hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規移入種マダラコウラナメクジの分布拡大とその影響

ただし、先行研究での結果ほど日長の切り替えによる効果は見られなかった。この違いが個体群によるものかどうかはさらに研究が必要である。現在、複数の地域でマダラコウラナメクジが確認されている。これらのCOI遺伝子を比較することで遺伝的多様性の有無を調べ、日本への移入が1回と言えるかどうか、また、海外個体のデータと比較することでどの地域から日本へ移入しかた推定を試みた。海外個体のデータが少ないため、厳密にどの地域から移入したかを明らかにすることはできなかったが、日本へ移入したのは複数個体であることが明らかになった。マダラコウラナメクジの茨木県での性成熟時期、および体重と性成熟の関係を明らかにした。また、茨木個体群で光周期が性成熟のタイミングを決める重要な環境要因であることも明らかになった。他種の繁殖におよぼすマダラコウラナメクジの影響を明らかにすることは、できなかった。国内のさまざまな地域で採集されたマダラコウラナメクジのミトコンドリアCOI遺伝子の配列を得た。さらに海外個体でのデータと合わせて解析した結果、本種の日本へは複数匹移入したことがわかった。【生活史】引き続き野外個体を採集し、生活史を明らかにする。【成長と性成熟におよぼす光周期と温度の影響】引き続き飼育を行い、データを得る。【温度耐性】産卵条件の検討及び、早い時期からの野外での卵と幼体の確保することで、早急に実験を行う。詳細な生活史解明のために野外と温度、日長が同じ条件で飼育をし、産卵時期の特定を行う。引き続き、さまざまな条件での飼育を行い、光周反応について明らかにする。温度耐性の実験を行うために必要な個体を野外から5、6月に未成熟個体を採集し、長日または短日条件で飼育し温度耐性を比較することとする。採集地を増やしつつ、DNA抽出等を行い、早急に分子系統解析も進める。動物生理学飼育がうまくいっておらず当初予定していたほどの個体数を飼育していないため、予定していた人件費を使用していないため。現地協力者の助けにより、野外採集の回数が予定よりも少なくなったため。今年度予定していたDNA系統解析が遅れ、シーケンス等にかかる費用が使用されていないため。また、飼育等にかかる人員の雇用が遅くなったため。飼育個体数が大きく増えた場合は人員を増やし、より多くの個体を採集するため野外採集回数が増える予定であるので、今年度は計画通りの助成金額使用となる見通しである。飼育実験の計画が遅れているため、当初予定してたよりも飼育等を補助する人の雇用を次年度まで継続する。また、DNA解析もすすめるため、最終年度に計画通りの助成金額使用となる見通しである。
軟骨形成・分化にかかわる骨形成因子関連シグナルの解明と軟骨修復

Sox9は軟骨形成に必須であることが知られているが、軟骨ができた後の軟骨細胞におけるSox9の機能はわかっていなかった。軟骨細胞に分化し後に軟骨細胞特異的にSOX9を欠失するコンディショナルノックアウトマウスを作製して解析した。SOX9は細胞の生存に必須であることが判明した。その作用機序は、SOX9がPik3a-Akt経路を活性化することで細胞の生存を支えていることが判明した。また、Salt-inducible kinase 3 (SIK3)ノックアウトマウスでは、軟骨細胞の肥大化のステップが障害されていることを発見した。免疫組織学的解析では、SIK3ノックアウトマウスでは、増殖軟骨細胞のマーカーであるII型コラーゲンの発現が続き、肥大軟骨細胞のマーカーであるX型コラーゲンの発現が抑制されていた。細胞生物学、生化学的解析により、SIK3は細胞質に存在し、HDAC4と結合して、HDACの核外移行を促進することが判明した。軟骨細胞の肥大化は、転写因子MEF2Cによって促進される。軟骨細胞はSIK3を発現し、HDAC4を核外移行させて、MEF2CをHDAC4による抑制から解放することによって、肥大化すると考えた。これらの結果から、SIK3が軟骨細胞を増殖から肥大化分化へスイッチする、キー分子であると考えたSox9は軟骨形成に必須であることが知られているが、軟骨ができた後の軟骨細胞におけるSox9の機能はわかっていなかった。これらの結果から、SIK3が軟骨細胞を増殖から肥大化分化へスイッチする、キー分子であると考えた軟骨の主な機能はマトリックス蛋白によって担われている。ゆえに軟骨マトリックス遺伝子の転写制御を解明することは軟骨形成機序の解析に必須である。Sox9は軟骨細胞において、軟骨マトリックス遺伝子の転写に重要な役割を果たすことが知られている。遺伝子改変マウスの結果からSox9は軟骨形成に必須であることが知られているが、軟骨ができた後の軟骨細胞におけるSox9の本当の機能はわかっていない。これらのマウスでは軟骨が形成されないため、軟骨の解析が出来ないことがその理由である。我々が開発したCol11a2 prom-Cre transgenic miceは増殖軟骨細胞以降のステージの軟骨細胞でCre recombinaseを発現する。Col11a2 prom-Cre ; Soxg^<f/f> conditional knockout mice (CKO)を作製し、胎仔を種々のステージで解析した。交配後14.5日目のCKO上腕骨軟骨原基では、軟骨細胞の前肥大化および肥大が認められず、その部位の軟骨細胞は腔泡化し、細胞数が減少していた。in situ hybridizationでIhhおよびCol10a1の発現は消失していた。免疫組織学的解析においてSox9はround proliferative chondrocyteに発現していたが、flat proliferative chondrocyteでは発現が消失していた。Sox9の発現消失部位に一致して、Col2a1 mRNAの発現が低下していた。腔泡化した軟骨細胞はcleaved caspase 3を発現し、タネル染色陽性であった。コントロールマウスの軟骨ではcleaved caspase 3の発現は認めず、タネル染色は陰性であった。これらの結果からSox9が欠失すると軟骨細胞は肥大軟骨細胞に分化せずに腔泡化し、アポトーシスに陥ると考えた。Sox9は軟骨形成だけでなく、その後の軟骨形質の維持および軟骨細胞の生存にも必須であると結論した。軟骨の主な機能はマトリックス蛋白によって担われている。遺伝子改変マウスの結果からSox9は軟骨形成に必須であることが知られているが、軟骨ができた後の軟骨細胞におけるSox9の機能はわかっていない。そこで、軟骨細胞に分化してからSox9遺伝子が欠失するようなconditional knockout mice (cKO)を作製した。Sox9 cKOでは、軟骨細胞がアポトーシスに陥っていた。この細胞のシグナルを調べたとこと、MAPK関連の分子のリン酸化は保たれていたが、Aktのリン酸化が低下していた。

