hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高分子化したイオン液体に束縛された水分子数の可逆的な制御

水と下限臨界溶解温度(LCST)型の相転移を示すイオン液体を各種合成し、それらの重合後の物性と構成イオン液体種の関係を明確にし、水とLCST型の相転移を示す高分子の作製と相転移温度の制御に成功した。架橋剤を適切に選択することで、わずかな温度で水を吸脱着するゲルの作成も行った。相転移に伴いゲルの物性を変化させる課題に挑戦し、海水と同程度の塩濃度にしたNaCl水溶液中でもLCST型の相転移を示すゲルも設計できた。さらに、Co(II)イオンなどの金属イオンを吸着し、純水のみを排出するゲルの作成にも成功した。本研究を通じて、様々な機能を付与できるイオン液体ゲルの作成指針を確立することができた。イオン液体と水の混合系において、昇温により相分離し、冷却により相溶する特殊な組み合わせ系について研究を行っており、この様な性質を示すイオン液体に重合基を導入し、高分子ゲル化し、温度変化により水との親和性を制御できる高分子ゲルを作製し、水の吸脱着をわずかな温度変化で可能とすることを目的として、平成26年度は計画通りに研究を進展させた。特に、下限臨界溶解温度を示すイオン液体/水混合系について、60°C以下で相転移を示すイオン液体を高分子化し、ゲル化させることができた。モノマー構造、架橋剤などを選択することにより、ゲルの機械的強度を変化させ、水の吸脱着に伴う、クラック(ひび割れ)などの有無と併せて、可逆的な作動の可能性を検討した。その結果、23回の温度のサイクリングに伴い水を吸脱着するゲルの作製に成功した。自重の数百千倍以上の高吸水性ゲルは機械的な強度が維持できず、複数回の利用ができなかった。そこで、一回の昇降温で吸脱着できる水の量をある程度犠牲にしてでもゲルの強度を高めることにより、繰り返し安定性の向上が期待できることが分かった。現在まで10回の昇降温でも可逆的に水を吸脱着する子分子ゲルの作製に成功している。また、共重合法を適用することで、相転移温度を自由に制御したゲルの作製にも成功した。また、自由な対イオンを持つ通常の高分子化イオン液体に対し、対イオンが固定されたzwitterionにおいてもLCST型の相転移を示す系を見出すことができ、高分子化後のイオン交換を抑止する系の作成準備もできた。この知見は海水に本高分子ゲルを浸漬させた時に考えられるイオン交換を防止する有力な方法論につながる。親疎水バランスを適切に設計したイオン液体を水と混合すると、昇温により相分離し、冷却により相溶するという極めて珍しい相挙動を示すことを見出し、集中して研究を推進している。重合基を導入したイオン液体でもこのような挙動を示す例を見つけている。また、重合前後で相転移温度が変化することも見出している。このようなイオン液体を高分子化し、温度変化に応じて高分子化イオン液体に束縛される水分子数の可逆的な変化を詳細に解析することを目的としている。平成27年度では高分子ゲル化させたイオン液体について、純水中での可逆的な水分子の束縛⇔解放を追跡し、温度変化に応じた水の吸脱着を行わせることに成功した。さらに、このゲルを塩化ナトリウム水溶液(人工海水)に浸漬し、可逆的な水分子の束縛⇔解放挙動に及ぼす塩濃度の影響を精査した。塩濃度の上昇により、水を解放する転移温度は低下し、より低温で収縮するゲルが得られた。また、より親水性のイオン液体を高分子化すれば、この転移温度を上昇させられることも定量的に追跡できたので、塩濃度に応じて目的の温度で相転移する高分子ゲルを作製するためのプロトコルを得た。有機イオン上のアルキル鎖長のみの制御では精度の高い新疎水バランスの制御は難しいが、新疎水性の異なるモノマーの共重合により目的の相転移挙動を示す高分子化イオン液体ゲルを得ることができた。さらに浸透圧差の観点から考察すると、海水の塩濃度は約600mmol/Lであり、これよりも低いイオン密度を持つ高分子ゲルには、浸透圧差に沿って水分子が入ってくることは無いため、式量の小さいイオンを使って高イオン密度の環境を作製することが課題となった。これについては28年度で推進することとした。当初の計画通りに研究を推進することができた。また、高分子化により水和状態がモノマーのイオン液体と異なることや、塩濃度によって転移温度がシフトすることなどを整理でき、目的に合致した温度で相転移するイオン液体高分子ゲルを得る方法論を確立できたため。平成27年度に引き続き、僅かな温度変化で水和状態を大きく変えることのできるイオン液体由来高分子ゲルの開発を実施した。複数回の水の吸脱着を可能とするイオン液体由来ポリマーゲルを作製した。さらに、含塩水溶液中でも水の吸脱着をするゲルの作製に必要な基礎知見を集積した。イオン液体の高分子化ゲルを構成するイオン液体の式量は大きいため、ゲル内部のイオン密度は意外と低く、海水中の塩濃度(約0.6mol/L)よりも低くなってしまう。そこで、異なる塩濃度の水溶液中での水和状態の温度依存性を解析した結果、塩濃度の増大に伴い転移温度のシフトと応答性の緩慢化が観測された。これは塩濃度の増大に伴い自由な対イオンの交換が起こり、LCST挙動を発現できないイオンペアが高分子ゲル内に生成するためであった。

