタンパク発現を誘導しやすいことが明らかになった。すなわち、炎症歯髄の抜髄時には強い痛みが誘発されていると考えられる。
局所麻酔薬によるNaイオンチャネルの閉鎖様式の解明に関する研究

局所麻酔薬の作用部位がNaイオンチャネルであることに異論はないが、Naイオンチャネルをどのようにして閉鎖するのかは分かっていない。本研究では局所麻酔薬分子中のN-エチル部分の窒素原子が陽性荷電をもち,細胞膜外側のリン酸エステル部分の酸素原子と静電結合することが確められた。すなわち、局所麻酔薬は直接Naイオンチャネルを閉鎖するのではなく,チャネル周囲のリン脂質膜と静電結合することにより、Naイオンチャネルタンパクの(omtormationを変化させ,Naイオンの通過を阻害して局所麻酔作用を発現する可能性が高いことを示唆した。(kokubu.M etal,1994)。また、局所麻酔薬としての強さ(potency, toxity)とリン脂質膜との結合力とが相関することも報告した(Journal of Anesthesia, in press)さらに全身麻酔薬である吸入麻酔薬と膜との結合力を調べ,麻酔薬としての強さ(MAC)と膜との結合力が相関することも報告した(日歯麻誌,1996)。本年度は周辺機器整備ができるまでの間^1H-NMRを用いてNaイオンチャネル周囲のリン脂質膜と局所麻酔薬との結合力が麻酔作用に大きく影響することを報告した。また、りん脂質膜と結合することでNaイオンチャネルコンダクタンスを低下させ、Naイオンの通過を阻害して局所麻酔作用を発現するという仮説も提起した(KoKubu,etal,1994)。また、base型局所麻酔薬の量を増やし、リン脂質膜を通過し易いようにしても、局所麻酔薬はリン脂質膜上にとどまり、膜を貫通しないことも報告した(國分、他1995)。同時に、ラット脳細胞を遠心分離を繰り返し、ショ糖沈降法を用いてNaイオンチャネルを分離精製し、生理学的活性を保ったままリン脂質膜に組み込むことを試みた。しかし、現在までの所、Naイオンチャネルの精製濃度が十分でなく、ボルテージクランプ法を用いてもチャネルコンダクタンスに変化が認められない、現在のNaイオンチャネルの最終精製濃度は0.2mgprotein/ml程であるが、これを0.05mg/mlまで精製すれば他のタンパクの干渉を排除できると考えている.今後はsaxotoxinなどを利用しaffinity chomatographyを用いて精製濃度を上げることにより目的を違せると考えている。局所麻酔薬の作用部位がNaイオンチャネルであることに異論はないが,Naチャネルをどのように閉鎖するのかは分かっていない。本研究では局所麻酔薬の分子中にあるN-エチル部分の窒素原子が陽性荷重をもち,細胎膜外側のリン酸エステル部分の酸素原子と静電結合することが確かめられた。すなわち局所麻酔薬は直接Naイオンチャネルを閉鎖するのではなく,チャネル周囲のリン脂質膜と静電結合することにより,Naイオンチャネルタンパクのcomformationを変化させNaイオンの通過を阻害して,局所麻酔作用を発現する可能性が高いことを示唆した(Kokubu. M et al, 1994).また本年度は局所麻酔薬としての強さ(potency, toxity)と膜との結合力とが相関することも報告した(Journal of Anesthesia投稿中)。さらに,全身麻酔薬である吸入麻酔薬との膜との結合力を調べ,麻酔薬としての強さ(MAC)と膜との結合力が相関することも報告した(日本歯科麻酔学会雑誌,1996)。
Enamel matrix proteinによる歯髄創傷治癒のメカニズムを探る

