hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メラトニン出力系の分子的基盤と概日リズム制御

松果体は概日リズム変換器である。視公叉上核からの生物時計シグナルをメラトニンという液性情報に変換し、体内に行き渡らせている。メラトニンの合成は概日リズムと共に振動しており、その合成・分泌と分解は厳密に制御されている。その制御の中心となるのはメラトニン合成の律速酵素serotonin-N acetyltransferase (NAT)である。これまで、交感神経入力によりNAT合成が亢進する調節機構がよく研究されていた。私たちは本研究においてNAT活性の調節機構を解析し、以下の2つの成果を得た。すなわち、(1)グルタミン酸を伝達物質とする新しいNAT制御系が存在することを見出した。(2)NAT自身が内在するレドックス制御系を見出した。研究計画をほぼ完全に遂行できた。以下にその概要を記す。[I]グルタミン酸シグナル伝達系の全貌解析松果体細胞はメラトニンの内分泌細胞としての属性の他にグルタミン酸作動性細胞としての属性も備えている。I-I我々は、松果体細胞は発現しているイオン型グルタミン酸受容体・代謝型グルタミン酸受容体を全て同定し、その機能を明らかにした。これらの受容体はメラトニン合成抑制の入力系として機能している。I-III松果体細胞がグルタミン酸を再吸収する機構を解明した。NATは転写レベルで活性が調節されていると考えられている。酵素レベルでの調節機構はよくわかっていない。我々はNATのCys61とCys177間のSS結合がスイッチとなり活性が調節されていることを見出した。この機構がNAT調節において中心的な役割を果たしていることを明らかにしつつある。メラトニンの生合成は交感神経を介して正に制御されている。すなわち、夜間、交感神経末端からノルアドレナリンが分泌され、松果体細胞を刺激する。そして、メラトニン合成酵素であるNアセチル基転移酵素(NAT)の酵素量が増加し、メラトニンの合成量が増加する。朝になると光によりNATの酵素量が低下しメラトニン出力も低下すると考えられている。我々は、これまでの知見に加え他の神経による負の制御も重要であることを見いだした。すなわち、松果体細胞は興奮性アミノ酸であるグルタミン酸を細胞間情報伝達物質として用いており、代謝型受容体を介してメラトニン合成を負に調節している。そこで本研究は、この負のメラトニン合成制御系を構成する分子的基盤を明らかにし、既知の正の制御系との機能的連関を解明することを目的とした。本年度は以下の成果を得た。1.代謝型受容体に加えて、松果体に発現しているイオン型受容体を同定した。GluR1とDerta2が発現していた。GluR1はCa^<2+>を介してグルタミン酸シグナルの伝達に関与することがわかった。2.グルタミン酸がメラトニンの合成を抑制するシグナル伝達系を解明した。3.メラトニン合成酵素のcDNAをクローン化して、大腸菌を用いた発現系を構築した。発現した酵素は活性を保持していた。現在、部位特異的変異導入により触媒部位を決定している。4.グルタミン酸シグナルの終止系をコードするcDNAをクローン化した。アメリカツメガエル卵を用いた発現系により、確かに機能を肘していることを明らかにした。以上、予定された計画は順調に進行中である。以下の項目の研究を行い、以下の結果を得た。1グルタミン酸出力の分子機構:グルタミン酸はマイクロベジクルに蓄積された後、開口放出される。

これまでの解析の結果、この開口放出はCa^<2+>に依存した調節性のものであり、神経の化学伝達の場合と同様、SNARE complexが関与すると考えられる。抗SNAP25抗体を用いた抗体カラムを作成し、松果体細胞のSNARE complexを単離した。現在、その構成タンパクを電気泳動上で明らかにしつつある。2グレタミン酸終止系の解析:松果体細胞はグルタミン酸シグナルを出力すると同時にこの信号を急速に終止させるためのシステムとしてNa^+-dependent glutamatetransporterを発現している。これまでの解析の結果、このトランスポーターはグリア細胞に発現しているGLT-1と似ていることを見いだした。このcDNAを単離した。このcDNAはGLT-1と約60%のホモロジーを持つ新しいイソ型であった。このcDNAをカエル卵細胞内で発現させ、その輸送の性質を詳細に検討した。現在、論文を作成中である。3メラトニン合成系の生物工学的展開:ヒトNATの発現系を大腸菌を用いて構築した。この系を用いて、カルボキシル末端にHisタグを付けた酵素を精製した。化学修飾実験により、活性部位近傍に存在する2つのシステイン残基がSS結合をすること。この結合の酸化・還元により活性が調節されていることを実証した。この成果は部位特異的変異導入によっても確認できた。すなわち、これまでに知られていない新しいNATの制御系を見いだした。現在、論文を投稿中である。この成果によりNAT酵素活性の人工制御への道が開けた。4 Dアスパラギン酸のメラトニン合成抑制作用の解析:松果体細胞は動物細胞では最も高濃度のDアスパラギン酸を含んでいる。このDアミノ酸は上述の新規Na^+-dependent glutamatetransporterの逆反応により細胞外に分泌され、強力にメラトニン合成を抑制することを見いだした。これは動物細胞におけるDアスパラギン酸の生理作用として初めての例である。Dアスパラギン酸によるメラトニン阻害機構はL型のそれとは異なっている。Dアスパラギン酸受容体を同定した。論文を作成中である。受容体以後のシグナル伝達系については一部明らかにした。メラトニンの生合成調節機構について、合成酵素N-acetyltransferaaseと負の調節系であるグルタミン酸作動系、正の調節系であるセロトニン作動系について研究し、著しい成果をあげることができた。表題にもあるように実際細胞レベルで概日リズム制御が可能になってきた。本研究課題も目標は十分達成できたと考えている。以下、本年度の成果を述べる。1グルタミン酸出力系の分子機構:グルタミン酸はマイクロベジクルに蓄積された後、開口放出される。これまでの解析の結果、この開口放出はCa2^+に依存した調節性のものであり、神経の化学伝達の場合と同様、SNARE complexが関与すると考えられる。その構成タンパクを電気泳動上で明らかにした。既知のSNARE complexの他に2、3新規タンパクを同定した。
実験とニューラルネットワーク及び遺伝的アルゴリズムを用いた最適設計法の開発