そこで、LCST挙動を示し、かつ式量が小さいイオン液体を形成させるためのイオン構造設計を繰り返した結果、海水中に多く存在するクロライドアニオンを対イオンに持ち、かつ温度に応じてLCST挙動を示すイオン液体を設計することができ、高分子化することにも成功した。その結果、継時的な応答性の消失は抑止でき、準可逆的な水和状態の変化を引き起こすことができた。海水からの十分な水分子の吸脱着は依然として困難であったので、選択透過膜などへの応用を考慮した基礎知見の集積を急いだ。また、ターゲットを水以外の分子にも拡げ、金属イオンなどの吸脱着挙動について、基礎知見を集積した。水と下限臨界溶解温度(LCST)型の相転移を示すイオン液体を各種合成し、それらの重合後の物性と構成イオン液体種の関係を明確にし、水とLCST型の相転移を示す高分子の作製と相転移温度の制御に成功した。架橋剤を適切に選択することで、わずかな温度で水を吸脱着するゲルの作成も行った。相転移に伴いゲルの物性を変化させる課題に挑戦し、海水と同程度の塩濃度にしたNaCl水溶液中でもLCST型の相転移を示すゲルも設計できた。さらに、Co(II)イオンなどの金属イオンを吸着し、純水のみを排出するゲルの作成にも成功した。本研究を通じて、様々な機能を付与できるイオン液体ゲルの作成指針を確立することができた。26年度の計画通りに研究を進展させた。特に、下限臨界溶解温度を示すイオン液体/水混合系について、60°C以下で相転移を示すイオン液体を高分子化し、ゲル化させることができた。また、共重合法を適用することで、相転移温度を自由に制御したゲルの作製にも成功した。特に、これまでの欠点であったゲルの力学的な強度を維持したまま、温度応答性を発現させることに成功した。また、自由な対イオンを持つ通常の高分子化イオン液体に対し、対イオンが固定されたzwitterionにおいてもLCST型の相転移を示す系を見出すことができ、高分子化後のイオン交換を抑止する系の作成準備もできた。これまでにこのような水和状態が温度で大きく変わる物質が無かったため、様々な方面への展開が期待される。そのため基礎知見の集積が一段と重要になってきた。そこで、今後も親疎水バランスを適切に設計されたイオン液体の合成と高分子化を継続し、温度による水和状態の大きな変化について基礎知見を集積する。水の吸脱着だけでなく、溶存する金属イオンの吸脱着や、有用物質の濃縮、タンパク質の親和性の制御など、関連する様々な課題について精力的に研究を進める。28年度が最終年度であるため、記入しない。機能高分子対象とするイオン液体をさらに広げ、目的に合致する高分子化イオン液体ゲルの探索を継続する。対象にはzwitterion系イオン液体も含める。高分子ゲル化にはこれまで蓄積してきた知見を基に、最適な条件を設定する。また、ゲルの安定性と吸脱着できる水の量を共に向上させる方法論の開発を行う。最終的には海水から水のみを可逆的に吸脱着する高分子ゲルを作製することを目的とするため、海水/イオン液体混合系の物理化学的な知見も集積し、高分子化の必要条件(できるだけ高イオン密度を達成させるための式量の小さなイオン液体でLCST挙動を行わせること)などを満たす系の設計を行う。併せて、これまでに無い新規な温度応答性高分子電解質ゲルの利用分野の拡大を検討する。
高温酸化性昇華ガスにより燃焼制御される固体アークジェットロケットモータの試作

衛星の軌道変更、姿勢制御あるいは惑星間トランスファには、比推力が大きく(50010000s)、高速度増分に適した電気推進ロケット(ET)が用いられるようになってきたが、推力は小さく、今後多様化するミッション要求の実現にはもう少し推力の大きな制御用モータを開発しておく必要がある。本研究では、衛星の姿勢制御などに用いられる小推力スラスタのプロペラントに固体推進薬を用いる方法を提案し、試作モータの燃焼試験からその実用の可能性や利用範囲を検討したものである。提案したモータは、自燃性を抑制された固体推進薬を自燃性の無い圧力領域で用い、その燃焼の制御はアーク放電の開始・調節・停止で行なうものである。今回の試作モータでは、アークをまずパイロットチャージ(PC)と呼ぶ昇華固体の表面に生じさせ、そのパイロットガスを先の主推進薬(メインチャージ:MC)に照射する方式をとった。MCにはオキサミドなどの燃焼抑制剤を混入させたものや燃料過多のコンポジット推進薬を、PCにはフッ素樹脂やその過塩素酸アンモニウムとの混合物などを用いた。その結果、幾つかの組合せで優れた燃焼制御性が得られ、また実験結果から推定される比推力、推力の値から本概念が有効であることが認められた。また、今回の実験で燃料/酸化剤の配合割合や過塩素酸アンモニウムの粒度などを変更した場合の推進薬固有の燃焼速度や可燃限界の測定も行ったが、これまで通常の推進薬で報告されていたのとはかなり異なる特性も得られ、今後の研究に興味深い事柄と考えている。固体推進薬は、一度着火すると燃焼制御することが困難です。それを行う方法として、メインチャージ(以下MC)と呼ぶ真空中では酸化剤不足のため自律燃焼できないコンポジット固体推進薬と、パイロットチャージ(以下PC)と呼ぶアーク放電により高温かつ酸化性のある昇華ガスを発生させることが可能な固体推進薬を用い、PC昇華ガスをMCに供給・中断することでをことで、MCの燃焼制御を行う方式のロケットモータを製作し、それによる燃焼実験を行いました。燃焼実験は宇宙空間での使用を想定し真空容器内で行いました。アーク放電には定電流型直流電源装置を用い、放電は並列に設置された高周波イグナイタにより開始しました。放電電極は両極とも炭素製で放電距離は10mm以内の範囲で調節可能です。供試推進薬には、MCにはHTPB(末端水酸基ポリブタジエン)、AP(過塩素酸アンモニウム)粒子及びTi微粉末が、HTPB/AP/Ti=50/50/0、40/50/10、30/50/20(Wt%)のものを用い、PCにはPTFE(テフロン)またはAPを用いました。燃焼実験は放電距離または放電電力を変化させて行いました。MCにHTPB/AP/Ti=50/50/0、PCにPTFEを用いた場合と、放電距離または放電電力にほぼ比例してPCとMCの消費率が大きくなることがわかりました。MCに50/50/0、PCにAPを用いた場合は、着火後圧力が急激に上昇し制御不能となりました。MCに30/50/20、PCにPTFEを用いた場合は、着火後すぐにMCが自然圧力領域に入り、制御不能となりました。15EA04:以上の結果より、今回の方式では、MCにHTPB/AP/Ti=50/50/0または40/50/10、PCにPTFEを用いることにより、応答性のよい制御が可能なことが確認されました。

提案したモータは、自燃性を抑制された固体推進薬を自燃性の無い圧力領域で用い、その燃焼の制御はアーク放電の開始・調節・停止で行なうものである。今回の試作モータでは、アークをまずパイロットチャージ(PC)と呼ぶ昇華固体の表面に生じさせ、そのパイロットガスを先の主推進薬(メインチャージ:MC)に照射する方式をとった。MCにはオキサミドなどの燃焼抑制剤を混入させたものや燃料過多のコンポジット推進薬を、PCにはフッ素樹脂やその過塩素酸アンモニウムとの混合物などを用いた。その結果、幾つかの組合せで優れた燃焼制御性が得られ、また実験結果から推定される比推力、推力の値から本概念が有効であることが認められた。
コンピュータ・ビデオディスク等を用いたマルティメディアCAIコースウェアの開発