本研究は、歯髄保存と歯髄再生に有効なEnamel matrix proteinの機能を解析することが目的であった。そのためエムゲイン・ゲル(ビオラ社製)を用い、ラット臼歯の直接覆髄や脛骨穿孔後の治癒過程を検討した。また血管新生・組織誘導について検討した。結果:1ラット歯髄や脛骨穿孔後の創傷治癒に対して促進効果があることが認められた。2組織誘導効果を検討した結果、多くの血管を含んだ結合組織の誘導が観察された。3血管内皮細胞の管腔形成を促進した。これらの結果から新生血管・結合組織の誘導能を有することが示唆された。本研究の目的は、Enamel matrix Proteinという生物学的活性物質を用いて、損傷を受けた歯髄の創傷治癒を促進させる。その結果として修復象牙質の形成を早期に誘導する【象牙質-歯髄の再生療法】を歯髄生物学や硬組織メカニズムにおける新たな理論的体制として構築させた上で、臨床での活用を確立させることである。この目的の達成のために、創傷部におけるEMDの歯髄及び硬組織再生として、血管形成と創傷治癒そして硬組織誘導の相互作用を検討するものである。26年度の研究実施計画として、実験動物を用いた形態学的な検討を試みた。これにはSDラットを用い、上顎第一臼歯に対し、露髄・断髄を施し、EMD、MTA、水酸化カルシウム、無貼薬(対象群)を各種条件下で静置した。また、歯根尖切除における根尖部歯根膜と根周囲の骨の創傷治癒に対するEMDの影響を検討するため、脛骨穿孔後の創傷部位へ静置することにより、組織再生の様相を検討した。歯髄群では、形成された修復象牙質の形成メカニズムを形態学的および免疫組織学的に比較検討し、歯髄変化における他の覆髄材とのTime responseによる相違性の有無を検証した。脛骨内での創傷治癒過程では、硬組織形成におけるEMDの血管誘導、創傷部組織の組織内変化を詳細に検討した。これらの検討結果として、EMDは、水酸化カルシウム、無貼薬と比較して、早期に組織内における新生血管の出現とその周囲から硬組織の再生が始められることが認められた。さらに再生された硬組織は既存の骨組織に密接しており、空隙が比較的少ないことが観察された。象牙質においても既存の象牙質に並列し、象牙芽細胞から形成される、象牙質様硬組織の形成が観察された。現在、これら組織標本の再現性と形成された血管形成、ならびに硬組織用構造に対し、免疫染色を行っている。本研究では、Enamel matrix Protein (EMD)という生物学的活性物質を用いて、損傷を受けた歯髄の創傷治癒を促進させることを到達目的としている。その結果として修復象牙質の形成を早期に誘導するという【歯髄-象牙質の再生療法】を歯髄生物学や硬組織形成メカニズムにおける新たな理論的体制として構築させ、臨床での活用を確立させることにある。この目的達成のために、創傷部におけるEMDの歯髄および硬組織再生として、血管形成と創傷治癒そして硬組織誘導の相互作用を検討するものである。27年度に実施した研究では、ディフュージョンチャンパーというリングの両面をメンブレンで封鎖したディスクを用いた。内部にEMDを挿入したディスクを、ラットの背部の皮下組織に静置したうえで飼育した。数週後にディスクを摘出し、メンブレン表層に付着した組織の状態を検討した。EMDを挿入したディスク表面のメンブレンには、豊富な血管組織を含んだ結合組織付着した。メンブレンを組織ごと取出し、付着した組織の付着状態や厚み、組織内に走行する血管組織の様相を形態学的に観察した。これにより、EMDの結合組織や血管誘導効果を検討した。対象には、プロピレングリコール(PLG)のみを挿入したディスクを用いた。結果、EMDは、それ自体に高い細胞誘導効果が有ることが認められた。メンブレン表層に浸出する成分により、血管組織を封入した結合組織の強固な付着を認めた。PLGのみを挿入したディスクでは、これら強固な付着は認められなかった。これらの結果を平成27年度保存学会第143回秋季学術大会において、発表を行った。さらに、EMDの濃度および低出力レーザー(Low reactive level laser therapy:LLLT)レーザーの影響を加え、組織再生の促進、血管誘導への影響を加え検討を行った。この結果についても平成28年度学咬合学会にて、発表を予定している。昨年の研究では、ラットの臼歯に対して露髄面を形成し、断髄処置を行った後の組織内変化を検討した。損傷を受けた歯髄組織の表層をEnamel matrix protein (EMD)もしくはその他の生体活性材料を用いて覆髄した。これによりEMDにより被覆された組織は、迅速に炎症の消褪と新生血管の形成が認められた。また、新生された血管様組織の周囲には血管新生のマーカーである抗VEGFの陽性反応が認められた。この結果は同様にラット下肢脛骨に行った穿孔部においても同様の結果が得られた。創傷治癒における炎症組織の排出と組織の回復のための増殖において、速やかな血管の新生は欠かすことができない。これまでの実験結果からEMDは、高い血管新生を有することが確認された。そこで新生血管と結合組織を伴った組織の誘導や細胞付着を高める効果についての検討へとシフトしていく。これは、研究の到達目標である、EMDによる歯髄創傷治癒のメカニズムを解明するという中で、EMDの組織および細胞誘導の詳細を解明しようとするものである。

組織誘導と新生血管の形成および誘導効果を詳細に検討するため、生体内ディヒュージョンチャンバーを作成し、メンブレンフィルターの内部にEMD、プロピレングリコールを封入した。これをラット腹腔内に静置し、数週間飼育した。本実験によりEMDの細胞誘導、組織誘導能の効果が立証されたと考えている。これらの結果が得られたことにより、本実験体系は、おおむね順調に進んでいると考えられる。さらにEMDの効果を減弱もしくは拮抗させる薬剤や因子を用いることにより、詳細な作用機序を明らかにできるものと考えている。また、誘導された組織内に分泌された因子についても、免疫組織学的染色などをもとに、よし詳細な検討を計画している。本研究の目的は、Enamel Matrix Protein(以下EMD)の歯髄創傷治癒の促進に関わるメカニズムを検討することであった。この目的で初年度より、EMDによるラット臼歯の直接覆髄後の治癒過程の検討や脛骨内での骨再生の促進効果を比較検討してきた。28年度では、ミリポア社のメンブレンフィルターを用いた血管および組織誘導効果を検討した。これは、ディスクとメンブレンフィルターで作成したチャンバー内にEMDを静置し、ラットの皮膚下ならびに腹腔内に挿入するものである。そして、メンブレンフィルターに浸透するEMDの成分により、フィルターを足場として付着した結合組織及び血管を観察した。同様にプロピレングリコールを封入したものをコントロールとした。コントロール群のディフュージョンチャンバーには、組織誘導や血管の付着は、殆ど見られなかった。しかし、EMDの群では、多量の結合組織様の付着物と血管の付着が認められた。これにより、EMDに組織誘導の効果があることが示唆された。また組織学的検討と血管誘導の定量的な観察を行った。さらに、VEGF抗体およびLectin ECA抗体を用いた免疫組織学染色を行った。メンブレンフィルターに付着した結合組織と組織内の血管内皮細胞様細胞は、VEGF抗体に強い陽性反応を示した。しかし、Lectin ECA抗体では、VEGFに比較して、高い陽性反応は認められなかった。これにより、EMDに誘導された組織内では、新生血管組織の誘導や、細胞遊走がおこなわれ、VEGF様の作用が関わっていることが示唆された。Lectinは、今回の実験結果だけでは、その作用を否定することはできないが、糖鎖による特異的な結合や架橋形成による組織誘導があったとは言い難い。これらの結果の一部は、日本歯科保存学会ならびに日本顎咬合学会で発表し、現在英文論文として作成中である。本研究は、歯髄保存と歯髄再生に有効なEnamel matrix proteinの機能を解析することが目的であった。そのためエムゲイン・ゲル(ビオラ社製)を用い、ラット臼歯の直接覆髄や脛骨穿孔後の治癒過程を検討した。また血管新生・組織誘導について検討した。結果:1ラット歯髄や脛骨穿孔後の創傷治癒に対して促進効果があることが認められた。2組織誘導効果を検討した結果、多くの血管を含んだ結合組織の誘導が観察された。3血管内皮細胞の管腔形成を促進した。
ミトコンドリア外膜チャネル蛋白質VDACをターゲットにしたアポトーシス治療薬開発

