hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
層状化合物を前駆体とする貴金属微粒子高分散担持複合酸化物触媒によるメタンの改質

結晶性層状化合物であるハイドロタルサイト(Mg_3Al(OH)_8CO_3^2-nH_2O)のMgの一部をNiで置換し触媒前駆体調製した。これを高温(850°C)で焼成することにより金属担持触媒を得た(固相晶析法)。固相晶析法で調製した金属担持触媒を用いてメタンのCO_2改質反応および部分酸化反応を行った。メタンのCO_2改質反応については、Niの担持量が低い場合、ほとんど活性を示さないが、担持量を増加させると高い活性を示すことが明らかとなった。触媒は反応ガス気流中で処理するのみで活性を示し、特に活性化処理を必要としなかった。浸漬担持法により調製した触媒と反応活性の比較検討を行った。ガス空間速度が低い反応条件(34000ml/h/g-cat程度)では、浸漬担持法で調製した触媒は、固相晶析法で調製した触媒とほぼ同等の活性を示すが、ガス空間速度の上昇に伴い、浸漬担持法で調製した触媒の活性は急激に低下した。一方、固相晶析法で調製した触媒は、高いガス空間速度の反応条件においても高い活性を維持した。従って、新規な方法である固相晶析法で調製した触媒は、浸漬担持法で調製した触媒よりも高活性であることが明らかとなった。一方メタンの部分酸化反応についは、CO_2改質反応とは異なり、触媒の活性化として還元処理が必要であることが分かった。ガス空間速度を変化させ反応を行ったところCO_2改質反応と同様に高い空間速度でも固相晶析法で調製した触媒は高い活性を維持した。さらに、固相晶析法で調製した触媒は、浸漬担持法で調製された触媒と比較すると特に低い反応温度(600°C)でより高い活性を示した。固相晶析法により担持されたNi粒子は酸化・還元に対して高い安定性を備えており、これが定温での高い活性の原因であると結論された。結晶性層状化合物であるハイドロタルサイト(Mg_3Al(OH)_8CO_3^<2->nH_2O)の構造の一部をRh,Ru,Pd,Niで置換し触媒前駆体を調製した。固相晶析法で調製した金属担持触媒を用いてメタンのCO_2改質反応を行ったところRh,Ru担持触媒が合成ガス生成に対して高い活性を示し、反応中に炭素析出がほとんど起こらないことが分かった。Pd担持触媒は、反応初期には高い活性を示したが反応時間の経過とともに活性は低下した。反応後の触媒には、多量の炭素が析出しており、これが活性低下の原因であると考えられる。また、Ni担持触媒は、低担持量では活性を示さないが、担持量を増加させるとRh,Ru担持触媒と同等の合成ガス生成活性を示すことを明らかにした。また担持量によっては、反応初期に誘導期が観測され、これは触媒上のNi種の還元状態に依存していることが明らかとなった。反応後にNi金属種が存在していることから、担持された金属種は、反応雰囲気下で金属状態まで還元され、その後合成ガス生成活性を示すようになったと考えられる。

Ni担持触媒について金属担持触媒の一般的な調製法である浸漬担持法により調製した触媒と反応活性の比較検討を行った。ガス空間速度が低い反応条件(34000ml/hg-cat程度)では、浸漬担持法で調製した触媒は、固相晶析法で調製した触媒とほぼ同等の活性を示すが、ガス空間速度の上昇に伴い、浸漬担持法で調製した触媒の活性は急激に低下した。一方、固相晶析法で調製した触媒は、高いガス空間速度の反応条件においても高い活性を維持した。従って、新規な方法である固相晶析法で調製した触媒は、浸漬担持法で調製した触媒よりも高活性であることが明らかとなった。結晶性層状化合物であるハイドロタルサイト(Mg_3Al(OH)_8CO_3^<2->nH_2O)のMgの一部をNiで置換し触媒前駆体を調整した。これを高温(850°C)で焼成することにより金属担持触媒を得た(固相晶析法)。固相晶析法で調整した金属担持触媒を用いてメタンのCO_2改質反応および部分酸化反応を行った。メタンのCO_2改質反応については、Niの担持量が低い場合、ほとんど活性を示さないが、担持量を増加させると高い活性を示すことが明らかとなった。浸漬担持法により調整した触媒と反応活性の比較検討を行った。ガス空間速度が低い反応条件(34000ml/hg-cat程度)では、浸漬担持法で調整した触媒は、固相晶析法で調整した触媒とほぼ同等の活性を示すが、ガス空間速度の上昇に伴い、浸漬担持法で調整した触媒の活性は急激に低下した。一方、固相晶析法で調整した触媒は、高いガス空間速度の反応条件においても高い活性を維持した。従って、新規な方法である固相晶析法で調整した触媒は、浸漬担持法で調整した触媒よりも高活性であることが明らかとなった。一方メタンの部分酸化反応についは、CO_2改質反応とは異なり、触媒の活性化として還元処理が必要であることが分かった。固相晶析法で調整した触媒は、浸漬担持法で調整された触媒と比較すると特に低い反応温度(600°C)でより高い活性を示した。固相晶析法により担持されたNi粒子は酸化・還元に対して高い安定性を備えており、これが低温での高い活性の原因であると結論された。
有機-無機複合材料を用いた非線形光導波形スイッチに関する研究

有機-無機複合材料は、ガラスの低温合成法であるゾルゲル法を用いて作成した物質であり、有機材料の長所と無機材料の長所を併せ持つ。本研究では、分子オーダーで2次の非線形性が大きい有機色素ディスパースレッド1(DR1)を無機シリカマトリックスの中に高濃度(45wt%)分散し、コロナポーリングを行うことにより、2次の非線形性を発現させた。メーカフリンジ法により、高調波に吸収を持つ領域での非線形光学定数を測定評価し、d_<33>=190pm/vという極めて大きな値を得た。これは、代表的な無機結晶LiNbo_3と比較して、約5倍の値であり、またゲストホスト型高分子材料の中で世界最高の非線形性の値であった。しかも、この複合材料は色素の配向緩和が無く、これまでの非線形高分子材料の欠点であった非線形性の経時劣化が常温では全く無いことが明らかになった。また、本研究でのスイッチング電圧の値に密接に関連する電気光学定数は、r_<33>=110pm/vという世界最高レベルの値になった。一般に、ゾルゲル法で作成した膜は薄いため、光の伝搬が困難である。そこで本研究では、ゾルゲル膜の下に透明ガラス膜を堆積することにより、多層光導波路構造を用いて光の伝搬を可能にした。次に理論解析および実験により、広帯域、低スイッチング電圧での非線形多層膜構造光導波形スイッチを設計、試作した。スペクトル領域法を用いて等価屈折率、帯域幅等、導波形スイッチデバイスとしての特性を評価した。その結果、従来の無機結晶LiNbo_3と比較して、複合材料を用いたデバイスの帯域幅が20倍も広帯域となることが明らかになった。
杭,コーン, SPTサンプラーなどの貫入体による地盤応力変化に関する基礎的研究