この研究の中心であるTHEシステムとは, 1980年以来,早稲田大学寺田研究室において設計開発されたマルチメディア教育システムである.当初は2台のLDプレーヤーとパーソナルコンピュータとで構成されていたが,パイオニア社のSWSDプロセッサーの開発に助けられTHEシステムのハードウェア機能は飛躍的に増大した.その機能を十分に発揮させるべきコースウェアの研究が次の課題であった.今回の報告は次の2点である.I.コースウェアの作成:コースウェアは次の2つに大別される.1)学習者の多様性に対応し,学者の能力を判定しつつ選択型の問題解決を行なうコースウェアとそれに沿ったソフトウェアの設計.2)数学学習に興味を持たせることをねらいとしたtutorial型のコースウェア教材として空間構造の教育(高校2年レベル)をとりあげ,パソコン上でコースウェアを作成し,早稲田高等学院においてモニター実験を行なった.II.評価理論の研究とその実践:既成システムを用いたモニターによる実験結果に基づき,次の2つの方法によるシステム評価を行なった.1)SS分析法によって,モニターの意識調査を分析し,システム特にコースウェアの評価を行ない,種々の反省点を得た.それとともにシステム作成の方向が大筋において正当であることを確認した.2)二項目間の関連の度合いをはかる係数,及びこの係数から構成される多値行列をファジィ理論と核理論を導入して三値化することができるようになった.また,テストデータを迅速に処理するためのコンピュータシステムのプログラムを完成し, PCー9800VXでの処理が可能となった.THEシステムは作成費用の点を除けば,数学教育にとり"多様化対応"をみたす最適のCAIシステムであり,高校数学のみならず大学の初等教育にも効果があるという確信を得た.この研究は,早稲田大学寺田研究室において設計開発したマルティメディア教育システムすなわちTHEシステムについてのものである.THEシステムのハードウェアは, SWSDプロセッサ(パイオニア社)の開発によりその機能が大幅に増大した.今回はその機能を十分に活かすためのコースウェア作成が課題であった.このコースウェア作成のための研究が以下の通り行なわれ,それについての分析も行った.1.早稲田大学本庄高等学院において,チュートリアル型のコースウェア教材をパソコン上で作成しモニター実験を行い,ハードウェアおよび時間的な制約という課題があったものの,視覚からの納得で理解を助けるのに大きな効果があるとの結果が出ている.2.新しいカリキュラムの方向を考えつつ,それに準じた内容をTHEシステムに載せる場合のコースウェアを作成し,コンピュータ(PC-9801VX)で制御できるようにした.3.研究分担者のひとりである洲之内が富士通のパソコンを用いてエキスパートシステムの研究を行っている.直接は結び付かないもののTHEシステムを今後よりインテリにしていくためには不可欠な研究である.モニターに対してSS分析法によって意識調査を分析するとともに,自己分析も加え,システム特にコースウェアの評価を行った.その結果,マルティメディアCAIが数学教育において,多くの反省点があるもののかなりの効果があると出ている.これらの反省点を手直していくとともに,これらの研究をまとめよりよいマルティメディアCAIコースウェアの開発,つまりTHEシステムの作成が,数学教育における課題である"多様化対応"に一歩でも近づけると考える.この研究の中心であるTHEシステムとは, 1980年以来,早稲田大学寺田研究室において設計開発されたマルチメディア教育システムである.当初は2台のLDプレーヤーとパーソナルコンピュータとで構成されていたが,パイオニア社のSWSDプロセッサーの開発に助けられTHEシステムのハードウェア機能は飛躍的に増大した.その機能を十分に発揮させるべきコースウェアの研究が次の課題であった.今回の報告は次の2点である.I.コースウェアの作成:コースウェアは次の2つに大別される.1)学習者の多様性に対応し,学者の能力を判定しつつ選択型の問題解決を行なうコースウェアとそれに沿ったソフトウェアの設計.2)数学学習に興味を持たせることをねらいとしたtutorial型のコースウェア教材として空間構造の教育(高校2年レベル)をとりあげ,パソコン上でコースウェアを作成し,早稲田高等学院においてモニター実験を行なった.II.評価理論の研究とその実践:既成システムを用いたモニターによる実験結果に基づき,次の2つの方法によるシステム評価を行なった.1)SS分析法によって,モニターの意識調査を分析し,システム特にコースウェアの評価を行ない,種々の反省点を得た.それとともにシステム作成の方向が大筋において正当であることを確認した.2)二項目間の関連の度合いをはかる係数,及びこの係数から構成される多値行列をファジィ理論と核理論を導入して三値化することができるようになった.また,テストデータを迅速に処理するためのコンピュータシステムのプログラムを完成し, PCー9800VXでの処理が可能となった.THEシステムは作成費用の点を除けば,数学教育にとり"多様化対応"をみたす最適のCAIシステムであり,高校数学のみならず大学の初等教育にも効果があるという確信を得た.1.個々人の学習進行の遅速の差にかかわらず同時進行を余義なくされるという集団教育の問題点を補う為に、我々は各々の理解度・学習到達度・ニーズに沿って、完全な個人学習が可能なシステムの開発に努力してきた。

現段階までの研究の進行状況は、従来のTHEシステムはレーザーディスク(レーザーディスクの機能に関しては、その効果を十分に引きだしていた。)のみであったが、ハードウェアの進歩にともない、SWSプロセッサ(Still with Sound processor)との組み合せにすることより、ディスクの画像帯域に音声データを圧縮して、豊富な教材を提供できる。特に、数学の教材に、十分な音声説明を加えることができるようになり、高度の教育インテリジェンシィをはかることが可能になっている。それにもかかわらず、現時点ではSWSの機能を十分に生かしきっていない面があるので、その立場に立って、より一層インテェリな教育機能を持たせるシステムの開発研究を行なっている。2.2項目間の関連の度合いを測る係数、及びこの係数から構成される行列と二値化(三値化)し、グラフ化する研究と、これを基にして教材構造・教授構造と学習構造との比較・検討する事例研究をおこなってきた。現在は、ファジィ理論に加え、グラフ理論における集中核(convergence kernel)発散核(divergonce kernel)の考え方を利用して、二値化(三値化)された行列から有効なグラフを抽出する方法を考察中である。テストデータから得られた統計的情報を有効なグラフ(特に、単線型)に表わすことができると、教授構造グラフと学習構造グラフとの比較が容易になる。現在の研究進行状況について述べると、理論的にはほぼ完成し、それをサポートするコンピュータ・システムのプログラムの完成を急いでいる。これにより、FRS-分析のバージェンアップがなされる。
肺癌における細胞周期関連因子の解析を基盤とした個別化補助化学療法の開発