本研究における研究実績の概要を以下にまとめて記す.(1)振動実験,荷重実験の実施いくつかの既存の構造物に対してインパルスハンマーによる打撃実験や応答実験,荷重実験を行い,そのデータをいろいろ加工してコンピュータ上に保存した.(2)機械構造の特性マトリクスの同定システムの開発(1)で得られた実験データを基に機械構造の質量,減衰,剛性等を同定できるような階層型のニューラルネットワークを構築し,その精度を検討しながらシステムの向上をはかった.(3)最適設計問題の設定軽量化,静特性,動特性の向上などを目的としたパラメータの最適化問題としての最適設計問題を実用的な見地から設定した.(4)最適設計システムの開発上記の設定した最適設計問題を解くために同定システムと同じ形の階層型ニューラルネットワーク及びその一部に遺伝的アルゴリズムを導入したシステムの開発をはかり,その精度の向上をはかった.また,その有効性を数値計算及び実験で検討した.(5)統合システムの整備(2),(4)で開発したシステムの統合をはかり,一つのシステムとして入出力関係を整備し,実用に供せられるシステムを開発した.本研究における研究実績の概要を以下にまとめて記す.(1)振動実験,荷重実験の実施いくつかの既存の構造物に対してインパルスハンマーによる打撃実験や応答実験,荷重実験を行い,そのデータをいろいろ加工してコンピュータ上に保存した.(2)機械構造の特性マトリクスの同定システムの開発(1)で得られた実験データを基に機械構造の質量,減衰,剛性等を同定できるような階層型のニューラルネットワークを構築し,その精度を検討しながらシステムの向上をはかった.(3)最適設計問題の設定軽量化,静特性,動特性の向上などを目的としたパラメータの最適化問題としての最適設計問題を実用的な見地から設定した.(4)最適設計システムの開発上記の設定した最適設計問題を解くために同定システムと同じ形の階層型ニューラルネットワーク及びその一部に遺伝的アルゴリズムを導入したシステムの開発をはかり,その精度の向上をはかった.また,その有効性を数値計算及び実験で検討した.(5)統合システムの整備(2),(4)で開発したシステムの統合をはかり,一つのシステムとして入出力関係を整備し,実用に供せられるシステムを開発した.
カラー画像情報に基づく非定常流動現象の実時間計測に関する研究

この研究では,カラー画像情報に基づく非定常流動現象の実時間計測として,当初,計測精度の向上およびモアレ法によるポテンショル場とトレーサ法による速度ベクトル場の同時計測を目標とした.しかし,同時計測においては,検討の結果,モアレ干渉縞パターン画像とトレーサ画像を同時に得る可視化手法は技術的に非常に困難であることが明らかとなったため,温度場とそれによって生じる弱い流れ場が共存する自然対流に注目し,それを感温液晶粒子懸濁法によって可視化し,温度と速度の同時計測を試みた.また,カラー画像分離による3次元流れ場の速度分布計測システムを開発した.以下に,それぞれについて得られた新たな知見,成果を要約する.1.相関法による速度ベクトル分布の画像計測システムの確立相関法は,流れ場全域の格子点速度ベクトル分布が求められ,非定常流に対しても有効であるなど大きな利点を持つことが明らかとなった.また,過誤の速度ベクトルの補正処理アルゴリズムを確立した.2.カラー画像分離による3次元流れ場の速度分布計測システムの開発深さ方向2ヶ所での2次元速度ベクトル分布を同時に計測することができた.3.カラー画像情報に基づく流れ場と温度場の同時計測2次元温度分布と2次元速度ベクトル分布の時間的変化の様子を同時計測することができた.しかし,このアルゴリズムでは色計測の分解能がまだ低いので,今後色識別アルゴリズムの開発,ならびに温度と色との厳密な対応関係等についての詳細な検討が必要であると思われる.この研究では,カラー画像情報に基づく非定常流動現象の実時間計測として,当初,計測精度の向上およびモアレ法によるポテンショル場とトレーサ法による速度ベクトル場の同時計測を目標とした.しかし,同時計測においては,検討の結果,モアレ干渉縞パターン画像とトレーサ画像を同時に得る可視化手法は技術的に非常に困難であることが明らかとなったため,温度場とそれによって生じる弱い流れ場が共存する自然対流に注目し,それを感温液晶粒子懸濁法によって可視化し,温度と速度の同時計測を試みた.また,カラー画像分離による3次元流れ場の速度分布計測システムを開発した.以下に,それぞれについて得られた新たな知見,成果を要約する.1.相関法による速度ベクトル分布の画像計測システムの確立相関法は,流れ場全域の格子点速度ベクトル分布が求められ,非定常流に対しても有効であるなど大きな利点を持つことが明らかとなった.また,過誤の速度ベクトルの補正処理アルゴリズムを確立した.2.カラー画像分離による3次元流れ場の速度分布計測システムの開発深さ方向2ヶ所での2次元速度ベクトル分布を同時に計測することができた.3.カラー画像情報に基づく流れ場と温度場の同時計測2次元温度分布と2次元速度ベクトル分布の時間的変化の様子を同時計測することができた.しかし,このアルゴリズムでは色計測の分解能がまだ低いので,今後色識別アルゴリズムの開発,ならびに温度と色との厳密な対応関係等についての詳細な検討が必要であると思われる.今年度はまず流れ場の速度ベクトルおよび乱れ強さを画像計測することを目的として、特に次の2点について検討を試みた。1)流れ場の速度ベクトル分布については、相互相関法を利用した画像処理システムを開発し、それを非定常流である円柱後流渦の白黒画像に適用し、この方法の有効性を確かめる。2) 2次元水噴流を可視化対象に数種類のインクによる色素流脈法を用いて得られたカラー画像をR(赤)G(緑)B(青)に分離し、それぞれについて統計計算することにより、それらの統計量と乱れ強さなどの流体量との関連性と流れのカラー可視化画像の特徴を調べる。以上の結果は次のように要約される。1)相互相関法による方法は、従来のトレーサ軌跡抽出法に比べて、トレーサ粒子の付着や重なりが問題とならないことと、相関計算だけの処理で簡単に流れ場全域の速度ベクトル分布が求められるなどの大きな利点を持ち、非定常流に対しても有効である。2)流れの可視化技術を工夫することにより、流れ場のカラー可視化画像から白黒画像に比べて多大の情報量を得ることが可能と推測される。3)濃度レベルの空間的な統計量と速度、乱れ強さなどの流体量は相関している。以上の成果から、二つ以上の可視化法を流れに同時に適用し、それから得られるカラー可視化画像から、個々の可視化法で得られるパターンを分離することにより、当初の計画である二つ以上の流体量を同時計測することが可能であると思われる。
光学的ニューラルネットワークを用いた統合型画像処理システムに関する研究

本研究では、柔軟な処理を光並列演算により高速に実現できるニューラルネットワークに対し、論理的な処理に非常に高い能力を持つ従来の電子計算機技術を融合させることで、高機能な処理を高速に行う統合型コンピュータを実現することを目的としている。本目的のためには、論理的な処理系によりニューラルネットを制御する技術を確立することが重要な課題であり、特にネットワークの外部制御の方法について検討を行った。まず、ネットワーク制御の方法として、フィードバック型ネットワークの外部入力を用いて制御する手法と、ニューロンの発火レベルを制御する方法を示した。次に、統合型処理の文字認識への応用として、X線フィルム上にプリントされたID番号を自動認識するシステムにおいて、撮影した患者リストからなるデータベースを拘束条件として利用することで認識率を向上し誤認識を回避できることを確認し、統合型処理の有効性を明らかにした。また、画像連想メモリへの応用について検討し、外部拘束条件を用いた制御により、特定パターンの抑制や誘導が可能であることを示した。ここでネットワークの安定状態に関して考察を行った結果、外部入力のパターンとして連想メモリに記憶された画像と直交する成分を強く与えると、記憶されていない画像に系が収束する場合があり、望ましい外部入力の導入法に関する知見が得られた。そして光学的並列演算による大規模ニューラルネットにより画像連想メモリを構成し、実験的に外部からの拘束条件の効果を確認した。さらに本システムが画像内容検索に対して有効であることを示し、外部制御の技術を用いてキーワードによる曖昧検索と融合した画像検索システムを提案した。本研究により、統合型コンピューティングの重要な要素技術であるネットワーク制御の方法について明らかにし、特に大規模並列演算を用いた光学的画像処理において実験的にその有効性を実証することができた。
食品中の抗酸化成分による変異原生成抑制作用