そこで、Sox9とPtenのダブルのcKOを作製してAktのリン酸化を強制的に行ったところ、アポトーシスの程度が減弱し、Soxg cKOの表現型がレスキューされた。このことから、Sox9はAkt経路を通じて軟骨細胞の生存を支えていると考えた。さらに、Sox9のターゲット遺伝子を探索したところ、PI3Kサブユニットの一つであるPik3caの発現がSox9 cKOで低下していることがわかった。さらに、ルシフェラーゼアッセイやクロマチン免疫沈降法を用いた解析により、Pik3caのプロモーターにSox9が結合し、発現レベルを調節していることが判明した。このことから、Sox9の軟骨細胞における機能は、Pik3a-Akt経路を活性化することで、軟骨細胞の生存を支えるであるいことが判明した。四肢及び体幹の骨格は内軟骨性骨化の過程を経て形成される。即ち、未分化間葉系細胞は凝集し、凝集間葉系細胞は軟骨細胞へと分化する。軟骨細胞は増殖しながら軟骨細胞外マトリックスを構築して、軟骨原基を作る。軟骨原基の中心部では、軟骨細胞の増殖が止まり、肥大化が始まる。肥大軟骨細胞はやがてアポトーシスに陥り、骨組織に置換されて、骨格が形成される。この過程は正常な骨格の形成に必須の過程である。我々はSalt-inducible kinase 3 (SIK3)ノックアウトマウスでは、軟骨細胞の肥大化のステップが障害されていることを発見した。SIK3ノックアウトマウスは軟骨が増大し、骨格の内部は軟骨で充填されていた。生後のSIK3ノックアウトマウスの関節軟骨は著しく肥厚していた。免疫組織学的解析では、SIK3ノックアウトマウスでは、増殖軟骨細胞のマーカーであるII型コラーゲンの発現が続き、肥大軟骨細胞のマーカーであるX型コラーゲンの発現が抑制されていた。SIK3の発現は増殖軟骨細胞で低く、前肥大軟骨細胞と肥大軟骨細胞で高かった。野生型コントロールマウスの軟骨細胞ではHDAC4は核外に局在していたが、SIK3ノックアウトマウスの軟骨細胞では、HDAC4が核内に存在していた。細胞生物学、生化学的解析により、SIK3は細胞質に存在し、HDAC4と結合して、HDACの核外移行を促進することが判明した。軟骨細胞の肥大化は、転写因子MEF2Cによって促進される。軟骨細胞はSIK3を発現し、HDAC4を核外移行させて、MEF2CをHDAC4による抑制から解放することによって、肥大化すると考えた。これらの結果から、SIK3が軟骨細胞を増殖から肥大化分化へスイッチする、キー分子であると考えた。
圧縮性コヒーレント構造型1方程式サブグリッドモデルの開発研究

この研究では、圧縮性乱流場に対するラージ・エディ・シミュレーションにおける新たなコヒーレント構造型1方程式モデルを発案した。そのモデルの有効性を検討する目的の直接数値計算のデータベースとして、等温壁を有する圧縮性チャネル乱流、断熱壁を有する圧縮性チャネル乱流、等温壁を有する正方形ダクト内圧縮性乱流を作成した。そのデータベースを利用して、アプリオリテストとアポステリオリテストを実施し、本モデルの予測能力が高いことを検証した。既に直接数値計算によりデータベース作成を終えている等温壁を有する圧縮性チャネル乱流での、ラージ・エディ・シミュレーションにおいて必要となる開発中のコヒーレント構造型1方程式サブグリッドモデルに関する研究成果は現在日本機械学会に論文を投稿している段階である。当該年度は本研究室に所属している大学院生と断熱壁を有した圧縮性チャネル乱流の直接数値計算による詳細なデータベース作成を実行して、完了し、いくつかの学会でその内容を発表してきた。現在そのデータを利用してアプリオリおよびアポステリオリテストを実施中でその成果について23年度の夏の学会発表に申し込み済みである。また、理論方面からのモデリングについても分子粘性率と分子拡散率の比であるプラントル数の影響について実行した無限級数展開を組み込んだ2スケール直接相関近似理論による結果を発表したので、随時論文化していく。次年度は等温壁を有する圧縮性正方形ダクト内乱流の直接数値計算を開始し、データベース作成後平均場の3次元性に関するモデルの有効性についても検討を行っていく。既に直接数値計算によりデータベース作成を終えている等温壁を有する圧縮性チャネル乱流での、ラージ・エディ・シミュレーションにおいて必要となる開発中のコヒーレント構造型1方程式サブグリッドモデルに関する研究成果は現在日本機械学会に論文が掲載された。当該年度は本研究室に所属している大学院生と断熱壁を有した圧縮性チャネル乱流の直接数値計算による詳細なデータベース作成を完了し、モデルの有効性の検討を行って、いくつかの学会でその内容を発表してきた。さらに、等温壁を有する圧縮性正方形ダクト内乱流の直接数値計算を実行中であり、その一部の結果は既に当該研究室の学生により学会発表され、さらに夏の学会においてよりマッハ数のケースを増やしたデータについての講演を予定している。その後、本年度はそのデーターベースについてのアプリオリおよびアポステリオリテストを実施し、報告していく。直接数値計算(DNS)により等温壁および断熱壁を有する圧縮性チャネル乱流のデーターベース構築を実行した。そのデーターを利用して、本申請研究の目的であるラージ・エディ・シミュレーション(LES)において必要となる新たなサブグリッドスケールモデルであるコヒーレント構造型1方程式サブグリッドモデルのアプリオリとアポステリオリテストを実行しその有効性を日本機械学会に論文に発表した。この提案のモデルはLESでは解像しないスケールのエネルギーであるSGSエネルギーのモデル方程式を解析する新たなモデルである。また、壁における壁関数をコヒーレント構造型モデルを用いることで計算負荷がかなり抑えられるという特徴を持ったモデルとなっている。モデルの検証は広く行うことによってはじめてその有効性が示唆できる。そこで、さらなる検討として様々な温度設定の等温壁で囲まれた正方形ダクト内を通過する圧縮性乱流のDNSを実行して、その内容をいくつかの学会で発表してきた。さらに、時間発展型圧縮性境界層乱流の直接数値計算での検証研究にも着手の途についている。また、理論方面からのモデリングについても分子粘性率と分子拡散率の比であるプラントル数の影響について実行した無限級数展開を組み込んだ2スケール直接相関近似理論による結果を発表しており、さらなる検証を数値計算結果と突き合わせながら検討中である。これらを今後も進めていき、より有効な圧縮性SGSモデルであることを検証していく。理論研究面での困難さはあるものの、学術論文によるSGSモデルの提案やその有効性については等温壁だけでなく、断熱壁面を有する圧縮性チャネル乱流に関しても完了し、次段階である正方形ダクト内乱流のDNSデーターベースの構築も順調に進んでいるから、上述の判断を下しております。24年度が最終年度であるため、記入しない。特に変更はなく、今年度は圧縮性正方形ダクト内乱流に関してのモデルの有効性を予定通り実施していく。
高温反応気体の超音速度ノズルフロー中における化学反応と振動準位反転分布