N値やCPTデータを用いた経験式による杭支持力予測の精度向上を目的として、杭およびSPTサンプラー(開端杭)の貫入や水平載荷による地盤内応力変化の違いを把握する実験と解析を実施した。実験では, PIVシステムによって,鉛直および水平載荷時の杭周辺地盤の変位,変形,ひずみ分布を詳細に得ることができた。また,管内土の押上げ実験とそのDEM解析を通じて, SPTサンプラー(開端杭)の挙動に大きな影響を及ぼすパラメータを明らかにした。本年度は,単杭を地盤に押し込んだ時の周辺地盤の変形挙動を観察および計測する手法の開発に主眼を置いて,研究を進めた。そのために,杭体と地盤の対称性を利用し,半分割した杭体と地盤モデルを用い,地盤変形の測定を行いながら杭の載荷実験を行えるように,地盤変形を可視するための土槽の作成,載荷装置を考案・設計した。地盤の変形,ひずみを求めるため,杭と地盤対称面にターゲットを設置しその二次元的変位をPIV手法によって測定した。測定したターゲットの変位から,有限要素法によって地盤の変形およびひずみ分布を計算するプログラムを開発した。作成した実験装置を用いて,最初に,乾燥砂を模型地盤として,平面ひずみ条件における平板の鉛直載荷実験を行った。この実験では,平板の鉛直荷重と沈下の関係に加えて,地盤の変位,ひずみ分布を測定した。地盤の相対密度を変化させて複数の実験を行った。地盤が密な場合,明確なすべり線を観察することができた。また,測定した地盤のひずみ分布より,せん断が卓越する領域,ダイレタンシーが卓越する領域を的確に捉えることができた。次に,同じく乾燥砂模型地盤において,単杭の鉛直載荷および水平載荷試験を行った。鉛直載荷実験では,杭周面付近と杭先端付近の地盤の変形挙動の明確な違いが観察された。水平載荷試験においても,杭周辺地盤の変形挙動を明確に観察することができた。半割の杭と地盤を用いた杭と地盤の変形挙動の観察手法は,これまで他の研究によっても採用されているが,水平載荷を受ける杭に適用したのは,本研究が最初であり,本手法を今後群杭などにも適用できる可能性を示すことができた。ただし,半割杭と半割地盤の密着性の不足から両者の間に砂が入り込むなどの課題点も見出された。使用する砂の粒径を大きくする,水平載荷の際に杭と地盤の間に引張り力を作用させないなどの工夫により,解決可能である。平成22年度は,単杭を地盤に押し込んだ時,またその後繰り返しの水平載荷を受けた時の,杭と周辺地盤の変形挙動を観察および計測する手法の開発に主眼を置いて,研究を進めた。そのために,平成22年度の研究において作成した,半分割した杭体と地盤モデルを用い,一連の実験を行った。実験パラメータとして,砂地盤の密度(相対密度70%と90%),杭表面の粗度(滑らかな表面と砂を貼りつけた表面),水平載荷時の杭頭の鉛直荷重レベルを変えて,それらが杭および周辺地盤の挙動に与える影響を調べた。地盤挙動の観察手法として,地盤の任意の位置に設置したターゲットの変位から,内挿関数を用いて,地盤の格子点における変位を計算し,さらにこれらの変位から格子点における地盤の鉛直,水平,体積ひずみを計算できる手法(プログラム)を完成した。杭の載荷実験では,まず模型地盤にあらかじめ設置された模型抗の鉛直載荷実験を行い,鉛直荷重-変位関係を計測し,これから第1極限荷重と第2極限荷重を求めた。通常,現場での水平載荷実験では,鉛直荷重が作用しない条件で実施される。しかし,実際の地震や風荷重などの水平載荷を受ける際には,上部構造物の荷重(死荷重)が杭頭に作用している。鉛直荷重レベルが繰り返し水平載荷を受ける単杭および周辺地盤の挙動に与える影響を調べるために,模型実験においては,第1極限荷重の0,10%,20%,30%,50%,70%の鉛直荷重を載荷した条件で,繰り返し水平載荷を行った。載荷方式は,変位制御方式として,両振りで杭直径の1,2,3,4,5%までの水平変位を杭頭に与えた。杭頭荷重が0の場合,水平載荷時の鉛直変位は,ほとんど生じなかった。杭頭荷重レベルが大きくなるほど,水平載荷時の鉛直変位は増加した。滑らか杭と粗い杭の挙動を比較すると,粗い杭(摩擦杭)の沈下量は,滑らか杭に比べて,小さくなることがわかった。本年度に開発したPIVシステムによって,鉛直および水平載荷時の杭周辺地盤の変位,変形,ひずみ分布を詳細に得ることができた。この成果は,群杭およびパイルド・ラフトの挙動に関する実験を予定しているH23年度の実験においても有効に利用できることが検証された。平成23年度は,以下の二つのテーマに主眼をおいて,研究を進めた。

テーマ1の研究内容と成果:複数の貫入体(杭)が鉛直荷重と繰返し水平荷重が受ける時の,貫入体に発生する力(あるいは応力)と周辺地盤の変位・変形挙動を実験的に調べた。実験では,杭頭を剛なフーチングで固定した,幅D=15mm,長さL=300mmの3本の貫入体を,杭中心間隔S=45mm,60mmで,あらかじめ模型砂地盤に設置し,その後この基礎構造物を4mm程度押し込んだ。その後,フーチング部に繰り返し水平荷重を与えた。鉛直荷重段階では,両端の杭が,中心杭に比べて,大きな荷重を負担した。また,水平載荷時では,変位する前面に位置する貫入体が非常に大きな抵抗力を受けた。これらの挙動は,これまでに知られている群杭挙動に対応している。地盤の挙動に着目すると,鉛直載荷時には,貫入体に取り囲まれた地盤があたかも一つの大きな貫入体であるかのような挙動が観察された。水平載荷時には,貫入体の前面および後面に,地盤と貫入体の間にギャップが生成された。これらの実験データを今後詳細に解析することで,貫入体周辺地盤内の応力変化をある程度の精度で推定できる段階に達した。テーマ2の研究内容と成果:開端杭や標準貫入試験サンプラーの地盤への貫入を念頭に置き,管内土の挙動に焦点を絞り,管内土の押上げ実験とこのDEM解析を行った。このテーマでは,管内土高さH,菅内径D,地盤密度D_rを変えて,押上げ実験を行った。その結果,サンプラー内部の土の応力状態は,H/DおよびD_rに大きく影響されることが示された。また,DEM解析に基づけば,土粒子間の摩擦係数μ_<intrinsic>,土の内部摩擦係数μおよび土粒子とサンプラー内面間の摩擦係数μ_<intrinsic>も,サンプラー内部の土の応力状態に影響するパラメータであることが示された。このことは,N値の有する力学的意味を考察するのに,貴重な研究成果といえる。
2000年世界人口センサスの方法的展開と社会意義にかんする多面的研究-構造転換期における統計情報と行政情報の接合・総合分析-