【背景】非小細胞肺癌手術症例の約半数はIB期以上であり,これらの症例に対する集学的治療の必要性が世界的に提唱されている。その中で化学療法効果予測因子としてバイオマーカーの有用性が注目され評価が多方面で進められている。細胞周期調節因子は抗癌剤作用の機序に密接に関連するため化学療法効果予測因子の候補となる可能性がある。【目的】非小細胞肺癌組織における細胞周期関連因子の発現を評価し化学療法効果予測因子となるかを検討する。【対象・方法】九州がんセンター呼吸器科で1992年から2005年の非小細胞肺癌完全切除症例のうち,術後再発に対して化学療法を行った症例で,周術期補助療法,評価病変への放射線照射,イレッサ使用例を除外した全59例を解析対象とした。これらの手術標本のパラフィン包埋切片にて癌組織のp53,p21,p16,p27,Skp2発現を免疫組織学的に評価し,再発後初回治療薬の種類,最大効果,再発後生存日数との関連を解析した。治療薬剤は,主な作用時期により細胞周期非依存性のプラチナ製剤,M期依存性薬剤のtaxan,VNR,S期依存性薬剤のGEM,FU,CPT-11の3種に群分けした。【結果】対象症例の背景は,男性40例,女性19例,平均年齢61歳であった。腺癌40例,扁平上皮癌15例,その他10例で,病理病期1-II,III-IV期はそれぞれ32例,27例であった。無再発期間中央値は12.7ケ月であった。初回治療薬はプラチナ併用使用が45例,M期依存性薬剤併用使用が43例,S期依存性薬剤併用使用が45例で,それぞれの奏効率は33.3%,37.2%,28.9%であった。免疫組織学的評価の結果はp53の減弱30例,増強29例,p21の減弱33例,増強26例,pl6の減弱33例,増強26例,p27の減弱27例,増強32例。Skp2の減弱29例,増強30例であった。各因子発現とそれぞれの薬剤の抗腫瘍効果に有意な相関を認めなかった。しかしp27の減弱した症例に関しては,プラチナを併用使用した20例が,使用しなかった7例に比較して有意に再発後生存日数が長く(p=0.0092),またSkp2の増強した症例に関しては,プラチナを併用使用した22例が,使用しなかった8例に比較して有意に再発後生存日数が長かった(p=0.0466)。また予後因子としての評価では,p21の増強した症例は減弱した症例に比較して有意に予後良好であった(p=0.0384)が,その他の因子では予後に差を認めなかった。【考察】p27はCDKIとして細胞周期をG1/Sで停止させ細胞は抗癌剤抵抗性を獲得し,Skp2はその抑制に働く。P27,Skp2はプラチナの化学療法効果予測因子となりうることが示唆された。【対象・方法】九州がんセンター呼吸器科で1992年から2005年に手術した非小細胞肺癌で術後再発に対して化学療法を行った症例のうち、術前後の補助療法を施行した症例、再発巣の評価可能病変に放射線治療を行った症例、イレッサを使用した症例は除外し、59例を解析対象とした。切除標本癌組織中のSkp2、p27、JAB1の発現を免疫組織学染色にて評価し、初回治療として使用した抗がん剤の種類、その最大効果、および再発後生存日数との関連を解析した。【結果】Skp2発現減弱、増強はそれぞれ29例、30例、p27発現減弱、増強はそれぞれ9例、50例、JAB1発現減弱、増強はそれぞれ4例、55例であった。各タンパク発現の強弱と、細胞周期非依存性薬剤(シスプラチン、カルボプラチン)、M期依存性薬剤(タキサン、ビノレルビン)、S期依存性薬剤(ゲムシタビン、FU、イリノテカン)の腫瘍効果に相関は認めなかった。また、各タンパク発現の強弱と再発後生存期間にも相関は認めなかった。しかし、Skp2発現の増強した症例に関して細胞周期非依存性薬剤を使用した症例が、同薬剤を使用しなかった症例に比較して有意に再発後生存日数が長く(P=0.0466)、さらにp27発現の減弱した症例では細胞周期非依存性薬剤を使用した症例が、同薬剤を使用しなかった症例に比較して有意に再発後生存日数が長かった(P=0.0005)。また、その他の薬剤の使用の有無に関しては再発後生存日数と相関を認めなかった。【考察】p27、Skp2による細胞周期制御の低下した癌には、細胞周期非依存性薬剤が有効であることが示唆されると判断した。【展望】平成19年度は、さらにp21/p53系の細胞周期調節機構の解析や細胞株によるin vitroの解析を進め、化学療法薬剤選択のプロスペクティブ解析へと発展させる予定である。

【目的】非小細胞肺癌組織における細胞周期関連因子の発現を評価し化学療法効果予測因子となるかを検討する。【対象・方法】九州がんセンター呼吸器科で1992年から2005年の非小細胞肺癌完全切除症例のうち,術後再発に対して化学療法を行った症例で,周術期補助療法,評価病変への放射線照射,イレッサ使用例を除外した全59例を解析対象とした。これらの手術標本のパラフィン包埋切片にて癌組織のp53,p21,p16,p27,Skp2発現を免疫組織学的に評価し,再発後初回治療薬の種類,最大効果,再発後生存日数との関連を解析した。治療薬剤は,主な作用時期により細胞周期非依存性のプラチナ製剤,M期依存性薬剤のtaxan,VNR,S期依存性薬剤のGEM,FU,CPT-11の3種に群分けした。【結果】対象症例の背景は,男性40例,女性19例,平均年齢61歳であった。腺癌40例,扁平上皮癌15例,その他10例で,病理病期1-II,III-IV期はそれぞれ32例,27例であった。無再発期間中央値は12.7ケ月であった。初回治療薬はプラチナ併用使用が45例,M期依存性薬剤併用使用が43例,S期依存性薬剤併用使用が45例で,それぞれの奏効率は33.3%,37.2%,28.9%であった。免疫組織学的評価の結果はp53の減弱30例,増強29例,p21の減弱33例,増強26例,pl6の減弱33例,増強26例,p27の減弱27例,増強32例。Skp2の減弱29例,増強30例であった。各因子発現とそれぞれの薬剤の抗腫瘍効果に有意な相関を認めなかった。しかしp27の減弱した症例に関しては,プラチナを併用使用した20例が,使用しなかった7例に比較して有意に再発後生存日数が長く(p=0.0092),またSkp2の増強した症例に関しては,プラチナを併用使用した22例が,使用しなかった8例に比較して有意に再発後生存日数が長かった(p=0.0466)。また予後因子としての評価では,p21の増強した症例は減弱した症例に比較して有意に予後良好であった(p=0.0384)が,その他の因子では予後に差を認めなかった。【考察】p27はCDKIとして細胞周期をG1/Sで停止させ細胞は抗癌剤抵抗性を獲得し,Skp2はその抑制に働く。P27,Skp2はプラチナの化学療法効果予測因子となりうることが示唆された。
習近平政権の国内世論誘導とパブリック・ディプロマシーのリンケージ

本研究は、中国の国内における世論形成と対外的な世論政策(パブリック・ディプロマシー)がどのような政治的枠組みのもとで連動しているかを、統一戦線工作をキーワードとして考察する。極めて複雑な様相を見せ始めた中国の世論対策は、どのような目的、組織構造によって実施されているのか。そして中国の対外政策とどのように連携しているのか。本研究はこの2つの疑問を検証し、共産党一党独裁体制下での世論形成において統一戦線工作が重要な役割を果たす政治構造を考察する。分析対象は共産党・政府の世論誘導の戦略(論理、政策、実施)とそれに付随する国際社会に対する宣伝活動および人的・組織的ネットワークを用いた世論誘導である。
Leukotoxin代謝系の解明と代謝物による細胞傷害の分子生物学的研究

