hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海馬のマルチショット拡散強調画像を用いた高齢者うつ病と軽度認知障害の比較

高齢者うつ病は軽度認知障害(MCI)およびアルツハイマー型認知症と鑑別困難であることがしばしばある。海馬支脚、CA1など海馬の内部構造を描出することが可能なMRI拡散強調画像が鑑別診断に有用であるか否かを検討した。結果は、MCIではうつ病に比較し右CA1が有意に萎縮していた。本方法は、海馬支脚やCA1領域の萎縮を視察的に確認できることから、高齢者うつ病とMCIおよびADの鑑別に有用であると考えられた。【目的】アルツハイマー型認知症(AD)はうつ状態を呈することがあり、ADとうつ病性仮性認知症の鑑別が困難な場合がある。我々は、先行研究においてMRIの拡散強調画像により、軽度認知障害(MCI)段階のADでも海馬CA1や海馬支脚などの萎縮を検出できることを報告した。本研究の目的は、本方法を用いて高齢者のADとうつ病の鑑別が可能か否かを検討することである。【方法】対象は平成18年9月から平成19年3月までの間に、山形大学医学部付属病院精神科に通院または入院中の患者で、本研究の参加に同意を得られた65歳以上の高齢者7名(MCI3名、うつ病4名)である。MRIはGE社Signa3Tでspine-echo-planar法を用いて、傾斜磁場を前後方向に印加して、第4脳室底に平行な冠状断5mmスライスを撮影した。本方法により磁場と同方向の神経線維は低信号に左右や上下方向に走る神経線維は高信号となり、海馬の内部構造が明瞭に描出される。MCIとうつ病患者の海馬支脚、CA1の厚さを計測し比較検討した。なお、本研究は山形大学倫理委員会の承認を得ている。【結果】平均年齢はMCIが79.3±3.5歳、うっ病が77.8±4.7歳であった。右海馬支脚厚はMCIでは1.63±0.10mm、うつ病では1.82±0.29mm、右CA1厚はMCIでは1.67±0.19mm、うつ病では1.78±0.51mm、左海馬支脚厚はMCIでは1.66±0.15mm、うつ病では1.58±0.35mm、左CA1厚はMCIでは1.58±0.17mm、うつ病では1.64±0.28mmであった。今後、症例数を増やして統計解析を行う予定である。【方法】対象は平成18年9月から平成20年3月までの間に、山形大学医学部付属病院精神科に通院または入院中の患者で、本研究の参加に同意を得られた65歳以上の高齢者17名(MCI7名、うつ病10名)である。MRIはPhilips社3Tでspine-echo-planar法を用いて、傾斜磁場を前後方向に印加し、第4脳室底に平行な冠状断5mmスライスを撮影した。本方法により磁揚と同方向の神経線維は低信号に左右や上下方向に走る神経線維は高信号となり、海馬の内部構造が明瞭に描出される。【結果】平均年齢はMCIが75.1±4.0歳、うつ病が74.4±4.9歳であった。MMSEはMCIが平均25.3±1.5点、うつ病が平均27.4±1.7点でうつ病群で有意に高かった。右海馬支脚厚はMCIでは1.90±0.22mm、うつ病では2.11±0,39mm、右CA1厚はMCIでは1.89±0.36mm、うつ病では2.02±0.32mm、左海馬支脚厚はMCIでは1.91±0.50mm、うつ病では2.20±0.43mm、左CA1厚はMCIでは2.01±0.25mm、うつ病では1.93±0.19mmであった。左右の海馬支脚厚、CA1厚ともに、MCIとうつ病の間に有意差は認めなかった。今後、症例数を増やして解析を行う予定である。

本研究の目的は、本方法を用いて高齢者うつ病とADの鑑別が可能か否かを検討することである。【方法】対象は平成18年9月から平成20年12月までの間に、山形大学医学部附属病院精神科に通院または入院中の患者で、本研究の参加に同意を得られた65歳以上の高齢者40名(うつ病18名, MCI 12名,軽度AD 10名)である。MRIはPhilips社3Tでspine-echo-planar法を用いて、傾斜磁場を前後方向に印加し、第4脳室底に平行な冠状断5mmスライスを撮影した。本方法により磁場と同方向の神経線維は低信号に左右や上下方向に走る神経線維は高信号となり、海馬の内部構造が明瞭に描出される。うつ病, MCI,軽度AD患者の海馬支脚、CA1の厚さを計測し比較検討した。なお、本研究は山形大学倫理委員会の承認を得ている。【結果】平均年齢(歳)はうつ病72.8±4.9、MCI75.3±3.3、軽度AD76.3±4.4で差を認めなかった。MMSE得点(点)はうつ病26.8±2.0、MCI25.2±1.4、軽度AD20.1±2.8で差を認めた。右海馬支脚(mm)はうつ病2.04±0.35、MCI1.78±0.23、軽度AD1.62±0.44、右CA1(mm)はうつ病2.03±0.31、MCI1.71±0.33、軽度AD1.75±0.38、左海馬支脚(mm)はうつ病2.02±0.40、MCI1.81±0.44、軽度AD1.49±0.33、左CA1(mm)はうつ病1.89±0.25、MCI1.90±0.25、軽度AD1.61±0.25であった。左右の海馬支脚、CA1はうつ病、MCI、軽度AD間で差を認め、多重比較の結果、右CA1は、うつ病とMCIとの間に差がみられた。以上より、本方法は、高齢者のうつ病とMCIの鑑別には有用である可能性が示唆された。
ナノスケール強磁性における量子伝導機構の解明

近年、強磁性金属における量子伝導機構について関心が高まっている。強磁性体はスピンという内部自由度を持っているために、非磁性金属には現れないような、新たな量子現象が期待されている。理論的には様々な提言がされている反面、実験的にはほとんど研究が進んでいない。本研究では、強磁性体における量子伝導機構について調べるために、強磁性金属(Ni、FeNi)で直径500nm程度のリングを作製して、Aharonov-Bohm効果の観測を試みた。Niで作製したリングでは、磁気抵抗効果に強いノイズが重畳して、Aharonov-Bohm効果の観測はできなかった。一方でFeNiでは比較的きれいな磁気抵抗効果の振動を観測することができた。いくつかの試料について測定をすることによって、磁気抵抗の振動周期はAharono-Bohm効果から期待される振動周期に一致することを確認した。さらに詳細な知見を得るために、Aharonov-Bohm効果の温度依存性について調べた。T=1K付近から温度を低下させることにより、振動振幅の強度は明瞭に増加した。その温度依存性はT^<1/2>であり、熱拡散長が支配的な役割を果たしていることが明らかになった。また、振動強度から評価される位相相関長L_φ=√<Dτ_φ>は500nm程度であり、温度によらずほとんど一定である。FeNi合金における位相相関長は非磁性金属における位相相関長(1-2μm)に比べてかなり短いが、位相緩和時間についてはほとんど同じオーダーである。このことは、強磁性金属におけるAharonov-Bohm効果の強度は単純に拡散定数によって支配されているということを示唆している。
流れから導入される解析性とその不変部分空間論への応用