Voltage-dependent anion channel(VDAC)はミトコンドリア外膜に存在するチャネル蛋白質であり、ミトコンドリアと細胞質の間の代謝物質の輸送を制御し、細胞のエネルギー産生ひいては生存に必須の蛋白質である。特に癌細胞においては、VDACと解糖系酵素ヘキソキナーゼとの協同作用で、低酸素環境下でも発育できる特殊なエネルギー代謝系を確立している。また、VDACは生存のみならずアポトーシスにおけるミトコンドリアの膜透過性亢進にも必須である。従って、(1)VDACの機能を調節する物質を探索し、アポトーシス制御を介した治療薬を開発する、(2)また、VDACとヘキソキナーゼの結合を阻害し癌細胞のエネルギー代謝を抑制することによる新たな癌治療法を開発する、ことを目的とした。(1)VDAC調節物質の同定(A)ペプチド基材からの創薬-VDACを閉鎖するBH4ペプチドに細胞内移行配列(HIV-Tat領域の9アミノ酸)を付加したTat-BH4ペプチドーこのペプチドはVDAC機能を抑制し、(1)培養細胞に添加するとアポトーシス抑制作用を示した、(2)マウスの個体レベルにおいても、放射線誘導性小腸障害、炎症性腸疾患、虚血性心疾患、劇症肝炎に対し強い抵抗性を示した。(B)抗生物質のスクリーニング-土壌菌二次代謝物より、アポトーシス促進物質の同定に成功した。単離ミトコンドリアを用いた実験において、本物質はBcl-2とVDACの相互作用を阻害することにより、Bcl-2の抗アポトーシス機能を中和していることが推測された。確かに、細胞においてはBcl-2を発現している細胞においてのみ、アポトーシス促進活性を有していた。(C)低分子化合物のスクリーニング-また同様に、低分子化合物のライブラリーからミトコンドリア膜透過性を安定化する化合物を探索した。その結果、複数の低分子化合物を見いだした。これらの化合物は細胞レベルの実験において、確かにアポトーシスに対する影響を発揮した。現在、個体レベルでの効果を検討中である。(2)VDACとヘキソキナーゼの結合を阻害する物質の同定-(1)と同様の方法で探索し、いくつかの候補は得られているが、現在のところ最終確認は得られていない。1)ペプチド基材からの創薬-VDACを閉鎖するBH4ペプチドに細胞内移行配列(HIV-Tat領域の9アミノ酸)を付加したTat-BH4ペプチド-このペプチドはVDAC機能を抑制し、(1)培養細胞に添加するとアポトーシス抑制作用を示した、(2)ミトコンドリアのエネルギー代謝機能を維持した、

(3)マウスの腹腔に投与すると、放射線誘導性小腸障害に対して抵抗性を示した。2)抗生物質のスクリーニング-土壌菌二次代謝物より、アポトーシス促進物質の同定に成功した。単離ミトコンドリアを用いた実験において、本物質はBcl-2とVDACの相互作用を阻害することにより、Bcl-2の抗アポトーシス機能を中和していることが推測された。また、細胞においてはBcl-2を発現している細胞においてのみ、アポトーシス促進活性を有していた。Voltage-dependent anion channel(VDAC)はミトコンドリア外膜に存在するチャネル蛋白質であり、ミトコンドリアと細胞質の間の代謝物質の輸送を制御し、細胞のエネルギー産生ひいては生存に必須の蛋白質である。また、VDACは生存のみならずアポトーシスにおけるミトコンドリアの膜透過性亢進にも必須である。従って、(1)VDACの機能を調節する物質を探索し、アポトーシス制御を介した治療薬を開発する、(2)また、VDACとヘキソキナーゼの結合を阻害し癌細胞のエネルギー代謝を抑制することによる新たな癌治療法を開発する、ことを目的とした。1)ペプチド基材からの創薬-VDACを閉鎖するBH4ペプチドに細胞内移行配列(HIV-Tat領域の9アミノ酸)を付加したTat-BH4ペプチド-このペプチドはVDAC機能を抑制し、(1)培養細胞に添加するとアポトーシス抑制作用を示した、(2)マウスの個体レベルにおいても、放射線誘導性小腸障害、炎症性腸疾患、虚血性心疾患、劇症肝炎に対し強い抵抗性を示した。確かに、細胞においてはBcl-2を発現している細胞においてのみ、アポトーシス促進活性を有していた。3)低分子化合物のスクリーニング-また同様に、低分子化合物のライブラリーからミトコンドリア膜透過性を安定化する化合物を探索した。その結果、複数の低分子化合物を見いだした。これらの化合物は細胞レベルの実験において、確かにアポトーシスに対する影響を発揮した。
イラン概念再考―イルハーン朝末期の地方政権と古代ペルシアの記憶―

