hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
含硫黄環境汚染物質を高効率に吸収同化するトランスジェニック植物の分子育種

無機性硫黄の有機性硫黄への固定を行うシステイン生合成系は、無機硫黄性環境汚染物質の解毒系として働く可能性がある。本研究では、無機硫黄性環境汚染物質に対して抵抗性を示すトランスジェニック植物を作製することを目的として、形質転換体を交雑することにより細胞質、葉緑体の両方で高いシステイン合成酵素(CSase)活性を持つタバコの作出を試みた。細胞質局在性のホウレンソウCSase遺伝子を導入した形質転換タバコ(3F)と、CSaseA遺伝子に葉緑体への輸送配列を融合したキメラ遺伝子を導入した形質転換タバコ(4F)が当研究室ですでに作製されている。これらを交雑することにより雑種第一世代(F1)を得た。F1植物は細胞質、葉緑体の両方で高いCSase活性を持っていることが確認された。これらの形質転換タバコの葉におけるシステイン及びグルタチオン含量の測定を行ったところ、システイン含量、グルタチオン含量共にF1植物で最も高かった。3F、4Fのホモ接合体とF1植物の葉の切片を用いて、10mMの亜硫酸イオン及び硫酸イオンに対する暴露実験を行った。亜硫酸イオンに暴露した場合、48時間後すべての形質転換タバコが傷害を受けたがF1植物は高い抵抗性を示した。次にこれらの形質転換タバコを1ppmのSO_2ガスに暴露し、光合成活性の指標となる光量子収率を測定したところ、光量子収率はF1植物において最も高くF1植物はSO_2ガスに対しても高い抵抗性を示すことが明らかになった。以上のことから、システイン合成活性を増強したトランスジェニック植物は、亜硫酸に対して抵抗性が増していることが示された。【目的】高等植物は硫黄源として根から硫酸を取り込み、システイン、メチオニンなどの含硫アミノ酸に加え、様々な含硫黄二次代謝産物を生合成する。これまで演者らは、根における硫酸イオンの取り込みに関わる硫酸イオントランスポーターのmRNA発現量が硫酸イオン欠乏条件下で増大することを明らかにした。本研究では、硫酸イオントランスポーターの遺伝子発現制御機構を明らかにすることを目的として、シロイヌナズナからの遺伝子の単離と解析を行った。【方法・結果】演者らによりシロイヌナズナには配列の異なる硫酸イオントランスポーター遺伝子が3種存在することが明らかにされている。[1]。これらのうち硫酸イオン欠乏に対し最も強く応答するAST68について、シロイヌナズナ・ゲノミックライブラリー10万クローンのスクリーニングを行い、10個の陽性クローンを得た。サザンブロット分析によりAST68はゲノム中に1コピー存在することが明らかにされ、RI(Recombinant Inbred)ラインを用いたRFLPの結果、第5染色体の上部にマップされた。AST68のコード領域を含む7.0kbの遺伝子断片をpBluescriptIISK-にサブクローニングし塩基配列の決定を行った。その結果、AST68のコード領域約4kbは、9個のイントロンと10個のエキソンで構成されていた。また、プライマー伸長により、転写開始点は翻訳開始コドンの285bp上流に存在していることが明らかになった。【目的】セリンアセチル転移酵素(SATase)はセリン生合成系からシステイン生合成系への重要な中間体であるO-アセチルセリンを合成する酵素である。最近、我々は高等植物のSATaseにはフィードバック阻害感受性SATaceと阻害感受性SATaseが存在し、この2つのタイプのSATaseは予想アミノ酸配列で約60%の高い同一性を示すことを明らかにした。本研究では、様々な変異SATase酵素分子を作製することにより、SATaseのシステインによるフィードバック阻害に関与する領域を同定し、さらに、遺伝子工学的手法によりSATase酵素分子をエンジニアリングすることでフィードバック阻害感受性の改変を試みた。【方法・結果】

フィードバック阻害感受性であるスイカSATaseのC末端側の19アミノ酸をフィードバック阻害非感受性であるシロイヌナズナSAT1のC末端と入れ換えたところフィードバック阻害非感受型に変化した。このことから、スイカSATaseのC末端領域が阻害に必須であると考えられる。そこでこの領域中で阻害に関与しているアミノ酸の同定を試みた。フィードバック阻害感受性SATaseでのみ保存されているアミノ酸を非感受性SATaseで保存されているアミノ酸に変異させた結果、この領域のHis残基をGln残基に変異させると阻害に対する感受性の低下がみられた。一方、非感受性であるSAT1のC末端側の19アミノ酸をスイカSATaseのC末端と入れ換えた酵素は非感受型であるが、さらにN末端側の178アミノ酸を入れ換えることでフィードバック阻害感受型に変化した。