上記研究課題に対し、次の3項目に渡って研究を進めた。[2]Corona type probhem and flows、コロナ定理のエルゴ-ド的Hardy空間H^<10>(μ)への拡張である。あわせてH^<10>(μ)の極大イデアル空間のいくつかの性質を調べてみた。ここでの手法は古典的Hardy空間H^<10>(II)のファイバ-の分析に、有効な考察をもたらす。ファイバ-の中に流れを導入し、その上の不変測皮(エルゴ-ド的)で極大イデアルを表現するというアイディアはコロナ定理と個別エルゴ-ド定理との結び付きを暗示している。[3]On singlegenerator problemコンパクト群上の解析函数で積分値が0となるものの全体H^2Oは単一生成元を持ち得るだろうか?この問題は1950年代に提出され未解決のまま現代に至っている。最近いくつかの結果を組みあわせて、この問題の否定理解決に成功したように思う。しかし推論は精緻を極め、目下鋭意検証中である。基本的には、L^<10>空間の極大イデアル空間を利用してのH^2Oの表現、Areusの定理の極小的流れへ拡張、そして極小集合の存在とその上の不変測度の存在の利用である。そして個別エルゴ-ド定理が本質的役割を果たしている。
不耕起栽培における菌根ネットワークの意義

不耕起栽培は、土壌侵食防止や生産コスト低減において利点を有し、また化石エネルギーの消費節減やそれに伴う二酸化炭素排出の抑制など地球環境保全面からも注目されている。しかし、耕起作業の省略によって土壌硬度が増加するために作物根系の発育が阻害されやすく、養分吸収能の底下や倒伏性増大による収量不安定化が不耕起栽培の障壁となっている。多くの作物種の根には、糸状菌の一種VA菌根菌が感染して菌根を形成し、リンをはじめとする各種無機養分の吸収を促進させることが知られている。本研究は、この菌根共生系を活用することで、阻害された作物根系の発育を回復できることを示した。すなわち、菌根菌は植物の根内部に侵入する一方で土壌中に菌糸を伸長させ、菌糸のネットワーク構造を構築する。この構造は各種無機養分を土壌から宿主植物へ供給する役割を担うとともに、次の宿主植物を探索する機能も有している。通常の耕起土壌においては、このネットワーク構造が物理的に破壊されるが、攪乱の少ない不耕起土壌では構造が保持され、後作物の菌根形成を促す。この結果、土壌硬度が増大した不耕起土壌条件下で作物根系の発育阻害を引き起こす圧縮土壌ストレスを大きく緩和させることを明らかにした。また、菌糸ネットワーク構造の破壊に伴う菌根菌感染能の低下は菌種によって異なり、他の菌種の存在にも影響されることが明らかとなった。さらに、根-菌糸(菌根)ネットワークの機能として、作物根の分泌物によって難溶性リン酸から溶出するリン酸イオンを、根圏に存在する他の微生物との競合を乗り越えて宿主作物まで輸送する実態を明らかにし、根と菌との相互作用が重要な役割を果たすことを実証した。不耕起栽培は,土壌侵食防止や生産コストの低減において意義を持ち,地球環境的にも化石エネルギーの使用節減やCO_2排出削減に有効である。しかし,土壌硬度の増大に伴う根系の発育阻害,それに起因した種々のストレスが不耕起栽培の障壁となっている。多くの作物種の根には,特定の糸状菌が感染して菌根を形成し,リンを筆頭に養水分吸収を促進させることが知られている。本研究ではこの菌根共生系を活用して,不耕起栽培で特に問題となる根系の発育阻害に起因したストレスの低減を目指して試験を行った。菌糸に隔膜を持たない菌根菌は,物理的な切断によって大きく活性が低下する。本研究のポット試験においても,不耕起土壌では耕起土壌と比較して菌の感染能および胞子数が高く維持されることを確認した。この結果,宿主作物であるキマメの菌根形成は不耕起土壌で盛んとなり,通常では生育が大きく阻害される条件にも関わらず,耕起土壌の生育と同程度まで改善させることができた。この機作として,比根長の増加とリン吸収能の向上が大きく貢献したと考えられた。また,菌根形成がリン吸収能を向上させる機構を難溶性リン酸の利用率に着目して解析した。数種のマメ科作物を難溶性リン酸のみを与えて栽培したところ,菌を接種しなかった個体や菌根形成能を持たない作物種はほとんど生長できなかったのに対して,菌根を形成した作物種の生長はリン欠乏ストレスを受けずに旺盛であった。以上の本研究の結果から,不耕起土壌において菌根形成が盛んとなり,作物が被る不耕起土壌ストレスを著しく緩和させることが明らかとなった。また,菌根形成によるリン吸収能向上の機構のーつとして,通常の植物が利用しにくい難溶性リン酸の利用率向上も大きいことが示された。不耕起栽培は、土壌浸食防止や生産コスト低減の観点から近年着目されており、また化石エネルギーの消費節減やそれに伴うCO_2排出の抑制など地球環境保全面においても利点を有する。