リノール酸を加水分解し、HPLCを用いてロイコトキシン(Lx)代謝物を分離精製後実験に供した。2)各種リノール酸代謝物による細胞DNA合成抑制効果HPEACにリノール酸代謝物を加えると^3Hチミジン取り込み能抑制効果はLx>isoLx>Lx-diol>isoLx-diolの順に低下した。Propidium iodideによるFACscan分析でLxおよびisoLxがcell cycleをG1期で止める事も判明した。以上、LxはHPEACの増殖抑制作用と細胞老化にも抑制的に働いていると考えられる。リノール酸を加水分解し、ロイコトキシン(Lx)、isoロイコトキシン(Lx′)、ロイコトキシンデイオール(Lx-diol)、isoロイコトキシンデイオール(Lx′-diol)をHPLCを用いて分離精製し実験に供した。肺動脈血管内皮細胞(HPAEC)に上記の物質を加えるとリノール酸投与群に最もcell viabilityの低下が見られ、次いで、Lx、Lx′投与群に軽度のcell viability低下を認めた。Lx-diolおよびLx′-diol投与群には同様の変化をみなかった。HPAECではdiolの細胞障害作用は無いと思われた。DCFH-DAを用いて細胞内peroxidesを検出すると、リノール酸投与群にperoxidesの強い検出が生じた。他群ではperoxidesの検出を認めなかった。リノール酸によるHPAECのcell viability低下はperoxidesの関与があると思われる結果であった。72時間それぞれの群を培養すると、Lx投与群に最も細胞増殖抑制効果を認めた。2)各種リノール酸代謝物による細胞DNA合成抑制効果そこで、HPAECを用いて^3Hチミジンの取り込みを各種リノール酸代謝物存在下で検討した。やはり、Lx投与群で最も^3Hチミジンの取り込みが抑制された。次いで、Lx′>Lx-diol>Lx′-diolの順であった。Propidium iodidcによるFACscan分析を行うとLx、Lx′投与群でcell cycle G1期の細胞が増加しS期の細胞が減少した。LxとLx′は細胞周期に影響を与えると考えられた。3)各種リノール酸代謝物によるmRNAの検出リノール酸を加水分解し、ロイコトキシン(Lx),isoロイコトキシン(Lx^6),ロイコトキシンデイオール(Lx-diol)、isoロイコトキシンデイオール(Lx'一diol)をHPLCを用いて分離精製し実験に供した。1)Lxによる肺動脈血管内皮細胞活性化-Nitric oxideとSuperoxide anion生成作用の直接証明培養ヒト肺動脈血管内皮細胞はLx刺激によってNOをLx濃度依存性(Lx100nMから10μMまで)に生成した。これはL-NMMA存在下や細胞外Caイオン除去で完全に抑制された。なお、NOは化学発光法と[14C]L-citrulline測定法とによった。LxはeNOS刺激作用を保持するという結論を得た。また、培養ヒト肺動脈血管内皮細胞はLx刺激によってSuperoxide anionをLx濃度依存性(Lx10μMから100μMまで)に生成した。これはアロプノールやSOD存在下で有意に抑制された。なお、Superoxide anionはhydoroethidineのethidium bromideへの変換率で測定した。Lxは細胞膜キサンチンオキシダ・ゼを活性化してSuperoxide anionを生成するものと思われた。これらはbioactive lipidとしてのLxの細胞効果と考えることが出来る。2)Lxによる細胞周期停止機構Lxは培養ヒト肺動脈血管内皮細胞の細胞周期をG1期で停止させていることを既に報告した。その機序はCyclin-dependent kinase inhibitor(p161NK4A、p191NK4D, p21CIP1、p27KIP1のmRNAと蛋白増加)が関与していることも明らかにしてきた。さらに検討を加え、今年度はp161NK4Aの発現上昇にはEts/EtsおよびIdIが密接に関与することを見いだした。すなわち、Lxはpremature senescenceに関与すると考えられる結果であった。平成13年度に引き続きロイコトキシン(Lx)の細胞周期停止機構について検討を加えた。2)HPEACは継代毎にSA-βgalactosidase染色陽性細胞が増加し、PD50を超えると細胞増殖能はほとんど失われた。が、Lxの添加によりSA-βgalactosidase染色陽性細胞は有意に減少した。Lxとantisense p16 INK4aS-oligo両者の添加によってSA-βgalactosidase染色陽性細胞は増加した。以上の実験成績は、LxがHPEACの増殖抑制作用を示すと同時に細胞老化にも抑制的に働いている可能性を示唆するものである。
スチュワードシップ会計の展開-内部ガバナンスの仕組みと会計情報-

コントロール・メカニズムは実に多様であるが、その最も簡単な方法は、経営者の行動がもたらす成果の分配ルールを契約内容に盛り込むことである。経営者報酬契約がその一例で、これは、株主の利害に沿う行動には報奨を供与し、株主の利害に反する行動にはペナルティーを科すインセンティブ・システムである。この目的を達するには、企業業績と経営者報酬を連動させるシステムを構築するのが有効であるが、残念ながら、日本企業の経営者報酬契約の内容が不透明であるために、その有効性が議論されることはあまり多くない。本研究では,このような企業内部のコントロール・メカニズムがいかに有効に作用しているかを、得られる限りのデータを駆使して、検証することである。コントロールに際して、経営者の行動を事後に評価する情報システムの力をどうしても借りなければならないが、本研究は、その際に、会計情報がいかに重要な役割を果たしているかを明らかにしようとする。従来の日本の会計研究は、投資意思決定情報の有用性という、財務会計の情報提供機能の側面にもっぱら注意を向けてきた。けれども、もう一方の分析視角としての財務会計の利害調整機能も会計学の重要な研究方向であることを忘れてはならない。本研究は、特にこの方向を重視して、経営者報酬契約がいかに利害調整メカニズムとして機能するかを検討するとともに、そのメカニズムにおいて、会計情報の事後活用が経営者行動にいかなる経済的影響を及ぼすかを考察した。株式保有の分散化にともなって、株式会社では所有と経営の分離が進展してきた。多くの場合、実質的な出資をともなわない専門経営者に会社の意思決定の権限は委譲されるが、たとえ委ねられた権限であっても、会社の事実上の支配権はまさに経営者に掌握されることになる。そうなると、経営者が株主の富を犠牲にしてでも自己の富を最大化させる行動をとるかもしれない。これは経営者と株主の利害の一致しない状況である。経営に関する専門知識と経験をもつ経営者とそうでない株主との間にはつねに情報保有量の格差が生まれる。それゆえ、経営者が採算性の低い投資案を選択していたり、投資効率を無視したリスクの大きいプロジェクトを手がけたりしていても、株主は事後ですら経営者を正確に評価できないおそれが存在する。株主が経営者の逸脱行動を抑制しようとしても、情報劣位のためモニタリングを十分に行えない可能性が高くなる。しかしながら、株式会社は、さまざまな問題をかかえながらも、今日なお経済活動を営む組織としてめざましい発展を遂げている。時に、スキャンダラスな不祥事が目につく場合もあるにせよ、そのような問題は日常的に頻発しているわけではない。これは、会社とその利害関係者、とりわけ経営者と株主の間の利害の対立から生ずる諸問題が最小限に抑えられているからで、コントロール・メカニズムが効率的に機能している証左でもある。この目的を達するには、企業業績と経営者報酬を連動させるシステムを構築するのが有効である。本研究は、経営者報酬と会計利益との間の実証的な関係を浮き彫りにすることを目指している。株式会社におけるコントロール・メカニズムは実に多様であるが、その最も簡単な方法は、経営者の行動がもたらす成果の分配ルール契約内容に盛り込むことである。近年、日本企業における経営者報酬と会計利益の間の連動性を示す証拠が積み上げられつつある。本年度において、経営者報酬契約において会計情報(特に、会計上の利益数値)がどの程度重要な役割を果たしているかを検証するが、主眼は経営者報酬と会計利益の連動性に関する一般的トレンドの存在を考察することにあった。