本研究では、1)衝撃波管を用いて実験を行いベンゼン-N20系の酸化反応機構について検討を行った。Arで希釈したC6H6/N20(0.1/1-2%)の混合ガスを反射衝撃波で加熱し、反応物N20の4.5μmおみび反応生成物CO2の4.25μmの赤外発光の時間変化を測定した。実験によって得られたN20の減少速度とCO2の生成速度を化学反応機構に基づくシミュレーションによって得られたものと比較した。その結果、CO2の生成速度は2000K以上の高温においては実測値と計算値は比較的よく一致したが、1700Kより低温で従来報告されている反応機構を用いてベンゼンの酸化反応は説明できず、ベンゼン環の開裂過程において新たな素反応過程が必要なことが解った。また、N20の減少速度の実験と計算結果の不一致からN20とベンゼンまたはフェニルラジカルなどの炭化水素との直接反応によるベンゼン環の開裂過程を推察した。2)衝撃波管末端に超音波ノズルを設け、ベンゼン-N20系の燃焼生成ガス中でのC20の振動励起の反転分布の状態を10.6μm cw-CO2レーザーを用いて微小信号利得(Gain)として測定を行った。等量のN2およびHeの混合ガスで希釈したC6H6/N20(=1/10-20%)を反射衝撃波背後1500-2200K、圧力約4atmの条件で反応させ、反応ガスをノズルを通して急膨張急冷却し、ノズル中においてGainを測定し、Gainの温度に対する依存性を調べた。その結果、C6H6-N20のGainは1600K付近にピークを持ち、高温になるに従い漸減した。またその結果を、以前に行ったCO2-N2系、CO-N20-H2系と比較し、C6H6-N20のGainの特性を検討した。その結果、C6H6/N20比が化学量論比(=15)もしくはそれ以下ではベンゼン系のGainの値はCO2-N2系およびCO-N20-H2系の半分程度であったが、量論比以上(C6H6:N20=1:20)ではほぼ同程度のGainが得られた。
環境配慮型の消費社会システムを内包した農住工有機系物質循環モデルの構築

都市部人口約130万規模の,農地から家計を含めた広義の食品の生産・消費システムとそれに携わるフードチェインのセクターを対象として現状のマテリアルフローを解析し、それぞれのエネルギー投入量、副産物量を把握する.第2に,食品工場や店舗を中心として工業化された食品の生産・消費システムでの卓越したエネルギー消費や有機副産物に起因する環境負荷削減を図るため、コンポスト,RDF発電、メタン発酵装置を伴った燃料電池などの資源転換装置を組み入れた循環志向の食の生産・消費システムをデザインし、その導入効果をライフサイクルアセスメントにより評価した.LCA分析の結果,環境負荷削減の量的な寄与としてはコンポストによる化学肥料削減に伴う回避インパクトや流通系可燃副産物RDFによる削減効果が大きいが,燃料電池については直営工場に加えて直営由来分の約9倍に相当する関連加工工場系の汚泥からの回収メタンガスの導入による効果が顕著であり,食品工場が集積する当モデル地区での循環形成の重要な方策の1つであることを示唆する結果となった.しかし同時に入出力バランスに於いては店舗エネルギー需要側に未だかなりの余裕があるため,さらに多くの周辺有機副産物からのガス回収を図る検討を重ねた結果,現状レベルの転換装置の炭酸ガス集約度や転換効率においても,適切な集約度の流通店舗(総供給の約5割に相当する中大型30店舗)での嫌気性消化と燃料電池システムを家庭系の下水汚泥と組み合わせることで,より環境効率の高いシステムを形成する可能性があることが分かった.都市部人口約130万規模の,農地から家計を含めた広義の食品の生産・消費システムとそれに携わるフードチェインのセクターを対象として現状のマテリアルフローを解析し、それぞれのエネルギー投入量、副産物量を把握する.第2に,食品工場や店舗を中心として工業化された食品の生産・消費システムでの卓越したエネルギー消費や有機副産物に起因する環境負荷削減を図るため、コンポスト,RDF発電、メタン発酵装置を伴った燃料電池などの資源転換装置を組み入れた循環志向の食の生産・消費システムをデザインし、その導入効果をライフサイクルアセスメントにより評価した.LCA分析の結果,環境負荷削減の量的な寄与としてはコンポストによる化学肥料削減に伴う回避インパクトや流通系可燃副産物RDFによる削減効果が大きいが,燃料電池については直営工場に加えて直営由来分の約9倍に相当する関連加工工場系の汚泥からの回収メタンガスの導入による効果が顕著であり,食品工場が集積する当モデル地区での循環形成の重要な方策の1つであることを示唆する結果となった.しかし同時に入出力バランスに於いては店舗エネルギー需要側に未だかなりの余裕があるため,さらに多くの周辺有機副産物からのガス回収を図る検討を重ねた結果,現状レベルの転換装置の炭酸ガス集約度や転換効率においても,適切な集約度の流通店舗(総供給の約5割に相当する中大型30店舗)での嫌気性消化と燃料電池システムを家庭系の下水汚泥と組み合わせることで,より環境効率の高いシステムを形成する可能性があることが分かった.
徐放性ポリマーと遺伝子導入を併用したBMP療法の新たな展開

