hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炭素－硫黄結合ならびに酸素－水素結合の同時活性化を鍵とする新規分子変換反応の開発

ニッケラサイクル7の分子構造は、各種スペクトルならびにX線結晶構造解析により決定した。24年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度は、申請者らが発見した白金錯体による不活性な二結合の同時活性化について、使用する10族金属0価錯体の反応性の違いを白金-パラジウム間で明らかにすることができた。特にパラジウム錯体を触媒として用いた分子変換反応では、使用するリン配位子の違いにより異なる生成物を与えることを見出した。引き続き、今年度においても使用する金属錯体や配位子の一般性を明らかにするため、ニッケル錯体を用いた同様の結合活性化反応を検討し、反応性の類似点あるいは相違点を見出していく。これまでに基質として用いてきた2-ヒドロキシベンジルスルフィド誘導体の2位のヒドロキシル基を窒素官能基であるアミノ基やアミド基に置き換えた2-アミノ(あるいはアミド)ベンジルスルフィド誘導体と10族遷移金属錯体との反応から、新規な炭素-硫黄結合と窒素-水素結合の同時活性化反応を開拓する。例えば、白金0価錯体と2-アミノ(あるいはアミド)ベンジルスルフィド誘導体との反応では、対応するアミドメタラサイクルの生成が予想でき、これらの分子構造や反応性に加え、結合解裂メカニズムのついても理論計算を駆使して詳細に解明していく。また、この結合活性化を鍵過程とする触媒的分子変換反応を設計し、種々のアセチレン類との反応から新たな炭素-炭素結合ならびに窒素-炭素結合が形成した4H-ヒドロキノリン誘導体への合成展開を10族金属0価錯体、特に高い反応性が期待できるパラジウムやニッケル錯体を触媒として行う。
一酸化窒素の細胞死に対する二面性:アポトーシスの誘導と防御

ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞において、高濃度の一酸化窒素(NO)により誘発される細胞死に対して低濃度のNOが保護効果をもつことが明らかとなった。この低濃度NOの細胞死保護作用は、cGMPの産生を介することが示され、また、細胞死を誘導しない低濃度のNOをグアニル酸シクラーゼ阻害剤のLY83583存在下で作用させると細胞死が誘導されたことから、低濃度のNO処置では、細胞死の誘導とグアニル酸シクラーゼを介する保護効果の両者が同時に作動した結果、細胞死が誘導されなかったと考えられる。マクロファージ様細胞RAW264を用いた実験において、高濃度NOにより誘発される細胞死は、低濃度NOの前処置により抑制され、この低濃度NOの細胞死保護作用は、LY83583により阻害され、また、dibutyryl-cGMPの前処置によっても高濃度SNP誘発細胞死は抑制された。高濃度NOによるアポトーシス誘導時において生じるミトコンドリアからのcytochrome c遊離を低濃度NOおよびdibutytryl-cGMPが著明に抑制したことから、低濃度NOは、cGMPの産生を介してcytochrome c遊離を抑制することにより細胞死保護作用を発揮していることが示唆された。また、低濃度NOの細胞死保護作用は、プロテインキナーゼG(PKG)阻害剤のKT5623によって抑制されたことから、cGMPの作用はPKGの活性化を介することが示された。高濃度NOによるcytochromec遊離は、細胞質に存在するアポトーシス誘発因子のBaxのミトコンドリアへの移行により引き起こされることを明らかにし、この移行を低濃度NOがcGMPを介して阻害することを明らかにした。PKGの活性化がNOにより誘導される細胞死を阻止することが考えられたので、活性型PKG遺伝子を細胞内に導入してPKGを安定発現させた細胞を作成し、NOによる細胞死に対して抵抗性を獲得しているか否かについて検討を加えている。ヒトニューロブラストーマSH-SY5Y細胞、PC12細胞、マウスマクロファージ様細胞RAW264において、一酸化窒素(NO)発生剤のニトロプルシッドナトリウム(SNP)、NOC18、GSNOの処置により細胞死が誘導され、これらの細胞死はカスパーゼ3阻害剤により阻害された。また、細胞死の過程でミトコンドリアから細胞質へのチトクロームCの遊離が観察された。これらのNO誘発細胞死に対する低濃度のNOの前処置による影響を検討した。RAW264細胞において、単独では細胞死を誘発しない100μMのSNP前処置により4mM SNPにより誘発される細胞死が著明に抑制された。ウェスタンブロツテイングによる解析から、低濃度SNPによる前処置はミトコンドリアからのチトクロームCの遊離を抑制することが明らかとなった。次に、低濃度SNPによる細胞死保護作用の作用機序について検討を行った。Guanylate cyclase阻害剤のLY83583あるいはODQの存在下において、低濃度SNPの細胞死保護作用は著明に抑制された。低濃度SNP前処置によるチトクロームCの遊離抑制に対してもLY83583は拮抗作用を示した。Cyclic GMP(cGMP)の誘導体で細胞膜透過性のdibutyryl cGMPによる処置は、SNP誘発細胞死に対して保護効果を示した。これらの結果から、低濃度NOは、guanylate cyclaseの活性化によるcGMPの産生増加を介して、ミトコンドリアからのチトクロームCの遊離を抑制し、細胞死を抑制することが示唆された。次に、cGMPによるチトクロームCの遊離抑制の機序について検討した。Protein kinase G(PKG)阻害剤のKT5823の存在下において、dibutyryl cGMPによるチトクロームCの遊離抑制作用及び細胞死抑制作用が減少したことから、cGMPはPKGの活性化を介して作用していることが示唆された。SH-SY5Y細胞においてもRAW264細胞と同様に、低濃度のNOC12の前処置によりSNP誘発細胞死が抑制された。また、LY83583は、NO誘発細胞死に対して促進効果を示した。このことから、SH-SY5Y細胞では低濃度のNOが細胞死誘導と細胞死抑制の両作用を同時に発揮していることが考えられ、LY83583が細胞死抑制のみを阻害したために細胞死が促進された可能性が考えられる。これらの結果は、神経細胞においてNOがその生存維持に重要な役割を果たしていることを示唆している。現在、cGMPによるPKGの活性化を介したミトコンドリアからのチトクロームCの遊離抑制機序について詳細に検討を行っている。