現金報酬の決定要因として会計上の利益数値の役割はなお重大であるとしても、その役割がどの程度維持されているかはよくわかっていない。1986年3月期から2002年3月期にわたって会計利益の変化に対する経営者報酬の感心度がどのような趨勢をたどっているかを検討してみた。主な結果は次の通りである。前期利益をベンチマークとする尺度を利用した場合、ゆるやかではあるが、その感心度は時系列的に有意に低下する傾向にあった。1996年を基準に産業ごとに経営者報酬と会計利益の関係を調べたが、前期よりも後期に会計利益に対する経営者報酬の感心度は平均的に低下していた。だたし、予想利益をベンチマークとする尺度を用いた場合、感心度が時系列に大きくは変化していないという証拠が得られることもあった。契約論ベースの会計研究では、さまざまな私的契約の支援において会計情報が利用されているという状況に着眼点がある。例えば、経営者と株主の利害対立を緩和するコントロール・メカニズムとして経営者報酬契約が有効であると論じられるが、黙示的であるかあるいは明示的であるかを問わず、その契約内容に会計情報が組み込まれている可能性は濃厚である。経営者報酬契約において、経営者報酬と会計情報(特に会計上の利益数値)との間の関係が強いほど経営者のインセンティブは高まると期待される。望ましい経営者行動を誘導するために、会計情報が経営者報酬と正にリンクしていることが鍵となる.近年、日本企業における経営者報酬と会計利益の間の連動性を示す証拠が積み上げられつつある。さらに,経営者報酬契約において会計情報(特に、会計上の利益数値)がどの程度重要な役割を果たしているかを検誕する必要性があるが、経営者報酬と会計利益の連動性に関する一般的トレンドの存在について主眼をおいて考察した。現金報酬の決定要因として会計上の利益数値の役割はなお重大であるとしても、その役割がどの程度維持されているかはよくわかっていないのである。1986年3月期から2002年3月期にわたって会計利益の変化に対する経営者報酬の感応度がどのような趨勢をたどっているかを検討する。前期利益をベンチマークとする尺度を利用した場合、ゆるやかではあるが、その感応度は時系列的に有意に低下する傾向にあった。1996年を基準に産業ごとに経営者報酬と会計利益の関係を調べたが、前期よりも後期に会計利益に対する経営者報酬の感応度は平均的に低下していた。だたし、予想利益をベンチマークとする尺度を用いた場合、感応度が時系列に大きくは変化していないという証拠が得られることもあった。
低酸素シグナルが拓く生活習慣病の新しい病態制御

臓器リモデリングによる低酸素応答機構の解析として、主な病態を形成している腎臓・心臓・肝臓の実質細胞の障害、炎症細胞の活性化、臓器の線維化に注目して、解析を進めた。低酸素状態をin vivoで定量的に評価するため、本研究領域飛田成史と共同研究で新規低酸素感知プローブの開発を更に進め感度と特異度を向上させるとともに、様々な腎疾患における低酸素状態とそれに伴う代謝リプログラミングとその異常に関する研究を進め、論文として報告した。また、HIF-1αによるPDK1発現誘導、即ちActive Glycolysisが線維芽細胞においても存在することを明らかにするとともに、子宮における着床過程において、HIF-2αシグナルが必須であることを示した。その分子機構として、HIF-2αによるAdrenomedullin発現誘導が胚の子宮上皮への浸潤を誘導していることを明らかにし、論文として報告した。無血清培養条件において線維芽細胞の活性化が誘導されることを明らかにし、その分子機構として細胞周期の低下がpost-transcriptionalにコラーゲン産生を誘導することを同定し、虚血領域における新たな線維芽細胞活性化の分子機構として論文報告した。心臓リモデリングの過程でHIF-1α依存的に炎症惹起型マクロファージが集積し、心臓の線維化を抑制していることを明らかにした。その分子機構としてHIF-1αにより誘導されるサイトカインOncostatin-Mが線維芽細胞の活性化を抑制していることを同定した。更に、非アルコール性脂肪性肝疾患における肝臓の代謝リプログラミングとHIFの役割に関する研究を進め、HIF-1の病態保護的保護的作用と分子レベルで解明し、これを論文化した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。siRNA libraryをスクリーニングすることにより、新規HIF調節分子として炎症に関与する転写調節因子であるCEBPdeltaを見出した。本知見は炎症と低酸素を結ぶ分子メカニズムとして重要と考えられる。脂肪肝形成に、HIF-1がペルオキシゾームの脂質代謝制御因子のlipin1発現調節を介して防御的に作用することを明らかにした。一方、肝臓の線維化とがん発生に対しては逆に増悪因子として機能することが分かり、HIF-1が病態進展特異的な低酸素応答を示すことを見いだした。また、肝臓内に常在する炎症誘導性T細胞の制御機構におけるHIFの機能解析を開始した。臓器リモデリング過程で重要な役割を果たすマクロファージ活性化におけるHIF-1αの挙動を解析するために、低酸素環境下、および代表的な炎症ストレスであるリポ多糖刺激下でのHIF-1α結合部位を網羅的な解析を開始している。また、HIF-1α結合過程におけるHIF-1α・HIF-2αの相補的、または競合的作用機構を解明するために、HIF-2α欠損マクロファージにおけるHIF-1α結合部位の解析にも着手している。新規低酸素エフェクター分子の探索に向けた高感度質量分析計を用いた解析システムの構築にも取り組んでいる。飛田班との共同で有機ルミネッセンスを用いた新しい低酸素感知プローブによる体内臓器の酸素化の評価方法の確立を行った。マウスにイリジウム錯体修飾物による陽性荷電・脂溶性の有機ルミネッセンスプローブを投与し、定常状態での腎臓の細胞内の酸素分圧を評価した。並行して培養尿細管細胞HK-2を用いて、培養機の酸素分圧を変化させ、細胞内酸素分圧とリン光寿命の関係を明らかにした。また、三浦班と共同でハダカデバネズミの代謝解析の環境整備を進めている。飛田班との共同で、イリジウム錯体修飾物を有機ルミネッセンスプローブとして利用した臓器の酸素化の評価方法の確立に成功した。この方法を用いて、腎臓のリアルタイムイメージングによる腎臓の酸素分圧測定を行い、様々な疾患モデル動物において、腎臓の酸素分圧が変化することを見出した。更に、低酸素依存性のエピジェネティックな遺伝子発現調節機構解明のため、腎臓が低酸素状態となる疾患モデル動物に対しヒストン修飾酵素に作用する化合物を投与することにより、病態の変化を解析中である。また、肝臓の酸素・エネルギー代謝の解析のため、肝臓特異的HIF-1α遺伝子欠損マウスを用い、肝糖新生の制御にかかわる細胞膜結合タンパク質のNrg1とGpnmbを見いだした。本知見は、糖尿病と肝低酸素応答システムを繋ぐ分子メカニズムとして重要であると考えている。また、公募班の松本らと連携しつつ、質量分析計を用いて、PHDにより認識されうると考えられる候補核内タンパク質の水酸化修飾の解析に取り組んでいる。生活習慣病の病態に関わるマクロファージおよび肝細胞において、低酸素環境下におけるミトコンドリア呼吸の低下と解糖系への代謝シフトの分子機構を解析し、低酸素環境下での解糖系代謝シフトがHIF-1を介するピルビン酸脱水素酵素誘導により引き起こされる事を明らかにした。興味深いことに、解糖系への代謝シフトはマクロファージの炎症局所への遊走において必須に役割を果たしていることを同定し報告した。更に、三浦班と共同でハダカデバネズミおよびマウス初代細胞の解析を開始している。低酸素環境下、および温度制御下での細胞内代謝機構を計測する評価系を確立した。マウスおよびデバネズミ細胞におけるグルコース代謝、ミトコンドリア活性につきデータ取得を開始している。新規酸素分圧測定プローブの開発、生活習慣病に関わるマクロファージおよび肝細胞における低酸素応答としての代謝シフトの機構解明について、論文化することが出来た。