しかし、耕起作業の省略によって土壌硬度が増加するために作物根系の発達が阻害されやすく、養水分吸収能の低下や倒伏性の増大による収量不安定化が不耕起栽培の障壁となっている。ところで、多くの作物種の根には、糸状菌の一種VA菌根菌が感染して菌根を形成し、リンをはじめとする各種無機養分の吸収を促進させることが知られている。本研究では、この菌根共生系を活用して、不耕起土壌条件下で低下した根系機能を回復させることを目指した。まず、ポット土壌に菌根菌を接種または非接種してコムギを播種し、約6ヶ月間培養した。コムギ地上部を収穫後耕起ならびに不耕起処理を施し、後作としてキマメを3ヶ月間栽培した。土壌硬度は不耕起区において顕著に大きく、その結果根系の発育が著しく抑制された。一方、菌根形成能は耕起土壌よりも不耕起土壌で有意に高く、物理的攪乱のない土壌中で菌の活性が高く維持されることが明らかとなった。この結果、菌をあらかじめ接種した不耕起土壌では、土壌硬度増大にも関わらず、菌を接種した耕起区と有意差のない程度まで生育量が改善された。このストレス回避機構は、菌根形成が圧縮土壌においても比根長を増大させて、根系を発達させたためと考えられた。また、供試土壌に蓄積した難溶性リンの一部が、菌根形成によって利用された可能性も考えられる。特にマメ科作物においては、地上部光照射によって根軸特定領域で局所的に根圏が酸性化する現象を見出した。この根圏酸性化現象と難溶性リンの溶解との関係について今後検討する予定である。不耕起栽培は、土壌侵食防止や生産コスト低減において利点を有し、また化石エネルギーの消費節減やそれに伴う二酸化炭素排出の抑制など地球環境保全面からも注目されている。しかし、耕起作業の省略によって土壌硬度が増加するために作物根系の発育が阻害されやすく、養分吸収能の低下や倒伏性増大による収量不安定化が不耕起栽培の障壁となっている。多くの作物種の根には、糸状菌の一種VA菌根菌が感染して菌根を形成し、リンをはじめとする各種無機養分の吸収を促進させることが知られている。本研究は、この菌根共生系を活用することで、阻害された作物根系の発育を回復できることを示した。すなわち、菌根菌は植物の根内部に侵入する一方で土壌中に菌糸を伸長させ、菌糸のネットワーク構造を構築する。この構造は各種無機養分を土壌から宿主植物へ供給する役割を担うとともに、次の宿主植物を探索する機能も有している。通常の耕起土壌においては、このネットワーク構造が物理的に破壊されるが、攪乱の少ない不耕起土壌では構造が保持され、後作物の菌根形成を促す。この結果、土壌硬度が増大した不耕起土壌条件下で作物根系の発育阻害を引き起こす圧縮土壌ストレスを大きく緩和させることを明らかにした。また、菌糸ネットワーク構造の破壊に伴う菌根菌感染能の低下は菌種によって異なり、他の菌種の存在にも影響されることが明らかとなった。さらに、根-菌糸(菌根)ネットワークの機能として、作物根の分泌物によって難溶性リン酸から溶出するリン酸イオンを、根圏に存在する他の微生物との競合を乗り越えて宿主作物まで輸送する実態を明らかにし、根と菌との相互作用が重要な役割を果たすことを実証した。
MRSA感染症患児における原疾患を考慮したテイコプラニン新規個別投与設計法の確立

【研究目的】MRSA治療薬であるテイコプラニン(TEIC)は主に未変化体として尿中排泄されるが、小児においては発育に伴う劇的な腎機能の変化などにより、成人と比較して投与設計を行うことが困難となる。近年、MRSAに感染した本邦患児を対象にTEICの血中濃度を推定する手法が構築され、小児の個別投与設計を行うことが可能となった。しかしながら、この手法はTEICを投与された全患児を対象としており、患児の発育および原疾患などの影響については不明な点が多い。そこで本研究では、MRSA感染症患児の原疾患を考慮したTEIC血中濃度の変動要因とその大きさを明らかにすることで、TEICの新規個別投与設計法を確立することを目的とした。【研究方法】岡山大学病院でTEICの血中濃度を測定されたMRSA感染症患児(0-19歳,59名)を対象とした。TEICクリアランスの変動要因候補としては年齢、体重、血清クレアチニン値、血清アルブミン値および原疾患(悪性腫瘍、先天性心疾患、その他疾患)を選択した。まず、母集団解析法を用いて変動要因を抽出し、個体差やその変動要因を考慮したTEICの血中濃度の推定モデル式を構築した。次に、構築した血中濃度の推定モデル式を用いて、母集団解析の際に用いた血中濃度データを対象にTEICの血中濃度をベイズ法により推定し、これらと対応する実測値と比較することで推定精度を評価した。【研究結果】母集団解析法を用いて解析を行い、TEICクリアランスが体重のべき乗項および先天性心疾患と相関することが明らかとなった。TEICクリアランスが体重のべき乗項と先天性心疾患に相関するモデル式を最終モデルとし、全TDMデータにおけるTEICのトラフ濃度の推定精度を評価したところ、実測値と推定値は良好に相関した(R^2=0.763)。今回の検討により、小児の先天性心疾患ではTEICクリアランスが他の疾患とは異なることが示唆され、これを考慮した今回の式によりTEIC血中濃度推移の推定精度が向上すると考える。
夜勤作業時負担軽減策としての効果的な仮眠取得法に関する研究

本研究では、効果的な仮眠の取得法を明らかにするため、仮眠の長さと取得のタイミングに注目して、実験的に様々なパターンの仮眠挿入を行い、その効果について生理機能、主観的疲労感、作業パフォーマンスなどから検討した。実験Iとして被検者12名を採用対象にした。夜勤作業を22:008:00とし、仮眠取得条件は、0:00から60分(E60)、120分(E120)、4:00から60分(L60)、120分(L120)の4条件、仮眠を取らない条件(N-Nap)を含め、計5条件を設定した。被検者は、主観的疲労感、フリッカー閾値、選択反応時間テスト、論理課題テスト、ヴィジランスタスクなどのパフォーマンステストなどの各検査を1時間1セットとして、くり返し実施した。実験IIでは、被検者9名を対象にした。夜勤作業を22:0010:00とし、仮眠取得条件は、0:00から60分(E60)、2:00から60分(M60)、4:00から60分(L60)の3条件、仮眠を取らない条件(N-Nap)を含め、計4条件を設定した。各検査項目は、実験Iと同様とした。本研究から、0時に取得する120分の仮眠は、その他の仮眠条件と比べ、その後のパフォーマンス低下抑制効果が高く、また、60分の仮眠に比べ、徐波睡眠が長く、睡眠効率が高いことなど、質の高い睡眠を確保できるため、夜勤前半に取得する120分がもっとも効果的な仮眠取得方法であると考えられた。しかし、実際の労働現場では、120分のような長時間の仮眠を取得することは困難な場合が多く、短い時間でより効果的な仮眠を取得する方法が重要となる。実験IIにおける60分仮眠の取得時刻の違いによる検討では、睡眠の質からみると、夜勤時間の中間である2時に取得することが、より効果的な仮眠を得ることができることが示唆されたが、パフォーマンス指標では、3条件で統計学的に有意性はみられなかった。しかし、夜勤前半の0時からの60分仮眠後パフォーマンス指標が夜勤中間、後半に比べ成績がよい傾向を示したこと、実験Iでみられたような夜勤後半4時からの60分仮眠で、仮眠取得後一過性のパフォーマンス低下が、顕著にみられたことなどから、60分仮眠を取得する場合でも、夜勤前半に取得することが効果的であり、夜勤後半での取得する場合は、その後の睡眠慣性によるパフォーマンス低下を十分考慮する必要が示唆された。夜勤作業時に取得する仮眠の効果的な取得方法を検討するため、取得時間と取得時刻の2点に焦点をあて、実験的に夜勤スケジュールを設定し検討した。被検者は男子大学生6名を対象とした。