本企画研究では、2000年年6月と7月に全体会議をもち、また文部省審査会ヒアリング(2000年6月9日)の審査結果(同年9月に不採択理由の連絡)を踏まえて、9月から10月にかけて、会合を重ね、これまでの研究目的・計画と研究組織(4つの研究事項と8チームの計画研究)の基本的な再編成と拡充をはかった。最終的には、8の研究事項(A01世界人口センサスの直面する問題、A02国際人口変動、A03出生力・高齢化・医療、A04世帯・家族構造、A05社会変動、A06産業・労働力・就業構造、A07小地域統計と地域区分、A08経済システムとシミュレーション)と20の計画研究を設定し、全体テーマを「21世紀における社会創造のための人口統計システムの構築」として、関連分野の指導的な専門家と中核的なスタッフが連携した密度の高い目的意識的な実施計画と研究組織が設計できている。つぎに、欧米諸国における実地調査と最新の情報にもとづき、2000年世界人口センサスに発現している統計概念、調査方法および社会・労働問題を踏査し、人口センサスと人口問題が政府統計体系と人口社会研究に与える影響の大きさを確認することによって、上述の新しい研究体制の有効性を検証している。最後に、12月1日に、日本学術会議、日本統計学会および経済統計学会に協力を得て、統計シンポジウム『2000年世界人口センサスの動向と21世紀における人口・労働研究の課題』を開催し、全国の政府統計関係者と人口社会研究者に特定領域研究の学術的かつ社会的な意義をアピールするとともに、多面的かつ機動的な研究協力体制を整えている。
染色体異常のある子どもの保育―心疾患の影響―

染色体異常の子どもに合併する先天性心疾患の種類や治療等に関し、5病院のカルテ調査と、2地域の保護者のアンケート調査を行った。ダウン症候群患者の総数は1310人(女626,男684)となり、その中で先天性心疾患のある女は354人(57%)、男は338人(49%)で、女の方が先天性心疾患を有する割合が有意に高かった。手術の有無で3段階に分けると、「先天性心疾患の手術あり」の女は199人(32%)、男は175人(26%)で、女に手術が必要な先天性心疾患が有意に多かった。主病変は多い順に心室中隔欠損症、心房中隔欠損症、房室中隔欠損症、動脈管開存症、ファロー四徴症で、動脈管開存症は女に多かった。ダウン症候群患者(DS)の外来カルテ調査と保護者へのアンケートを行い、先天性心疾患の有無及び心臓手術の有無を指標とした先天性心疾患の重症度の性差を検討した。(1)A「ダウン症療育相談外来」:DS患者254人(男140,女114人)の中で、先天性心疾患を合併している男は56人(40%)、女は58人(51%)で有意な性差はなかった。しかし、先天性心疾患を有する患者の中で心臓手術を受けた男は22人(16%)、女は29人(25%)で、女の方が心臓手術の割合が高く、有意により重症であると考えられた(Mantel-Haenszelのカイ二乗検定でp=0.035)。(2)B大学病院:DS確定患者186人(男87,女99人)のうち、先天性心疾患を合併している男は43人(49%)、女は58人(59%)であり、有意な性差は認められなかった。また、心臓手術を受けた男25人(28%)、女36人(36%)で、性別による重症度の割合にも有意差はなかった。(3)C大学病院:同様にDS確定患者42人(男18,女24人)のうち、先天性心疾患を合併している男は8人(33%)、女は9人(50%)であり、有意な性差は認められなかったが、心臓手術を受けた割合は男0人、女5人(28%)で、女の方が重症である割合が有意に高かった(p=0.044)(4)DSの保護者へのアンケート:S県のDSの親の会(S)と、都内のDSの保護者(T)に郵送アンケートを行った。途中経過では(S)において、DS患者126人(男71,女55人)のうち先天性心疾患を合併している男は33人(46%)、女は31人(56%)で有意な性差は認められなかったが、心臓手術を受けた者は男19人(27%)、女22人(40%)で、女の方が重症者の割合が有意に高かった(p=0.035)。染色体異常児の中でダウン症候群患者に絞り、外来カルテ調査と保護者へのアンケート調査を実施し、先天性心疾患の有無および心臓手術の有無を指標とした先天性心疾患の重症度の性差を検討した。平成24年度に引き続き、新たに協力病院(D)を得た結果、調査対象は(A)「ダウン症療育相談外来」255人、(B)大学病院188人、(C)大学病院47人、(D)大学病院186人、(S)S県の親の会アンケート129人、(T)都内幼児教室卒園者アンケート128人の6種類となった。病院4施設(A、B、C、D)の総数667人(男341人、女326人)の中では、先天性心疾患のある男は168人(49%)、女191人(59%)であり、女の方が心疾患のある割合が有意に多かった(p=0.019)。さらに「手術が必要な心疾患あり、手術が必要でない心疾患あり、心疾患なし」の3段階にして検討すると、「心疾患なし」では、男173人(51%)、女135人(41%)と男が多いのに対して、「手術が必要でない心疾患あり」では、男77人(23%)、女70人(21%)と男女がほぼ等しくなり、「心臓手術が必要な心疾患あり」では、男91人(27%)、女121人(37%)と、女の方が有意に多くなっていた(Mantel-Haenszelのカイ二乗検定でp=0.003)。このことから女の方が重症な傾向があることが分かった。アンケートを含めた6種全ての有効データ総数は923人(男487人、女436人)となり、その中で先天性心疾患のある男は237人(49%)、女252人(58%)であり、やはり女の方が心疾患のある割合が有意に多かった(p=0.007)。さらにその中を3段階に分けると、「心臓手術が必要な心疾患あり」の男は126人(26%)、女は157人(36%)で、やはり女では重症な心疾患が有意に多かった(M-Hのカイ二乗検定でp=0.001)(1)A専門外来カルテ情報の収集と解析研究代表者が診療を行っているAクリニック