また、低酸素応答システムを欠損させたマウスを用いて、糖尿病の進展にかかわる新しい分子を同定し、病態形成における新しい低酸素応答の意義を示すことができており、ほぼ予定どおり進んでいる。少し遅れていた質量分析計を用いた低酸素エフェクター分子の解析も順調に走り始めており、遅れは取り戻せたと判断している。デバネズミ細胞における細胞内代謝については、デバネズミの交配に時間を要しており、当初の予定より若干の遅れを認めている。現在、デバネズミの交配は進めており、徐々に予定の遅れは取り戻せている。生活習慣病では長期に渡る実質細胞の障害に引き続き、炎症・線維化などが起こり、組織の不適切なリモデリングが繰り返され、臓器障害が進展していく。本研究では、炎症・線維化などに特有な酸素リモデリングが原因となって実質細胞での酸素の需要と供給のバランスが崩れ臓器機能を低下させる機序の全容を解明することを目的として、研究を進めている。低酸素により起こる長期的な線維化に、他の転写調節因子との相互作用およびヒストン修飾の変化が関与していることを解析し、その一部の結果を本領域の成果として論文発表した。炎症局所は低酸素環境に陥っており、そこに集積するマクロファージ遊走において、HIF-1α-PDK1を介する解糖系代謝シフト(Active glycolysis)が重要であることを明らかにした。Active Glycolysisは、非がん細胞における新たな細胞内代謝リプログラミング機構であることが判った。これらの知見は、本領域の成果として論文発表した。また、糖尿病の肝臓では代謝活性化による酸素消費が亢進し低酸素環境に陥る。肝臓のHIF-1が糖尿病病態に対して抑制的に作用すること、またその分子機構の1つとして肝臓から分泌されるヘパトカインのニューレグリン1がオートクラインあるいはパラクラインを介して、肝糖新生系酵素の遺伝子発現の主要な転写因子FOXO1のリン酸化による不活化を誘導することで肝臓の糖産生を抑制することを明らかにし、論文発表した。飛田班と共同で、新規酸素分圧感知プローブの開発と改良を行っている。三浦班と共同でハダカデバネズミおよびマウス初代細胞の解析を行っている。ハダカデバネズミより単離した線維芽細胞は、マウス線維芽細胞と比較して、ミトコンドリア活性が低下していること、TCA回路における中心代謝産物が減少していることを確認した。低酸素により起こる他の転写調節因子との相互作用の解析を論文化し、更に長期的なヒストン修飾の変化に関する研究も順調に進んでおり、論文化に向けて解析を進めている。生活習慣病の病態に関わるマクロファージ遊走における低酸素シグナルの新たな役割につき、その機構を解明し論文化することができた。現在、引き続きActive Glycolysisが心臓リモデリングにおいて果たしている役割につき解析を継続している。糖尿病の病態にかかわる肝臓の低酸素ストレス応答の役割についても、その分子機構の一端を明らかにし報告でき、これらの解析を通じて、いくつかの生体内の代謝制御にかかわる新しいヘパトカインの同定にも成功した。
セメント質のナノ表面形態を模倣したチタンインプラントによる歯根膜誘導