夜間作業は22:008:00とし、この間に0:00から60分と120分の仮眠、4:00から60分と120分の仮眠、仮眠なしの5条件を設定した。作業および検査は1時間を単位として、30分間の英文入力作業、4選択反応時間、文章論理タスク、ヴィジランスタスク実施後、自覚症しらべ、フリッカー検査、身体重心動揺検査を実施し、残り時間を休憩とした。夜間作業終了後、11:3017:30まで昼間睡眠を取得させ、その後、0:007:00まで夜間睡眠を取得させた。夜間作業中の仮眠、昼間睡眠、夜間睡眠の間は、脳波、眼球運動、オトガイ筋電図、心電図を測定した。また、全実験期間を通して心拍変動、直腸温を連続測定した。実験は、被検者を2グルーブに分け3名同時に実施した。各条件の実施順はカウンターバランスを考慮して実施し、また各実験条件実施には最低5日間の間隔をおいた。実験開始2日前から、実験環境と各種検査に慣れるため実験室にて夜間睡眠を取らせ、翌日を基準夜として脳波等の測定を行った。これまでの解析の結果、仮眠取得後、自覚症しらべの眠気感の低下、フリッカー値の上昇、各種パフォーマンスの向上がみられ、なかでも0時120分の仮眠条件が最も効果が大きい傾向にあった。直腸温は、4時120分条件で作業中の低点位相が最も低く、かつ被検者間のばらつきが低かった。また、心拍変動から自律神経活動を解析したところ、4時120分条件で仮眠中の副交感神経活動が最も高く、睡眠の質がよいことが推察された。現在、睡眠脳波を解析中であり、各条件の仮眠効果について作業パフォーマンス、主観的疲労感、各生理指標なども含めて総合的に明らかにしていく予定である。昨年は、仮眠取得時間、取得時刻の2点に焦点をあて、夜勤時の効果的な仮眠取得方法を検討した。本実験の実施には日数を要すること(1人3日間の実験を1週間間隔で5回)と、季節による影響を排除するため、特定の時期に実施せざるを得ないなどの理由で、実施可能な被検者数は6名であった。本年度は、さらに被検者数を増やすため、健常男子大学生6名を対象に実験を実施した。夜勤を22:008:00として、仮眠条件は0:00から120分および60分仮眠、4:00から120分および60分仮眠、仮眠を取らない条件の計5条件で、その他のプロトコールも昨年と同様とした。深部体温は、5条件とも夜勤遂行とともに低下していく変化を示したが、仮眠条件による影響はみられなかった。仮眠中の自律神経活動は、4:00からの60分、120分仮眠中の副交感神経活動が高く、夜勤前半の0:00からの仮眠に比べ睡眠の質の高さが推察された。現在、仮眠中の睡眠脳波についても分析中である。0:00からの120分、60分仮眠後のヴィジランスタスクの反応時間は仮眠取得後、仮眠なし条件と比較して、短縮する傾向がみられたが、夜勤終了時には仮眠なし条件と同じレベルまで延長した。4:00からの60分仮眠では、仮眠後一過性に成績が低下する睡眠慣性が強くみられ、60分の短時間仮眠では、睡眠慣性を避けるためには取得時刻が重要であることが示唆された。今後、主観的疲労感への影響を検討するとともに、今回、夜間覚醒時の脳波を測定しており、周波数解析を用いて、仮眠取得条件の違いによる影響も検討する予定である。初年度から昨年まで、2時間仮眠と1時間仮眠で、夜勤前半と後半の仮眠取得の効果について検討してきた。本年度は1時間仮眠に着目し、より覚醒水準維持効果の高い仮眠取得時刻帯を明らかにすることとした。実験は1条件1泊2日の日程で実験実施の間隔を1週間空けて4回繰り返して行った。被検者は男子大学生,非喫煙者,朝型・夜型テストによって中間型と判定された者を条件に8名を採用した。実験条件は仮眠取得が0時から1時(E条件)、2時から3時(M条件)、4時から5時(L条件)の3条件と、仮眠を取得しない条件(N-N条件)を加えた計4条件を設定した。
フォリスタチンを用いた新しい肝再生法の確立

肝臓外科においては担癌区域の十分な肝切除を行うことが理想である。効果的な残存肝の再生を促進する方法があれば十分な肝切除による根治的な治療を行なうことが可能になる。近年、肝細胞の増殖を調節する様々な増殖因子の実体が明らかになり、これら増殖因子の作用により肝細胞の増殖を促進させようとい試みに期待がかけられている。我々はアクチビンAという分化誘導因子が肝細胞においてオートクリン増殖抑制因子として機能していることを明らかにしてきた。そのアクチビンAに特異的に結合しその作用を完全に消失させるフォリスタチンと呼ばれる蛋白質が存在する。従って、フォリスタチンを用いることにより肝細胞の増殖を促進させることが可能になると予想される。我々はフォリスタチンを用いた新たな肝再生法を確立するためにin vitroのモデルにおいて1)フォリスタチンの有効な投与法を確立する、2)有効な投与量を決定するという研究目的を立てて実験を行った。その結果、70%肝切除ラットモデルでは1μgのリコンビナントフォリスタチンを門脈内に一回投与しただけでDNA合成開始時期が6時間早まり、肝再生が有意に促進されることを見いだした。この成果はGastroenterology 108:1136-1142,1995)で報告した。更に、[^<125>I]Follistatin 1 μgを末梢静脈から投与すると、フォリスタチンは特異的に肝臓に集積し、この肝内集積が72時間持続することを見いだした。従って、最初に投与してから72時間後に追加投与しフォリスタチンが肝内に持続的に集積している状態を作成することにより肝再生が有為に促進されることを確認した。この成果はHepatology[24(2):361-366,1996]で報告した。以上、フォリスタチンを用いた新しい肝再生法の確立の研究おける当初の目的に対しほぼ、計画どおりの成果を得ることができた。TGF-Bファミリーに属するアクチビンは肝細胞のオートクリン増殖抑制作用を有する。フォリスタチンはアクチビン特異的結合蛋白質であるがアクチビンの作用をブロックする。このアクチビン、フォリスタチン系の制御により有効な肝再生法を開発することを目的にして平成7年度は1)肝再生における有効なフォリスタチン投与法の決定、2)フォリスタチンの効果を90%ラットにおいて検討する、3)フォリスタチンの副作用の検討の3点の研究計画を立てて実験を行なった。1)に関しては^<[125>I]を抹消静脈から投与して、これが特異的に肝臓に集積し、この集積が72時間持続することを見いだした。従って、72時間後に追加投与しフォリスタチンが肝内に持続的に集積している状態を作成することにより肝再生が有為に促進されることが推測され、実際に2回のフォリスタチン投与により有為に再生が促進指されることを確認した。この成果はHepatology (in press)に投稿中である。2)に関しては90%肝切除を行なうと殆どのラットは早期に死亡し長期生存が得られなかったので安定して生存できる90%肝切除法の開発を行ない、いくつかの手術法の工夫の結果、生存率を改善することが出来た。このモデルにより極限まで肝切除を行なった後の肝再生の生理を明らかにする糸口ができた。3)に関しては70%肝切除においてはフォリスタチンの副作用は出現しにくいが極限的な90%肝切除ラットにおいてはインスリン分泌抑制などの副作用が出現することが確認された。これらの詳細なメカニズムに関しては今年度に検討する予定である。