「ダウン症療育相談外来」の開設時(1987年)以降のカルテの患者情報を収集し、PC入力した。総数272人中、ダウン症候群患者(DS)は249人(男136人、女113人)で、今回はDSに限定して解析した。先天性心疾患を合併している男は54人(40%)、女は56人(50%)であり、有意な性差はみられなかったが、先天性心疾患の合併患者の中でも心臓手術を受けた割合は男の16%、女の26%と女で有意に高く(Mantel-Haenszelのカイ二乗検定でP=0.04)、女が男より心臓手術が必要となるような重症患者の割合が高い可能性が考えられる。さらに心疾患の種類別に個別に検討すると、心房中隔欠損症、心房中隔欠損症と肺高血圧合併はいずれも有意に女に多かった(有意確率はそれぞれp=0.018, p=0.030)。心室中隔欠損症、ファロー四徴症、心内膜床欠損症、動脈管開存症、心室中隔欠損症と肺高血圧合併については有意な性差が認められなかった。(2)大学病院のカルテ情報の収集B大学病院倫理審査委員会に本研究実施の了解を取り、369人のDS(疑いを含む)の診療情報を得た。現在DSと確定している患者のみで分析すると、何らかの先天性心疾患を合併している男は113人(63%)、女は122人(68%)であり、有意な性差はみられなかった。先天性心疾患の重症度については、現在カルテを精査中である。次いでC大学病院倫理審査委員会に本研究の審査を申請する準備を行った。(3)ダウン症候群の保護者へのアンケートの解析次年度にダウン症候群の保護者に対して先天性心疾患の合併頻度の性差を調べるためのアンケートを行う予定である。アンケート内容の検討、対象の選定、アンケート期日の調整と連絡を行い、実施準備を進めた。染色体異常の中で症例数の多いダウン症候群患者についての調査研究を継続した。現在までに解析の終了した4施設(AD)の病院カルテデータと、2地域(S,T)の患者保護者アンケートデータの結果について、平成27年6月に開催される第62回小児保健協会学術集会において「ダウン症候群に合併する先天性心疾患の性差」として学会発表することとした。有効データ総数は920人(男485人、女435人)である。その中で先天性心疾患のある男は235人(48%)、女252人(58%)であり、女の方が先天性心疾患のある割合が有意に多かった(p=0.005)。さらにその中を手術の有無で3段階に分けると、「先天性心疾患の手術あり」の男は126人(26%)、女は157人(36%)で、女では重症な先天性心疾患が有意に多かった(Mantel-Haenszelのカイ二乗検定でp=0.001)。先天性心疾患の合併頻度が女に多いだけでなく、その中で手術が必要となるような重度の先天性心疾患の割合も女に多いことが、ダウン症候群の予後や平均寿命の性差をもたらしている可能性があると考えられた。さらに小児専門病院(E)の協力のもと、カルテ調査の研究の倫理申請を行い、承認を得て、データを収集した。その有効データ数は207人(男108人、女99人)である。それを加えた病院5施設(AE)と2地域のアンケート(S,T)を合わせた総数は現在のところ1127人(男593人、女534人)となった。そのうち先天性心疾患があるのは610人(54%)で、男は302人(51%)、女は308人(58%)であった(p=0.027)。平成27年度はこれらの詳細について解析を行う。染色体異常の子どもに合併する先天性心疾患に着目し、先天性心疾患の種類や治療、手術などに関して、大学付属病院や関連病院の小児循環器専門医の協力による電子カルテ調査と、保護者へのアンケート調査を行い、研究最終年度までに7病院のカルテデータ、2地域のアンケートデータを得た。症例数の多いダウン症候群患者について解析し、総数は1230人(女584,男646)となった。その中で先天性心疾患のある女は323人(55%)、男は320人(50%)で、女の方が先天性心疾患を有する割合が有意に多かった(χ二乗検定でp=0.043)。さらにその中を手術の有無で3段階に分けると、「先天性心疾患の手術あり」の女は192人(36%)、男は171人(29%)で、女に手術が必要な先天性心疾患が有意に多かった(χ二乗検定でp=0.025)。
妖精症をモデルとした子宮内発育不全発症機序に関する分子生物学的研究

子宮内発育不全、体脂肪の減少、高度のインスリン抵抗性を示す症候群であるLeprechaunism(妖精症)をモデルとして子宮内発育不全症におけるインスリン関連因子の役割についてin vivo,in vitroの面から検討を加えた。インスリン受容体遺伝子の解析及びその異常遺伝子の発現実験にて本症の受容体遺伝子異常として新しい遺伝子変異を同定した。すなわち母親由来のalleleにおいてExon5の一部を含む領域に約1.5kbの欠失を認め、mRNA量も約70%に減少していた。父親由来のalleleではコドン87のLeu(CTG)がPro(CCG)に置換する点突然変異を認めた。NIH3T3細胞に両異常遺伝子を発現させたところインスリン結合能の低下、受容体蛋白の細胞内輸送の障害がみられた。父親由来の受容体遺伝子変異は受容体蛋白のインスリン結合部位に一致し、この部位の構造変化によりインスリン結合の低下が引き起こされたものと推測された。皮膚繊維芽細胞を用いたインスリン及びIGF-Iの結合能、細胞数、Thymidine,AIB,Glucoseの取り込みを指標としたインスリン、IGF-Iの作用機構を検討したところ、インスリン結合能は低下していたが、IGF-I結合能は正常児由来細胞と同等の結合能を有していた。また細胞数増加、Thymidine,AIB,Glucoseの取り込みを指標としたインスリン作用は低下していたが、IGF-Iは正常と同等の作用を示した。In vivoでのIGF-I治療により患児の代謝動態は良好にコントロールされており、また発育も順調である。以上のin vivo,in vitroの結果は本症においてインスリンレセプターを介する情報伝達系には異常がみられるがIGF-Iレセプターを介する情報伝達系は正常に作動していること、また子宮内発育不全の原因としてインスリンレセプター異常が関与していることが示された。
アンチエイジング分子Ｋｌｏｔｈｏに着目した慢性胃炎および胃がんの病態解明