食品中には変異原物質とともに抗変異原物質も存在すると考えられる.本研究は特に,食品中の抗酸化成分の抗変異原作用に着目し,それらのフリーラジカル捕捉作用を介した変異原生成抑制作用のメカニズムに関する知見を得ることを目的として以下に示す結果を得た.1.フリーラジカルによるベンツピレンキノン生成:アゾ試薬によるフリーラジカル発生系によりレシチンリポソーム中のベンツピレンが変異原作用を示すキノンを生成することを高速液体クロマトグラフィーで確認した.さらに,ベンツピレン以外の多環芳香族炭化水素でも発がん作用の強いものほどフリーラジカルとの反応性が高いことから発がん物質の発がん作用にフリーラジカルとの反応が関与することが強く示唆された.2.抗酸化剤のフリーラジカル捕捉作用とベンツピレンキノン生成抑制:上記反応系におけるベンツピレンキノン生成に対する各種抗酸化剤の抑制作用を検討した.その結果,水相で発生したラジカルに対する捕捉作用はリポソーム膜中に存在するα-トコフェロールやBHT,BHAでは弱く,水溶性抗酸化剤ではビタミンC(アスコルビン酸)の効果は尿酸よりも弱いことがわかった.さらに,脂質過酸化反応に基づくベンツピレンキノン生成に関しては脂溶性抗酸化剤で抑制がみられたが,その順はBHT<BHA<α-トコフェロールであった.一方, Fe^<2+>による脂質ヒドロペルオキシドのレドクス分解で生じるラジカルによるキノン生成はBHT,BHA,α-トコフェロールで効果的に抑制された.以上のことから抗酸化成分による抗変異原作用をフリーラジカル捕捉作用で把握するには,それらの抗酸化活性とともに,食品における存在状態,フリーラジカルの発生部位および変異原物質の存在部位に留意する必要があることが示された.食品中には変異原物質とともに抗変異原物質も存在すると考えられる.本研究は特に,食品中の抗酸化成分の抗変異原作用に着目し,それらのフリーラジカル捕捉作用を介した変異原生成抑制作用のメカニズムに関する知見を得ることを目的として以下に示す結果を得た.1.フリーラジカルによるベンツピレンキノン生成:アゾ試薬によるフリーラジカル発生系によりレシチンリポソーム中のベンツピレンが変異原作用を示すキノンを生成することを高速液体クロマトグラフィーで確認した.さらに,ベンツピレン以外の多環芳香族炭化水素でも発がん作用の強いものほどフリーラジカルとの反応性が高いことから発がん物質の発がん作用にフリーラジカルとの反応が関与することが強く示唆された.2.抗酸化剤のフリーラジカル捕捉作用とベンツピレンキノン生成抑制:上記反応系におけるベンツピレンキノン生成に対する各種抗酸化剤の抑制作用を検討した.その結果,水相で発生したラジカルに対する捕捉作用はリポソーム膜中に存在するα-トコフェロールやBHT,BHAでは弱く,水溶性抗酸化剤ではビタミンC(アスコルビン酸)の効果は尿酸よりも弱いことがわかった.さらに,脂質過酸化反応に基づくベンツピレンキノン生成に関しては脂溶性抗酸化剤で抑制がみられたが,その順はBHT<BHA<α-トコフェロールであった.一方, Fe^<2+>による脂質ヒドロペルオキシドのレドクス分解で生じるラジカルによるキノン生成はBHT,BHA,α-トコフェロールで効果的に抑制された.以上のことから抗酸化成分による抗変異原作用をフリーラジカル捕捉作用で把握するには,それらの抗酸化活性とともに,食品における存在状態,フリーラジカルの発生部位および変異原物質の存在部位に留意する必要があることが示された.本研究は食品中に存在する抗酸化成分や食品添加物として使用される合成抗酸化剤についてその抗酸化活性と変異原生成抑制作用の相関をモデル実験および食品の調理条件において明らかにするものである。本年度は食品中の加熱によりリメイラード反応を介して生成する変異原物質の定量法と抗酸化剤の抗酸化活性について以下に示す結果を得た。Sugimuraらの方法(Caranoqenesis6,1195,1985)を参考にしてブルーコットン及び逆相HPLC-UV法によるIQの定量法を確立した。検出限界は2ngであった。IQ生成のモデル反応(フラクトース・クレアチン・グリシンの加熱)によりIQが生成することを本法により確認した。2.抗酸化剤の抗酸化活性の測定アゾ試薬によるフリーラジカル発生系でのリン脂質リポソームの脂質過酸化反応に対する抗酸化活性はBHT<BHA<α-トコフェロールの順に強くなった。一方、水溶性ラジカルの捕促作用はリポソーム膜中に存在するα-トコフェロールやBHT、BHAではごく弱く、水溶性抗酸化剤ではアスコルビン酸よりも尿酸に強い効果がみられることがベンツピレンキノン生成抑制実験の結果から明らかとなった。さらに【Fe^(2+)】による脂質ヒドロペルオキシドのレドクス分解で生じるフリーラジカルの捕促作用はBHT<BHA<α-トコフェロールの順に強く、尿酸では作用はみられなかった。またアスコルビン酸はフリーラジカル生成を促進した。次年度は以上の結果に基づいて、食品中に存在する抗酸化成分についてその抗酸化活性発現機構とIQやベンツピレンキノンを指標とした変異原生成抑制作用の関係を明らかにしていく。
成長点の体内時計が自発形成する脱同期パターンの物理特性と生理機能の解明