本研究課題では、イルハーン朝時代(1256-1357)に繁栄したイラン系の地方政権におけるペルシア語文芸活動の庇護・奨励の実態を分析し、その政策がイラン概念の政治的復活に与えた影響について考察した。その結果、トルコ・モンゴル系の王朝に恭順したイラン系の地方政権が、自らの支配の正当性の拠り所として古代ペルシア諸王との紐帯をより強く意識し、積極的にペルシア語文芸活動を庇護・奨励した時代であることが明らかとなった。イラン概念の政治的復活という問題を論じる際に、これまで強調されてきたのはイルハーン朝が果たした役割であったが、イラン系の地方政権の果たした役割も含めて考察する必要がある点を指摘した。初年度は、イルハーン朝支配下のイランにおいて編纂された歴史書や文学作品の写本の調査・収集を進め、これらの作品の中でイランという語と古代ペルシアの記憶がどのように王権を正当化する手段として利用されているのか、についての分析を進めた。1.史料収集2015年3月8日3月19日にイスタンブルに出張し、スレイマニエ図書館とミッレト図書館において、ペルシア語写本の網羅的な調査を行った。この調査では100点以上の写本の内容を確認し、これまでの研究では取り上げられてこなかったイルハーン朝時代に編纂された作品を数点発見し、画像データを購入した。また、国内では、京都大学大学院文学研究科附属ユーラシア文化研究センターに所蔵されるペルシア語写本の影印本の調査を実施した。これ以外にも、英国図書館からペルシア語写本の画像データを購入するなど、写本の調査・収集に関しては予想以上の成果を上げることができた。2.史料校訂本研究課題にとって大きな意味を持つ作品、イルハーン朝末期を対象とするハムド・アッラー・ムスタウフィー著『勝利の書続編』の校訂・訳注作業を進めた。3.研究成果の公表2015年3月28日に東京外国語大学で開催されたイラン研究会で、「初期イスラーム時代における古代ペルシア史の受容:『究極の目的』の分析を中心に」と題する報告を行い、収集した作品の分析の成果の一部をまとめた。この報告では、イランという語や古代ペルシアの記憶が初期イスラーム時代のアラビア語文献の中でどのように受容されていたのかという点を整理し、それが、後のペルシア語文献にどのような影響を与えたのかについての見通しを示した。本年度は、初年度に引き続き、イルハーン朝支配下のイランにおいて編纂された歴史書や文学作品の写本の調査・収集を進め、これらの作品の中でイランと言う語と古代ペルシアの記憶がどのように王権を正当化する手段として利用されているのか、についての分析を進めた。そして、その成果を学術論文として刊行した。主な成果は次の通りである。1史料収集2015年8月21日27日にかけてインドに出張し、主にラージャスターン州トーンク市にあるアラブ・ペルシア研究所においてペルシア語写本の調査を行った。この調査では、目録では誤って異なる作品として登録されていた、『集史』の写本を発見するなど大きな成果が上がり、幾つかの写本の画像データを購入した。2016年3月3日16日にかけてトルコとイランに出張し、トプカプ宮殿付属図書館、スレイマニエ図書館(以上イスタンブル)、レザー廟付属図書館(マシュハド)、テヘラン大学付属図書館、議会図書館、マレク図書館(以上テヘラン)においてペルシア語写本の調査を行った。特にトプカプ宮殿付属図書館において、貴重書に分類されているHazine 1653とHazine 1654というイルハーン朝期に書写された写本のカラー画像の入手に成功したことは特筆すべき成果である。これ以外に、パリ国立図書館から研究に不可欠な写本のマイクロフィルムを購入した。国内では、京都大学大学院文学研究科附属ユーラシア文化研究センターに所蔵されるペルシア語写本の影印本の調査を実施した。2史料校訂引き続き『勝利の書続編』の校訂・訳注作業を進め、出版の交渉を始めた。3研究成果学会報告3本(内2本が英語)、研究会報告1本(英語)を行い、学術論文を3本刊行した。『オリエント』に掲載された「イルハーン朝末期地方政権におけるペルシア語文芸活動の隆盛」という学術論文は、本研究課題の成果として特筆すべきものである。写本調査の調査地を一部変更したものの、イスタンブルでこれまで知られていなかったイルハーン朝時代に編纂された作品を発見するなど、未刊行の史料の収集と分析が順調に進んでいるため。27年度が最終年度であるため、記入しない。人文学2015年度は、2014年度に行えず後に回したエジプトとインドにおけるペルシア語写本の調査を実施する。

また、国外の研究者からのフィードバックを得るために、イスタンブルで開催されるAssociation for the Study of Persianate Societiesの隔年大会で、本研究課題の成果の一部を報告する予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。
原始的単子葉植物の隔離分布による集団分化・種分化

本研究では、原始的単子葉植物の中でも、渓流沿いなどの水とかかわった環境や石灰岩土壌などでよく生育し、隔離的に分布する種を多く含むチシマゼキショウ科に特に焦点を当てて、近縁種レベル並びに種内分類群レベルの系統分類学と植物地理学に関する解析を行った。このチシマゼキショウ科は、原始的単子葉植物の中でも、特に形態的に原始的なものの1つとして注目を集めている分類群である。まず、チシマゼキショウ属とイワショウブ属の分子系統樹を構築し、それらの詳細な系統関係を高いブートストラップ確率で推定した。また、系統進化上重要と考えられる形態形質の再評価も行った。そして、チシマゼキショウ属とイワショウブ属を構成する4つのクレードのうち、孤立したTofieldia calyculataのクレードを除いた3つのクレードは、何れも1つの広域分布種といくつかの地域固有種から成り立っていることを見出した。次に、東アジアの8地域に隔離分布するハナゼキショウの種としてのまとまりを検証するために、8地域の各々から最低1個体のハナゼキショウを解析に加え、分子系統樹を構築した。また同時に、形態形質の詳細な観察も行った。その結果、これまでのハナゼキショウを、ハナゼキショウ(狭義)、ヤシュウハナゼキショウ(新ランク)、ヤクシマチャボゼキショウの3種に分割するのが妥当と考えた。これら3種は特に近縁というわけではなく、ハナゼキショウ(狭義)はチシマゼキショウの姉妹群、ヤシュウハナゼキショウはTofieldia thibeticaとT.divergensのクレードの姉妹群であることが判明した。また、ヤクシマチャボゼキショウの中に、ヒュウガハナゼキショウ(新変種)とTofieldia yoshiiana var. kanwonensis(新組合せ)の2変種を認めるのがよいと考えた。本年度は、日本に分布するチシマゼキショウ属と、日本と台湾に分布するソクシンランを重点的に解析し、現在までに次の結果を得た。1.チシマゼキショウ属:葉緑体trnK遺伝子領域・trnL遺伝子領域・trnL-trnF遺伝子間領域・核ITS域の塩基配列を分子系統解析した結果、日本に産する4種のうち、イワショウブの類縁が最も遠く、次にヒメイワショウブの類縁が遠く、ハナゼキショウとチシマゼキショウの類縁が比較的近いことが判明した。しかし、近畿地方のハナゼキショウは南九州のハナゼキショウよりむしろチシマゼキショウと類縁が近く、近畿地方のハナゼキショウと南九州のハナゼキショウは別種の可能性が高いことが示唆された。また、アロザイム解析の結果、南九州のハナゼキショウの中でも宮崎県の植物と屋久島の植物とでは遺伝的に大きく分化している一方、チシマゼキショウの各変種間の遺伝的分化の程度は大変小さいことが判明した。九州と屋久島の間の地理的隔離の歴史は古い可能性がある。また、チシマゼキショウの各変種は、石灰岩土壌を好み、よく隔離分布しているが、集団間分化の歴史はあまり古くない可能性が高い。2.ソクシンラン:アロザイム解析とDNA-ISSR解析の結果、(1)千葉県鹿児島県黒島グループ、(2)奄美大島沖縄島グループ、(3)台湾グループの3つのグループの間で遺伝的に大きく分化していることが判明した。従って、ソクシンランの遺伝的分化のパターンは、ソクシンランの分布域のギャップ(ソクシンランはトカラ列島と先島諸島には分布しない)をよく反映していることがわかった。本年度は、キンコウカとアマドコロの遺伝的多様性と分化について重点的に解析した。