以上より、スイカSATaseのフィードバック阻害には少なくともC末端領域の19アミノ酸が重要であるが、N末端側にも阻害に関与する領域が存在すると考えられる。現在、N末端側でフィードバック阻害に関与している領域の同定を行っている。【目的】無機性硫黄の有機性硫黄への固定を行うシステイン生合成系は、無機硫黄性環境汚染物質の解毒系として働く可能性がある。システイン合成酵素(CSase)は、システイン生合成系の最終段階を触媒する酵素である。すでに当研究室において、細胞質(3F)、葉緑体(4F)、及び細胞質、葉緑体の両方(F_1)で高いCSase活性を持つ形質転換タバコが作製されている。そこで今回、これらの形質転換タバコに対して無機硫黄性環境汚染物質の暴露実験を行い、その抵抗性の機構を解析した。【方法・結果】これらの形質転換タバコの葉を、亜硫酸イオン及び硫酸イオンに暴露したところ、硫酸イオンに暴露した場合は変化が見られなかったが、亜硫酸イオンに暴露した場合はF_1植物が最も抵抗性を示した。また、これらの形質転換タバコをSO_2ガスに暴露し光合成活性の指標となる光量子収率を測定したところ、光量子収率の減少がF_1植物において最も少なかった。このことから、F_1植物はSO_2ガスに対しても最も抵抗性を示すことが明らかになった。さらに、SO_2ガスの暴露実験を行った形質転換タバコの葉における還元型グルタチオン及びシステイン含量の測定を行ったところ、F_1植物は最も高効率的に二酸化硫黄を還元型グルタチオン及びシステインに固定していることが示された。これらの形質転換タバコの葉におけるSO_2ガスによる毒性の本体と考えられる活性酸素除去機構の解明をすすめている。
マンモグラフィーの計算機支援診断システムの開発とその実用化のための基礎研究

本研究では,乳房X線像の計算機支援診断(CAD)システムの開発に長年取り組んできた本学と米国シカゴ大学の研究グループが,互いに情報を交換することにより,CADシステム開発を加速することを目的とした.研究を効果的に進めるために,年間1回ずつ,相互の研究施設を訪問し,情報の交換を行うこととした.実績としては以下のようである.平成10年6月20日-6月25日シカゴ大学グループ来日平成10年11月28日-12月6日本学グループシカゴ訪問平成11年10月2日-10月9日シカゴ大学グループ来日平成12年2月12日-2月17日本学グループR2Technology社訪問平成10年6月および平成11年10月のシカゴ大学グループの来日に際しては,本学,国立ガンセンター中央病院,冨士写真フィルム宮の台技術開発センターにて講演会を開催し,前2者では一般にも広く周知して公開した.講演内容は,シカゴ大学グループの最新の研究活動についてであり,工学的側面と臨床的側面(放射線医学の立場から)の両面より講演とそれに基づく質疑応答を行い,参加者の好評を博した.一般講演の講演会以外では,本学およびシカゴ大学にて双方のシステムの紹介と臨床評価の結果について披露し,システム性能の十分でない部分を中心に,意見交換を行った.また,R2 Technology社への訪問では,実際に市販されているシステムについて,その臨床評価の結果を中心にしたシステム性能やシステム開発の体制についての調査を実施した.本研究では,乳房X線像の計算機支援診断(CAD)システムの開発に長年取り組んできた本学と米国シカゴ大学の研究グループが,互いに情報を交換することにより,CADシステム開発を加速することを目的とした.研究を効果的に進めるために,年間1回ずつ,相互の研究施設を訪問し,情報の交換を行うこととした.実績としては以下のようである.平成10年6月20日-6月25日シカゴ大学グループ来日平成10年11月28日-12月6日本学グループシカゴ訪問平成11年10月2日-10月9日シカゴ大学グループ来日平成12年2月12日-2月17日本学グループR2Technology社訪問平成10年6月および平成11年10月のシカゴ大学グループの来日に際しては,本学,国立ガンセンター中央病院,冨士写真フィルム宮の台技術開発センターにて講演会を開催し,前2者では一般にも広く周知して公開した.講演内容は,シカゴ大学グループの最新の研究活動についてであり,工学的側面と臨床的側面(放射線医学の立場から)の両面より講演とそれに基づく質疑応答を行い,参加者の好評を博した.一般講演の講演会以外では,本学およびシカゴ大学にて双方のシステムの紹介と臨床評価の結果について披露し,システム性能の十分でない部分を中心に,意見交換を行った.また,R2 Technology社への訪問では,実際に市販されているシステムについて,その臨床評価の結果を中心にしたシステム性能やシステム開発の体制についての調査を実施した.