胚や成長点における「体内時計」の振舞いは、発生学における未解決課題の一つである。本研究では、無限成長する植物の根の成長点に着目し、この問題の解決に挑戦することを目的とした。興味深いことに、根の成長点で体内時計が強くリセットされており、それによって根全体が脱同期している。しかもその脱同期パターンと根の形態形成には明確な関係がある。本研究では、一般に有害とされる「体内時計の脱同期現象」を取り上げることで、生物における秩序形成の新たな基本法則を探ることとした。具体的な研究内容として、植物の根における2階層の脱同期パターンに着目し、遺伝子組換えシロイヌナズナCCA1::LUCを用いた実験と、位相振動子モデルなどを用いた理論研究の双方から、「体内時計の脱同期パターンの物理的特性の解明」と「脱同期パターンの生理機能の解明」を行った。本研究では、以下4つを実施した。1温度パルスを用いたシンギュラリティ人工生成システムの構築として、温度パルスに対する位相応答を利用した空間周期的に複数のシンギュラリティを生成する実験システムの構築を行った。2「人工生成シンギュラリティ」と「成長点の人為発生」の観察として、1)LUC発光計測によって人工生成シンギュラリティの観察、2)「シンギュラリティによる成長点の誘起」に関する統計データを取得を行った。3遺伝子発現解析による「成長点」「シンギュラリティ点」の特異状態の解明として、1)極微量サンプルの取得技術の確立、2)極微量サンプルの遺伝子発現解析を実施(遺伝子発現の受託サービス利用)を行った。4数理モデルへの反映として、1)「シンギュラリティによる成長点の誘起」の機構を数理モデルで記述し、2)数値シミュレーションによって、パラメータ空間における相図を作成した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、無限成長する植物の根の成長点に着目し、この問題の解決に挑戦する。興味深いことに、根の成長点では体内時計は強くリセットされており、それによって根全体が脱同期する。しかもその脱同期パターンと根の形態形成には明確な関係があることが分かっている。本研究では、一般に有害とされる「体内時計の脱同期現象」を取り上げることで、生物における秩序形成の新たな基本法則を探ることを目的としている。具体的な研究内容として、植物の根における2階層の脱同期パターンに着目し、器官形成に強く作用する植物ホルモン「ストリゴラクトン」を用いた実験と、位相振動子モデルなどを用いた理論研究の双方から、「体内時計の脱同期パターンの物理的特性の解明」と「脱同期パターンの生理機能の解明」を行う。本年度は、脱同期パターンの「物理特性の解明」と「器官成長力との関係性」の解明を目指した。成長制御植物ホルモン「ストリゴラクトン(SL)」を利用した成長力の制御、時計遺伝子発現レポーター導入シロイヌナズナを用いた細胞レベルの概日リズムの計測、高解像度の動画解析、数理モデルと数値シミュレーション、理論予測の検証と数理モデルの改良、を行った。具体的には、SLによる成長力の制御の実験システム構築の準備、脱同期パターンの高精度計測の準備を行った。特に、1ルシフェラーゼ(LUC)発光による時計遺伝子CCA1発現の時空間パターン解析、2時空プロット作成、位相・振幅解析、ゆらぎ解析などによる物理特性の定量化を行った。計画書に従い、順調に進展している。研究計画に従い、下記を実施する。成長力と脱同期パターンの数理モデル化:1構築済みの数理モデルに「成長力の項」を導入する。

2数値シミュレーションによるパラメータ探索。パラメータとして、細胞間の結合力K、リセット効果の強度C、成長速度(成長力)vRを調節する。理論予測の検証と数理モデルの改良:1数理モデルを用いて、最もシンギュラリティが発生する(しない)成長力を予測する。2理論予測を、実験系を用いて検証し、その結果を用いて数理モデルを改良する。
価格体系と需給調整を考慮した畑作物の価格政策に関する研究

現在、畑作物はすべて過剰問題に直面しており、農業団体などによる作付面積の調整を余儀なくされている。基本法農政の下では、畑作物の供給は輸入に依存し、それによる価格低下にはパリティ方式による価格支持で対処してきた。このような畑作農業の調整過程において、畑作物の価格支持政策はどのように評価されるであろうか。これはこれからの畑作物の価格政策を検討するうえで不可欠の問題である。1)畑作物はほとんどが原料農産物であり、その製品にもまた関税や輸入割り当てなどの保護措置がとられている。そこで価格政策とこれらの保護措置を評価するため、垂直的市場構造を対象として経済余剰分析を行う。馬鈴しょでん粉の抱合わせ販売制度では、政府は抱合わせ比率を操作することによって買入れ価格よりも高い水準の市場価格を維持している。てん菜は糖価安定政策によって生産を確保してきたが、もしこれがなければ輸入糖価の変動によりてん菜の生産量は大きく変動したはずである。2)畑作物の価格政策は要素市場にも影響を及ぼす。畑作生産の実態に即した多財生産モデルは複雑なので単純化したものによれば、価格政策は賃金率よりも地代の上昇に及ぼす作用が強い。3)リスクと供給体系を考慮した供給分析によれば、農家は畑作物相互間の相対価格に反応した供給行動をとっており、1973年以降自己価格弾力性を高めている。従って、政府の価格支持とそれらの価格体系に対する反応は大きい。価格支持のある大豆の作付けが後退したのは、リスクが大きいのにそれが市場で評価されないのが理由の一つである。これに対し、小豆は変動所得の獲得作物としてその経営経済的特性を一貫させていた。4)畑作物の価格支持のための財政支出は農業予算全体からみれば決して大きくはないが、生産規模との比較でみた場合、その財政依存度は大きい。特にてん菜の財政費用はかなり大きい。
CHIP-chip法/Oligofish法によるヒトがん組織の網羅的転写機能解析

マウスによるChIP法を応用した転写因子のターゲット遺伝子、機能解析を行った。肝特異的KOマウスSTAT3-KOマウスでは肝細胞増殖はほぼ完全に抑制されていたが、PDK1/Akt経路の代償性の活性化により肝再生は維持された。活性型STAT3の導入により、肝細胞分裂が誘導された。ChIP法により、STAT3の新たなターゲットとしてNet遺伝子を見出した。Netは、肝細胞にてSTAT3により制御されており、肝再生に影響を与えていた。STAT3は、CyclinD1、Myc、Netなどを制御し、肝再生に関わっていた。マウスにおける肝再生の分子機構を解明する目的で、chromatin-Immunoprecipitation法を応用し、転写因子と遺伝子の関係を解明する。マウス切除モデルを利用して、肝細胞増殖開始、維持、停止に関与する転写因子と遺伝子の関係を解析し、正常あるいは腫瘍性病変における肝細胞増殖の制御機構を解析する。動物モデルとして、肝特異的STAT3ノックアウトマウスおよびコントロールマウスの作成。肝特異的STAT3ノックアウトマウスは、albumin promoter下にて制御されるCrerecombinaseを利用して、肝細胞特異的にloxP配列で挟まれたSTAT3のexon部分を切り出すことにより作成した。作成したSTAT3のノックアウトマウスは、免疫染色にて肝細胞特異的にSTAT3蛋白が欠損していることを確認した。このマウスは、組織学的に、あるいは機能的に正常な肝と差を認めなかった。肝切除モデルの作成ネンブタール麻酔下にて、腹正中切開ののち、肝左葉、中葉の切除(70%肝切除)を行った。切除前、切除後4時間、72時間にて、肝組織をサンプリングして、以下に述べるアッセイを行った。肝組織をformaldehydeにて処理し、protein-DNAをcomplexとしてfixした後、sonicationによりfreeのDNAの部分を切断した。その後、STAT3に対する抗体を用いて免疫沈降法と同様の手技にて、STAT3-DNA complexを抽出した。(肝切除前後の肝組織および肝特異的STAT3ノックアウトマウスとコントロールマウス間にて比較検討。)タンパク質とDNA fragmentとの結合を溶き、後者に関して、STAT3の結合するプロモータ部位をクローニング、シークエンスした。これにより、既知あるいは未知のSTAT3のターゲット遺伝子を検索した。今後、未知の遺伝子に関しての解析をすすめ、肝細胞増殖に関するSTAT3結合遺伝子の同定とその機能解析を行なう予定である。マウスによるChlP法(クロマチン免疫沈降法)を応用した転写因子のターゲット遺伝子解析および機能解析を行うことにより、肝の再生等の病態におけるSTAT3の活性化機序および細胞機能への影響を検討した。マウスを用いた動物モデル:(1)肝特異的STAT3ノックアウト(KO)マウス、(2)PDK1遺伝子KOマウス、(3)STAT3/PDKIダブルKOマウスを作成し、70%肝切除後肝再生実験をおこない、転写因子STAT3の新たなターゲット遺伝子探索と肝再生におけるSTAT3の役割解析を行った。肝特異的KOマウスSTAT3-KOマウスにおいては、肝細胞増殖はほぼ完全に抑制されていたが、肝細胞内のPDKI/Akt経路が代償性に活性化して肝再生を維持していた。逆に、活性型STAT3を肝細胞に導入することにより、肝細胞分裂は著明に増加した。ChlP法をもちいた検索により、STAT3の新たなターゲット遺伝子として、net遺伝子を見出した。Net遺伝子は、肝細胞にてSTAT3によりその発現が制御されており、肝再生に何らかの影響を与えていた。しかし、PDK1のKOマウスあるいはPDK1/STAT3ダブルKOマウスによる肝切除実験では、STAT3機能は十分に保たれていたが、肝はほとんど再生せず、致死的ですらあった。STAT3自体は、CyclinD1、MycあるいはNetなどを制御して、細胞増殖をコントロールすることにより、肝再生にかかわっていたが、PDK1経路は肝再生においてはより本質的な役割を果たしていると考えられた。本研究では、肝再生におけるSTAT3の役割と新たなターゲット遺伝子を同定した。また肝再生で本質的な役割を果たすものとして、PDK1/Aktの作用を確認した。
可変構造計算機による細胞シミュレーションの研究