本研究の目的は,歯根膜細胞がセメント質表面として認識するチタン表面をナノ技術により確立し,チタン表面にセメント質産生を介したシャーピー線維構造の形成を誘導することで,歯根膜結合をもつ新たなインプラント技術の基盤を構築することである.平成29年度では,グレードII純チタンディスク(機械研磨加工)に,申請者が確立している表面処理方法(Kato E et al., Dent Mater, 2015)を用いて,1機械研磨面(平滑面),2濃硫酸処理面(ミクロ粗面),2種類のナノ表面の試料を作製し,表面特性の評価を行った.ヒト抜去歯のセメント質表面を対照試料として用いた.各種チタン表面とセメント質表面に関して,研究協力者の技術協力のもと、非接触光学式三次元プロファイラーと走査型電子顕微鏡の画像解析により表面形態を、超微小押し込み硬さ試験機により表面の微小硬度を評価した.現在,実験条件が整い,各種チタン表面性状とセメント質表面の表面形態および機械的特性の類似性を検討中である.また,細胞培養試験により,チタンの表面性状が歯根膜細胞の分化に与える影響を評価した.培養1,5および10日目に遺伝子発現解析を行った結果,ヒト歯根膜細胞のセメント質関連マーカー(CEMP1やSPON1)はチタンナノ表面上でより早く発現し,かつ,培養期間を通じて,それらの発現水準は高かった.チタンナノ表面上の細胞外基質中のカルシウム量は,平滑面やミクロ粗面に比べて,培養10および30日後で,著しく増加した.培養20日後の走査型電子顕微鏡観察やエネルギー分散型X線元素分析により,チタンナノ表面上ではカルシウムが検出された球状構造物を含む細胞外基質の形成を認めたのに対し,その他の表面上では,カルシウム原子が検出されない滑沢な細胞外基質の形成を認めた.セメント質表面とチタンナノ表面との類似性を検討する実験条件の整備や解析方法が確立済みであり、データの採取と解析が進んでいる。また、細胞培養では、チタンナノ表面上でヒト歯根膜細胞のセメント質関連遺伝子発現の上昇が確認されたことから、現時点で仮説通りの成果が得られていると考えられる。平成30年度は,チタンナノ表面特性のキャラクタライゼーションを完了するとともに、ラット脱細胞化歯周組織-チタン歯ユニットのラット腎皮膜埋入モデルおよびヒト歯根膜組織で被包したチタンインプラントの免疫不全マウス顎骨埋入モデルを用いて,ナノ表面チタンインプラント上でのセメント質誘導とシャーピー線維構造の形成,およびインプラントと歯根膜との直接的結合の成立を検証する.歯根膜マトリックスを保持したまま脱細胞化した5週齢のラット歯槽骨抜歯窩に,CAD/CAMで作製した抜去大臼歯と同形のチタン歯を挿入したユニットを,14週齢ラット腎被膜下に埋植する.術後3週から8週におけるチタン歯と歯根膜の直接結合を,非脱灰組織切片の光学顕微鏡観察および縦断切片のTEM観察,EPMAによる成分分析を用いて評価する.機械研磨面もしくはナノ表面の棒状チタンインプラント(直径0.6 mm・長さ1.7 mm)を,温度応答性培養皿上で培養したヒト歯根膜細胞シートで被包し,抜歯2-3週後の7週齢免疫不全マウス(NOD/ShiJic-scid)の上顎第二大臼歯抜歯窩へ完全埋入する.埋入34週後に,非脱灰切片および脱灰パラフィン切片を作製する.一般化学染色による組織形態計測学的評価とともにセメント質関連マーカーを免疫組織化学染色により同定する.また,インプラント-組織界面の超微細構造と元素分布をTEM観察およびEPMAを用いて解析する.さらに,ヒト歯根膜細胞を長期的in vivo用蛍光トレーサーで標識し,移植部位への生着率を評価する.セメント質形成を確認後,矯正力による歯体移動や抜歯窩骨壁欠損の同時再生の可否を判定し,歯根膜としての機能を評価する.本研究の目的は,歯根膜細胞がセメント質表面として認識するチタン表面をナノ技術により確立し,チタン表面にセメント質産生を介したシャーピー線維構造の形成を誘導することで,歯根膜結合をもつ新たなインプラント技術の基盤を構築することである.平成29年度では,グレードII純チタンディスク(機械研磨加工)に,申請者が確立している表面処理方法(Kato E et al., Dent Mater, 2015)を用いて,1機械研磨面(平滑面),2濃硫酸処理面(ミクロ粗面),2種類のナノ表面の試料を作製し,表面特性の評価を行った.ヒト抜去歯のセメント質表面を対照試料として用いた.各種チタン表面とセメント質表面に関して,研究協力者の技術協力のもと、非接触光学式三次元プロファイラーと走査型電子顕微鏡の画像解析により表面形態を、超微小押し込み硬さ試験機により表面の微小硬度を評価した.現在,実験条件が整い,各種チタン表面性状とセメント質表面の表面形態および機械的特性の類似性を検討中である.また,細胞培養試験により,チタンの表面性状が歯根膜細胞の分化に与える影響を評価した.培養1,5および10日目に遺伝子発現解析を行った結果,ヒト歯根膜細胞のセメント質関連マーカー(CEMP1やSPON1)はチタンナノ表面上でより早く発現し,かつ,培養期間を通じて,それらの発現水準は高かった.

チタンナノ表面上の細胞外基質中のカルシウム量は,平滑面やミクロ粗面に比べて,培養10および30日後で,著しく増加した.培養20日後の走査型電子顕微鏡観察やエネルギー分散型X線元素分析により,チタンナノ表面上ではカルシウムが検出された球状構造物を含む細胞外基質の形成を認めたのに対し,その他の表面上では,カルシウム原子が検出されない滑沢な細胞外基質の形成を認めた.セメント質表面とチタンナノ表面との類似性を検討する実験条件の整備や解析方法が確立済みであり、データの採取と解析が進んでいる。また、細胞培養では、チタンナノ表面上でヒト歯根膜細胞のセメント質関連遺伝子発現の上昇が確認されたことから、現時点で仮説通りの成果が得られていると考えられる。平成30年度は,チタンナノ表面特性のキャラクタライゼーションを完了するとともに、ラット脱細胞化歯周組織-チタン歯ユニットのラット腎皮膜埋入モデルおよびヒト歯根膜組織で被包したチタンインプラントの免疫不全マウス顎骨埋入モデルを用いて,ナノ表面チタンインプラント上でのセメント質誘導とシャーピー線維構造の形成,およびインプラントと歯根膜との直接的結合の成立を検証する.歯根膜マトリックスを保持したまま脱細胞化した5週齢のラット歯槽骨抜歯窩に,CAD/CAMで作製した抜去大臼歯と同形のチタン歯を挿入したユニットを,14週齢ラット腎被膜下に埋植する.術後3週から8週におけるチタン歯と歯根膜の直接結合を,非脱灰組織切片の光学顕微鏡観察および縦断切片のTEM観察,EPMAによる成分分析を用いて評価する.機械研磨面もしくはナノ表面の棒状チタンインプラント(直径0.6 mm・長さ1.7 mm)を,温度応答性培養皿上で培養したヒト歯根膜細胞シートで被包し,抜歯2-3週後の7週齢免疫不全マウス(NOD/ShiJic-scid)の上顎第二大臼歯抜歯窩へ完全埋入する.埋入34週後に,非脱灰切片および脱灰パラフィン切片を作製する.一般化学染色による組織形態計測学的評価とともにセメント質関連マーカーを免疫組織化学染色により同定する.また,インプラント-組織界面の超微細構造と元素分布をTEM観察およびEPMAを用いて解析する.さらに,ヒト歯根膜細胞を長期的in vivo用蛍光トレーサーで標識し,移植部位への生着率を評価する.セメント質形成を確認後,矯正力による歯体移動や抜歯窩骨壁欠損の同時再生の可否を判定し,歯根膜としての機能を評価する.