以上、平成7年度の3点の研究計画に関してはほぼ、計画どおりの成果を得ることができた。TGF-Bファミリーに属するアクチビンは肝細胞のオートクリン増殖抑制作用を有する。フォリスタチンはアクチビン特異的結合蛋白質であるがアクチビンの作用をブロックする。このアクチビン、フォリスタチン系の制御により有効な肝再生法を開発することを目的にして平成8年度は1)肝再生における有効なフォリスタチン投与法の決定、2)フォリスタチンの効果を90%ラットにおいて検討する、3)フォリスタチンの副作用の検討の3点の研究計画を立てて実験を行なった。1)に関しては^<[125>I]を末梢静脈から投与して、これが特異的に肝臓に集積し、この集積が72時間持続することを見いだした。従って、72時間後に追加投与しフォリスタチンが肝内に持続的に集積している状態を作成することにより肝再生が有為に促進されることが推測され、実際に2回のフォリスタチン投与により有為に再生が促進指されることを確認した。この成果はHepatology[24(2):361-366,1996]で報告した。2)に関しては特に、ラットを絶食にしておくことで安定して生存できるラットの90%肝切除モデルを確立することが出来た。これにより、90%肝切除においては肝再生率にあたえるフォリスタチンの効果は90%肝切除におけるよりもより強力な肝再生効果を有することが判明した。3)に関しては極限的な90%肝切除ラットにたいしフォリスタチンを門脈注すると小さな残肝に与える影響が大きく副作用が出やすい、しかし、投与法の工夫、投与量の調節でその効果を引き出せることが示唆されたので現在これを検討中である。また、Flow cytometryによる肝細胞の分裂周期動態も検討中である。以上、平成8年度の3点の研究計画に関してはほぼ、計画どおりの成果を得ることができた。
豆弁緑(トウベンリョク)の植物化学および生理活性物質に関する研究

いわゆる豆弁緑と呼ばれている植物としてPeperomia dindygulensis(石蝉草)とPeperomia duclouxii(短穂草胡椒)などが知られており、胃癌、肝臓癌、食道癌、乳癌、肺癌などに顕著な効果を示すと言われている。今回、中国雲南省よりPeperomia dindygulensisを採取し、制癌活性試験と多剤耐性癌克服活性を指標に、新規の制癌活性物質、抗ビールス剤、脳神経伸張作用物質、肝臓治療薬等のリード化合物を見い出す事を目的として活性物質の検索を開始した。得られた化合物について、1)神経伸張作用2)多剤耐性癌克服剤3)制癌活性4)抗ビールス活性について生理活性試験を実施、または検討中であり、これまでの所、polyketide 2種とamide 1種に抗癌活性が認められ、secolignanの1種にアドリアマイシンやタキソールに匹敵する強い抗癌活性が認められた。このsecolignanは神経細胞に対する毒性も示し、構造相関を行なうことにより活性発現にはα-メチレン-γ-ラクトン構造が必須であることを見いだした。現在までPeperomia duclouxii(短穂草胡椒)1.65Kgより15種類のリグナンを含む28種類の化合物を、またPeperomia dindygulesis(石蝉草)75gより5種類のリグナンを含む8種類の化合物を単離、構造決定している。これらの化合物の内、リグナン類について13種類、セスキテルペン2種類が新規化合物であった。化合物の分離はシリカゲルフラッシュクロマトグラフ、順相および逆相の各種カラムを用いた高速液体クロマトグラフ(HPLC)で行った。構造決定については500MHz NMRのインバース測定法による、各種2Dスペクトルの解析および高分解能質量スペクトル他により行った。現在、得られた化合物について、1)神経伸張作用2)多剤耐性癌克服剤3)制癌活性4)抗ビールス活性について生理活性試験を実施中、または検討中であり、化合物が系統的に単離されて来ているので、その生理活性試験と構造との相関を明らかにする事ができるものと考えている。
超臨界圧流体の吸着現象における熱的特性の解明とヒートポンプシステムへの応用

本研究では,超臨界流体の吸着挙動を実験的に解析することで,平衡吸着特性・動的吸着特性の解明を試みた.平衡吸着特性の解析から,臨界温度付近では吸着特性自由エネルギーが大きくなることが観察された.これは,冷媒の熱物性値の変化が影響したと思われる.また,吸着速度のパラメータである拡散係数には,環境温度付近での値と臨界温度付近の値とで顕著な違いがみられた.これらの違いをさらに詳細に調査することで,超臨界状態での吸着現象をさらに深く理解できる可能性があることがわかった.本研究は,活性炭による超臨界状態のガス吸着現象に着目し,超臨界温度における吸着特性の把握および吸着熱の測定,さらに,吸着熱を利用したヒートポンプ動作の理論解析を目的としている。平成25年度は,容量法を用いた低圧の吸着量測定と物質移動特性の解析,さらに重量法による高圧の吸着量測定と物質移動特性の解析を行う予定であった。容量法による吸着量測定と物質移動特性の解析については,ほぼ予定通り進行し,1報の国際会議論文と1報の国内学会講演論文として成果を発表した。一方,重量法による高圧の測定については,装置の立ち上げが遅れ,H25年度中の測定はできなかった。容量法の装置では,地球温暖化係数が従来の冷媒と比較して約三分の一である冷媒R32および同様に十分の一以下であるR1234ze(E)を用い,パウダー状活性炭に対する吸着量の測定を行った。それぞれの冷媒について,25°C75°C,および30°C60°Cの温度範囲において,冷媒圧力1MPaまでの測定を行い,測定データからToth式による吸着等温線予測式を得た。また,得られた吸着等温線予測式を用いて,R32と活性炭を用いた吸着式冷凍サイクルの性能解析を行った。解析の結果,各種温度条件におけるCOPを予測するとともに,熱力学的サイクルの改良によるCOP改善効果を明らかにした。さらに,吸着量の時間変化から吸着の動特性を解析した。吸着の時定数から物質移動係数を算出し,温度依存性を求めた。得られた物質移動係数に基づいて,吸着式冷凍サイクルの動的性能を予測した結果,R32と活性炭による吸着式冷凍サイクルのCOPは既存の吸着式冷凍機の三分の一程度であるが,単位吸着材重量当たりの冷凍能力はほぼ同程度の出力が期待できることがわかった。今年度は,2種類の活性炭(Maxsorb III,KOH6-PR)に対するフロン系冷媒R32の吸着等温線を測定した.磁気浮遊式天秤による高圧ガス吸着量測定装置を用いて,吸着温度30°C150°C,冷媒ガス圧力3MPaまでの吸着量を測定した.R32の臨界温度は78°Cであるので,80°C以上の吸着温度では,R32は超臨界状態で吸着している.活性炭の吸着特性を良く表す式として従来より用いられているToth式を使って測定データの近似を試みたが,相対圧0.6以上のデータを精度良く表現できないことがわかった.従来の研究でも活性炭によるR32の吸着量測定が行われているが,冷媒ガス圧力は1.0MPaまでであり,高圧での測定データが不十分であった.今後,広範囲の温度,圧力における吸着量を表現できるような吸着等温線近似式を作成する.一方,活性炭によるR32の吸着現象を利用した応用技術の一つである吸着式冷凍機は,相対圧0.6以下で吸着と脱着を繰り返すことでヒートポンプとして動作をする.そこで,相対圧0.6までの測定データをToth式で近似し,吸着冷凍サイクルの理論性能を予測した.その結果,どちらのサイクルも冷媒蒸発温度が低下するほど理論COPが低下し,理論COPのピークをとる脱着温度が高くなった.また,すべての冷媒蒸発温度でKOH6-PRを用いたサイクルがMaxsorbIIIを用いたサイクルよりも理論COPが高くなっており,かつ,KOH6-PRはより低い脱着温度で最大理論COPをとるという結果が得られた.平成27年度は,活性炭(Maxsorb III)によるフロン系冷媒(R32)の吸着について,吸着速度を詳細に解析し,拡散係数を同定するためのモデル化を行うとともに,同モデルを用いて拡散係数の解析を行った.吸着速度を簡便に表すモデルとして,線形推進力近似モデルが良く利用されるが,吸着初期の振る舞いを厳密に再現できないことが知られている.そこで,圧力を駆動力とした冷媒の移動が支配的な状態から,吸着剤粒子内の濃度勾配を駆動力とした拡散現象に移行する過程を,拡散係数の変化で表現したモデル化を行い,新たな式を提案した.提案した式には3つのパラメータが含まれており,各パラメータの値は,実験データと推定値の誤差の2乗が最小になるように近似して求めることができる.それぞれ,吸着初期の物質移動に関わるパラメータ,吸着剤粒子内の拡散に関わるパラメータ,圧力変化による初期吸着速度への影響を表すパラメータと解釈されることが実験データの解析より示唆された.実験データの結果から,吸着速度のパラメータである拡散係数には,環境温度付近での値と臨界温度付近の値とで顕著な違いがあり,これらの違いをさらに詳細に調査することで,超臨界状態での吸着現象をさらに深く理解できる可能性があることがわかった.本研究では,超臨界流体の吸着挙動を実験的に解析することで,平衡吸着特性・動的吸着特性の解明を試みた.平衡吸着特性の解析から,臨界温度付近では吸着特性自由エネルギーが大きくなることが観察された.