〈背景と目的〉書き換え可能なハードウェアは、近年著しい性能向上を見せており、ある種の問題において、従来のマイクロプロセッサを大きく上回る性能を実現することが可能となってきた。本研究では、まず、セルラーオートマトンによる細胞シミュレーションの高速計算、および、パターンマッチングの高速処理の実現を目指す。〈検討結果〉容易に入手可能な市販の書き換え可能ハードウェアボード一枚を、既存のパーソナルコンピュータ一台に付加した簡単なシステムにより、上記問題の高速化を行った。まず、セルラーオートマトンに関しては、ユーザが、セルラーオートマトンの各セル間の関係のみをC言語で記述するだけで、書き換え可能なハードウェア上でセルラーオートマトンの計算が可能となるシステム(C言語からハードウェア記述言語へのコンパイラ及びハードウェアライブラリ)の構築を行い、マイクロプロセッサ(Pentium-III750MHz)と比べて、150250倍の高速化が可能であることを確認した。また、パターンマッチングについては、上記システムにより、ホモロジー検索問題において、上記マイクロプロセッサと比べて、300倍を越える性能が実現可能であることを確認した。この性能は、小中規模の専用ハードウェアシステムに匹敵する。また、この問題においては、複数枚の書き換え可能ハードウェアボードを用いることにより、ほぼ、枚数に比例した性能を実現可能であることを確認した。〈考察〉書き換え可能性を有効に活用することにより、市販のボードを用いた小規模なシステムにおいて、マイクロプロセッサを大きく上回る性能を実現することができることを確認した。現在は、システムをより使いやすくするための整備、及び、機能の追加を進めており、今後、細胞シミュレーション等を本システム上で行う予定である。
シルクロ-ドを過じた文化交流の再検討

本研究は、海および陸のシルクロ-ドを通じた東西の文化交流を再検討マるためのものである。研究班は2班に分かれ、第1班は主として、旧ソ連領内における遺跡および遺物調査、現地学者との交流によって、先史・歴史両時代にかかわる東西交流を再検討する。第2班は、東南アジアのインド化を考えるために、ヴェトナム・ラオスを中心にインド人学者・ヴェトナム・ラオス人学者との協力を得て、現地調査と学術討論を行うものである。なお本調査はインド人による初めてのベトナム・ラオスにおけるインド文化の実地調査である。第1班はソグド文化遺跡を中心に中央アジアの紀元7ー8世紀までの遺跡・博物館を調査し、ソグド文化が在来の中央アジア乾燥文化の基盤の上に、スキタイ文化・ヘレニズム文化を強くうけていることを発見した。第2班はインド人学者4人とともに、ヴェトナムの初期インド化遺跡オケオほか、数ケ所の遺跡調査、新発見のサンスクリット碑文の解読、現地研究者との討論会の開催により、以下の各点を確認した。(1)紀元前後から発生する東南アジアのインド化は、いくつかの段階をもつものとして理解しなければならないこと。(2)紀元前後のインド化は非体系的な導入でしかないが、インド化が5ー6世紀段階から、本格的・体系的さらに急速に展開すること、これは南インドにおける政治的統合過程と密接に関係すること。(3)東南アジアのインド化はこれまで論議されてきたような、一地域、一王国の文化の継起的な流入ではなく、いくつかの波がそれぞれに特徴をもって現地化されていること。したがってグプタ化、パルラヴァ化、あるいはチャルキヤ化などというインド本来の類別によって、東南アジアのインド化を類別することはできないこと。(4)6ー7世紀以後、東南アジアのインド文化は、本国とはことなる独自な展開をみせること。美術における現地的な意匠、碑文言語における現地語化が明白になること。(5)東南アジアのインド文化は、9ー10世紀段階では、インド本国のインド文明にあるいは影響を与えたのではないかと考えられること。これは巨大建築物文化、農業文化などにその痕跡が発見できる。以上の仮説が、以後の島嶼部におけるインド文化、タイ・ビルマ・カンボジアにおけるインド文化の実地調査によっていかに検証できるかが、今後の課題である。
宮沢賢治の草稿生成論的研究－『風の又三郎』を中心に－