胃疾患における老化抑制分子Klothoの意義を検討した。胃潰瘍とヘリコバクター・ピロリ(Hp)感染には密接な関連がある。胃潰瘍組織においてKlothoの発現は低下すること、Klothoを投与することにより潰瘍治癒は促進することを明らかにした。Hp誘発胃炎におけるTLR9シグナルの意義TLR9欠損マウスを用いて検討し、TLR9シグナルはHp誘発胃炎の初期過程において抗炎症的に作用することを明らかにした。Hp感染により、マウス胃粘膜におけるKlotho mRNAの発現レベルは低下しており、Hp感染は胃粘膜におけるKlothoの発現を低下させ、胃粘膜萎縮に関与する可能性が示唆された。【背景】Klothoはヒトの多彩な老化症状類似の変異表現形をもつマウスの研究から老化抑制分子として同定されたタンパクである。その主な生理機能は腎におけるカルシウムの輸送制御およびリン代謝の内分泌制御であるが、その他にも抗炎症作用などの多彩な作用が解明されつつある。(研究1)胃潰瘍とヘリコバクター・ピロリ(ピロリ)感染には密接な関連がある。本研究では胃潰瘍治癒過程におけるKlothoの発現動態と潰瘍治癒に及ぼす影響について検討した。マウス酢酸実験胃潰瘍においてKlothoの発現は主に胃上皮細胞に認められた。潰瘍辺縁の組織では健常組織に比較してKlotho mRNAの発現は約1/5に低下していた。リコンビナントKlothoの投与は胃潰瘍治癒を促進させた。Klothoは胃上皮細胞の細胞増殖能を亢進させた。以上から胃潰瘍組織においてKlothoの発現は低下すること、Klothoを投与することにより潰瘍治癒は促進することが明らかとなった。Klothoの潰瘍治癒促進作用の機序として上皮細胞増殖促進作用の関与が示唆された。(研究2)Toll-like receptor(TLR)は微生物由来の分子を認識し自然免疫を発揮するが、そのなかでTLR9は微生物由来のオリゴヌクレオチドを認識する。本研究ではピロリ誘発胃炎におけるKlothoの意義を解明する上の予備的検討として、ピロリ誘発胃炎におけるTLR9シグナルの意義をTLR9欠損マウスを用いて検討した。ピロリ感染後早期においてピロリ感染により誘導されるtumor necrosis factor alphaおよびinterferon gammaの遺伝子発現はTLR9欠損マウスでは野生型マウスに比較してさらに増強しており好中球浸潤もより高度であった。以上から、TLR9シグナルはピロリ誘発胃炎の初期過程において抗炎症的に作用することが明らかとなった。【背景】Klothoは多彩な老化症状類似の表現形をもつマウスの研究から老化抑制分子として同定されたタンパクである。(研究1)胃潰瘍とヘリコバクター・ピロリ(Hp)感染には密接な関連がある。その結果、胃潰瘍組織においてKlothoの発現は低下すること、Klothoを投与することにより潰瘍治癒は促進することが明らかとなった。本研究ではHp誘発胃炎におけるKlothoの意義を解明する上の予備的検討として、Hp誘発胃炎におけるTLR9シグナルの意義をTLR9欠損マウスを用いて検討した。Hp感染後早期においてHp感染により誘導されるtumor necrosis factor alphaおよびinterferon gammaの遺伝子発現はTLR9欠損マウスでは野生型マウスに比較してさらに増強しており好中球浸潤もより高度であった。以上から、TLR9シグナルはHp誘発胃炎の初期過程において抗炎症的に作用することが明らかとなった。(研究3)マウスにHpを感染させ、Kotho遺伝子の発現を検討した。Hp感染により、マウス胃粘膜におけるKlotho mRNAの発現レベルは非感染胃粘膜に比し約1/10に低下した。以上より、Hp感染は胃粘膜におけるKlothoの発現を低下させ、胃粘膜萎縮に関与する可能性が示唆された。(胃潰瘍治癒過程におけるアンチエイジング分子klothoの発現動態と潰瘍治癒促進作用)【背景と目的】Klothoはヒトの多彩な老化症状類似の変異表現形をもつマウスから同定された老化抑制分子として同定されたタンパクである。本研究では、胃潰瘍治癒過程におけるklothoの動態と潰瘍治癒に及ぼす作用について検討した。【方法】

(1)マウスに酢酸実験潰瘍を作成し、潰瘍作成日より3日後を潰瘍発生日として潰瘍発生日より4日後および7日後に胃を摘出した。(2)潰瘍組織におけるklothoの発現はreal time RT-PCR法を用いて検討した。マウスリコンビナントklothoを1日2回腹腔内投与して潰瘍発生日より4日後および7日後に胃を摘出して潰瘍面積を比較した。【結果】(1)潰瘍発生日より4日後の潰瘍組織においてklotho遺伝子の発現低下が認められた。(2)リコンビナントklothoの投与は胃潰瘍治癒を促進させた。【結論】胃潰瘍組織においてklothoの発現は低下していること、klothoの投与は潰瘍治癒に対し促進的に作用することが明らかとなった。(胃癌細胞の細胞増殖におけるklothoの効果)胃潰瘍治癒促進作用および胃癌に対するklothoの影響を検討するため、以下の検討を行った。胃癌細胞株(AGS, MKN7)を用いて胃癌細胞の遊走能および細胞増殖能に対するklothoの効果をwound healing assayおよびMTT assayにより検討した。その結果klothoは胃癌細胞遊走能は亢進させなかったが増殖能を亢進させた。以上より、klothoは細胞増殖能についてはむしろ亢進させることがわかり、これまで報告されている抗腫瘍作用とは反対に細胞増殖能を亢進させることにより発癌や癌の進展に関与する可能性が視させれた。初年度計画していたヘリコバクターピロリ感染胃炎におけるKlothoの臨床的意義に関する検討が未検討となっている。今年度の検討ではklothoが胃癌の増殖能に対してはむしろ促進的に作用することを示すことができたが、初年度計画していたヘリコバクターピロリ菌感染胃炎におけるklothoの臨床的意義に関する検討が未検討となっている。来年度はヒト臨床検体(内視鏡生検標本)を用いて除菌前後におけるklothoの発現の動態を検討したい。初年度計画していたヘリコバクター・ピロリ感染胃炎におけるKlothoの臨床的意義に関する検討については、除菌前後のヒト胃粘膜サンプルの採取例数が未だ不十分であるため、ヘリコバクター・ピロリ感染マウスを用いて除菌療法を施行し、除菌前後におけるKlothoの発現動態および胃粘膜炎症への関与を検討する。また、胃粘膜炎症におけるKlothoの意義をin vitroの系を用いて炎症免疫学的に検討する。基礎的検討については胃潰瘍治癒過程におけるklothoの意義を細胞内シグナル伝達機構の面から検討し、その研究よりヒントを得て胃癌の発癌や進展・転移におけるklothoの機能を更に詳細に検討する予定である。また、translational researchとしてヒト臨床検体(内視鏡生検標本)を用いて除菌前後におけるklothoの発現の動態の変化を検討する予定である。下記を購入する予定です。宜しくお願いします。
パーキンソン病モデルマウスの作製と解析