マクロファージ様細胞RAW264を用いた実験において、高濃度NOにより誘発される細胞死は、低濃度NOの前処置により抑制され、この低濃度NOの細胞死保護作用は、LY83583により阻害され、また、dibutyryl-cGMPの前処置によっても高濃度SNP誘発細胞死は抑制された。高濃度NOによるアポトーシス誘導時において生じるミトコンドリアからのcytochrome c遊離を低濃度NOおよびdibutytryl-cGMPが著明に抑制したことから、低濃度NOは、cGMPの産生を介してcytochrome c遊離を抑制することにより細胞死保護作用を発揮していることが示唆された。また、低濃度NOの細胞死保護作用は、プロテインキナーゼG(PKG)阻害剤のKT5623によって抑制されたことから、cGMPの作用はPKGの活性化を介することが示された。高濃度NOによるcytochromec遊離は、細胞質に存在するアポトーシス誘発因子のBaxのミトコンドリアへの移行により引き起こされることを明らかにし、この移行を低濃度NOがcGMPを介して阻害することを明らかにした。PKGの活性化がNOにより誘導される細胞死を阻止することが考えられたので、活性型PKG遺伝子を細胞内に導入してPKGを安定発現させた細胞を作成し、NOによる細胞死に対して抵抗性を獲得しているか否かについて検討を加えている。マクロファージ様細胞RAW264を用いた実験において、高濃度NOにより誘発される細胞死は、低濃度NOの前処置により抑制された。この低濃度NOの細胞死保護作用は、グアニル酸シクラーゼ阻害剤のLY83583あるいはODQにより阻害され、また、dibutyryl-cGMPの前処置によっても高濃度SNP誘発細胞死は抑制された。このcGMP前処置による細胞死保護効果は、SNP以外のNO発生剤によってもみられたことからもNO誘発細胞死に対して低濃度NOが抑制作用を持つことが明らかとなった。高濃度NOによるアポトーシス誘導時において生じるミトコンドリアからのcytochrome c遊離を低濃度NOおよびdibutyryl-cGMPが著明に抑制したことから、低濃度NOは、cGMPの産生を介してcytochrome c遊離を抑制することにより細胞死保護作用を発揮していることが示唆された。また、低濃度NOの細胞死保護作用は、プロテインキナーゼG(PKG)阻害剤のKT5623によって抑制されたことから、cGMPの作用はPKGの活性化を介することが示唆された。これらの結果より、PKGの活性化がNOにより誘導される細胞死を阻止することが考えられたので、活性型PKG遺伝子を細胞内に導入してPKGを安定発現させた細胞を作成し、NOによる細胞死に対して抵抗性を獲得しているか否かについて検討を加えている。また、PKGの活性化からcytochrome c遊離抑制に至る機構についても検討を行っている。
電子・光子分光法による金属ー半導体界面合金化過程および電子状態の研究

金属ー半導体接合界面では、室温程度の低温においても合金層が生成する現象を解明することを目指して、光電子分光法(PES)や、軟X線分光法(SXES)により、シリサイド層やシリサイド/Si接合界面での電子状態、および原子的構造を実験的に明らかにする研究を行った。筆者らの一部を含むグル-プはPESの研究から、共鳴光電子放出の現象を初めてAu(θ1)/Si(111)2×1系において見いだし、界面合金化過程における金属原子の初期吸着段階での化学結合の重要性を示唆した。これは今年度の研究から、パラジウムのようなAu以外の金属とシリコンの接合系でも同様に起こっていることが明らかにされた。ところで、金属シリサイドにおける金属原子シリコン原子との間の化学結合については、金属のd電子とシリコン3p電子との間の結合のみが価電子帯のフェルミ準位(E_F)付近の主要な部分を構成しているというようにこれまで信じられてきた。しかし、これまでのNi(Co)ーシリサイドについての我々のSXES法による研究から、Si(3s)起源の電子状態もフェルミ準位付近まで状態密度を持つことが明らかにされた。本年度はNiSi_2の他Ni_2Si、NiSiを取り上げて実験を行った。そして3つのシリサイドのSiーL_<2.3>放射軟X線分光測定の結果、SiーrichのシリサイドのSiーL_<2.3>スペクトルには、価電子帯の頂上付近の信号が、バルクSiのそれと比較して増大している特徴が見いだされた。このスペクトルをX線光電子分光法により求めたSi(2p)準位の結合エネルギ-を用いて結合エネルギ-にひきなおし、理論計算の結果と比較し検討した。その結果、SiーrichなシリサイドのSiーL_<2.3>軟X線スペクトルに観測されたE_F付近の信号は、主としてSi(s)価電子状態に起因するものと結論された。また、このようにSiーL_<2.3>軟X線スペクトルがSiとNiSi_2とで異なることを用いることにより、NiSi_2(薄膜)/Si(基板)接合界面の分析を試みた。その結果、Ni(薄膜)/Si(基板)接合系試料を800°C程度の温度で熱処理した場合、表面にNiSi_2結晶薄膜が形成されること、そのNiSi_2薄膜と基板Siとの接合部を入射角変化により非破壊的に分析できることを明らかにした。また、Ni/Si(基板)系の低温熱処理によるシリサイド生成機構を明らかにした。この結果は、試料断面を透過電子顕微鏡により調べた結果と矛盾しない。なおこの方法と比べたSXES法の利点は、非破壊分析であることである。
「ギガワット級・短パルス・マイクロ波」の輸送とプラズマ生成への応用

我々の共同研究者によって、超放射機構で大強度超短パルスマイクロ波(HPM)を効率よく作ることが近年可能になった。「ギガワット級・短パルス・マイクロ波」は1回の照射あたりのジュール数が小さく、加熱を伴わないで高周波の強電場を発生することができる利点がある。その強度は自由空間中でガスの放電を起こすことができるほどである。しかしながら、国内ではこのHPMの研究が少なく、応用に関する研究もなされていない。この研究では、上記のような強力なHPMの発生源の開発と、応用のために適切な輸送の形態の研究を行なうことを目的とした。そして、その発展としてマイクロ波によるプラズマ生成やアブレーションについての実験を行なうことを第2の目的とした。この3年間の研究によって、HPMの発生源の開発を行なった。また自由空間でのマイクロ波の利用を目的に、自由空間中への放出はほぼ可能となった。応用にっいては、時間がなく、基本的なレベルにとどまった。しかし、HPM応用への知見を深めることができ、当初の目標は達成したと考えている。今回の成果には以下のようなものがある。1.「輸送」について研究した。特に自由空間への放出は重点的に研究した。2.自由空間で「プラズマ生成」を行い、その有効性を示した。3.現在ある5GHzの後進波発振管(BWO)の出力向上に努めた。4.周波数がこれまでの2倍の10GHzのBWOの開発を新たに行った。これにより、自由空間での強度を上げた。5.HPMの応用として、プラズマのパルス反射計の光源としても検討すべき。近年、定常出力のマイクロ波を使って、通常の温度では反応では起きないような化学反応を起こしたり、"非熱的効果"を有効活用することが注目されてきた。「ギガワット級・短パルス・マイクロ波」は非常に大強度なマイクロ波である。大強度であるため、これらの応用で有効利用することが期待できる。さらに数ナノ秒という短パルスであるため、輸送経路において絶縁破壊に至る前にパルスを終えることができ、定常の場合と比べると、通常の導波管を用いることができる長所をもつ。将来的に核融合装置へ応用することを考えて、真空中の放電やガスパフからのプラズマ生成を研究する。さらにマイクロ波によるアブレーションの基礎研究を行う。比較的基礎的な分野への応用も視野に入れて検討している段階である。さて今後の展開を視野に入れて幅広い応用のためには、導波管からマイクロ波を制御された形で自由空間に出す必要がある。具体的には発振管ではTM01モードで発振するため、それを自由空間に放出し、平行なビームにすることを目ざした。ミリ波領域で用いられている準光学アンテナの適用を6cmという比較的長い波長に適用する。そのため初年度に当たる今年度はそれらの研究を精力的に行なった。我々自身で準光学的な要素を検討し、設計し、製作した。ここで、コンピューターを用いずとも簡単な幾何光学的な考え方でもある程度可能であること、高出力でも問題なく動作することがわかった。これにより将来へとつながる必要な基本的なステップが確保されたと考えている。今後、実際応用に向けて研究を開始する。またマイクロ波電力の向上をめざして、鎌田氏を中心に新しい発振管の開発をしている段階である。遠くないうちに「ギガワット級」が達成されると思われる。今年度は研究会や学会等で我々の研究を積極的に広報するとともに、「発生」と「輸送」と「応用」のそれぞれの技術レベルの向上をめざした。(プラズマの生成)この研究の主要な応用はプラズマ生成である。プラズマ生成の実験にはできるだけ単純な条件を選びたいため、直線偏光で空間的に一様に近いビームを使うのが理想的である。そのために前年度には準光学アンテナを準備した。