未来の子供に安心して与えられる『風の又三郎』の新字新仮名の流布本文が必要であるという共通理解のもとに本研究を試みた。同作は、作者・宮沢賢治が完成することができずに、亡くなってしまったものであり、未解決の問題が数多くあるからだ。例えば「三年生」の問題----草稿一枚目には「三年生がないだけであとは」と記されていながら、あとから「三年生」は何人も登場してくるのだ。筆者は、そうした問題も踏まえて現代詩人との研究報告書も作成した。研究分担者の栗原敦、杉浦静は、筑摩書房から新たに刊行中の『宮沢賢治コレクション』の編纂委員として、いままた現場で活躍している。宮沢賢治イーハトーブ館で、『風の又三郎』16枚、『風野又三郎』67枚、『種山ケ原』26枚、『さいかち淵』20枚の表面の草稿データをプリントアウトし、各研究分担者に送付した。それぞれの確認・判読作業の結果、表裏両面に書き込みのある草稿の撮影・保存状態を確認する必要が生じ、研究代表者が宮沢賢治イーハトーブ館に出向いて、これまで未確認だった保存状態を一枚一枚、確かめた。手元に所持しているモノクロコピーと比べて、インクの染みが広がっているものや撮影時の光の当て方によって、モノクロコピーよりも却って見にくくなっているデータがあることが判明した。花巻市による草稿のCDーROMデータ化の後、初の一覧作業を終え、カラーでデータ化した後も、かつてのモノクロマイクロフィルムを保存しておいた方が良いと分かった。それぞれの研究者ごとに、更なる確認作業を進めている。研究代表者の平澤は、草稿確認作業の一環として、本文読解を深め、2013年6月23日、國學院大學国文学会春季大会において、「『風の又三郎』ふたたびー流布本文と《耕一/耕介》の問題ー」と題する研究発表を行った。これは先駆稿『風野又三郎』九月一日に登場する《耕介》が、二日以降に登場する《耕一》と同一人物であることを、草稿上で確認し、《耕介》は『風の又三郎』への推敲過程で登場するものと考え、『風野又三郎』の本文としては、《耕一》に戻した方が、作品上のキャラクターが一貫することを主張したものである。昨年度の『風の又三郎』草稿表面の複写に続き、裏面およびメモの複写を終えた。予定よりも時間がかかったが、これでカラー版複写稿がすべて揃ったことになり、それぞれの研究分担者による読み解き作業が進められている。カラー版複写稿が揃って、改めてわかったことは、昨年度、報告したモノクロ版マイクロフィルムの今日においても失われない重要性に加え、校本全集・新校本全集編纂者である天沢退二郎、入沢康夫が残した、筆記具の種類などを記した、これもモノクロ版の草稿コピーの価値である。カラーコピーでもわからないペンの種類の判別などまでが書き込まれてあり、これを受け継ぐことの重要性が再確認された。研究代表者は、『風の又三郎』の一部についてだけ、このコピーを譲り受けたが、他の作品についても、保存が望まれる。校本全集の編纂方針を決める際に、どのような全集が参照されたのかについても、入沢氏からご教示を得た。大岡昇平は、校本全集の宣伝用パンフレットに、推薦文を寄せているが、それは大岡の『中原中也全集』『定本富永太郎詩集』のテキスト・クリティックから、校本全集が、その異稿の収録方針を受けついだためである。研究分担者の杉浦静は科研費課題「富永太郎直筆原稿の画像データベース化による文学テキストの生成研究」を2014年3月に完了したが、これにより杉浦が次代の宮沢賢治全集のあるべき姿を検討する一環としての富永研究と本研究が、ようやく接続された。校本、新校本と、活字による草稿の開示では、最前線にあった宮沢賢治の草稿研究が、DVD版の太宰治の草稿公開などに、やや遅れを取っていることも改めて考え直さなければならない。2015年3月には、「九月八日」の章を中心として、『風の又三郎』自筆稿第60葉のモノクロ写真版を含む「宮沢賢治『風の又三郎』の場所II」を『明星大学教育学部研究紀要5』に発表した。これは、WEB上でも公開される。昨年度からの予定通り、杉中昌樹氏との共同編集で、詩的評価班による研究報告書の刊行を行った。非売品であり、書店などにも並ばないので、内容をやや詳しく紹介しておけば、冊子名は『詩の練習ー宮沢賢治特集』で2015年12月15日明星大学教育学部平澤信一研究室発行。日本学術振興会科学研究費補助金:課題番号25370238報告書と明記してある。巻頭に天沢退二郎「「風の又三郎」の謎にせまるーさいかち淵はなぜかくも深きやー」、順に、入沢康夫「研究漫筆番外篇語彙辞典へのささやかな寄与、二題」、野村喜和夫「対話ーアレンジ宮澤賢治」、生野毅「〈そら〉の封印

〈空〉の裂け目ーブドリが本当に遺したものー」、廿楽順治「怪獣(みやざわの)」、季村敏夫「たける野の風と空」、田中綾「宮沢賢治と中原中也ー福島泰樹の中也論を補助線に」、中本道代「オホーツク晩歌に応える」、暁方ミセイ「賢治ーユングメモ」、浜田優「生命と幽霊ー「心象スケッチ」をめぐって」、亀井志乃「宮沢賢治と創作ーふと訪れる想念に形を与える営みー」、吉田文憲×平澤信一「「家族」と「鳥」というモチーフー「春と修羅」から『銀河鉄道の夜』の方へー」、杉中昌樹「宮沢賢治と書くことの情熱」、平澤信一「あとがき」。これらはおよそ二箇月に一回、行われてきた研究会の成果でもある。天沢の論文には、行間筆写稿における綴じ穴の発見など、新校本全集以降の最新の研究成果が織り込まれ、「風の又三郎」第四六葉から第五○葉の複写稿が掲載されている。いずれも初めて活字になる原稿である。平澤は同研究会において、2015.12.12に「「風野又三郎」と「風の又三郎」のあいだ」という草稿生成論的研究の発表を行っている。草稿研究については、研究分担者の杉浦静が宮沢賢治研究会第282回例会(2015.8.1)で、『風野又三郎』構想メモの成立について、研究発表を行った。具体的には、1.「童話風野又三郎梗概」メモ(「青木大学士の野宿」の転用)。2.MEMO印手帳メモ(昭和6年の春頃)。3.「風野又三郎。」メモ(小型セピア罫四百字詰原稿用紙B)。4.兄妹像手帳メモ(昭和6年9月2日)。の検討である。また、2016.3.20には、平澤のコーディネートにより、大妻女子大学において、宮沢賢治学会春季セミナーin東京を行い、詩人の天沢退二郎、吉田文憲と共に「『風の又三郎』とはだれか」という公開シンポジウムを行った。150名近い参加者が集まり、「風の又三郎」第一葉、第二葉、第一四葉、第二一葉、第四三葉、「風野又三郎」清書後手入稿第三一葉の複写稿が資料として配布され、本文校訂について検討された。宮沢賢治学会のセミナーによる「風の又三郎」の検討は、研究計画では、夏季特設セミナーで行う予定であったが、宮沢賢治記念館の30年振りのリニューアルなどに押され、この時期の開催となった。西暦二〇一六年は、宮沢賢治の生誕百二十年であった。様々な企画出版が話題となり、筆者もある図書を刊行の予定であったが、それは実現しなかった。ひとつ、科研費の成果として喜ばしかったのは、二〇一六年の中頃から筑摩書房が新字新仮名による『宮沢賢治コレクション』全10巻の刊行を模索し出し、研究分担者の栗原敦と杉浦静が、その編纂委員に任じられたことであった。そこには当然、私たちが研究を続けてきた『風の又三郎』が含まれるのであって(しかも第一巻配本)、『風の又三郎』の新字新仮名テキストを科研費で刊行するという、研究計画当初の目的は、出版社による刊行という大きな成果をもたらしたのであった。八月には岩手県花巻市で国際研究大会が催された。そこで記念館の学芸員に依頼したのは、賢治の草稿上の落書きの使用許可であった。賢治全集は文字テキストとしては、ほとんど完璧なものだが、欄外に描かれた落書きまでは伝えきれていない。宮沢賢治学会は、十一月二十六日に広島県福山市で、宮沢賢治学会地方セミナーを行ない、筆者はこれに参加して、賢治の草稿に遺された落書きについて発表し、その内容を明治学院大学の『言語文化』第34号に寄稿した。この誌面には、研究分担者の栗原敦、杉浦静も参加しており、これで、四年間続いた科研費の仕事から退くこととなる。宮沢賢治『風の又三郎』の新字新仮名本文の実現は、十二月刊行の『宮沢賢治コレクション』によって果たされたのである。しかし、この度の大きな課題であった「三年生」の問題は未だ解決していない。ただ、そのようにして数々の論文を呼び起こすことが、逆に、その魅惑ともなっており、作品に限らず批評をお互いに享受し合うことが、宮沢賢治の新たな可能性として垣間見えたようにも思えたのである。そして何よりも、この度の新字新仮名コレクション刊行の気運をもたらしたのは本研究であり、その成果を自負するものである。
中高年運動実践者の暑熱・寒冷環境下における体温調節、浸透圧、ホルモン及び免疫反応