パーキンソン病をはじめとする多くの脳の変性疾患で活性酸素による神経毒性が重要な病理学的役割を果たすことが知られている。脳におけるドーパミン系システムは運動の制御、手続き記憶、認知等の高次機能に関与し、日常生活の質を支える機能を司っている。ところが、ドーパミン系の神経細胞死は脳の老化に伴い頻回に観察される様になる。黒質におけるドーパミン系細胞が本来の20%程度になると振戦、筋固縮、動作緩慢等の典型的なパーキンソン病の症状を呈するようになる。しかし、細胞減少が20%に至らない多くのケースではパーキンソン病と臨床診断されないものの運動機能不全、認知機能不全が存在する。この様なパーキンソン病予備群の老人がかなりの頻度で病理学的に検出される事から、今後人口の高齢化と共にパーキンソン病予備群老人が大きな社会医学的な問題になると予測される。本研究課題では、活性酸素による神経毒性のためにドーパミン系細胞のみが選択的に神経変性を示す疾患モデルマウス(老人性パーキンソン病モデルマウス)を作製し、将来的には、このモデル系を用いた遺伝子治療(SOD発現による抗酸化療法)および老化防止薬(抗酸化薬)の開発を目指す。マウスMnSOD染色体遺伝子の第3エクソンの前後にloxpを挿入したコンストラクトをES細胞に遺伝子導入し、相同組換え体を単離する。相同組換えES細胞をマウスの初期胚に導入しキメラマウスを作製した。キメラマウスをB6に交配し、loxpが付加されたSOD遺伝子が胚染色体遺伝子に移行したヘテロマウスを確立した。さらに、ヘテロマウスの交配によりホモマウス(loxp-MnSODノックインマウス)を樹立した。脳におけるドーパミン系システムは運動の制御、手続き記憶、認知等の高次機能に関与し、,日常生活の質を支える機能を司っている。ところがドーパミン系の神経細胞死は脳の老化に伴い頻回に観察される様になる。この様な背景から、人口の高齢化に伴い、老人性パーキンソン病が大きな社会医学的な問題になると予測される。平成11年度は選択的MnSOD(Mnスーパーオキシドディスミュターゼ)ノックアウトマウス作製の為、マウスMnSOD染色体遺伝子の第3エクソンを含むゲノム断片をマウス129ゲノムライブラリーより単離した。エクソン3前後のイントロン配列にloxpを挿入したターゲティングベクターを調整した。ターゲティングベクターをES細胞に遺伝子導入し、G418耐性クローンを選別した。サザンで相同組換えが確認されたES細胞を凝集法を用いてC57BLACK/6マウスとのキメラマウスを作製した。現在、キメラマウスをC57BLACK/6に交配し、ターゲットアリルが胚染色体遺伝子に移行したヘテロマウスを作製中である。一方、TH-cre(Tyrosine Hydroxylase-cre)トランスジェニックマウスはHans Thoenen博士から供与を受ける予定である。

黒質におけるドーパミン系細胞が本来の20%程度になると振戦、筋固縮、動作緩慢等の典型的なパーキンソン病の症状を呈するようになる。しかし、細胞減少が20%に至らない多くのケースではパーキンソン病と臨床診断されないものの運動機能不全、認知機能不全が存在する。この様なパーキンソン病予備群の老人がかなりの頻度で病理学的に検出される事から、今後人口の高齢化と共にパーキンソン病予備群老人が大きな社会医学的な問題になると予測される。本研究課題では、活性酸素による神経毒性のためにドーパミン系細胞のみが選択的に神経変性を示す疾患モデルマウス(老人性パーキンソン病モデルマウス)を作製し、将来的には、このモデル系を用いた遺伝子治療(SOD発現による抗酸化療法)および老化防止薬(抗酸化薬)の開発を目指す。マウスMnSOD染色体遺伝子の第3エクソンの前後にloxpを挿入したコンストラクトをES細胞に遺伝子導入し、相同組換え体を単離する。相同組換えES細胞をマウスの初期胚に導入しキメラマウスを作製した。キメラマウスをB6に交配し、loxpが付加されたSOD遺伝子が胚染色体遺伝子に移行したヘテロマウスを確立した。さらに、ヘテロマウスの交配によりホモマウス(loxp-MoSODノックインマウス)を樹立した。
C型肝炎ウイルス遺伝子導入により心筋症モデルの作製

近年さまざまな心疾患においてC型肝炎ウイルス(HCV)の関与が示唆されている。われわれが本プロジェクトで行ったこれまでの検討では、心筋炎・拡張型心筋症・肥大型心筋症の生検標本からPCRを行うと、従来心筋炎の主要な原因と考えられていたエンテロウイルスよりも高い頻度でHCVが検出された。これらのPCR産物の塩基配列を決定することにより、これらはC型肝炎の標準株と高いホモロジーを示すことが明かとなった。さらに、宿主側の要因としてHLAタイプによる疾患感受性を検討したところ、HLA-DRB1^*1201はHCV関連拡張型心筋症と、HLA-DRB1^*0901,DQB1^*0303はHCV関連肥大型心筋症と関連することが明らかとなり、宿主の免疫応答性が病型を規定する可能性が示唆された。そこで次にわれわれは、HCV関連心筋症のマウスモデルの作成を試みた。HCVはマウスへの感染が報告されていないため、トランスジェニックモデルを作成した。HCVのcodingregionのうち、構造蛋白と非構造蛋白をそれぞれ別々にpCMVプロモーターによりドライブしてpCMV/980,pCMV/NSの2種類の発現プラスミドを作成し、これらによりトランスジェニックマウスを作成した。構造蛋白の過剰発現マウスは2系統、非構造蛋白の過剰発現マウスは1系統得られている。これらのマウスを現在解析中である。また、HCV感染症例の70%以上が慢性化する要因の一つとして超可変領域の多様な変異による免疫監視機構からの逃避が考えられ、現在超可変領域の心筋特異的塩基配列について検討を重ねている。【目的】近年、我々が肥大型心筋症をはじめとしていくつかの心疾患にC型肝炎ウイルス(HCV)感染が関与していることを発見して以来、国内外において同様の報告が相次ぎ、心筋症・心筋炎の新たな病因として注目されている。これまでに我々が検討した心疾患患者においては、心筋炎12例中4例(33.3%)、拡張型心筋症26例中3例(11.5%)、肥大型心筋症23例中6例(26%)の生検標本切片でHCVゲノムを検出し得た。これは従来主な病原ウイルスと考えられていたエンテロウイルスよりも高い数値である。さらにnested PCR法によるマイナス鎖の同定をすすめている。HCV感染が70%以上の症例で慢性化する要因の一つとして、超可変領域(HVR;hypervariable region)の多様な変異による免疫監視機構からの逃避が挙げられる。心筋特異的塩基配列について現在検討を重ねている。このウイルス側の要因に加えて、宿主側の要因として、HCV肝硬変の疾患感受性にHLAジェノタイプによる宿主側の感受性の差異が注目されている。HLA-A11,B67は拡張型心筋症と、またHLA-DB1^*0407,DRB1^*0901,DQB1^*0303は肥大型心筋症と関連することが明かとなっている。とくにDRB1^*0901,DQB1^*0303はC型肝炎発症者ではむしろ減少していることが報告されており、HLAタイプにより拡張型心筋症・肥大型心筋症・肝炎・無症候性キャリアなどの発症の違いが説明される可能性が高い。また、HCVの各タンパクをコードする遺伝子の発現ベクターがすでに完成している。現在、これらを用いて遺伝子導入マウスを作製中である。