1.キンコウカは日本固有種で、東北地方近畿地方に分布している。高層湿原と渓流沿いという2種類の異なった環境に生育し、隔離分布している。アロザイム解析の結果、キンコウカという種の遺伝子多様度は、他の他殖性動物媒花の種と同程度であった。しかし、キンコウカは集団間の遺伝的分化が進んでいると推定できた。逆に、キンコウカの各集団内の遺伝子多様度の平均はかなり低かった。特にキンコウカの分布域の南縁付近に位置する近畿地方の3集団では、解析した全ての遺伝子座で対立遺伝子が1つに固定されていて、遺伝子多様度は「0」であった。近畿地方の3集団の遺伝子多様度が「0」である原因は現段階では不明であるが、可能性の一つとして、分布域の縁辺部における遺伝的浮動の影響が考えられる。また、東北地方では、高層湿原の各集団の遺伝子多様度が比較的高い一方、渓流沿いの集団の遺伝子多様度は低かった。この原因も現段階では不明である。2.隔離分布する植物の研究結果を評価するために、昨年度のソクシンランに加えて、本年度は比較的連続的に分布するアマドコロを解析した。アマドコロという種はヨーロッパ日本に広く分布しているが、日本では形態的に多様で、3つの変種が一般的に認められている。アロザイム解析及びISSRなどのDNA解析の結果、日本産アマドコロは、形態的多様性が高いにもかかわらず、キンコウカほど集団間の遺伝的分化が進んでいないと推定できた。逆に、日本産アマドコロの各集団内の遺伝子多様度の平均は比較的高かった。
転位キンク・ダイナミクスのマルチスケール解析

材料内部の欠陥である転位の運動,特に水素やヘリウムなどの軽元素との相互作用の理解は,水素脆化や核融合炉材料の照射損傷を改善するために不可欠である.本研究では,原子スケールのシミュレーションからこれらの問題を解明するための手法を開発し,その有用性を確認した.特に,ハイブリッド原子-粗視化粒子法を開発し,タングステン中のヘリウムバブルの形成機構を解明し,鉄中らせん転位と水素との相互作用解明の端緒をつけた.本研究の目的である,転位拡散のメカニズムおよび拡散障壁エネルギーの高精度の評価,また不純物による転位拡散への影響を調べるため,昨年度作成したソフトウェア(量子古典ハイブリッド法(hybrid QMCL)とnudged elastic band (NEB)法)を用いて以下の3ケースの応用シミュレーションを行った.(1)純鉄中のらせん転位拡散への水素やヘリウムなどの不純物の影響を調べるため,水素(もしくはヘリウム)ありとなしの場合について拡散障壁エネルギーを比較した.ヘリウムが転位芯に存在している場合,ヘリウム原子の排除体積が大きいため,転位を固着する効果がある.一方,水素原子が転位芯近傍に存在する場合,それほど単純ではなく,水素の存在する位置に依存して,転位の動きを阻害も促進もし得ることを明かにした.(2)高圧・低温におけるシリコンの塑性を支配する完全転位の拡散障壁エネルギーに関して,これまでに明かにされていなかったらせん転位,60度転位,および30度転位の転位芯構造をhybrid QMCL法を用いて調べた.それらの芯構造はどれも,芯にダングリングボンド(DB)を作らないように再構成し,その歪んだ構造がバンドギャップ中に浅い順位として生じる可能性があることを明かにした.また,再構成前のDBの密度に依存し,転位芯が金属的になる可能性があることを見い出した.(3)核融合炉の炉壁材料に期待されているタングステンの内部でのヘリウムバブルの形成と転位の相互作用について古典分子動力学を用いて調べた.タングステン内部に存在するヘリウムは,転位の歪み場および転位芯にトラップされ,そこに次々とヘリウムが凝集してバブル形成を促し,そのバブルがさらなる転位を形成するというような,欠陥の自己複製的な機構を見い出した.材料内部の欠陥である転位の運動,特に水素やヘリウムなどの軽元素との相互作用の理解は,水素脆化や核融合炉材料の照射損傷を改善するために不可欠である.本研究では,原子スケールのシミュレーションからこれらの問題を解明するための手法を開発し,その有用性を確認した.特に,ハイブリッド原子-粗視化粒子法を開発し,タングステン中のヘリウムバブルの形成機構を解明し,鉄中らせん転位と水素との相互作用解明の端緒をつけた.本研究の目的である,転位拡散のメカニズムおよび拡散障壁エネルギーの高精度の評価,また不純物による転位拡散への影響を調べるため,準備段階として,本年度はいくつかのソフトウェアを開発した.大きく分けて以下の三つのソフトウェアの開発を行った.(1)転位周辺の歪み場を粗視化し,転位芯のみを原子スケールの手法で計算する原子ー粗視化粒子ハイブリッド法(hybrid MD-CGP).(2)転位芯を量子力学計算の精度で計算し,周辺は古典の原子間ポテンシャルにより計算することで,高効率で高精度なシミュレーションを可能にする量子ー古典ハイブリッド法(hybrid QM-CL).(3)上記二つの手法において拡散障壁エネルギーを計算するためのnudged elastic band (NEB)法.上記ソフトウェア開発と並行して,応用シミュレーションも始めている.具体的には,(イ)純鉄中に溶けた水素による転位拡散の促進に関するシミュレーション,(ロ)タングステン中に照射されたヘリウムの転位拡散への影響のシミュレーション,(ハ)シリコン中に溶けた水素の転位拡散への影響を調べるシミュレーション,を始めている.純鉄中の転位のほとんどは拡散障壁エネルギーの大きならせん転位であり,そのらせん転位の拡散が変形挙動を支配している.しかし,鉄は磁性を持ち,原子間の相互作用が複雑なため,古典原子間ポテンシャルによる計算では充分な精度のシミュレーションが難しい.そこで,上記のhybrid QM-CL法とNEB法を用い,転位芯に量子力学計算を適用することで,高精度にらせん転位の拡散障壁エネルギー,およびらせん転位と水素などの不純物元素との相互作用を計算することが可能となった.本研究の目的である,転位拡散メカニズムおよび拡散障壁エネルギーの高精度評価,また不純物による転位拡散への影響を調べるため,本プロジェクトを通してこれまでに開発したソフトウェア(量子古典ハイブリッド法qmcl,nudged elastic band法neb,および大規模並列分子力学法pmd)を用いて以下の応用シミュレーションを行った.(1)核融合炉の炉壁材料に期待されているタングステン材料内部におけるヘリウムバブルの形成および転位ループの生成,また転位ループ拡散およびヘリウム原子との相互作用による転位のピニングについて大規模分子動力学シミュレーションを行い,以下の新たな知見を得た.(イ)ヘリウムバブルサイズの温度依存性と,転位生成に寄与するバブルサイズのしきい値,(ロ)転位ループ拡散による孤立ヘリウムのトラップおよび新たなヘリウムバブル形成の促進.(この結果は核融合材料に関する標準的な論文誌Journal of Nuclear Materialsに掲載された.)(2)鉄中らせん転位拡散への水素やヘリウムなどの不純物の影響を調べるため,転位芯近傍のみを量子論的に扱う量子古典ハイブリッド法および拡散障壁エネルギー計算のためのNEB法を用いたシミュレーションを行い,以下の知見を得た.