これは,冷媒の熱物性値の変化が影響したと思われる.また,吸着速度のパラメータである拡散係数には,環境温度付近での値と臨界温度付近の値とで顕著な違いがみられた.これらの違いをさらに詳細に調査することで,超臨界状態での吸着現象をさらに深く理解できる可能性があることがわかった.今年度は,フロン系冷媒であるR32について,臨界温度を含む広範囲の吸着等温線を測定できた.また,測定データを元に理論サイクルの性能予測を行った.従来より用いられている吸着等温線予測式では,広範囲の冷媒ガス圧力における吸着量を精度良く表現できないことが明らかになったため,測定したデータの解析によって新たな吸着等温線予測式が必要であることが明らかとなった.H26年度の内容としては十分なデータを取得できたため,概ね順調に進展していると評価する.データ解析は次年度の課題とする.熱工学当初の予定どおり,超臨界状態を含む平衡吸着量の測定を実施し,応用技術の可能性検討に必要なデータを取得することができた.また,熱的挙動を解析するための実験装置も構築し,データを取得中である.今後は,H26年度に取得したデータを用いて広範囲の温度・圧力に対応する吸着等温線予測式を作成するとともに,吸着発熱による吸着速度への影響を評価するための実験を継続し,吸着速度に関するデータ解析を行う.平成25年度は,容量法を用いた1MPaまでの吸着量測定と物質移動特性の解析,さらに磁気浮遊天秤式吸着量測定装置を用いた1MP以上の吸着量測定と物質移動特性の解析を行う予定であった。H25年度当初に容量法による吸着量測定装置を組み上げ,平衡吸着量の測定および物質移動特性を予定通りに実施できた。さらに,得られたデータを用いて吸着式冷凍サイクルの解析を行い,それらの成果を1報の国際会議論文と1報の国内学会講演論文として発表している。一方,重量法による高圧の測定については,高圧ガスの対応等に時間を要したため,測定を開始できなかった。しかし,H26年3月までに装置の立ち上げが完了し,H26年度当初から測定を開始できる状態にある。以上のことから,当初の研究計画に大幅な変更は必要なく,おおむね順調に進展していると判断した。磁気浮遊式天秤吸着量測定装置のメンテナンスおよび冷媒切り替え作業のため,H26年度に予定していた測定の一部がH27年度にかかることが予測された.そのため,購入予定であった消耗品(真空ガスケット)の購入をH27年度に回した.今後は,磁気浮遊天秤式の吸着量測定装置を用いてR32および二酸化炭素の平衡吸着量測定および吸着速度解析を行う。特に,超臨界温度において吸着量の測定および吸着等温式の提案を行い,超臨界温度を含めた吸着式ヒートポンプの解析に利用できるデータの整理を行う。さらに,吸着熱を測定するための熱交換器を製作し,超臨界温度における吸着特性と冷媒の熱物性の評価を行う。取得したデータを整理し,吸着式冷凍サイクル,増熱型吸着式ヒートポンプ,昇温型吸着式ヒートポンプの理論サイクル解析を行い,性能予測およびサイクル改善による性能向上効果の評価を行う。磁気浮遊式天秤用の真空ガスケットを購入予定である.当初,国際会議での発表を予定していなかったが,H25年度の研究によって発表に値する成果が得られたため,H25年度末からH26年度に股がった国際会議(International Sorption Heat Pump Conference 2014)で研究発表を行うことにした。旅費の支出は平成26年度となるために,その分の予算を平成25年度予算から確保して,次年度に繰り越した。
常圧触媒CVD(Cat-CVD)法

常圧触媒CVD装置の設計に先立ち、現有の装置を用いて、従来よりも高ガス圧領域においてシリコン膜の成長を行った。触媒体線温度を1800°C基板温度を300°C、シランガスと水素の流量をそれぞれ1.5sccm、90sccmと固定し、成長レートとラマンスペクトルによる結晶化率のガス圧依存性を調べた。ガス圧の上昇とともに成長レートと結晶化率が増加していき、ガス圧が15Paにおいて突然堆積しなくなる現象を観測した。ガス圧が13Paのとき、成長レートと結晶化率はともに最大となり、その値はそれぞれ11nm/min、90%であった。この現象は触媒体から基板に分解種が輸送される過程で、分解種どうしの化学反応により分解種が失われ、膜堆積が起こらなかったためであると考えられる。そこで、水素ガスの代わりに不活性ガスであるアルゴンを用いて、より高圧領域でシリコン膜の成長を試みた。シランガス(0.5sccm)を十分な流量のアルゴンで希釈して、成長時のガス圧を300Paまで上げて、触媒体線温度1800°C、基板温度300°Cで成長を行った。成長レートを調べた結果、20nm/min以上であることがわかった。この結果から、シランとの混合ガスを不活性ガスにすることで常圧(より高圧)でも膜堆積が可能であることが明らかとなった。こうした結果を基に常圧領域近辺でも成膜可能な装置の設計を行った。排気装置には真空エジェクターポンプ、原料ガスにはアルゴン希釈による0.1%シランを利用することが適切であることが明らかとなった。
細菌由来成分ペプチドグリカンの生体内での認識機構解明と免疫アジュバント活性の利用