筋細胞に対して導入効率の高いプラスミド構築、徐放性ポリマーを用いたin vivoにおける遺伝子導入と導入効率の高率化に取り組んだ。発現ベクターに筋細胞で発現が強いとされている哺乳類細胞発現ベクターpCAGGSにマーカー遺伝子であるLacZを挿入、プラスミド構築した。我々はin vitro実験で、未分化間葉系細胞への遺伝子導入にはカチオン性脂質であるLipofectoamine 2000が効果的であることを検証しており、今回さらなるin vivoでの遺伝子導入効率の高率化を求めて徐放性ポリマー(PLA-PEG)とプラスミドDNAにLipofectoamine 2000を加えて検討した。マウスの背筋筋内に(1)45mgの徐放性ポリマー(PLA-PEG)にDNA45μgを含有させたペレット(2)45mgのポリマーにDNA45μgとLipofectoamine 2000 15μlを含有させたペレット(3)ポジティブコントロールとして背筋筋内にDNA45μgを注入直後にエレクトロポレーション処理(4)ネガティブコントロールとしてポリマーにPBS30μlを含有させたペレットを埋植した。遺伝子導入の定性的評価にpCAGGS-LacZを、定量的評価にGL3-Luc用いた。埋植後1週間で屠殺、固定後にX-gal染色を行った。ネガティブコントロールではX-gal染色で陰性であったが、ポジティブコントロールに比べると弱いもののDNA+lipofection2000群でより強い染色性が認められた。ルシフェラーゼアッセイではDNA+lipofection2000群でより多くの発現が見られたが、ポジティブコントロールに比べると少なかった。今後はさらなる導入効率の高率化とサイトカインとの併用療法を目指し、ポリマーの種類、カチオン性脂質の選定、DNAとカチオン性脂質の配合比などを検討していく予定である。本年度は、遺伝子導入のためのプラスミド構築、未分化間葉系培養細胞への遺伝子導入および徐放性ポリマーを用いたin vivo遺伝子導入に取り組んだ。以下にそれぞれの進歩状況について記述する。HAもしくはFlag tag配列を含む、野生型BMPR-1a、BMPR-1b、BMPR-II、アミノ酸置換による恒常活性(CA)型のBMPR-1aおよびBMPR1bのcDNAを哺乳類細胞発現ベクターpcDNA3.1に挿入しプラスミドを構築した。さらにEF1promoterの下流にBMP2もしくはBMP4のcDNAを挿入したプラスミドを作成した。これらのプラスミドをId1 promoterを含むpGL3 vectorとST2細胞に遺伝子導入しルシフェラーゼ活性が上昇することを確認した。次に、徐放性ポリマー(PLA-DX-PEG)を用いてプラスミドDNAを遺伝子導入可能かについての基礎的検討を行った。マウスの背筋筋膜下に30mgのポリマー(PLA-DX-PEG)にDNA/PBSを60μg/20μ1含有したペレットを埋植した。遺伝子導入にはpcDNA3.1 vectorにβ-galactosidaseを挿入したcontrol vectorおよび上記BMP2プラスミドを使用した。Control vectorの導入ではβ-galactosidase染色により埋植後1から4週まで遺伝子発現を確認することが出来た。遺伝子発現部位はポリマー埋植部であり、周囲の筋組織での発現は同部位に比較して弱かった。hBMP2遺伝子導入では異所性骨形成は認められず、導入遺伝子量、遺伝子発現のpromoterなど更なる検討が必要であると考えられた。次年度はこれらの点について重点的に取り組むと共に、従来のサイカイン療法と遺伝子導入の併用療法について検討する予定である。(763文字)本年度は筋細胞に対して導入効率の高いプラスミド構築、徐放性ポリマーを用いたin vivoにおける遺伝子導入と導入効率の高率化に取り組んだ。

発現ベクターに筋細胞で発現が強いとされている哺乳類細胞発現ベクターpCAGGSにマーカー遺伝子であるLacZを挿入、プラスミド構築した。我々はin vitro実験で、未分化間葉系細胞への遺伝子導入にはカチオン性脂質であるLipofectoamine 2000が効果的であることを検証しており、今回さらなるin vivoでの遺伝子導入効率の高率化を求めて徐放性ポリマー(PLA-PEG)とプラスミドDNAにLipofectoamine 2000を加えて検討した。マウスの背筋筋内に(1)45mgの徐放性ポリマー(PLA-PEG)にDNA45μgを含有させたペレット(2)45mgのポリマーにDNA45ugとLipofectoamine 2000 15μlを含有させたペレット(3)ポジティブコントロールとして背筋筋内にDNA45μgを注入直後にエレクトロポレーション処理(4)ネガティブコントロールとしてポリマーにPBS30μlを含有させたペレットを埋植した。遺伝子導入の定性的評価にpCAGGS-LacZを、定量的評価にGL3-Luc用いた。埋植後1週間で屠殺、固定後にX-gal染色を行った。ネガティブコントロールではX-gal染色で陰性であったが、ポジティブコントロールに比べると弱いもののDNA + lipofection 2000群でより強い染色性が認められた。ルシフェラーゼアッセイではDNA + lipofection2000群でより多くの発現が見られたが、ポジティブコントロールに比べると少なかった。今後はさらなる導入効率の高率化とサイトカインとの併用療法を目指し、ポリマーの種類、カチオン性脂質の選定、DNAとカチオン性脂質の配合比などを検討していく予定である。
都市統合ヘルスモニタリングシステムの構築

本研究では、外国人特別研究員が都市規模の被災状況を統合的にシミュレーションする環境として開発してきた、分散オブジェクト型のソフトウェア環境(Distributed Object-based Software Environment)を拡張し、受入研究者が開発してきた様々なヘルスモニタリングシステムと融合する事で、新たな都市統合ヘルスモニタリングシステムの構築を目指すものである。構築するシステムは、高速道路や橋の老朽化の都市規模での全体像や、時系列データを基にした老朽化進展状況の予測、更には老朽化状況に基づく都市災害時の被災状況の予測など、都市規模で効率的なメンテナンスを計画する上では欠くことの出来ない情報を、単なる統計的な推定量としてではなく、実構造物から取得したデータを用いて、総合的に示す事が期待されている。本年度は研究の最終年度として、統合型ヘルスモニタリングシステムの検証試験を行った。検証試験はカイロ大学との共同研究により、実際の都市計画に則したインプリメンテーションと言う形式で行った。結果は、ST-7プロジェクトを通して、次世代IFCクラスの構築に還元をしている。また、検証試験の結果は、Int.J.Solid Struct.に発表予定である。1.都市統合ヘルスモニタリングシステムを構築する上で欠かすことの出来ない基盤となる、分散型オブジェクトベースソフトウェア環境の雛形を構築し、仮想都市空間を対象に検証を行った。詳細はInternational Journal of Earthquake Engineering and Structural Dynamicsに掲載されることとなった。2.International Alliance for Interoperability(IAI)にIndustry Foundation Classesへの静的・動的構造解析用インスタンスの導入を目的としたST-7プロジェクトを提案し、プロジェクトとしての活動が正式に採択され、現在は正式リリースへ向けての基盤の整備を行っている。詳細はInternational Journal of Computer-Aided Designにて掲載予定である。また、建築分野におけるST-7の適用性を実証するため、Cairo大学と共同研究を行うこととなった。3.上記基幹プロジェクトの他に、未来の鉄鋼材料の建設現場への適用を考慮し、文科省の「ナノテクノロジー・材料を中心とした融合新興分野研究開発」プロジェクトの一つである「組織制御構造体」プロジェクトに参画し、複相材料中の異相材料の形状とFLDの相関に関する理論的考察を行った。結果は現在投稿論文として執筆中である。本年度は、脆性・延性材料の2つの力学的性質の大きく異なる金属からなる積層板の加工性に関する研究および統合型ヘルスモニタリングシステムの根幹となる、分散オブジェクトモデル(DOSE)の開発を行った。前者に関しては、分岐理論に基づく理論的解析と有限要素法に基づく数値解析を行うことで、以下の知見を得た。(1)異相界面が十分に強固である場合、積層材の延性は、体積分率・強度比・加工硬化指数比に大きく依存する。(2)加工硬化指数の比が大きくなるにつれ、拡散くびれに対応する不安定解が発生する限界ひずみは低下するが、強度比が小さい場合はその効果が軽減される。(3)拡散くびれに対応する限界ひずみ以下でも、積層材料では不安定解を有する可能性があるが、同様の分岐解を有するポリマーと金属の積層材料と異なり、マルチプルネッキングを呈することはなく、拡散くびれに至る。(4)界面強度が不十分である場合は、この拡散くびれ以前に発生する限界ひずみにおいて、界面剥離が発生し脆性的に破断する可能性が示唆された。以上の結果は、Int.J.Solid Struct.に発表予定である。後者に関しては、DOSEのインプリメントおよび適用性に関する論文をJ.Eathquake Eng.Struct.Dyn.およびJ.C.A.D.に発表した。本年度は、さらにカイロ大学との共同研究により、実際の都市計画に則したインプリメンテーションの実地試験を行った。その結果は、ST-7プロジェクトを通して、次世代IFCクラスの構築に還元をしている。
高強度コンクリートのRCおよびPC構造への適用と構造設計法に関する研究