今年度は「自由空間」での「プラズマ生成」の予備的実験を行なっている。当初の計画では放物面鏡をさらに用いる計画であったが、放物面鏡を用いると効率がどうしても下がってしまう。現状ではできる限りマイクロ波を最大限に生かすほうが得策である。そのため準光学アンテナから放射された直後のビームを用いることに方針を改めた。プラズマ生成の予備的な実験を行なったところ、減圧すればガスを放電させることができることがわかった。(アブレーション)アブレーションに必要なパワーは高く、現状の発振管ではアブレーションを起させるのにギリギリである。よりエネルギー密度を上げるため、発振管の出力をさらに上げる必要がある。また、新しく発振管を設計して、マイクロ波の周波数を高くするか、パルス幅を長くする必要がある。(発振管)新しく設計したマイクロ波の発振管を使って出力の向上を計った。しかしながら、新しい発振管では調整が難しく、現状ではまだ以前の発振管の出力を上回っていない。(輸送)円形導波管から同軸への変換は応用の自由度を増すものであり、将来的にぜひとも実現したい。「同軸管」への変換器をどのように作成するか検討中である。(測定)現在ホーンアンテナや導波管を用いて空間分布等の測定を行なっているが、測定の自由度を増すためにダイポールアンテナを用いた測定を計画中である。比較的周波数の低いマイクロ波では効率よい発振が可能である。また大強度相対論的電子ビーム(IREB)を用いれば「ギガワット級、短パルス、マイクロ波」の発生が可能である。また,ロシアとの共同研究によって「超放射」とよばれる効率的な発振も可能である。研究を開始した当初には300MWであった電力も,研究を続けたおかげで,630MWに達している。この研究は「ギガワット級、短パルス、マイクロ波」の制御,そして,マイクロ波によるプラズマ生成やアブレーションについての知見を深めることが目的であった。この3年間を通して「輸送」についてはほぼ目標を達成できた。特に自由空間への放出は重点的に研究できた。5GHzという低周波数でもプラソフアンテナが利用できること。また,これによって直線偏光のガウスビームモードを放射できること。また,波長が長いために回折などが無視できないがアンテナサイズを適当に選びさえすれば効率を向上できることを実験で示した。また,本年度は導波管だけではなく,誘電体を用いることによって利用形態の幅が広げられることも示した。一方で「プラズマ生成」についても原理実験を行った。導波管内だけではなく,自由空間中に放出したマイクロ波をそのまま減圧した真空容器に当てることで放電は生じる。したがって,マイクロ波を放物面鏡で集光すればさらに放電しやすくなることがわかった。マイクロ波によるプラズマ生成やアブレーションでは電場の強度が現象を左右する。電場強度を増加させるにはピーク電力を増加させばよいが、一方でマイクロ波の周波数を上げるのも効果的である。これによってより小さな面積に集光できる。そのために、今年度に新たにより高周波(10GHz)の後進
高次脳過程の可塑性の研究

久保田はGO/NO-GO課題の学習成立におけるGABA抑制ニューロンの役割を明らかにするため,未学習サルと学習サルの弓状野にGABA阻害剤ビククリンを局所注入し,学習成績に対する効果を調べた. NO-GO反応を持続すること, GO反応をする事が,出来なくなった.又,手の筋反応が誘発されるようになった.未学習のサルでは,何の変化も起こらないので,学習の成立には抑制ニューロンの積極的活動の存在が示唆された.甘利はシナプス効率をニューロン間の興奮・非興奮の相関で表した自己相関形連想モデルを理論的に導きだした.平野は継時的非見本合せ課題を遂行中のラットの海馬のニューロン活動の内,作動記憶関連活動を抽出しつつある.酒田はサル頭頂連合野で空間記憶に基づいて手の運動を行わせている時,ニューロン活動を解析して,空間記憶に基づいて行う手の運動に先行するニューロン活動を発見した.二木はGO/NO-GO課題で手掛り刺激の対に対するニューロン活動が,未学習から学習成立に至るまでの経過をサルの前頭連合野で解析した.未学習ではGo刺激とNO-GO刺激に対する反応に差が無いが,学習成績が90%になると,刺激に特異的に反応するような分化したニューロン活動が見られるようになった.学習が成立してから,刺激と反応の関係を逆転すると,行動的意味の変換によって,ニューロン活動が変化した.高松はニワトリで刷り込み学習時に前頭蓋部の一部(MHV)でGABA受容体の結合能の変化をムシモルを使って調べた.刷り込み刺激の呈示直後,特異的に結合能の増加を認めた.抑制ニューロン活動が学習に関与することが示唆された.岩田は半側空間無視を示す脳損傷患者で瞬間露出光刺激テストや描画テストを行って,視覚障害と無視の関係を調べたが,半側無視は体軸の双方で見つかり,必ずしも体側に限局していなかった.障害は過去の記憶の中にも体側無視として現れた.久保田はGO/NO-GO課題の学習成立におけるGABA抑制ニューロンの役割を明らかにするため,未学習サルと学習サルの弓状野にGABA阻害剤ビククリンを局所注入し,学習成績に対する効果を調べた. NO-GO反応を持続すること, GO反応をする事が,出来なくなった.又,手の筋反応が誘発されるようになった.未学習のサルでは,何の変化も起こらないので,学習の成立には抑制ニューロンの積極的活動の存在が示唆された.甘利はシナプス効率をニューロン間の興奮・非興奮の相関で表した自己相関形連想モデルを理論的に導きだした.平野は継時的非見本合せ課題を遂行中のラットの海馬のニューロン活動の内,作動記憶関連活動を抽出しつつある.酒田はサル頭頂連合野で空間記憶に基づいて手の運動を行わせている時,ニューロン活動を解析して,空間記憶に基づいて行う手の運動に先行するニューロン活動を発見した.二木はGO/NO-GO課題で手掛り刺激の対に対するニューロン活動が,未学習から学習成立に至るまでの経過をサルの前頭連合野で解析した.未学習ではGo刺激とNO-GO刺激に対する反応に差が無いが,学習成績が90%になると,刺激に特異的に反応するような分化したニューロン活動が見られるようになった.学習が成立してから,刺激と反応の関係を逆転すると,行動的意味の変換によって,ニューロン活動が変化した.高松はニワトリで刷り込み学習時に前頭蓋部の一部(MHV)でGABA受容体の結合能の変化をムシモルを使って調べた.刷り込み刺激の呈示直後,特異的に結合能の増加を認めた.抑制ニューロン活動が学習に関与することが示唆された.岩田は半側空間無視を示す脳損傷患者で瞬間露出光刺激テストや描画テストを行って,視覚障害と無視の関係を調べたが,半側無視は体軸の双方で見つかり,必ずしも体側に限局していなかった.障害は過去の記憶の中にも体側無視として現れた.
麻酔薬の新規脳保護定量解析法:特異的キナーゼをマーカーとした免疫沈降法の活用