本年度は東京農工大学と米国シカゴ大学とが開発した乳がん診断支援システム(CAD)の性能評価をそれぞれの立場から行い、相手側システムに対しての批評や助言を通して、システムの改良点を明確化することに主眼をおいた。平成10年6月にはシカゴ大学のグループが来日し、東京農工大学および国立がんセンター東病院にて意見交換の場を持った。東京農工大学においては、我々が開発した診断支援システムについて、主として工学サイドからアルゴリズムのさらなる高度化のために必要な具体策について、意見の交換を行った。また、国立がんセンター東病院においては、我々のシステムの臨床評価実験の結果や、具体的症例に基づいた医学および工学的立場からの意見交換を行った。平成10年11月12月には、日本側研究グループが米国シカゴ大学を訪問し、先方の開発したシステムについて議論を交わすと共に、診断支援システムを利用した場合と利用しない場合の診断率の変化を体験し、CADシステムの効果を実際に体験する機会を得た。本研究では,乳房X線像の計算機支援診断(CAD)システムの開発に長年取組んできた本学と米国シカゴ大学の研究グループが,互いに情報を交換することにより,CADシステム開発を加速することを目的とした.本年の実績としては以下のようである.平成11年10月2日-10月9日シカゴ大学グループ来日平成12年2月12日-2月17日本学グループR2Technology社訪問平成11年10月のシカゴ大学グループの来日に際しては,国立がんセンター中央病院,富士写真フィルム宮の台技術開発センターにて講演会を開催し,前者では一般にも広く周知して公開した.講演内容は,シカゴ大学グループの最新研究活動についてであり,工学的側面と臨床的側面(放射線医学の立場から)の両面より講演とそれに基づく質疑応答を行い,参加者の好評を博した.一般公開の講演会以外では,本学にて双方のシステムの紹介と臨床評価の結果について披露し,システム性能の十分でない部分を中心に,意見交換を行なった.また, R2 Technology社への訪問では,実際に市販されているシステムについて,その臨床評価の結果を中心にしたシステム性能やシステム開発の体制についての調査を実施した.
磁気流体近似プラズマ乱流から生成される運動論的プラズマ乱流の性質

太陽からのプラズマの流れである太陽風乱流に代表されるような無衝突プラズマ乱流中では、粒子間衝突が関わる流体粘性が乱流散逸の根本的な原因にはなりえない。しかしながら、粘性が無視されるようなプラズマ乱流であるにも関わらず、流体乱流の粘性散逸を思わせる周波数スペクトルの特徴が現れることが太陽風観測によって明らかになっている。本研究では荷電粒子の運動に影響されて現れる小さなスケールの波動特性が、この性質に重要な役割を担っていると考え、この作用を担う「運動論的プラズマ乱流」の生成と性質について第一原理プラズマ粒子シミュレーションを用いた計算機実験で明らかにする。
チューブリンを分子標的とする海洋無脊椎動物由来の新規抗がん剤素材の探索研究

本研究では、海洋無脊椎動物由来のチューブリン重合・脱重合阻害物質を新規抗がん剤のシード化合物として開発するために、海洋無脊椎動物の採集を行い、各動物を処理して粗抽出物を得た。更に、得られた試料について、神経成長因子存在下で、PC12細胞に対する作用を調べ、チューブリン機能に影響を与えている可能性を有する粗抽出物を見出した。次に活性を示すことが認められた、海綿動物並びにマナマコ、更に、フサコケムシから分離した細菌の培養エキスについて活性成分の検索を行い。セラミド、セレブロシド、ジケトピペラジン類を単離することができた。更に、構造活性相関の評価を行うために必要な数種のアナログ体の合成に着手した。天然有機化合物を医薬素材として開発するためには、化学構造の単純化と低分子量化が必要である。本申請研究では、九州西岸海域産海洋無脊椎動物由来のチューブリン重合・脱重合阻害物質を新規抗がん剤のシード化合物として開発するために、平成24年度では、前年度に引き続き、活性成分のチューブリン重合・脱重合作用の検討と精密構造解析を下記の手順で行った。1)単離した活性成分の作用点がチューブリン/微小管であることを確認するために、第二次活性試験として、ヒト線維肉腫細胞HT1080の細胞質微小管に対する作用を、抗チューブリン抗体を用いた免疫染色法で解析し、高感度かつ高い特異性をもってチューブリン重合・脱重合への作用を確認した。2)チューブリン重合・脱重合作用を示すことが認められた成分について、各種機器スペクトル(NMR、MS、IR、UVスペクトル)データならびに化学的手法を用いて、化学構造の解明を行った。3)構造の明らかになった活性成分について、さらに詳細(定量的)にチューブリン重合・脱重合への作用を調べた。