これらのPCR産物の塩基配列を決定することにより、これらはC型肝炎の標準株と高いホモロジーを示すことが明かとなった。さらに、宿主側の要因としてHLAタイプによる疾患感受性を検討したところ、HIA-DRB1^*1201はHCV関連拡張型心筋症と、HLA-DRB1^*0901,DQB1^*0303はHCV関連肥大型心筋症と関連することが明らかとなり、宿主の免疫応答性が病型を規定する可能性が示唆された。そこで次にわれわれは、HCV関連心筋症のマウスモデルの作成を試みた。HCVはマウスへの感染が報告されていないため、トランスジェニックモデルを作成した。HCVのcodingregionのうち、構造蛋白と非構造蛋白をそれぞれ別々にpCMVプロモーターによりドライブしてpCMV/980,pCMV/NSの2種類の発現プラスミドを作成し、これらによりトランスジェニックマウスを作成した。構造蛋白の過剰発現マウスは2系統、非構造蛋白の過剰発現マウスは1系統得られている。これらのマウスを現在解析中である。また、HCV感染症例の70%以上が慢性化する要因の一つとして超可変領域の多様な変異による免疫監視機構からの逃避が考えられ、現在超可変領域の心筋特異的塩基配列について検討を重ねている。
異種金属薄板および細線系の伝熱問題の深化と極低温度差発電への応用

生活環境で生み出される極低温度差からの発電を実現するため、異種金属薄板、および細線系の伝熱問題を取り扱い、当該構造体内部の温度分布を能動的に制御可能にした。作製した極微小熱電素子やマイクロスケール電位差法を活用して金属細線の熱電特性を測定すると共に、この知見を活用して薄板型熱発電機を設計し、その性能を予測した。実際に試作した薄板型熱発電機の性能を評価したところ、低温度差から十分な発電が可能であり、40Kなる低温度差においておよそ0.3uWの出力を得た。さらに異種金属界面の酸化や積層により高出力化が可能であることを示し、実現した熱発電機により各種センサを安定的に駆動できる見通しを得た。1.異種金属薄板および細線系の伝熱問題の解析異種金属細線の先端同士を接触させ、接触部から様々な間隔に配置した端子により電流を入出力した際に当該細線系内部に形成される非対称温度分布を解析した。温度分布の非対称性は接触部から端子を等間隔で配置した際に最も強く現れることを明らかにすると共に、この知見に基づき、当該異種金属接触部を高確度にジュール熱溶接するための条件を見出した。またFe薄板の一方を熱源に接触させた際の薄板表面の温度分布を赤外線カメラで測定し、作製する薄板型熱発電機内部の温度勾配を増大させるための知見を得た。2.極微小熱電素子の作製微小領域の温度測定に利用可能な熱電マイクロワイヤを作製した。直径100umのFeマイクロワイヤの一部を除いた表面に絶縁膜を形成し、その上からAl層を物理蒸着することで、先端に異種金属Fe/Al界面を形成した。作製した熱電マイクロワイヤは先端と他端との温度差に起因してAl表面とFe表面との間に起電力を生じるものであり、指で先端を触れた際に起電力が発生することを確認した。また当該熱電マイクロワイヤのゼーベック係数を求めめて発生した起電力から温度を算出可能にした。3.薄板に垂直な金属ナノワイヤの作製Fe薄板に曲率を与えて高温放置することで原子拡散を生じさせ、これにより薄板に対して垂直なFeナノワイヤを大量に作製した。表面にFeナノワイヤを有するFe薄板に絶縁膜とAl層を形成して熱電回路を形成し、これに温度勾配を与えて起電力を測定したところ、異種金属Fe/Al界面にFeナノワイヤを含有することにより当該熱電回路で発生する起電力が増大することを確認した。また、Feナノワイヤは形成していないが、Fe薄板表面を酸化させて作製した熱電回路においても同様な起電力の増大が認められ、異種金属界面の制御により更なる起電力の増大が見込まれることを見出した。研究実績の概要に記載のとおり、申請時に計画した研究を遂行し、異種金属細線系の伝熱問題を解析して当該異種金属接触部を高確度にジュール熱溶接するための条件を見出すと共に、微小領域の温度測定に利用可能な熱電マイクロワイヤを作製することに成功している。さらに薄板に対して垂直なFeナノワイヤを大量に作製することに加えて、作製したFeナノワイヤを異種金属界面に含めた熱電回路を形成し、これに温度勾配を与えて起電力を測定することにより、提案する薄板型熱発電機の高効率化に資する知見を得るなど、進展は順調である。1.マイクロスケール電位差法とWiedemann-Franz則直径100umのPt、Fe、Al細線を対象とし、顕微鏡観察下で実施するマイクロスケール電位差法において、細線長に比べて極めて短い電位差測定端子間隔で表面電位差を測定すると共に、端子間の温度を試算することにより、当該細線の電気伝導率の温度依存性を実測することに成功した。さらに直径0.8umと極めて細いPt細線の電気伝導率を実測したところ、直径100umのそれと温度に対する挙動が一致し、測定した値の妥当性を確認した。また電位差測定端子間隔を長くして測定した表面電位差と、先に実測した電気伝導率の温度依存性より、細線内部の温度分布を予測することに成功した。2.性能係数の測定材料の熱電変換能力は性能係数で評価され、特にゼーベック係数は重要である。対象とする金属細線と、異なる異種金属細線とをジュール熱により接合した熱電回路を構築すると共に、異種金属接点を細線ヒーターにより局所的に加熱し、回路内に発生した熱起電力を測定することにより、直径100umのFe/Al異種金属接点におけるゼーベック係数を測定することに成功した。3.薄板型熱発電機の設計と性能予測熱発電効率の飛躍的な向上を目指し、薄板型熱発電機を積層した、新しい積層型熱発電機を提案すると共に、当該熱発電機の出力を算出する理論モデルを構築した。異種金属界面、および積層接点に接触抵抗が含まれることを考慮して理論モデルを構築すると共に、これまでに実測した諸物性値も用いて最大出力を算出した。その結果、接触抵抗がある値以上となった場合に最大出力を実現する最適積層数が存在することが明らかとなり、この最適積層数を増大させることが高出力化の鍵であることがわかった。このためには、積層する薄板型熱発電機の寸法の最適化が極めて重要である。研究実績の概要に記載のとおり、申請時に計画した研究を遂行し、薄板型熱発電機の設計に不可欠な諸物性値を実測することに成功すると共に、高出力化のために当該薄板型熱発電機を積層した積層型熱発電機を着想した。