本研究では,高強度コンクリートを適用するに際して現時点では明確でない各種部材特性を明らかにすること、さらに、高強度コンクリートを用いたRCおよびPC構造の合理的な設計法の確立に向けての基礎資料を得ることを目的として、高強度コンクリートを用いた部材の、(1)曲げ挙動と解析、(2)せん断挙動と解析、(3)疲労挙動、(4)変形・付着挙動の4項目について検討した。得られた主な結果を以下に示す。1.圧縮強度fc≒80N/mm^2の高強度コンクリートを用いることにより、PC単純はりおよび連続はりの終局曲げ耐力ならびに終局時のPC鋼材応力を増加させることができ、その効果はアンボンドPCはりで顕著となる。また、高強度コンクリートを用いた場合でも、アンボンドPCはりの変形適合係数を0.200.25とすることにより、終局時までの曲げ耐荷挙動を概ね推定できる。2.導入プレストレスレベルの増加とともにせん断ひび割れ発生荷重は増加するが、その増加率にコンクリート強度の影響はほとんど認められない。せん断圧縮破壊時の最大荷重もプレストレスレベルの増加とともに増大するものの、fc=80N/mm^2の高強度コンクリートを用いた場合はfc=40N/mm^2の普通強度コンクリートを用いた場合に比べその増加率が小さくなる。3. RCはりの水中せん断疲労挙動について、コンクリート負担せん断力は繰返し回数の増加に伴って減少し、その減少率は作用せん断力が大きいほど、また、コンクリート強度が大きいほど大きい。一方、水中でせん断破壊したRCはりの疲労強度はコンクリート強度が大きいぼど大きい。4.高強度コンクリートを用いたPRCはりの長期たわみは、土木学会コンクリート標準示方書平成3年版、平成8年版のいずれの算定式を用いても合理的な評価が可能である。5.連続繊維シートを用いて高強度コンクリートを横拘束することにより、コンクリートそのものの圧縮しん性ならびに曲げじん性を効果的に改善することができる。平成9年度においては、単純はり部材を主対象としたモデル供試体について実験的検討を行い、圧縮強度f'_c>80N/mm^2の高強度コンクリート部材の曲げ、せん断、疲労特性および変形性能に関して基礎資料を収集し、それらの解析と構造設計上の問題点を整理した。本年度に実施した基礎的諸研究の具体的内容は、以下のとおりである。(1)高強度コンクリートを用いたRC、PC(使用時にひび割れを許容するPRC含む)はり部材を対象とし、それらの基本的曲げ耐荷性状をf'_c=40N/mm^2程度の普通強度コンクリート部材と比較した。これらのモデル部材の緊張材には主にPC鋼材を使用したが、今後の有効活用が期待されている連続繊維補強材を適用した場合についても検討した。(2)高強度コンクリートを用いたRC、PC(PRCを含む)はり部材のせん断耐荷特性とその抵抗メカニズムを明確化するため、コンクリートの負担せん断耐力、コンクリートとせん断補強筋のせん断力分担率、せん断ひび割れ傾斜角等に着目して実験的、ならびに修正圧縮場理論による解析的検討を行った。また、高強度と普通強度コンクリートのPC部材のせん断耐力に関して、断面内でのプレストレス分布の影響に着目して検討した。(3)高強度コンクリートおよびそれを用いたRCはりを主対象とし、ここでは気中環境下での基礎的疲労特性を普通強度コンクリートの場合との比較により実験的に検討した。(4)高強度コンクリートを適用した主にPCはり部材に対し、帯鉄筋の横拘束による変形性能(靭性)の改善効果およびその解析手法について基礎的検討を実施した。なお、設備備品として購入したデータロガーは主に上記の(1)、(2)の実験研究に用いた。

本研究では,高強度コンクリートを適用するに際して現時点では明確でない各種部材特性を明らかにすること、さらに、高強度コンクリートを用いたRCおよびPC構造の合理的な設計法の確立に向けての基礎資料を得ることを目的として、高強度コンクリートを用いた部材の、(1)曲げ挙動と解析、(2)せん断挙動と解析、(3)疲労挙動、(4)変形・付着挙動の4項目について検討した。得られた主な結果を以下に示す。1.圧縮強度f_c≒80N/mm^2の高強度コンクリートを用いることにより、PC単純はりおよび連続はりの終局曲げ耐力ならびに終局時のPC鋼材応力を増加させることができ、その効果はアンボンドPCはりで顕著となる。また、高強度コンクリートを用いた場合でも、アンボンドPCはりの変形適合係数を0.200.25とすることにより、終局時までの曲げ耐荷挙動を概ね推定できる。2.導入プレストレスレベルの増加とともにせん断ひび割れ発生荷重は増加するが、その増加率にコンクリート強度の影響はほとんど認められない。せん断圧縮破壊時の最大荷重もプレストレスレベルの増加とともに増大するものの、f_c=80N/mm^2の高強度コンクリートを用いた場合はf_c=40N/mm^2の普通強度コンクリートを用いた場合に比べその増加率が小さくなる。3. RCはりの水中せん断疲労挙動について、コンクリート負担せん断力は繰返し回数の増加に伴って減少し、その減少率は作用せん断力が大きいほど、また、コンクリート強度が大きいほど大きい。一方、水中でせん断破壊したRCはりの疲労強度はコンクリート強度が大きいほど大きい。4.高強度コンクリートを用いたPRCはりの長期たわみは、土木学会コンクリート標準示方書平成3年版、平成8年版のいずれの算定式を用いても合理的な評価が可能である。5.連続繊維シートを用いて高強度コンクリートを横拘束することにより、コンクリートそのものの圧縮じん性ならびに曲げじん性を効果的に改善することができる。
小児のエピソード記憶過程に及ぼす抗ヒスタミン効果:近赤外分光法を用いた検討