本研究は、暑熱・寒冷環境下での中高年運動実践者の運動ストレスが体温調節、浸透圧、ホルモン、免疫に及ぼす影響を明らかにすることである。被験者は、研究の主旨を十分に説明した上で同意を得た、60歳から70歳代のウォーキング実践者男子8名及び水泳実践者男子8名、対照者として運動を実践しない者男子9名について実施した。運動負荷による測定は、人工気象室内での自転車エルゴメータ運動を暑熱・寒冷暴露について、屋外運動施設でのウォーキング運動を夏季と冬季にそれぞれ実施した。その結果、中高年の日常的な運動トレーニングは、暑さや寒さの環境に対して体温調節、免疫反応の改善が認められた。平成25年度は、暑熱・寒冷環境適応下での安静及び運動中の体温調節反応、浸透圧、ホルモン及び免疫動態の検討である。被験者は、中高年者(60歳代)のウォーキング実践者男子10名(ウォーキング群)、水泳実践者男子10名(水泳群)及び対照者として運動を実践しない男子10名(対照群)である。実施時期は78月に暑熱暴露テスト、12月1月に寒冷暴露テストを行った。人工気象室内条件は35°C(暑熱暴露)及び15°C(寒冷暴露、服装は長袖に長ズボン着用)、相対湿度60%とした。運動負荷条件は、座位安静60分後、自転車エルゴメータにて50%Vo2maxの運動負荷で30分間実施し、安静時、運動30分終了直後、回復30分経過時に発汗量、平均皮膚温(全身4ヶ所の皮膚温)、心拍数、鼓膜温、乳酸、ヘマトクリット値、カテコールアミン、好中球の活性酸素産生能をそれぞれ観察した。安静時の各測定項目は、暑熱暴露及び寒冷暴露ともにウォーキング群、水泳群及び対照群ほぼ同様であった。運動時の各測定項目については、暑熱暴露の運動後の発汗量はウォーキング群、水泳群が対照群よりも多く、平均皮膚温はウォーキング群、水泳群が対照群よりも低く抑えられていた。カテコールアミンはウォーキング群、水泳群が対照群よりも亢進していた。寒冷暴露の鼓膜温、平均皮膚温は運動終了時(30分経過時)及び回復30分においてウォーキング群、水泳群が対照群よりも高く維持し、カテコールアミンも同様に亢進していた。好中球の活性酸素産生能はウォーキング群、水泳群、対照群との差はないが、運動後に増加傾向にあったのは暑熱暴露、寒冷暴露で同様であった。各群の運動中の体温調節反応は、暑熱暴露及び寒冷暴露でウォーキング群、水泳群が対照群よりも良好であり、習慣的な身体運動が体温調節に影響を及ぼしていることが示唆された。平成26年度は、中性温度環境下での温度コントロールチュービングスーツ着用による暑熱・寒冷暴露下での運動と体温調節反応、浸透圧、ホルモン及び免疫の動態の検討である。被験者は前年と同じ、中高年者(60歳代)のウォーキング実践者男子10名(ウォーキング群)、水泳実践者男子10名(水泳群)及び対照者として運動を実践しない者男子10名(対照群)について、912月の間に実施した。人工気象室内条件は、28°C、60%RHで60分間安静を保ち、その間の生体反応を測定した。次に、コントロールチュービングスーツを着用してスーツ内の水温(温度負荷)を25°C(冷水)及び42°C(温水)の条件で自転車エルゴメータによる運動負荷を50%HRmaxで30分間実施した。生体反応の測定項目は、発汗量、平均皮膚温(全身4ヶ所の皮膚温)、心拍数、鼓膜温、乳酸、ヘマトクリット値、カテコールアミン、好中球の活性酸素産生能、血清総抗酸化能であり、安静時、自転車エルゴメータ運動30分終了直後(運動期)そして回復30分経過時(回復期)に行った。安静時の各測定項目は、ウォーキング群、水泳群及び対照群ともに差異がなかった。運動時の各測定項目は、冷水暴露の平均皮膚温、鼓膜温が運動期及び回復期においてウォーキング群、水泳群が対照群よりも高く維持され、カテコールアミンも亢進が認められた。温水暴露の運動後の発汗量はウォーキング群、水泳群が対照群よりも多く、平均皮膚温はウォーキング群、水泳群が対照群よりも低く抑えられていた。好中球の活性酸素産生能は、ウォーキング群、水泳群、対照群との差はないがともに運動後に増加したのは、冷水及び温水暴露において同様であった。運動実践者の暑熱及び寒冷に対する生体の自律性体温調節反応は、日常的な身体運動が有効であることが示唆される。平成27年度は、暑熱適応下(夏季)及び寒冷適応下(冬季)に陸上運動による体温調節反応、浸透圧、ホルモン及び免疫の動態に関する検討を行った。被験者は前年と同じ、中高年者(6070歳代)のウォーキング実践者男子8名(ウォーキング群)、水泳実践者男子8名(水泳群)及び対照者として運動を実践しない者男子9名(対照群)である。測定は、400m陸上競技場で9月(夏季)及び12月(冬季)にウォーキング群、水泳群そして対照群の3群について実施した。夏季の陸上競技場環境温度は、気温28°C、湿度85%、WBGT29°Cであった。冬季の陸上競技場環境温度は、気温13°C、湿度60%であった。