我々は、マウスに吸入麻酔薬イソフルレン、セボフルレンを吸入させた後、断頭により脳虚血を作成し、脳内N-methyl-D-aspartate(NMDA)レセプターサブユニット:NR2A、NR2Bのチロシンリン酸化を測定した。また、それらサブユニットとカルシウム・カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMKII)との相互作用(インタラクション)を測定した。測定には、免疫沈降法及び、ウェスタンブロット法を用いた。方法:雄性C57/blackマウスを用い、断頭により虚血を作成する。断頭後に37cCの生食で3分から5分のインキュベートを行い、-80°Cで保存した。断頭前にイソフルレンおよびセボフルレン1MAC、2MACの吸入を行った。マウス頭部を冷凍グローブボックス内で切り出し、脳を摘出、大脳半球を分離し、ホモジナイズ後、NR2A、NR2Bのチロシンリン酸化蛋白に対して、免疫沈降を行った。SDS-PAGEを行い、抗NR2A抗体、抗NR2B抗体でウェスタンブロットを行った。また、リン酸化CaMKIIとNR2A、NR2Bのインタラクションを免疫沈降で測定した。結果:イソフルレン、セボフルレン吸入により、NR2Aのリン酸化は低下していた,NR2Bではそれが明らかではなかった。この傾向は、吸入麻酔薬の濃度にある程度依存していると推察される、リン酸化CaMKIIとNR2A、NR2Bのインタラクションについては、NR2A、NR2Bともに吸入麻酔薬の影響が確認できるに至っていない。考察:イソフルレン、セボフルレンによるCaMKIIのランスロケーション抑制が、リン酸化したCaMKIIとNR2Aサブユニットのインタラクションを低下させ、チロシンリン酸化を減少させることによって、NMDAレセプターの活性化を抑え、脳保護作用をもたらしていると考えられた。C57/blackマウスを用い、それぞれに1MAG、2MACのイソフルレンを吸入させ、断頭により虚血を作成、コントロール、2分間、5分間の虚血モデルを作成した。断頭後、ホモジナイズを行い、ホモジネート中のNR2A、NR2Bをターゲットに免疫沈降を行い、インタラクティブなタンパクに対し、抗リン酸化チロシン抗体でウェスタンブロットを行った。両者のリン酸化は予想に比べ著明ではなく、有意差を得るには至っていない。マウス断頭モデルでは、再灌流ができないため、虚血侵襲が限られリン酸化が軽微であると考えられた。このことから、神経細胞死に至るグルタメートレセプターのリン酸化には虚血後の再灌流が大きな役割を果たしていることが示唆された。一方、断頭虚血時のNR2A、NR2Bにインタラクティブなリン酸化CaMKIIを抗リン酸化CaMKII抗体を用いて調べたところ、虚血によって両サブユニットにインタラクティブなリン酸化CaMKIIは増加していることが示された。しかし、イソフルレン吸入によりこれが減少しているということは未だに示せていない。イソフルレンによるCaMKIIのトランスロケーション抑制が、リン酸化したCaMKIIとNR2サブユニットのインタラクションを低下させ、チロシンリン酸化を減少させることによって、NMDAレセプターの活性化を抑え、脳保護作用をもたらしているという我々の仮説を明らかにするため、今後は中大脳動脈閉塞モデルでの研究を行うとともに、断頭虚血のモデル数を増やし、さらにいろいろな条件で測定する予定である。我々は、マウスに吸入麻酔薬イソフルレン、セボフルレンを吸入させた後、断頭により脳虚血を作成し、脳内N-methyl-D-aspartate(NMDA)レセブターサプユニットNR2A、NR2Bのチロシンリン酸化を測定した。

また、それらサブユニットとカルシウム・カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMKII)との相互作用(インタラクション)を測定した、,測定には、免疫沈降法及び、ウェスタンプロット法を用いた。方法:雄性C57/blackマウスを用い、断頭により虚血を作成する。断頭後に37°Cの生食で3分から5分のインキュベートを行い、-80°Cで保存した.断頭前にイソフルレンおよびセボフルレン1MAC、2MACの吸入を行った。マウス頭部を冷凍グロープボックス内で切り出し、脳を摘出、大脳半球を分離し、ホモジナイズ後、NR2A、NR2Bのチロシンリン酸化蛋白に対して、免疫沈降を行った。SDS-PAGEを行い、抗NR2A抗体、抗NR2B抗体でウェスタンブロットを行った、また、リン酸化CaMKIIとNR2A、NR2Bのインタラクションを免疫沈降で測定した,結果:イソフルレン、セボフルレン吸入により、NR2Aのリン酸化は低下していた。NR2Bではそれが明らかではなかった.この傾向は、吸入麻酔薬の濃度にある程度依存していると推察される。リン酸化CaMKIIとNR2A、NR2Bのインタラクションについては、NR2A、NR2Bともに吸入麻酔薬の影響が確認できるに至っていない。考察:イソフルレン、セボフルレンによるCaMKIIのトランスロケーション抑制が、リン酸化したCaMKIIとNR2Aサブユニットのインタラクションを低下させ、チロシンリン酸化を減少させることによって、NMDAレセプターの活性化を抑え、脳保護作用をもたらしていると考えられた。
金属粉末の膨張過程を利用したエネルギーフリー投薬システムの開発