近赤外分光法(NIRS : near-infrared spectroscopy)は、非侵襲で安全性が高く、被験者に与える負担も少ないことから、年少児を対象とした発達神経科学の研究に適した脳画像研究の手法である。本研究は、近赤外分光法を用いて、小児が認知課題、特にエピソード記憶課題を行っているときの脳活動を測定した。また近赤外分光法を精神薬理学の分野に応用し、抗ヒスタミン薬やアルコールなどの薬物摂取が脳活動に及ぼす影響について調べ、薬理脳画像研究という新たな研究分野を進める研究成果を得た。本研究の目的は、近赤外分光法(NIRS : near-infrared spectroscopy)を用いて小児の前頭葉活動を計測し、抗ヒスタミン薬投与の効果を調べることにより、NIRSの精神薬理学研究への応用可能性を探ることである。NIRSは比較的新しい脳画像法で、機能的MRIやPETに比べると空間分解能が粗く皮質表面しか測定できないなどの欠点を持つが、安全性が高く、特に小児を対象とした発達脳科学での応用が期待されている手法である。本年度の研究では、高次認知課題を遂行している時の小児の前頭前野の賦活パターンに関する調査を主に行った。本研究で用いた高次認知課題は、エピソード記憶課題(符号化過程と検索過程)、Go/No-Go課題、作動記憶課題、論理的思考課題などである。基本的には成人被験者の脳賦活と類似したパターンを小児被験者も示したが、半球非対称性の欠如など成人とは異なる脳活動の性質も明らかになった。また本年度は、新規データの収集を進めるともに、現在までに蓄積されたデータをまとめて学術論文、著書、学会、シンポジウム等において積極的に発表し、研究情報の発信に努めた。学術論文においては、就学前児童(5-6歳児)が作動記憶を行っている時の前頭葉活動に及ぼす抗ヒスタミン薬投与(エピナスチン、ケトチフェン)の効果を調べた研究がNeuroscience Research誌に掲載されるなど、国内外の著名なジャーナルに多数の論文が掲載された。これらの功績が評価され、財団法人発達科学研究センターから学術奨励賞を、そして日本ヒスタミン学会から和田賞を授与された。平成23年度の研究成果として、以下の3点をあげることができる。第一に、小児、特に4-6歳の就学前児童を対象とした実験を数多く行い、近赤外分光法(NIRS:near-infrared spectroscopy)を用いて、認知課題遂行中の小児の脳活動を計測した。認知課題としては、エピソード記憶課題、意味記憶課題、ワーキングメモリ課題、Go/No-Go課題などを行った。特に就学前児童がエピソード記憶課題を行っているときの脳活動は明らかにされていないことが多く、本研究で得られたデータから発達神経科学の進歩に結びつく研究成果を生み出す可能性が期待される。第二に、薬理NIRSに関する情報発信を頻繁に行い、エピナスチンやケトチフェンなど抗ヒスタミン薬の投与が脳活動に及ぼす影響に関する一連の研究成果を、レビュー論文としてまとめて、Clinical & Experimental Allergy Reviews誌や日本中医学会誌などに掲載した。また、新興医学出版社から発刊された単行本『NIRSの基礎と臨床』の中でも"薬物効果の判定"という章で薬理NIRSに関する解説を行った。さらに国内外の学会シンポジウムにおいて積極的に講演を行い、抗ヒスタミン薬の投与効果に関する一連の研究成果について発表した。
高運動習性ラット系を用いた運動習慣規定因子の解明と運動習慣の病態改善効果の検討

1)高運動習性ラットの交配を重ね18代まで行い、受精卵の保存も行っている。2)特徴の検討においては、以下の点が明らかになり、成因についても知見が得られた。a.本ラットは対照ラットに比し回転ケージにおいて10倍自発運動を行っており、体重は対照ラットよりも有意に軽かった。SPORTSラットにおいてはエネルギー消費量が高く、呼吸商が有意に低く、熱産生の原因となるUCP-1,3の発現が有意に多かった。赤血球やヘモグロビンなどの血液性状や血液生化学的特徴では、対照ラットとは差がなかった。b.最大酸素摂取量についても運動開始時では差を認めなかった。また、行動学的にも異常は認めなかった。しかし、血圧が高く、心拍数が高いことより交感神経系の亢進が示唆された。c.解剖では心肥大が認められた。脳の組織およびマイクロダイアライシスによる検討を中心におこなった。in situ hybridizationによる検討では海馬、線条体でのオレキシンの発現の増大がみられた。d.組織では海馬においてノルエピネフリンの濃度が低く、海馬における組織潅流ではノルエピネフリン、セロトニンの濃度が高値を示し、その代謝産物の濃度の低下がみられた。MAO活性の測定の結果、活性の低下がみられ、このためノルエピネフリンの高値が生じたと考えられた。MAOAのcDNAの遺伝子異常はみられなかった。また、mRNAの発現の低下もみられなかったことより、翻訳あるいは分解の時点における異常が考えられた。e.対照ラットへのMAOAの阻害剤の腹腔内への投与により、走行距離が増加したことより、MAOA活性の低下による、ノルエピネフリンの高値が本ラットの高運動性の原因と考えられた。以上のように、海馬におけるモノアミンの変化が運動習性を規定していることが示唆された。本年度は、高運動習性ラットの系代を重ねることと、本ラットの生理学的特徴および、高運動習生の原因について検索した。1)本年度においては、系代は16代まで行った。2)特徴の検討においては、本ラットは対照ラットに比し回転ケージにおいて10倍自発運動を行っている。体重は対照ラットよりも有意に軽かった。また、最大酸素摂取量についても運動会自然では差を認めなかった。また、行動学的にも差を認めなかった。解剖では心肥大が認められた。3)運動習性亢進の機序の検討では、最大酸素摂取量などの運動能力などに差がないことより、主に脳内ペプチドについて検討した。In situ hybridizationによる検討でオレキシン、TRHなどのmRNAの高い発現がみられた。脳組織内では、ノルエピネフリンの濃度が低下していた。また、脳内のマイクロダイアリシスによる検討においてはノルエピネフリン、5HTが高値であるにもかかわらず、それらの代謝産物の濃度が低下していることより、モノアミンオキシダーゼ(MAO)の活性の低下が考えられた。MAOの遺伝子の異常がないことより、発現量の低下が考えられ現在検討中である。本年度も、高運動習性ラットの系代をさらに重ねた。特に、本ラットの高い運動習性の原因を検索した。1)本年度においては、系代は18代まで行った。また、受精卵の保存も行っている。