免疫増強活性を持つ細菌細胞壁成分ペプチドグリカン(PGN)について、PGN受容体であるNod1、Nod2あるいはToll like receptor(TLR)2による認識機構解明を目指し、PGN部分構造・標識体を合成した。またそのPGNの糖鎖-ペプチド鎖複合構造構築のための合成手法の開発を行った。すなわち、Nod1のリガンドであるγ-D-グルタミル-ジアミノピメリン酸(iE-DAP)について、まずDAPの光学活性体の分離方法について条件を確立し、各鏡像体を分離して、その活性を測定するとともに、光学活性DAPを用いた4種のiE-DAPの合成、それらの活性測定を行い、光学異性体の活性の違いを初めて明らかにした。また、光学活性な天然型iE-DAPを効率的に合成することを目的とし、光学活性体を選択的に得るためのDAP誘導体新規合成法を確立した。受容体Nod1による認識機構の解析と細胞内での局在の観測を目指し、IE-DAPの蛍光標識化を行いNod1刺激活性を保持した標識体の合成に成功した。Nod2のリガンドであるムラミルジペプチド(MDP)についても、認識機構及び細胞内における挙動の観測のため、MDPの蛍光標識体の合成を目指してリンカー部の導入の検討を行い、合成法を確立するとともに標識体を得た。また、MDPの、抗体産生を促進する免疫増強アジュバント活性に注目し、免疫増強アジュバントとしてMDP類縁体、抗原として細菌由来細胞表層多糖成分をキャリアタンパク質に結合させた合成糖鎖ワクチンの開発を試みようとしているが、免疫増強アジュバントとして種々の6-O-acyl-MDP構造にキャリアタンパク質結合のためのリンカーを導入した化合物の合成に成功した。免疫増強活性を持つ細菌細胞壁成分ペプチドグリカン:(PGN)について、PGN受容体であるNod1、Nod2あるいはToll like receptor (TLR)2による認識機構解明を目指し、PGN部分構造・標識体を合成した。またそのPGNの糖鎖ペプチド鎖複合構造構築のための合成手法の開発を行った。すなわち、Nod1のリガンドであるγ-D-グルタミル-ジアミノピメリン酸(iE-DAP)について、4種の光学異性体を合成するため、DAPの光学活性体の新規合成法を確立した。またDAPの光学活性体のキラルHPLCによる分取方法についても条件を確立し、各鏡像体を分離して、その活性を測定するとともに、光学活性DAPを用いた4種のiE-DAPの合成、それらの活性測定を行い、光学異性体の活性の違いを初めて明らかにした。受容体Nod1による認識機構を観測するため、iE-DAPの蛍光標識化を行い4種の蛍光標識体の合成を行い活性試験に供した。Nod2のリガンドであるムラミルジペプチド(MDP)についても、認識機構及び細胞内における挙動の観測のためMDPの蛍光標識体の合成を目指しており、リンカー部の合成及び標識法を確立した。また、MDPの、抗体産生を促進する免疫増強アジュバント活性に注目し、免疫増強アジュバントとしてMDP類縁体、抗原としてコレラ菌由来細胞表層多糖成分をキャリアタンパク質に結合させた合成糖鎖ワクチンの開発を試みようとしているが、免疫増強アジュバントとしてMDP構造を持った二糖-ジペプチド、トリペプチド、テトラペプチド体およびMDP自体に、キャリアタンパク質結合のためのリンカーを導入した化合物の合成に成功した。

すなわち、Nod1のリガンドであるγ-D-グルタミル-ジアミノピメリン酸(iE-DAP)について、光学活性な天然型iE-DAPを効率的に合成することを目的とし、光学活性体を選択的に得るためのDAP誘導体新規合成法を確立した。また受容体Nod1による認識機構の解析と細胞内での局在の観測を目指し、前年度に引き続きiE-DAPの蛍光標識化を行いNod1刺激活性を保持した標識体の合成に成功した。Nod2のリガンドであるムラミルジペプチド(MDP)についても、認識機構及び細胞内における挙動の観測のため、MDPの蛍光標識体の合成を目指してリンカー部の導入の検討を行い、合成法を確立するとともに標識体を得た。また、MDPの、抗体産生を促進する免疫増強アジュバント活性に注目し、免疫増強アジュバントとしてMDP類縁体、抗原としてコレラ菌由来細胞表層多糖成分をキャリアタンパク質に結合させた合成糖鎖ワクチンの開発を試みようとしているが、免疫増強アジュバントとして種々の6-O-acyl-MDP構造にキャリアタンパク質結合のためのリンカーを導入した化合物の合成に成功した。
カザフスタン在来馬を用いた家畜馬の起源に関する研究