鉄などの金属粉末が適切な水蒸気雰囲気で酸素を取り込むことにより、体積膨張を駆動源とするエネルギーフリーマイクロ投薬システムを提案し、金属粉末の酸化膨張過程に及ぼす雰囲気条件の影響や体積膨張に伴う閉空間での粉体流動特性に及ぼす粉体潤滑特性の影響を実験的に明確にした。金属粉末酸化過程における湿度と酸素の供給量と膨張率の定量化および閉空間における粉体の流動特性の制御を行い、エネルギーフリーマイクロポンプを創成し、経皮投薬システムの実現可能性を示した。以下に成果を示す。1金属粉末酸化体積膨張過程への影響因子の評価鉄粉の酸化雰囲気制御可能なチャンバーを製作した。適量の酸素と水蒸気を供給し、鉄粉表面処理および凝集防止のための添加剤有無など数種類の鉄粉を用いた実験を行い、鉄粉酸化進行状態を評価した。鉄粉の状態変化をSEMで観察し、さらにEDX分析を行った。結果から雰囲気中で、鉄粉表面に酸化膜が形成され、条件によっては粒同士が酸化膜で連結されていることが確認できた。EDX分析からも、粒子間の連結箇所には酸素が多く存在することが確認できた。また、表面処理の場合触媒効果により酸化がより早く進行した。また、添加剤は粒子間の凝集の抑制に効果があった。2鉄粉酸化による体積膨張の評価PDMS樹脂のモールディングにより、簡易なポンプ機構を製作した。液体チャンバーと鉄粉チャンバーを薄い膜で隔離し、鉄粉の体積膨張によって液体が押出される仕組みである。また、ステンレスメッシュで鉄粉チャンバーをカバーし、酸素と水蒸気が流入できるようにした。各種鉄粉を用いた体積膨張率の評価を行った。9時間の酸化膨張試験結果より、表面処理していない鉄粉は体積膨張が殆ど起こらなかったが、表面処理した場合は、2mLの鉄粉の体積膨張によって、最大1.4mLの液体が吐出された。2.5μl/minの流量が得られた。また、添加剤としてステアリン酸粉末を0.1%、1.0%、5.0%添加した場合の結果を比較すると、1.0%の場合が最も膨張率が大きく、5.0%がその次で、0.1%が最も小さい結果となった。1.0%の場合、粉体の流動性が高まり、凝集が抑制され、体積膨張率が高かったのに対して、0.1%では粉体の流動性が悪く、凝集が起こっていた。また、5.0 %添加の場合は過度の添加により相対的な鉄粉体積が減少することで、鉄粉全体の膨張量が減少したものと考えられる。今年度は研究実施計画通り、金属粉末酸化体積膨張過程への影響因子の評価と鉄粉酸化による体積膨張の評価の2つの項目について研究を実施し、成果を得られたため、おおむね順調に進展している。初年度の結果を踏まえ、金属粉末の酸化膨張をより効率的に利用できるデバイス機構の再検討およびマイクロ投薬システムの設計を進めた。具体的な実施項目を以下に示す。(1)金属粉末の酸化膨張をより効率的に利用できるデバイス機構の再検討:実用化を考慮し、経皮投薬する場合の皮膚から背圧を受ける場合について検討した。まず文献調査から注射を含む経皮投薬の背圧を10KPa程度受けることを参考に、背圧を付加した状態で金属粉末の酸化膨張による液体吐出特性を評価した。その結果、背圧が5KPaの場合は背圧なしの場合と比較して吐出量が半分程度に減少したものの、継続して液体を吐出することができた。しかし、背圧が10KPaの場合、吐出量が0となった。ポンプを構成するPDMS樹脂材料の強度が低く、また構造上、厚さ方向の材料が薄く、剛性が小さいことから、背圧によってポンプ自体が厚さ方向に変形しやすいことにより、金属粉末の酸化膨張が液体の吐出に至らなかったことが理由であることが分かった。ポンプ構造体に対して、厚さ方向が変形しないように拘束を与えて、同様の条件での検証実験を行った結果、10KPa、さらに20KPaの背圧を付加しても、液体の吐出が得られた。(2)マイクロ投薬システムの設計:日常的な生活環境における温度、湿度で、より高い膨張率を取得可能な寸法形状を元にマイクロ投薬システムの設計を行った。雰囲気と接触する表面積をデバイス中の穴の面積により制御を行うための穴数を適切により設計を行った。さらにポンプの厚さ方向の剛性強化のため,厚さ方向に柱を設ける構造に再設計し、有限要素法シミュレーションによる剛性強化の評価を行った。また、経皮投薬ができるように樹脂製マイクロニードルを開発した企業にマイクロニードルを提供していただき、さらにそれをポンプシステムに組込むための設計を行い、経皮投薬システムの実現性を検討した。次年度は今年度の結果を踏まえて、金属粉末の酸化膨張を最低限に利用したマイクロ投薬システムの設計・製作・評価を進める。具体的な実施項目は以下の通りである。

(a)基礎特性に基づいた投薬システムの設計:体積膨張による液体の押出し特性を踏まえ、日常的な生活環境における温度、湿度においてより高い膨張率を取得可能な寸法形状を元にマイクロ投薬システムの設計を行う。雰囲気と接触する表面積をデバイス中の穴の面積により制御を行うため、ここではその穴数を上記基礎検討事項により設計を行う。それを元に3Dプリンタを用いた実物モデルを作成し、所望の仕様が取得可能か評価を行う。(b)マイクロ投薬デバイスの試作:上記の寸法・形状仕様に加え、使用材料を機能毎に選択した上で、同デバイスの試作を行う。その作製には、可能な限り安価な製造方法を提案することを原則とする。金属材料のマイクロフォーミング技術や高分子材料のマイクロ射出成形等各種加工について検討する。同送液システムを既存のパッド型のDDRシステムと組み合わせることで経皮投与型DDSシステムを構築する。(c)経皮投与型DDSマイクロデバイスの特性評価:最終的に(b)で作成したマイクロ投薬システムの特性評価を行う。まず送液デバイスとしての基礎仕様であるP-Q(圧力ー流量)特性を評価し、経皮投薬への適用可能性を検証するため、上記基礎的知見に基づいた諸元が得られるか検討を行う。精密加工、マイクロデバイス創成今年度、既存装置の改良による環境制御チャンバーを製作したことにより、予定より低いコストで実現した。次年度は各種デバイスの試作を行うこと、一部(3Dプリンティング)外注する予定していることから、予算が必要と予想されるため、なるべく予算を次年度に繰り越しをした。具体的な使用計画を以下に示す。1マイクロ投薬システムの設計に基づいた3Dプリンタを用いた実物モデルの作成(外注)。2金属材料や高分子材料等の各種材料によるマイクロ投薬デバイスの試作。
代謝メカニズムに基づいた微小癌の検出に関する研究