さらに当該熱発電機の最大出力を試算する理論モデルを構築すると共に、薄板型熱発電機に存在する接触抵抗を低減するために当該熱発電機の寸法を最適化することが有効であることを見出すなど、進展は順調である。1.薄板型熱発電機の試作と極低温度差発電厚さ0.1mmのFe薄板の一部を局所的に酸化させ、後に異種金属界面とするところをマスクして絶縁層を形成した。その後、マスクを除去してAl層を成膜することで、長さ30mm、幅20mmの薄板型熱発電機を実現した。試作した薄板型熱発電機は長さ方向の温度勾配に起因して薄板の両面に電位差が発生するものであり、これを含む開回路において測定した当該発電機のゼーベック係数は酸化させないそれのおよそ3倍であった。また閉回路により発電特性を評価し、40Kなる低温度差においておよそ0.3uWの出力を得た。2.薄板型熱発電機の高効率化長さ15mm、幅5mmの薄板型熱発電機を試作したところ、ゼーベック係数の値は変わらず、形成される温度勾配を保持したまま小型化に成功した。さらに小型化した薄板型熱発電機を熱電素子板として厚さ方向に積層することにより、温度勾配と電位勾配とが直交する独自の積層薄板型熱発電機を実現した。積層枚数の異なる熱発電機を試作して性能を評価することにより、当該積層薄板型熱発電機においては性能が最適となる積層枚数が存在することを明らかにした。またT型の薄板型熱発電機を試作して評価することにより、異種金属界面の電気抵抗の低減が、さらにCu層を成膜した薄板型熱発電機を試作して評価することにより、第2金属層の元素の選択が、それぞれ性能向上に有用であることを明らかにした。3.体温を利用した生体センサの駆動実現した薄板型熱発電機を用い、体温と外環境との極低温度差から発電して各種センサを駆動するための仕様について検討した。通常、各種センサは駆動時に大きな電力を必要とすることから昇圧回路を用いることとし、また各種センサの消費電力に応じて積層枚数を決定した積層薄板型熱発電機を用いることで、無電源環境下において連続的に生体情報を取得できる見通しを得た。生活環境で生み出される極低温度差からの発電を実現するため、異種金属薄板、および細線系の伝熱問題を取り扱い、当該構造体内部の温度分布を能動的に制御可能にした。作製した極微小熱電素子やマイクロスケール電位差法を活用して金属細線の熱電特性を測定すると共に、この知見を活用して薄板型熱発電機を設計し、その性能を予測した。実際に試作した薄板型熱発電機の性能を評価したところ、低温度差から十分な発電が可能であり、40Kなる低温度差においておよそ0.3uWの出力を得た。さらに異種金属界面の酸化や積層により高出力化が可能であることを示し、実現した熱発電機により各種センサを安定的に駆動できる見通しを得た。解析した伝熱問題の知見と、作製した熱電マイクロワイヤを活用し、薄板型熱発電機の実現に向けた研究を遂行する。具体的に、マイクロスケール電位差法によりFe細線の熱伝導率、電気伝導率の温度依存性を測定すると共に、ゼーベック係数を実測して当該細線の性能係数を求め、この知見に基づき薄板型熱発電機を設計する。更に設計した薄板型熱発電機を試作してその高効率化を図り、最終的に体温から安定的に生体センサを駆動することを目指す。これまでの知見に基づき設計した積層型熱発電機を試作し、さらに構築した理論モデルを駆使して高効率化を図り、最終的に体温から安定的に生体センサを駆動することを目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。機械材料・材料力学29年度が最終年度であるため、記入しない。
海洋微生物による有用魚類の成長・分化・生殖の化学的制御に関する研究

有用魚類の稚仔魚の成育、変態、着定などの生理およびそれらを促進する細菌および微細藻の生理活性物質を究明し、さらにそれら有用因子の遺伝子導入技術を応用し、魚類生産に貢献するとともに、魚類生理態学や水産微生物学の発展に資することを目的とした。得られた成果は下記の通り。1.ヒラメの変態期には、胃や幽門垂の分化・甲状腺の顕著な増加・胸腺組織の成熟など消化系・内分泌系・リンパ系諸器官に顕著な変化が観察された。変態後期コルチゾルの濃度上昇に続いて甲状腺ホルモン(T_4)濃度が著しく上昇した。これらの器官の発達やホルモンレベルには顕著な水温依存性が確認された。以上の知見より、ヒラメの変態期には多くの器官の分化や体の仕組みの変化とホルモンレベルの一過性の急上昇が集中して生じることが明らかとなった。2.ヒラメ稚仔魚の着定を促進する微生物をPVAに固定して探索し、微細藻としてChattonella antiquaを、細菌としてAcinetobacter sp.SS6ー2株を得た。それぞれを分画し、着定促進が認められたのは、C.antiquaのエタノ-ル不溶画分とSS6ー2株のアセトン不溶性画分であった。3.稚魚の摂餌誘引や成長促進をする微細藻の探索を行い、渦鞭毛藻類、とりわけCrypthecodinium cohniiが有効であり、その成分がジメチル・スルフォプロピオン酸(DMSP)であることを見出した。DMSPはメチオニンから脱炭酸酵素によりメチルチオプロピオン酸(MTP)を経て生合成されることを明らかにし、現在本酵素の精製を行っている。4.C.cohniiに、PEG法によってカナマイシンの耐性遺伝子とGUS遺伝子をもつプラスミドpUC19の導入を試み、耐性株にGUS活性の上昇がみられた。5.緑藻アナアオサのプロトプラストを調整し、それを再生し、葉状体形成型と仮根葉状体形成型の2タイプを得た。それらプロトプラストに遺伝子導入を試みているがまだ成功していない。本研究はヒラメなどの有用魚介類の稚仔の成育、変態、定着とそれを促進する微生物の役割を化学物質の面から解明しようとしたものである。今年度に得た成果と新しい知見は下記の通りである。1.ヒラメ稚仔魚の変態・着底と微細藻類(1)ヒラメ稚仔魚は右眼が背正中線上に達した変態後期より浮遊性から底生性へと不可逆的転換を行う。この転換に対応して、形態的には背鰭伸張鰭条の退縮、体背面色素の発現、胸鰭の完成、耳石(扁平石)の変形、中軸骨格の骨化などが起る。生理的には甲状腺機能が亢進し、ラジオイムノアッセイによってサイロキシンを測定すると変態始動期の0.5ng/gから上昇し、変態最終期には10ng/gに達し、着定完了とともに半減する。この濃度は外界の環境因子(水温、塩分等)によって亢進・抑制を受ける。(2)ヒラメ稚仔魚の着定を促進する微細藻類:珪藻、渦鞭毛藻、ラフィド藻、緑藻、ワムシのほかグルタミン、ジメチル・β・プロピオテチン(DMPT)などを寒天に包埋し水槽中でのヒラメ稚仔魚の着定促進因子を調べ、Navicula sp.のような付着珪藻が有効であることを明らかにした。