(イ)ヘリウムは鉄原子との間に斥力相互作用しか働かず,転位拡散に対しては障壁エネルギーを高める障害となる.一方,水素は鉄から電子を受けとり陰イオンとして鉄中に存在し,転位芯近傍にトラップされ,転位拡散の障壁エネルギーを下げ,拡散を促進する働きをすることが明らかになった.材料力学,機械材料本年度作成した,hybrid QMCLおよびNEBソフトウェアの開発は,順調に進んだが,シミュレーションに多くの時間を要した.一般に転位の周辺には広範囲に及ぶ歪み場が生じるため,それらを充分に考慮したシミュレーションを行う場合に非常に多数の原子を扱う必要があり,シミュレーションの計算コストが大きい.また,転位芯にのみQM計算を適用するとしても100から200原子のQM計算が必要であり,それ以上の効率化が望めないために,研究全体の進捗は思わしくない.(1)の純鉄中転位と水素の相互作用に関する研究では,転位芯近傍に水素原子が密に存在している極限における水素の影響を調べることできたが,逆の極限,つまり水素があまり存在していない場合の水素の影響に関しては研究が遅れている.その理由は,水素が疎に存在している状況をシミュレートするには,より大きな系つまりより多くの計算コストが必要となるためである.現在,計算コストを大幅に削減するために,QM計算を用いない解析を目指し,高精度の原子間ポテンシャルの作成を行っている.純鉄のようなbcc結晶ではらせん転位の動きが材料の変形挙動を決定するが,鉄のように磁性を持つ元素の場合,転位芯構造の微かな変化で,転位拡散の障壁エネルギーが大きく変化するため,古典原子間ポテンシャルによるシミュレーションでは定性的にも正しいシミュレーションを行うことができなかった.古典原子間ポテンシャルでは精度の得られない系へも対応するため,転位芯にのみ量子力学計算を組み込むhybrid QM-CL法を開発した.また,拡散障壁エネルギーの評価のためにhybrid QM-CL法とNEB法を組み合わせるソフトウェアも開発した.これらは当初の計画にはなかったが,これらのソフトウェアにより,古典原子間ポテンシャルだけでは対応しきれなかった様々な系において,より高精度なシミュレーションが可能となった.すでに水素を含む純鉄中の転位拡散および,ヘリウムを含むタングステンにおける転位拡散,水素を含むシリコン中の転位拡散のシミュレーションに着手している.本年度開発したソフトウェアを用いることで,種々の材料中での転位の拡散挙動を統一的にシミュレーションすることができ,材料による違いや,不純物元素の違いによる転位拡散メカニズムの違いを明確にすることができると期待できる.本年度はQMCL法を用いたシミュレーションを行ってきたが,本テーマである転位キンク構造を計算するには,非常に多くの計算資源および時間を要する.そこで,より短時間で効率的に研究を進められるように,転位芯構造も高い精度で再現し,水素などの不純物の影響も考慮できる高精度な原子間ポテンシャルを開発する.近年,ニューラル・ネットワーク(NN)ポテンシャルと呼ばれる機械学習的な手法を援用した原子間ポテンシャルが注目されている.
高信頼な離散事象システム設計のためのリライアブルな分散型故障診断