口腔癌細胞株を用いた研究で、GGTfamilyの中でいくつかのisotypeが特殊な環境下で発現が制御されていることが分かった。GGTfamilyのいくつかのtypeが抗がん剤や低栄養状態における細胞の生存に寄与する酵素として役割を果たしている可能性が示唆された。抗がん剤の刺激やスタベーションによる刺激でGGTfamilyの発現に変化があることを認めた。遺伝子操作でGGTfamilyの発現を変化させそれぞれの役割を分析していく。試薬が予定より少額で済んだため。
道路環境のリスクポテンシャル推定に基づく自律運転知能に関する研究

本研究では、道路環境を考慮した障害物の状態推定に基づくリスクポテンシャル推定アルゴリズムを設計し、それに基づく自律型衝突回避システムの開発を目的としている。そして、当該年度に実施した研究の成果は「エキスパートドライバの運転操作特性に基づくリスクポテンシャル推定手法の確立」と「リスクポテンシャル推定手法に基づく自律型衝突回避システムの有効性の検証」である。「エキスパートドライバの運転操作特性に基づくリスクポテンシャル推定手法の確立」では、本研究室で所有する、常時記録型ドライビングレコーダを搭載した実験車両を用いて、自動車教習所の教官3名が市街路を走行した走行データの解析結果から得られた知見から、リスクポテンシャルの定式化と、歩行者飛び出し場面におけるポテンシャルパラメータの同定を行った。設計したリスクポテンシャルは、収集したドライバの走行データの比較を行い妥当性の確認を行った。「リスクポテンシャル推定手法に基づく自律型衝突回避システムの有効性の検証」では、提案したリスクポテンシャル推定手法に基づく自律型衝突回避システムの安全性能について検証を行った。具体的には、提案したシステムの危険予測機能について検証するために、東京農工大学で所有するヒヤリハットデータから、構造物や駐車車両の陰より歩行者もしくは自転車が飛び出す場面を抽出し、それを模擬した場面でシミュレーションを行うことで提案するシステムの事故予防効果について示した。これらの研究業績は、本研究の核である道路環境のリスクの定量化であり、自動車および実際のドライバに基づくリスク推定手法の確立は、今後の高度予防安全技術や自動運転技術に対する基盤技術となりうる。また、実際の事故・ヒヤリハット場面にて有効性を検証したことで、実際の道路環境下での事故予防効果を示すことができたことは、本研究の社会への波及効果において重要な点である当該年度の計画にある「障害物の移動予測手法の構築」については,完了していないが、「リスクポテンシャル推定手法の確立」と「熟練のドライバの危険予測運転行動に基づくパラメータ同定」は達成した。さらに、次年度予定していた、「自律運転知能の構築」「システムの検証実験」について、事故・ヒヤリハット場面を模擬したシステム検証のフレームワーク構築が達成できたため、おおむね順調に進行しているといえる。常時記録型ドライブレコーダデータを使用し、道路環境における移動物体の状態遷移に影響を及ぼす要因を抽出し、これを状態遷移モデルによって表現する。そして、これまでの構築したリスクポテンシャル推定手法に拡張する。提案したシステムは超小型電気自動車に搭載し、模擬交差点にて検証実験を行う。実験シナリオは、東京農工大学が所有しているヒヤリハットデータに基づき、実車実験により制御系の事故低減効果を検証し、さらに交通シミュレーションによってモデル都市における事故低減効果を予測する。
メンタルヘルスに役立つ円形対称図形の生成と活用

曼荼羅や万華鏡模様の既存の塗り絵図案を書籍やWWWから収集した.対称性が低い図案を除き,収集した図案から,三角形,四角形,直線分,円形,円弧,その他の曲線分といった基本的な幾何形状を抽出し,その重心位置や大きさを特徴量として,分類を行った.複数の図案の印象について聞き取り調査を行った結果,曼荼羅らしいと感じられる図案には,円弧(円形)と直線分(三角形,四角形)の両方が明確に含まれているものであることがわかった.また,曲線分のみで構成される図案は,曼荼羅というよりも花と感じられるものが多かった.光トポグラフィ装置を用い,塗り絵作業中の脳の活動状況を測定する予備実験を行った.被験者は塗り絵の経験が多い女性2名,塗り絵をほぼ未経験の男性1名の合計3名であった.装置を着用し,2分の塗り絵と1分の休憩を3回繰り返した.同じ実験を別の日に数回行った.塗り絵の動作の前後で脳の血流量の差が明確であったのは,塗り絵未経験者であり,塗り絵の枠線からはみ出さずに塗るという,過去に経験の少ない動作に対する集中状態が脳の活発な活動として現れたようであった.塗り絵経験者2名の計測データでは,塗り絵中とその前後とで血流の差があまり見られず,全体的に脳の活動は低かった.また,3名の被験者とも,図案による血流状態の明確な差は見られなかった.光トポグラフィ装置を着用して長時間の計測を行うことは被験者への負担が大きいため,図案に対する満足状態や塗り絵の精神的効果については,他の方法で調査する必要があると考えられる.曼荼羅や万華鏡模様の既存の塗り絵図案を書籍やWWWから収集した.対称性が低い図案を除き,収集した図案から,三角形,四角形,直線分,円形,円弧,その他の曲線分といった基本的な幾何形状を抽出し,その重心位置や大きさを特徴量として,分類を行った.複数の図案の印象について聞き取り調査を行った結果,曼荼羅らしいと感じられる図案には,円弧(円形)と直線分(三角形,四角形)の両方が明確に含まれているものであることがわかった.また,曲線分のみで構成される図案は,曼荼羅というよりも花と感じられるものが多かった.光トポグラフィ装置を用い,塗り絵作業中の脳の活動状況を測定する予備実験を行った.被験者は塗り絵の経験が多い女性2名,塗り絵をほぼ未経験の男性1名の合計3名であった.装置を着用し,2分の塗り絵と1分の休憩を3回繰り返した.同じ実験を別の日に数回行った.塗り絵の動作の前後で脳の血流量の差が明確であったのは,塗り絵未経験者であり,塗り絵の枠線からはみ出さずに塗るという,過去に経験の少ない動作に対する集中状態が脳の活発な活動として現れたようであった.塗り絵経験者2名の計測データでは,塗り絵中とその前後とで血流の差があまり見られず,全体的に脳の活動は低かった.また,3名の被験者とも,図案による血流状態の明確な差は見られなかった.光トポグラフィ装置を着用して長時間の計測を行うことは被験者への負担が大きいため,図案に対する満足状態や塗り絵の精神的効果については,他の方法で調査する必要があると考えられる.
力感覚呈示用流体グローブの研究