カザフスタン在来馬は、祖先としての野生馬の遺伝的影響を強く残している可能性が推測されている。そこで、本研究ではこの在来馬集団の遺伝的特徴を明らかにすることを試みた。106個体の在来馬について、ミトコンドリアDNAおよびY染色体マーカーのハプロタイプ、特定の形質に関わる遺伝子の遺伝子型を調べた。その結果、ミトコンドリアDNAのハプロタイプから、母系の遺伝的多様性は高く、固有の特徴をもつことが明らかとなった。一方、Y染色体ハプロタイプから、父系では西洋系品種との関連性が示唆された。歩様、運動特性、体高に関わる遺伝子の遺伝子型からは、これらの形質について強い選抜が行われていない可能性が示唆された。本研究では、これまでにカザフスタン在来馬の集団より採取したDNAサンプルを用いて、各種のDNA多型マーカーの解析を行うことで、これら集団の遺伝的特徴を解析し、他在来馬集団および既存品種の馬と比較することにより、本集団が他の家畜馬とは由来の異なる集団であるか否かを明らかとすることを目的とする。本年度は、まずカザフスタン北部で飼育されている在来馬より得られたDNAサンプルについて、マイクロサテライトマーカー、ミトコンドリアDNAの多型の解析を行った。その結果、まず、マイクロサテライトマーカーの解析から、カザフスタン北部にて在来種とロシア等から導入された外来種の交雑により樹立されたコスタナイ種というカザフスタン在来馬の品種は他の中央アジアとは異なる遺伝的特徴を持つ可能性が示唆された。さらに、コスタナイ種を含めて主にカザフスタン北部地域から収集されたカザフスタン在来馬野DNAサンプルを用いてミトコンドリアDNA Dループ領域の塩基配列を決定し、データベース上に登録されている多くのウマミトコンドリアDNAの配列と比較したところ、カザフスタン在来馬には他の品種には見られない新たなミトコンドリアDNAハプロタイプが存在することが明らかとなった。以上の結果は、カザフスタン在来馬が他の品種とは異なる固有の遺伝的特徴を持つことを示唆している。カザフスタンには大きく分けて、ジャベイという主にカザフスタン中部から北東部で飼育されている寒冷地に適応した在来馬と、アダイという西部を中心に飼育されている乾燥地に適応した在来馬が存在することが知られている。前年度はこれらのジャベイ、アダイとは異なるコスタナイ種等を中心に解析をおこなったが、本年度は主にジャベイについての遺伝学的解析を行った。具体的には、マイクロサテライトマーカーのタイピングを行うとともに、ミトコンドリアDNADループ領域の塩基配列の解析を行った。その結果、ジャベイの集団の中で、これらの遺伝的マーカーの対立遺伝子あるいはハプロタイプは多様性に富んでおり、ジャベイ集団の集団内における遺伝的多様性は維持されていることが推測された。さらにこれらの遺伝的マーカーを用いることでジャベイ集団は他のウマの集団と遺伝的分離されることが明らかとなった。特にミトコンドリアDNADループ領域の配列では、これまでに報告されていないハプロタイプが検出され、ジャベイ集団は他の集団とは異なる遺伝的特性を持つ可能性が示唆された。前年度、本年度の研究を通して、当初の計画通りカザフスタンの東部の各地からサンプリングされた、ジャベイ集団およびコスタナイ種等の在来馬の解析は行うことができたが、西部のアダイ集団については、解析は十分にできていない。これは、アダイ集団のサンプル数が統計学的な解析を行うの十分ではないことによる。この点については、新たにアダイ集団のDNAサンプルを得ることについての目処がついたため、研究期間を延長してアダイ集団の解析を行うこととした。本研究では、これまでにカザフスタン在来馬の集団より採取したDNAサンプルを用いて、各種のDNA多型マーカーの解析を行うことで、これら集団の遺伝的特徴を解析し、他の在来馬集団および既存品種の馬と比較することにより、本集団が他の家畜馬とは由来の異なる集団であるか否かを明らかとすることを目的とする。本年度は、まずカザフスタン南部および西部で飼育されている在来馬より得られたDNAサンプルについて、ミトコンドリアDNAの多型の解析、Y染色体特異的DNAのハプロタイプの解析、さらに毛色及び体型に関する機能的遺伝子の解析を行った。カザフスタン南部および西部から収集されたカザフスタン在来馬のDNAサンプルを用いて、ミトコンドリアDNA Dループ領域の塩基配列を決定し、データベース上に登録されている多くのウマミトコンドリアDNAの配列と比較したところ、カザフスタン在来馬には他の品種には見られない新たなミトコンドリアDNAハプロタイプが存在することが明らかとなった。一方で、Y染色体のハプロタイプの解析では予想に反して、在来馬に広く認められるHT1の頻度は低く、アラブ系のウマに見られるHT2の頻度が高く、さらに英国サラブレッドに特異的に認められるHT3も一定の頻度で認められることが明らかとなった。また、機能的遺伝子の解析では、集団中における各遺伝子の対立遺伝子の分布は他の品種における分布と大きな違いは認められなかった。以上の結果から、カザフスタン在来馬は母系の遺伝的多様性は富み、他の品種とは異なる固有の遺伝的特徴を持つが、父系についてはアラブ種やサラブレッドを含む外来品種の影響を受けている可能性が示唆された。

カザフスタン在来馬は、祖先としての野生馬の遺伝的影響を強く残している可能性が推測されている。そこで、本研究ではこの在来馬集団の遺伝的特徴を明らかにすることを試みた。106個体の在来馬について、ミトコンドリアDNAおよびY染色体マーカーのハプロタイプ、特定の形質に関わる遺伝子の遺伝子型を調べた。その結果、ミトコンドリアDNAのハプロタイプから、母系の遺伝的多様性は高く、固有の特徴をもつことが明らかとなった。一方、Y染色体ハプロタイプから、父系では西洋系品種との関連性が示唆された。歩様、運動特性、体高に関わる遺伝子の遺伝子型からは、これらの形質について強い選抜が行われていない可能性が示唆された。当初の研究計画通り、カザフスタン在来馬のDNAサンプルを用いてマイクロサテライトマーカー、ミトコンドリアDNAの解析を行い、カザフスタン在来馬の遺伝的特徴を明らかにしている。まだ、地域が限られているため、カザフスタン在来馬遺伝学的特徴の全体像を明らかにするには至っていないが、今後の進展により全体像を明らかにすることも可能と思われる。カザフスタン西部の各地より収集されたアダイ集団のDNAサンプルを用いて、マイクロサテライトマーカーのタイピングを行うとともに、ミトコンドリアDNADループ領域の塩基配列の解析を行う。さらにアダイ集団以外のジャベイ集団、コスタナイ種のDNAサンプルも含めて、多数の一塩基多型(SNP)の解析も行い、これらの集団および世界各地のウマの集団の間の類縁関係を明らかとすることで、カザフスタン在来馬の遺伝的特徴を明らかにする。動物遺伝学前年度に行ったカザフスタン北部の在来馬集団の遺伝学的解析に引き続き、本年度はカザフスタン南部および西部地域より収集したDNAサンプルを用いてマイクロサテライトマーカー、ミトコンドリアDNAの解析を行いこれらの集団の遺伝的特徴を明らかにする。さらに、これらの遺伝学的マーカーに加えてY染色体特異的DNAのハプロタイプの解析を行う。ミトコンドリアDNAが母系の遺伝的多様性を明らかとするのに対し、Y染色体のハプロタイプは父系の遺伝的多様性を明らかとすることから、両者を組み合わせることで、カザフスタン在来馬の遺伝的特徴をより正確に明らかにすることが可能と思われる。当初、研究開始の時点で収集されているカザフスタン在来馬のDNAサンプルを用いて、家畜馬の起源に関する研究を実施する予定であったが、その後、より多くの重要なカザフスタン在来馬のDNAサンプルを入手する目処がたったため、予定を変更し、当初のサンプルを用いた予備的な解析を進めるとともに、これらの新たなサンプルの収集を待って、より本格的な解析を開始することとしたため、研究計画の遅延が生じた。カザフスタン在来馬のサンプリングに遅れが生じ、本年度はカザフスタン北部地域の在来馬のサンプルの解析を中心に行い、その他の地域のサンプルの解析は十分にできなかったため、使用残額が生じた。