ネットワーク化された離散事象システムに対するリライアブルな分散型故障診断法を確立するための理論的成果が得られた.ネットワークの不具合,ローカル診断器自体の故障などにより,幾つかのローカル診断器の判断が利用できなくなった状況を考慮した可診断性の検証アルゴリズム,故障の発生からその検出までの最長ステップ数を計算するアルゴリズムを開発した.また関連して,事象センサの故障を考慮した故障診断,スーパバイザ制御に関する理論的成果が得られた.本研究では,安全・高信頼な制御系の実現を目指し,分散型離散事象制御系において,ネットワークの不具合などにより幾つかの診断器の判断が利用できなくなったとしても対象システムで発生する故障の検出を保証する,リライアブルな分散型故障診断法を確立することを目的としている.そこで,利用可能なローカル診断器のすべての判断が故障発生であれば,分散型診断器全体として故障が発生したと判断するような分散型診断について研究を行った.まず,n個のローカル診断器の内,最悪k個の診断器の判断のみが利用可能な場合でも故障の発生を検出できるという意味でリライアブルな,分散型故障診断問題の定式化を行った.そして,n個のローカル診断器の内,最悪k個の診断器の判断のみにより故障の発生を有限ステップ内で検出できることを保証する(n,k)-リライアブル可診断性の概念を定義し,対象システムにおいてそれが成立するか否かを有限オートマトン上で判定するアルゴリズムを開発した.さらに,最悪k個の診断器の判断が利用可能なもとで,故障の発生からその検出までの最長ステップ数を計算するためのアルゴリズムを開発した.平成24年度では,利用可能なローカル診断器の判断のうち,故障発生という判断が少なくとも一つあれば,分散型診断器全体として故障が発生したと判断するようなリライアブルな分散型故障診断についての研究を行った.今年度において,平成24年度とは異なる判断統合ルールのもとでの研究成果を得たことで,より広いクラスのシステムに対して,リライアブルな故障検出が可能となった.また,高信頼な離散事象制御系の設計においては,与えられた制御仕様が満足されるように,システムの動作を制限する制御器であるスーパバイザを構成する必要がある.そこで,状態遷移に非決定な不確かさが存在する場合のスーパバイザの構成方法を提案した.ネットワーク化された離散事象システムに対するリライアブルな分散型故障診断法を確立するための理論的成果が得られた.ネットワークの不具合,ローカル診断器自体の故障などにより,幾つかのローカル診断器の判断が利用できなくなった状況を考慮した可診断性の検証アルゴリズム,故障の発生からその検出までの最長ステップ数を計算するアルゴリズムを開発した.また関連して,事象センサの故障を考慮した故障診断,スーパバイザ制御に関する理論的成果が得られた.安全・高信頼な制御系の実現には,故障の検出などを行う診断機能が不可欠である.本研究では,分散型離散事象制御系において,ネットワークの不具合などにより幾つかの診断器の判断が利用できなくなったとしても対象システムで発生する故障の検出を保証する,リライアブルな分散型故障診断法を確立することを目的としている.高信頼な分散型離散事象制御系の設計においては,まず,与えられた制御仕様が満足されるように,システムの動作を制限するコントローラである分散スーパバイザを構成する必要がある.そこで,組込みシステムなどで見られるリアルタイム仕様にも対応できるように,時間付き離散事象システムでモデル化されたシステムを対象とし,分散スーパバイザによって達成可能な制御仕様言語の新しい計算方法,およびその制御仕様言語に対する分散スーパバイザの構成方法を提案した.また,故障診断法に関しては,n個のローカル診断器の内,最悪k個の診断器の判断のみが利用可能な場合でも故障の発生を検出できるという意味でリライアブルな分散型故障診断について考察した.まず,このようなリライアブルな分散型故障診断問題を定式化した.そして,n個のローカル診断器の内,最悪k個の診断器の判断のみにより故障の発生を有限ステップ内で検出できることを保証する(n,k)-リライアブル可診断性の概念を定義し,対象システムにおいてそれが成立するか否かを有限オートマトン上で判定するアルゴリズムの開発,開発したアルゴリズムの計算量解析を行った.さらに,最悪k個の診断器の判断が利用可能なもとで,故障の発生からその検出までの最長ステップ数を計算するためのアルゴリズムを開発した.本研究では,安全・高信頼な制御系の実現を目指し,分散型離散事象制御系において,ネットワークの不具合などにより幾つかの診断器の判断が利用できなくなったとしても対象システムで発生する故障を検出する,リライアブルな分散型故障診断法を確立することを目的としている.最終年度においては,まず,事象の生起を観測するためのセンサの故障などにより,幾つかの事象の生起に関する情報が十分に得られなくなるような状況を考慮した故障診断問題の定式化を行い,そのような状況のもとでも故障の発生が有限ステップ内で検出できることを保証する可診断性の概念を定義した.そして,その可診断性が対象システムにおいて成立するか否かを有限オートマトン上で判定するアルゴリズム,故障の発生からその検出までの最長ステップ数を計算するアルゴリズムを開発した.さらに,対象システムのモデルに不確かさが存在するような場合の故障予知診断についても考察した.ある種のモデルの不確かさのもとで,故障の発生が予知できるか否かを有限オートマトン上で判定するアルゴリズムを開発した.研究期間全体を通じて,ネットワークの不具合などにより幾つかの診断器の判断が利用できなくなった状況など,望ましくない状況においても故障診断が可能か否かを判定するアルゴリズムの開発などを行った.

また,高信頼な離散事象制御系の設計においては,与えられた制御仕様が満足されるように,システムの動作を制限する制御器であるスーパバイザを構成する必要がある.そこで,状態遷移に非決定な不確かさが存在する場合の最大許容スーパバイザの構成方法,リアルタイム仕様に対するスーパバイザの構成方法などを提案した.システムの安全・高信頼性を保証することの重要性は増すばかりであり,本研究の成果は安全・高信頼なシステムの構築に関する基礎理論に貢献するものである.システム理論2種類の判断統合ルールのもとで,n個のローカル診断器の内,最悪k個の診断器の判断のみにより故障の発生を有限ステップ内で検出できることを保証する(n,k)-リライアブル可診断性の概念を定義し,(n,k)-リライアブル可診断性が成立するか否かを判定するアルゴリズムおよび故障の発生からその検出までの最長ステップ数を計算するためのアルゴリズムの開発を行った.平成24年度に得られた成果はすでに査読付き学術論文誌に掲載されており,平成25年度に得られた成果も平成26年度に査読付き学術論文誌に掲載されることが決定している.このため,研究はおおむね順調に進展しているといえる.平成24年度では,当初,n個のローカル診断器の内,最悪k個の診断器の判断のみが利用可能な場合でも故障の発生を検出できることを要求するリライアブルな分散型故障診断問題の定式化,およびそのような故障検出が可能であることを保証するための(n,k)-リライアブル可診断性の概念の定義,その定義の正当性を示すことを計画していた.平成24年度においては,問題の定式化,(n,k)-リライアブル可診断性の概念の定義に加え,(n,k)-リライアブル可診断性が成立するか否かを判定するアルゴリズムの開発,そのアルゴリズムの計算量解析,故障の発生からその検出までの最長ステップ数を計算するためのアルゴリズムの開発を行い,それらの成果は平成25年度に査読付き学術論文誌に掲載されることが決定している.このため,当初の計画以上に進展しているといえる.平成24年度,25年度では,分散型故障診断において,ネットワークの不具合などにより幾つかの診断器の判断が利用できなくなるような状況を想定した研究を行った.それ以外にも例えば,事象の生起を観測するためのセンサの故障などにより,幾つかの事象の生起に関する情報が十分に得られなくなるような状況も考えられる.そこで本研究では,幾つかの事象の生起に関する情報が十分に得られなくなる状況が生じたとしても,システム内部での故障の発生を有限ステップ内で検出できることを保証する,リライアブルな故障診断に関する研究を進める.平成24年度では,利用可能なローカル診断器の判断のうち,故障発生という判断が少なくとも一つあれば,分散型診断器全体として故障が発生したと判断するような分散型診断を考えた.
日本人青少年における低体温現象の原因解明のための企画調査