人間の遠隔操作で動く作業ロボットの高度化や知能化が進むにつれて、スレーブ側のロボットの把握動作などの仕事に応じて、操作側の人間の手に何らかの方法でロボットの作業感覚をフィードバックできる装置の必要性が指摘されている。本研究では、操作者の手に直接装着して、スレーブ側のロボットまたはコンピュータ内に構築された仮想世界からの情報に基づく力感覚を、流体(空気)の圧力を用いて抵抗力の形で操作者(マスター側)の手に伝え、臨場感のある操作支援を実現する力感覚呈示装置「流体グローブ」の開発と、この流体グローブを用いた仮想作業システムの実現を目的として、システムの試作と実験的検討を行う。本年度は流体グローブ本体と計測制御システムの試作を行った。流体グローブは、二重構造の手袋内の関節部分に配置されたエチレンプロピレン製チューブ(内径10mm、肉厚0.65mm)に、比較的高応答の圧力比例制御弁で1気圧程度の圧縮空気を送り込み、チューブ内の空気の圧力を制御することによりチューブに剛性抵抗を生じさせる構造をとる。流体グローブの装着者は、このチューブの剛性抵抗の変化により、手の曲げに対する拘束を受け、あたかも物体を把握しているような臨場感を得ることができた。また計測制御システムでは、手袋の表面に設置した曲げ検出用のセンサからの情報を用いて、圧力比例制御弁によりチューブ内の空気圧を制御した。以上の試作システムを使って、2種類の大きさの円筒容器を想定した仮想物体に対して、流体グローブを装着して操作者の力感覚の呈示の臨場感と再現性を実験的に確認した。
血管老化マウスの確立と血管老化治療の開発

我々はヒトから得られた動脈サンプルを検討し、非動脈硬化巣では老化細胞を認めないのに対し、動脈硬化病変においては老化した血管細胞を認めることをはじめて明らかにした。またこれらの老化細胞では血管細胞機能障害の形質を示していたことから細胞レベルでの老化が血管老化・動脈硬化の新たなメカニズムの一つであると考えられた。そのメカニズムを検討するため、我々は当初、テロメア、テロメレースに注目し研究を進めた。その結果、テロメア機能不全による血管細胞老化とそれに伴う細胞機能障害が動脈硬化の病態生理に深く関与しており、細胞老化抑制による血管老化治療の可能性を示唆した。さらに我々は、動脈硬化巣における細胞老化のメカニズムとしてテロメア短縮だけでなく過剰な増殖シグナルによるRas/ERKの活性化も関与し、それらによるサイトカインの誘導が炎症の亢進やプラークの不安定化に重要であることを観察している。アンジオテンシンIIはRas/ERKを活性化し、様々な血管疾患に関与していることが知られている。本研究において我々は、アンジオテンシンIIにより血管細胞の老化が促進され動脈硬化が進展すること、老化シグナル制御によりその効果が抑制されることなどを観察した。酵母・線虫ではインスリン・Aktシグナルの低下により寿命が延長するが、ヒトの老化に対する作用は明らかではなかった。これに対して我々は、インスリン・Aktシグナルがヒト血管内皮細胞の寿命をnegativeに調節していることを世界で初めて明らかにした。インスリン・Aktシグナルによって老化した血管内皮細胞は様々な機能障害の形質を示したこと、糖尿病患者の動脈硬化巣や糖尿病マウスの血管において老化した血管細胞が多数存在し、それらの細胞でのAkt活性が上昇していたことから、糖尿病はインスリン・Aktシグナルの過剰な活性化によって生じる一種の早老症候群であると言える。以上のように、細胞レベルの老化の促進が血管の老化の病態生理に関与しており、老化シグナルの制御は、今後新たな血管治療のストラテジーとなりうると考えられた。ヒト培養細胞の分裂能力は有限であり、一定の増殖後、細胞老化とよばれる細胞分裂停止状態となる。これまで細胞老化の個体老化への関与が示唆されてきたが、血管細胞老化が血管の老化、動脈硬化に関与しているかどうかについては明らかでなかった。私達はsenescence-associated β-gal assayという方法を用いて、はじめてヒト動脈硬化巣に老化した血管細胞が認められることを報告した。老化した血管細胞は同一患者から得られた非動脈硬化血管においてはみられなかった。また、これらの老化血管細胞は内皮型NO合成酵素の活性低下、炎症性のサイトカインの発現亢進など、血管機能障害の形質を示していたことから、血管細胞老化が動脈硬化病態生理の新たなメカニズムの一つであると考えられた。細胞老化のメカニズムとして重要な仮説がテロメア仮説である。テロメアは細胞分裂に伴って短縮し、細胞老化を誘導する。私達は、老化血管においてみられるような血管細胞老化と血管機能障害にはテロメアの機能不全が関与しており、またテロメアを付加する酵素であるテロメレースの導入により細胞老化に伴う血管機能障害を抑制することが可能であることを証明した。一方、動脈硬化形成のシグナル経路において、中心的な役割を果たしていると考えられているのが低分子量GプロテインRasである。私達は最近、活性型Rasの導入により培養血管細胞が増殖せずに直ちに老化し(テロメア非依存性)、炎症性の亢進などの形質を発現することを発見した。ヒト動脈硬化巣の老化細胞においてもRasが活性化されており、またラット血管傷害モデルにおいて、傷害血管に活性型Rasを導入すると、血管細胞老化が誘導されるばかりでなく、マクロファージの遊走も促進された。