2)特徴の検討においては、脳の組織およびマイクロダイアライシスによる検討を中心におこなった。in situ hybridizationによる検討では海馬、線条体でのオレキシンの発現の増大がみられた。3)組織では海馬においてノルエピネフリンの濃度が低く、海馬における組織潅流ではノルエピネフリン、セロトニンの濃度が高値を示し、その代謝産物の濃度の低下がみられた。4)MAO活性の測定の結果、活性の低下がみられ、このためノルエピネフリンの高値が生じたと考えられた。5)対照ラットへのMAOAの阻害剤の腹腔内への投与により、走行距離が増加したことより、MAOA活性の低下による、ノルエピネフリンの高値が本ラットの高運動性の原因と考えられた。6)MAOAのcDNAの遺伝子異常はみられなかった。また、mRNAの発現の低下もみられなかったことより、翻訳あるいは分解の時点における異常が考えられた。7)以上のように、海馬におけるモノアミンの変化が運動習性を規定していることが示唆された。8)その他、本ラットは軽症の高血圧を示し、高齢になると心房内の血栓を形成する。高血圧により内皮障害が接着因子の発現など促進しているためと考えられた。血栓形成のモデル動物としても有用であることが示された。
洋上水蒸気の安定同位体比測定による南極アイスコア水蒸気起源海域の環境変動復元

本研究は、アイスコアの水同位体比を水蒸気から雪に至るまでの循環の視点で捉え、特にアイスコアの雪の起源(初期値)としての海洋上での水蒸気に注目して同位体比分析を行う。さらに、その結果を世界的にも数少ない極域深層アイスコアである南極ドームふじアイスコアのd-excess記録の解析に利用し、気候変動メカニズムに関する新たな知見を得ることを目的としている。本年度は、以下の研究を実施した。1)本計画で実施した水蒸気の水安定同位体比試料の解析南極海航海で採取した水蒸気試料について、得られたデータの解析を実施した。(本研究のために開発した少量試料の質量分析の改良については、昨年度に国際誌に論文として発表済み)。観測結果はd-excessが相対湿度、海面水温と有意な相関があることを示している。また、近年開発された同位体大気大循環モデルの結果との比較を行った結果、絶対値としてはモデルがやや過小評価であることがわかった。この結果は、国際誌に投稿済みである(査読中)。2)南極アイスコアの解析南極ドームふじ氷床コアについて、d-excessから復元した水蒸気起源変動を考慮した正確な気温復元を行った。大気のN2/02変動から決められた年代軸を用いて南極の気温と北半球日射量変動のタイミングと整合的であることを見出した(論文公表済み)。また、第二期ドームふじ氷床コアの水同位体比の測定を実施した。さらに、その結果を世界的にも数少ない極域深層アイスコアである南極ドームふじアイスコアのd-excess記録の解析に利用し、気候変動メカニズムに関する新たな知見を与える水蒸気起源海域の海洋環境変動記録を得ることを目的としている。本年度は、南極ドームふじの水蒸気起源海域の一部であるインド洋上で、水蒸気試料の採取、海面水温、風速、相対湿度の計測を行った。1)南極ドームふじアイスコアの氷期における詳細解析をおこなうために、北海道大学低温研究所で氷試料の再カットを行い、同位体比分析を実施した。2)水蒸気試料の採取手法および同位体分析手法の改良水蒸気の同位体比をかえずに試料できるガラス製採取容器を開発した。室内実験の結果、従来のサンプリング容器に比べて、同位体比の再現性が向上した。船での風向風速を測定し、自動的に大気試料の採取を制御する装置を作成した。採取した水蒸気の水安定同位体比分析をより高精度でおこなうために、質量分析計の前処理装置の改良を行った。その結果、従来よりも50分の1程度試料量で水の同位体比測定が可能になった。3)海洋での水蒸気試料採取海洋観測は、東京海洋大学の海鷹丸の遠洋航海(2005年12月2006年2月)に乗船し、船外にとりつけた採取装置から取り込まれた水蒸気試料を船内のブリッジにおいて採取した。本研究は、アイスコアの水同位体比を水蒸気から雪に至までの循環の視点で捉え、特にアイスコアの雪の起源(初期値)としての海洋上での水蒸気に注目して同位体比分析を行う。さらに、その結果を世界的にも数少ない極域探層アイスコアである南極ドームふじアイスコアのd-excess記録の解析に利用し、気候変動メカニズムに関する新たな知見を与える水蒸気起源海域の海洋環境変動記録を得ることを目的としている。本年度は、昨年度インド洋上で採取した水蒸気試料の同位体比分析を行った。1)採取した水蒸気の水安定同位体比分析をより少ない試料量で高精度でおこなうために、質量分析計の全処理装置の改良を行った。結果は国際誌に論文として発表した。2)水蒸気試料の同位体分析水蒸気の同位体比分析を実施した。海洋上の大気に含まれる水蒸気の安定同位体比が高緯度にいくにつれて軽くなること、d-excessが相対湿度とよい相関があることが分かった。また、水の安定同位体比研究で世界をリードしている研究所(CEA-CNRS,フランス)に3週間滞在し、データ解析と情報交換を行った。この結果はアメリカ地球物理学学会等で発表した。3)南極ドームふじアイスコアの氷期における水の同位対比の再分析を行うために、北海道大学低温研究所で氷試料の再カットを行った。これは、昨年度実施した水同位体比の測定結果が他の主要な南極深層コアの結果と異なる特徴を示したため、データの再確認をすることを目的としている。採取した試料の同位体比分析を実施中である。

また、近年開発された同位体大気大循環モデルの結果との比較を行った結果、絶対値としてはモデルがやや過小評価であることがわかった。この結果は、国際誌に投稿済みである(査読中)。2)南極アイスコアの解析南極ドームふじ氷床コアについて、d-excessから復元した水蒸気起源変動を考慮した正確な気温復元を行った。大気のN2/02変動から決められた年代軸を用いて南極の気温と北半球日射量変動のタイミングと整合的であることを見出した(論文公表済み)。また、第二期ドームふじ氷床コアの水同位体比の測定を実施した。
遺伝子改変マウスを用いた超日生体リズムの脳内発生機構の研究