陸上運動はウォーキングを毎分80100mの速度で60分間実施した。生体反応の測定項目は、発汗量、平均皮膚温(全身4ヶ所の皮膚温)、心拍数、鼓膜温、乳酸、ヘマトクリット値、カテコールアミン、好中球の活性酸素産生能、血清総抗酸化能であり、安静時、運動終了直後そして回復30分経過時に行った。尚、運動中の飲水は自由とした。安静時の平均皮膚温は、夏季においてウォーキング群、水泳群、対照群の差異がなかったが、冬季ではウォーキング群及び水泳群が対照群より高い傾向であった。陸上運動ウォーキング中の体温調節反応は、夏季においてウォーキング群と水泳群が発汗に見合った水分補給により深部体温維持が対照群より顕著であった。冬季においてもウォーキング群と水泳群の深部体温を維持する能力は、対照群より亢進していた。夏季及び冬季のウォーキング運動後のカテコールアミンはウォーキング群、水泳群が対照群よりも亢進していた。夏季及び冬季の陸上運動ウォーキング後の好中球の活性酸素産生能は、ウォーキング群、水泳群が対照群より亢進していた。中髙年者の暑さ寒さに対する生体の自律性体温調節反応は、日常的な身体運動が有効であることが示唆された。本研究は、暑熱・寒冷環境下での中高年運動実践者の運動ストレスが体温調節、浸透圧、ホルモン、免疫に及ぼす影響を明らかにすることである。被験者は、研究の主旨を十分に説明した上で同意を得た、60歳から70歳代のウォーキング実践者男子8名及び水泳実践者男子8名、対照者として運動を実践しない者男子9名について実施した。運動負荷による測定は、人工気象室内での自転車エルゴメータ運動を暑熱・寒冷暴露について、屋外運動施設でのウォーキング運動を夏季と冬季にそれぞれ実施した。その結果、中高年の日常的な運動トレーニングは、暑さや寒さの環境に対して体温調節、免疫反応の改善が認められた。25年度の人工気象室内での検討に加え、26年度は温度刺激が直接生体に入力可能となる方法で実施することができた。結果について中高年者の日常的運動習慣が自律性体温調節反応に有効であることがより具体的に指摘できたことは、研究の目的が順調に達成されていると判断できる。運動生理学今後は、自然環境の中での温熱負荷による観察を行い、これまでの成果を基に中高年者の運動習慣の重要性を明らかにして、quality of life(QOL)の向上に繋げたい。これまで運動を日常的に実施している中高年者の体温調節について、実験室での検討を行った。その結果、運動実践者の体温調節反応が良好であることが指摘できた。ヨーロッパスポーツ科学学会で本研究題目に関する発表講演の旅費として使用する予定であったが、長崎大学で開催された日本体力医学会会長として学会開催準備のため発表取り下げた為に残額が生じた。今後は、温熱負荷条件を変えての観察を行い中高年者の特性を解明し、quality of life(QOL)の向上に繋げたい。本研究成果を国際学会(ヨーロッパスポーツ科学学会・ヘルシンキ)及び海外研究機関(マックスプランク研究所・フランクフルト)で発表するための旅費として計画する。集計用のパーソナルコンピュータを購入予定であったが、次年度より所属機関が変更となるために購入を控えたこと、及び研究調査旅費の増額が必要となったため。集計用のパーソナルコンピュータを購入予定。
安静時の知的活動源　－「デフォルト脳活動」の神経基盤を動物実験で探る

オペラント学習したニホンザルを用いてデフォルト時、注意集中時(サルが報酬を求めて学習行動をしているとき)に前頭連合野の背外側野、眼窩部、前帯状皮質、線条体から局所脳波電位記録を行いながら神経伝達物質放出量の変化を調べた。デフォルト状態では運動前野をレファレンスに内側前頭前野におけるドーパミン量の有意な増加が観測されている。これまでの研究で注意集中時(課題遂行時)に外側前頭前野ではドーパミンが増加していることを報告しているが、デフォルトに関わる内側部では増加していない点が興味深い。さらにアミノ酸などの実行系神経伝達物質との相互作用を詳細に調べて比較検討中である。「内省」は前頭葉が担う最もヒトらしい脳機能の1つでありデフォルト活動と密接に関係しているという報告がある。我々もPETイメージを用いてデフォルト状態での前脳の活動性が上昇している事を示した。そこで本研究は霊長類を用いて生理学的手法によりデフォルト活動を形作るものは何かを明らかにすることを目標に進めている。オペラント反応十分に学習したニホンザルを用いてデフォルト時、注意集中時に安定した状態を維持できるように慣らしを行った。その後、脳波・ニューロン活動記録のために頭蓋上に頭部固定用金具と脳波記録電極を固定。手術後頭を固定した状態で再度サルに追加の習熟訓練を続けた。本研究では前頭連合野の背外側野、眼窩部、前帯状皮質、線条体から局所脳波電位記録を行った。記録中は課題条件や課題の進行状況とともに、フィールド電位のデータを同時にコンピューターに取りこみ解析している。マイクロダイアリシス実験では、サルが報酬を求めて学習行動をしているときとデフォルト状態の時の、脳内における神経伝達物質の動態に関してドーパミンを中心に調べている。運動前野をレファレンスに内側前頭前野におけるドーパミン量の変化を捉え、デフォルト時に有意なドーパミン量の増加を見いだしている。課題遂行時に外側前頭前野ではドーパミンが増加していることを報告しているがデフォルトに関わる内側部では増加していない点が興味深い。さらにアミノ酸などの実行系神経伝達物質との相互作用を詳細に調べる必要性があると考える。「内省」は前頭葉が担う最もヒトらしい脳機能の1つである。この内省にデフォルト活動が関係しているという報告がある。しかし、神経発火活動および神経伝達物質の観点からのデフォルト活動の実態に迫る脳神経生理学的知見は非常に少ない。本研究は霊長類を用いて生理薬理的手法と遺伝子導入によりデフォルト活動を形作るものは何かを明らかにし、その制御不全であると考えられる、精神疾患、発達障害における脳活動の基盤解明と治療にこれまでと違う側面から迫る目的で実施している。実験動物の訓練・準備:サル2頭を用い、オペラント反応をサルに学習させた。学習完成後、脳波・ニューロン活動記録のための手術を実施した。ネンブタール麻酔下に頭蓋上に頭部固定用金具と脳波記録電極を固定、手術後頭を固定した状態でサルが課題を行えるまで訓練を行った。神経伝達物質の同時測定実験:マイクロダイアリシス実験では、サルが報酬を求めて学習行動をしているときとデフォルト状態の時の、脳内における神経伝達物質の動態を調べている。なお、サルの固定には、ニューロン活動の記録時に用いたものと同じ方法を用いる。脳内の神経伝達物質を測定するために、脳内にサンプリング用プローブを植え込む。そのプローブにポンプ生理食塩水を流し続け、プローブの先端にある半透膜の浸透圧を利用して、脳内の化学物質を集めた。集めたサンプルは高速液体クロマトグラフィーにより神経伝達物質の量を調べ、デフォルト活動維持に関係する神経伝達物質としてまずドーパミンを解析している。これまでの実験により得られた結果の一部を本年度(平成25年)の北米神経科学において報告する予定である。研究所移転後の実験施設も順調に稼働しており計画通りに進行している。学習完成後、脳波・ニューロン活動記録のための頭蓋上に頭部固定用金具と脳波記録電極を固定した。さらに手術から回復後、頭を固定した状態でサルが課題を行えるまで訓練を完成させた。神経伝達物質の同時測定実験:マイクロダイアリシス実験では、サルが報酬を求めて学習行動をしているときとデフォルト状態の時の、脳内における神経伝達物質の動態を調べるために、脳内にサンプリング用プローブを植え込む。実験により得られた結果の一部を北米神経科学において報告する予定である。