以上のデータより、ヒト動脈硬化巣では過剰な増殖刺激によってテロメア依存性あるいは非依存性の細胞老化が誘導され血管老化に伴う様々な血管機能障害を引き起こしているものと考えられた。背景我々は以前、血管の細胞レベルの老化が血管老化や動脈硬化の病態生理に関与していることを明らかにした。しかし、血管細胞老化の分子機構については明らかでない。酵母や線虫ではAktシグナルの低下によりその寿命が延長することが知られている。そこで本研究ではAktが血管細胞老化に関与するかどうかを調べることを目的とする。方法・成績老化したヒト血管内皮細胞ではAktの活性化がみられた。その活性化が細胞老化に与える影響を調べるため、抑制型Aktあるいは活性型Aktをヒト血管内皮細胞にレトロウィルスにより導入しその細胞寿命について検討した。その結果、Aktの活性化により細胞寿命は短縮するのに対してその活性の抑制により細胞寿命は延長した。Akt活性化により血管内皮細胞の増殖は著しく低下し、細胞老化の種々のマーカーが陽性であったことから、Akt活性化は血管内皮細胞の老化を誘導していると考えられた。Aktの活性化により細胞増殖抑制分子であるp21、p53の発現が亢進していた。Aktの活性化はp21のmRNAレベルを増加させるが、タンパクの半減期には影響を与えなかった。p21プロモーターを用いたアッセイによりAktによるp21の発現亢進にはp53の転写活性の増加が重要であることが明らかとなった。また、p21あるいはp53を欠失した細胞では、Aktによる細胞老化がみとめられなかったことから、Aktによる細胞老化の誘導にはp53/p21の活性化が重要な役割を果たしていると考えられた。結論Akt活性はヒト血管内皮細胞の寿命をnegativeに調節していることが明らかとなった。その寿命の調節にはp53/p21経路が関与していた。これらの結果は、酵母や線虫の老化シグナルがヒト血管内皮細胞にも保存されていることを示唆する。また、Aktはインスリンを含む様々な増殖因子によって活性化されることから、その持続的な活性化は血管細胞老化を促進し、動脈硬化や糖尿病における血管機能障害に関与している可能性がある。アンジオテンシンII(以下AII)が動脈硬化を促進することは、AII受容体拮抗薬などを用いた臨床研究によって示されているが、そのメカニズムについてはよくわかっていない。我々は以前より、細胞レベルの老化が血管老化・動脈硬化の病態生理に重要であることを示してきた。その機序の一つとして、過剰な増殖刺激によるRasの活性化が血管細胞の老化を誘導し、炎症性サイトカインの発現亢進とそれにともなうマクロファージの集簇などによって動脈硬化を促進していることを明らかにした。AIIはRasの活性化因子であることから本研究では、AIIによる血管細胞老化が動脈硬化進展に関与しているかどうかを検討した。
針葉樹人工林内の共存樹種の種子散布特性と散布者の対応関係の解明

スギ・ヒノキ人工林の立地条件と共存樹種の種子散布型との関係を検討した。貯食散布型樹種および被食散布型樹種は低標高域から高標高域まで高い頻度で出現した。風散布型樹種は高標高域および直近の天然林からの近い場所で出現頻度が高かった。貯食散布型の散布動物種としてアカネズミと堅果食鳥類、被食散布型の散布動物種として果実食鳥類が人工林内において共存樹種の主要な種子散布者であると結論づけた。針葉樹人工林内に成育する樹種の種子散布特性とその散布者との関係を明らかにすることを目的として、本年度はスギ・ヒノキ人林内に成育する共存樹種の生活と種子散布型を類型区分するとともに、樹木種子の散布者となる種を抽出するために、針葉樹人工林に生息する鳥類相を調べた。高知県西部の四万十川流域とその周辺で行われたスギ・ヒノキ人工林の植生調査のデータの整理を行った。調査は各林分に0.01haの調査区を設け、出現する樹種を階層別に被度を記録した。22林分の調査結果をまとめたところ、一林分当たり平均21.9種±7.8種(S.D.)の出現樹種があった。全体で124種が出現していたが、生活型による区分では高木・亜高木が61種、低木50種、蔓性木本13種であった。種子散布型による区分では、風散布29種、重力散布4種、動物被食散布78種、動物貯食散布12種、機械的散布1種であった。同じく四万十川流域のスギ・ヒノキ林で鳥類調査を行い、その結果をまとめた。調査は繁殖期に5分間のプロットセンサスを一林分あたり5プロットの2回繰の返しで行った。27林分の調査結果をまとめたところ、一林分当たり平均10.8種±2.3種(S.D.)の出現種があった。全体で36種が出現していたが、このうち樹木種子の被食型散布者としてヒヨドリ、メジロ、キツツキ類など14種、貯食型散布者としてヤマガラとカケスの2種を抽出した。アカメガシワ、カラスザンショウなど人工林内の主要な共存樹種の数種について、鳥類による果実の被食状況を調査し、種子散布者相に関するデータを収集した。針葉樹人工林内に成育する樹種の種子散布特性とその散布者との関係を明らかにすることを目的として、本年度はスギ・ヒノキ人工林に生息する哺乳類相を調べ、樹木種子の散布者となる種を抽出した。人工林内に成育する主要な樹種のうち、動物散布型の種について散布者との対応関係を調べた。人工林の立地条件と出現する樹種の関係を解析した。高知県西部の四万十川流域で行われたスギ・ヒノキ人工林の哺乳類調査の結果を取りまとめ、記録された哺乳類11種のうち樹木種子の貯食型散布者としてアカネズミ、ヒメネズミ、ニホンリスの3種、被食型散布者としてニホンザル、テン、イタチの3種を抽出した。被食型散布者3種はいずれも人工林での確認頻度がきわめて低かった。人工林に成育する代表的な共存樹種であるイイギリとアカメガシワについて、被食型種子散布者との対応関係を調べ、イイギリについてはヒヨドリがもっとも重要な散布者であり、シロハラ、ルリビタキ、メジロが低頻度の散布者となること、アカメガシワについてはヒタキ類やメジロが主要な散布者となり、キツツキ類やジョウビタキ、エナガなどが低頻度の散布者となることを明らかにした。高知県西部の四万十川流域で行われたスギ・ヒノキ人工林22林分の植生調査の結果から、立地条件と共存樹種の種子散布型との関係を検討した結果、高標高の林分で風散布型樹種の出現頻度が高い傾向があった。高知県西部の四万十川流域で行われたスギ・ヒノキ人工林22林分の植生調査のデータに基づいて、立地条件と共存樹種の種子散布型との関係を検討した。貯食散布型樹種および被食散布型樹種は、標高によって出現する種の違いはあるものの、低標高域から高標高域まで比較的高い頻度で出現した。これらの樹種の出現頻度は、直近の天然林からの距離とは関係がみられなかった。一方、風散布型樹種は、高標高域で出現頻度が高く、また、直近の天然林からの距離が近いと出現頻度が高かった。被食型散布樹種の主要な種子散布者である果実食鳥類の生息状況について、立地条件との関係を解析した結果、果実食鳥類は低標高の林分で出現頻度が高く、また、尾根部よりも谷部で出現頻度が高かったが、果実食鳥類の出現頻度と天然林からの距離との間に有意な相関は見られなかった。哺乳類の種子散布者のうち、貯食型散布者であるアカネズミとヒメネズミは人工林での出現頻度が比較的高かったが、他の散布者は人工林での出現頻度がきわめて低かった。

人工林内の主要な樹種のうち、貯食散布型のシイ・カシ類など4種および被食散布型のヒサカキ、ヤマウルシ、イヌガシ、シロダモなど10種について、文献や目撃記録及び現地での生息調査の結果を照合して、被散布樹種と散布動物種との関係を取りまとめた。貯食散布型の散布動物種としてアカネズミ、カケス、ヤマガラなど、被食散布型の散布動物種としてアオゲラ、ヒヨドリ、ツグミ類、メジロなどの出現頻度が人工林内で高く、これらが主要な人工林内において共存樹種の主要な種子散布者として働いていると考えられた。