本研究の目的は脳内オレキシン神経が、超日リズム形成に関与している可能性を検討することである。野生型マウスで体温、心拍数および行動に同期した一過性の増加が見られ、その間隔は平均90分であり、マウスでもラットと同様な`超日リズム'が存在することが明らかとなった。遺伝子操作で、オレキシンあるいはオレキシン細胞神経を欠損させる、あるいは光操作でオレキシン神経活動を制御すると超日リズムの変動幅が減弱した。以上の結果は脳内オレキシン神経が超日リズムの発現に重要な役割を果たしていることを示唆する。ラットにおいて体温、褐色脂肪組織温、心拍数、活動量が覚醒レベルの増加を伴って一過性に増加することが報告されている。この一過性の増加は約100分周期であり、超日生体リズムと呼ばれている。これらは全て同期していることから、反射などの単なる二次的変動ではなく、中枢で作られる合目的な生体リズムと考えられる。しかしながら、超日生体リズム形成に関わる中枢神経機構は不明である。そこで本研究の目的は、`超日リズム'の脳内発生機構を解明することである。具体的には、覚醒・睡眠制御系で重要な役割をもつ脳内オレキシン神経が、`超日リズム'形成にも関与している可能性を、遺伝子改変マウスを用いて検討することである。平成23年度は野生型マウスでもラットと同様な`超日リズム'が存在することを明らかにした。オレキシン欠損マウスでは体温と活動の`超日リズム'が減弱している一方で心拍数の`超日リズム'は野生型マウスと同様に見られた。平成24年度はオレキシン神経細胞破壊マウスで超日リズムを検討した。その結果、オレキシン神経細胞破壊マウスではオレキシン欠損マウスと同様に体温と活動の`超日リズム'が減弱し、心拍数の`超日リズム'は減弱していなかった。以上の結果は脳内オレキシン神経が体温と活動の`超日リズム'の発現に重要な役割を果たしている一方で`超日リズム'の発生源ではないことを示唆する。これまでの研究成果は国内外の種々の学会で発表した(日本睡眠学会、Collaborator Days 2012、日本生理学会大会、自律神経研究会、九州脳と高血圧研究会)ラットにおいて体温、褐色脂肪組織温、心拍数、活動量が覚醒レベルの増加を伴って一過性に増加することが報告されている。これらは全て同調していることから、中枢で作られる合目的な生体リズムと考えられる。平成23、24年度で、オレキシン欠損マウスとオレキシン神経細胞破壊マウスのいずれの遺伝子改変マウスでも体温と活動の`超日リズム'が減弱していることを見いだした。平成25年度では、オレキシン神経特異的に光受容タンパク質を発現したマウスを用い、光操作でオレキシン神経活動の制御し、その超日リズムへの影響を検討した。その結果、一過性にオレキシンの神経活動を抑制しても超日リズムには有意な変化は見られなかった。一方、光操作で一過性にオレキシンの活動を増加すると、光操作中において超日リズムの変動が減弱した。以上の結果は脳内オレキシン神経が体温と活動の超日リズムの重要な調節因子であることを示唆する。これまでの研究成果は国内外の種々の学会で発表した(オーストラリア神経科学学会、日本生理学会大会)本研究の目的は脳内オレキシン神経が、超日リズム形成に関与している可能性を検討することである。平成23年度は野生型マウスで体温、心拍数および行動に同期した一過性の増加が見られ、その間隔は平均90分であり、マウスでもラットと同様な`超日リズム'が存在することが明らかとなった。

褐色脂肪組織温度、脳波、摂食を同時に記録したマウスでは、超日リズムの一過性増加時には覚醒レベルの増加が先行して生じ、それに続いて熱産生、心拍数増加、体温上昇が生じていることがわかった。これは「超日リズムが脳内で生じ、セントラルコマンドとして自律神経パラメータや行動など引き起こす」という申請者の仮説を強く支持する。オレキシン・ノックアウトマウスでは体温と活動の`超日リズム'が減弱していることが明らかとなった。以上の結果は脳内オレキシン神経が体温と活動の`超日リズム'の発現に重要な役割を果たしていることを示唆する。これまでの研究成果は国内外の種々の学会で発表した(国際自律神経科学学会、国際シンポジウム「行動神経科学の最前線」、西日本生理学会大会、日本生理学会大会、自律神経研究会、九州脳と高血圧研究会)平成24年度の計画は1)オレキシン神経細胞破棄マウスの超日リズムの解析、2)光受容タンパク質を発現したマウスの系統の入手繁殖の2つであった。オレキシン神経細胞破棄マウスでの種々の生理パラメータでの記録にも成功し、脳内オレキシン神経が体温と活動の`超日リズム'の発現に重要な役割を果たしていることを示唆するデータが得られた。光受容タンパク質を発現したマウスを連携研究者の山中博士より入手し、繁殖計画が順調に進んだ。また、本研究に密接に関連する課題が生理学研究所の共同計画研究に採択され、光受容タンパク質を発現したマウスの予備実験を実施することができた。さらに、当初の計画から発展させオーストラリアのフリンダース大学のBlessing教授との共同研究を実行し、オレキシン神経細胞破壊ラットの超日リズムの解析を実施することができた。以上のことから、研究は計画通り順調に進展していると言える。平成23年度の計画は1)野生型マウスでの褐色脂肪組織温度計測の確立、2)オレキシン・ノックアウトマウスの超日リズムの解析の2つであった。野生型マウスで褐色脂肪組織温度計測に成功し、脳波と同時した記録では、申請者のラットでの結果と同様、褐色脂肪組織の温度上昇、すわなち熱産生より5ー6分先行して覚醒レベルが増加することが示された。また、ノックアウトマウスでの種々の生理パラメータでの記録にも成功し、脳内オレキシン神経が体温と活動の`超日リズム'の発現に重要な役割を果たしていることを示唆するデータが得られた。今後は、当初の計画通り、オレキシン神経特異的に光受容タンパク質を発現したマウスを用い、光操作によるオレキシン神経活動の制御の実験を開始する。また、引き続きオーストラリアのフリンダース大学のBlessing教授との共同研究を推し進め、代謝測定装置を用いオレキシン神経細胞破壊ラットの代謝の超日リズムを検討する。今後は、当初の計画通り、オレキシン神経細胞破壊トランスジェニックマウスの超日リズムの解析をおこなう。また当初の計画から発展させ、オレキシン神経細胞破壊トランスジェニックラットの超日リズムの解析もおこなう。そのために、このトランスジェニックラットを有するオーストラリアのフリンダース大学のBlessing教授との共同研究を計画している。さらに、連携研究者である山中章弘准教授からオレキシン神経特異的に光受容タンパク質を発現したマウスの供与を受け、光操作によるオレキシン神経活動の制御の実験を開始する。平成25年度の研究費は主に1)光受容タンパク質を発現したマウスの系統維持