技術文明の発達により,人類は身体にとってニュートラルに調整された人工環境のなかで過ごすことが増え,このことが本来備わっている環境適応能の低下につながっていると言われている。我々は生徒,学生の保健活動に携わる業務につき,体内温の計測を続けているが,近年,低体温を示す者が目立つようになってきた。これは,日本の若者の環境適応能の低下を示す一現象ではないかと危惧している。低体温の原因には育ってきた温熱環境が関係していると考えられる。今日の十代後半の者が生まれた時代はルームエアコンの普及率が100%に達したときでもある。また,低体温は痩せ傾向による除脂肪体重の減少,運動不足による筋代謝の低下など今日の青少年に起こっている体力の低下も関係していることも予想される。このような背景から,研究代表者および研究分担者(以下,研究者)は打ち合わせや学会参加を重ね,現代の青少年の体力や体温調節ならびに現代社会の生活環境の変化に関する研究の方向性の検討や,研究知見の収集を行った。さらに,各研究者が過去に計測した青少年の体温に関するデータを見直した。これらを踏まえ,青少年の低体温化に着目する意義,また低体温化をもたらしている要因について議論し,共同研究プロジェクト計画を検討した。その結果,研究者一同を中心に,特に10代後半の青少年に着目し,各種温湿環境下において,安静時の腋窩温ならびに鼓膜温を計測する。そして,低体温である者とそうでない者を分類し,低体温に関係する各種要因を探索することを目的とする研究プロジェクトの計画を立案した。各種要因には年齢,性,生活習慣,体力,体型,体組成等の個人内要因と季節,時間,環境温湿度の個人外要因を含めることを予定している。また,多変量解析が可能なサンプル数が必要であり,各研究者が所属する大学・高等専門学校を中心に調査していく予定である。
脊髄損傷ラットに対する微小重力環境培養を行った頭蓋骨由来間葉系幹細胞移植

本研究では脊髄損傷モデルラットに微小重力環境下培養を行ったラット頭蓋骨骨髄由来の間葉系細胞を移植し、分子生物学的分析に加え、機能改善を電気生理学的にも証明することを目的としている。脊髄損傷症例への自己骨髄移植治療の臨床治験開始を控えている現在、頭蓋骨由来骨髄間葉系細胞も将来的な移植治療に応用できる可能性があると考えている。これまで行ってきた微小重力環境下での細胞培養知見を踏まえ、移植実験に微小重力環境を加え、さらに効果的な治療に結び付くことを期待して本実験を立案した。
下垂体グレリンの生理的意義

グレリンはGHS(growth hormone secretagogue)受容体の内因性リガンドとしてラットの胃から同定された。グレリンは胃のみならず視床下部および下垂体にも発現されており、その受容体GHS-Rは視床下部と下垂体に存在する。本研究ではまず下垂体グレリンの発現について遺伝子レベルおよび蛋白レベルで検討した。副腎摘除による副腎機能低下状態、抗甲状腺薬を投与し甲状腺機能低下状態のラットなど視床下部GHRH(growth hormone releasing hormone)発現の亢進したラットでは、下垂体グレリンの発現は遺伝子レベルでも、蛋白レベルでも増加していた。一方、デキサメサゾンを投与しグルココルチコイド過剰状態にしたラット、T3を投与して甲状腺中毒状態にしたラット、72時間絶食にしたラットなど視床下部GHRHの発現が低下する状態では下垂体グレリンの発現が遺伝子レベルでも蛋白レベルでも低下していることが明らかになった(Endocrinology)。次に、甲状腺中毒症では過食が起こることが報告されているが、このメカニズムについて検討した。甲状腺中毒症では血中レプチン濃度は低下するが、血中グレリン濃度は有意に変化せず、甲状腺中毒症の過食にはグレリンは関与していないことを明らかになった(Neuroendocrinology)。更に、胃潅流法を用いて、インスリンおよびレプチンが胃に直接作用してグレリンの分泌を抑制すること、グルカゴンが胃に直接作用してグレリンの分泌を促進することを明らかにした(Regul Pept)。我々は、Insulin-like growthfactor-I(IGF-I)が下垂体のグレリン受容体の遺伝子発現を負に調節することを報告した(Regul Pept)。本研究ではまず下垂体グレリンの遺伝子発現について検討した。GH遺伝子の異常によるGH欠損ラット、抗甲状腺薬を投与し甲状腺機能低下状態のラットなど視床下部GHRH(growth hormone releasing hormone)発現の亢進したラットでは、下垂体グレリンの遺伝子発現は増加していた。一方、GH欠損ラットへのGH補充、デキサメサゾンを投与しグルココルチコイド過剰状態にしたラット、T3を投与して甲状腺中毒状態にしたラット、72時間絶食にしたラットなど視床下部GHRHの発現が低下する状態では下垂体グレリンの遺伝子発現が低下していることが明らかになった(第30回日本神経内分泌学会)。更に我々は、胃潅流法を用いて、インスリンおよびレプチンが胃に直接作用してグレリンの分泌を抑制することを明らかにした(Regul Pept)。副腎摘除による副腎機能低下状態、抗甲状腺薬を投与し甲状腺機能低下状態のラットなど視床下部GHRH(growth hormone releasing homone)発現の亢進したラットでは、下垂体グレリンの発現は遺伝子レベルでも、蛋白レベルでも増加していた。

一方、デキサメサゾンを投与しグルココルチコイド過剰状態にしたラット、T3を投与して甲状腺中毒状態にしたラット、72時間絶食にしたラットなど視床下部GHRHの発現が低下する状態では下垂体グレリンの発現が遺伝子レベルでも蛋白レベルでも低下していることが明らかになった(Endocrinology)。次に、胃潅流法を用いて、インスリンおよびレプチンが胃に直接作用してグレリンの分泌を抑制すること、グルカゴンが胃に直接作用してグレリンの分泌を促進することを明らかにした(Regul Pept)。更に我々は、Insulin-like growth factor-I(IGF-I)が下垂体のグレリン受容体の遺伝子発現を負に調節することを報告した(Regul Pept)。