特に、チューブリンの重合/脱重合に影響を及ぼすことが知られているcolchicine、vinblastine、vincristineやtaxolをPositive Controlとして用い、活性強度を比較し、Control物質より顕著な活性を示す成分の検索を開始した。本申請研究では、九州西岸海域産海洋無脊椎動物由来のチューブリン重合・脱重合阻害物質を新規抗がん剤のシード化合物として開発するために、活性成分の分離、活性成分の構造解明、活性発現に必須な構造単位の解明を行った。研究成果としては、平成25年度は、海綿動物からセラミド類を、一方、マナマコからはセレブロシド分子種を分離することができ、その構造を明らかにしてきた。更に、海洋無脊椎動物から分離した細菌が生産する活性成分の検索を行った結果、Staphylococcus spの生産物質として、11種のジケトピペラジン誘導体を、チューブリン重合・脱重合阻害物質候補物質として単離することができ、絶対立体構造を含めて、その構造の解明を行った。更に、活性アナログ体開発のための基礎データとして、活性発現に必須な構造単位を解明することを目的として、構造活性相関の評価を行うために必要な数種のアナログ体の合成に着手した。また同時に、環状デプシペプチド類並びにマクロラクトン、更には、indole-3-carboxylic acid1,3-dideoxy-3-C-methyl arabinitol、thymine、uraci、ケトピペラジン誘導体、phenyl alanine、tryptophaneを単離し構造決定することができたので、その活性についても評価を進めている。がん克服の実現のためには、より有効な新規抗がん剤を創出することが不可欠である。本申請研究では、新規抗がん剤開発のためのシード化合物の創製を目指した基礎研究として、1)がん細胞の分裂等の細胞機能に大きく関与しているチューブリンの重合・脱重合を阻害する化学物質を九州西岸海域産海洋無脊椎動物から探索し、2)その構造解明と構造活性相関の検討を行い、3)活性アナログ体開発のための基礎データとして、活性発現に必須な構造単位を解明することを目的として行う。平成23年度は、下記の手順で、海洋無脊椎動物のスクリーニングと活性成分の抽出・単離を主に行った。1)九州西岸海域に豊富に生息している海洋生物、特に、海洋無脊椎動物の採集を行った。特に今回は、棘皮動物(ナマコ類)を中心に採集を行った。2)採集した各試料動物を処理して、粗抽出物(n-hexane、酢酸エチル、n-BuOH )を得た。3)予試験として、各粗抽出物の一部についてSephadexLH-20を用いたゲル濾過やDiaion HP20、シリカゲルを用いた各種カラムクロマトグラフィーを行い、粗分画を調製した。4)第一次活性試験として、得られた各粗分画について、神経成長因子(NGF)共存下でPC12細胞に対する神経突起伸展作用を調べ、突起の伸展作用を示し、チューブリン機能に影響を与えている可能性を有する粗各分並びに粗抽出物を選出した。

5)現在、ナマコ類から得られた高極性脂質画分に顕著な活性を見出すことができ、その活性成分の分離を、各種オープンカラム、中圧液体、並びに、高速液体クロマトグラフの各装置等を用いて、活性を指標にしながら、現在微量成分に至るまで徹底的に活性成分の分離・精製を行っている最中である。本年度は、前年度分離した活性成分のチューブリン重合・脱重合作用の検討と精密構造解析を行うことを目的にして取り組んだ。現在、様々なタイプの化合物の単離に成功し、それらの作用点がチューブリン/微小管であることを確認するために、第二次活性試験として、ヒト線維肉腫細胞HT1080の細胞質微小管に対する作用を、抗チューブリン抗体を用いた免疫染色法で解析し、高感度かつ高い特異性をもってチューブリン重合・脱重合への作用を確認しつつある。また、同時に、チューブリン重合・脱重合作用を示すことが認められた成分について、各種機器スペクトル(NMR、MS、IR、UVスペクトル)データならびに化学的手法を用いて、化学構造の解明を行っている。更には、構造の明らかになった活性成分について、詳細(定量的)にチューブリン重合・脱重合への作用を調べる準備に取り掛かっている。活性試験には、特に、チューブリンの重合/脱重合に影響を及ぼすことが知られているcolchicine、vinblastine、vincristineやtaxolをPositive Controlとして用い、活性強度を比較し、Control物質より顕著な活性を示す成分の検索を行うことにしている。当初の計画どおりに、海洋無脊椎動物、特に、平成23年度は、棘皮動物ナマコ類を採集し、処理して粗抽出物を作成し、高極性脂質画分並びに低極性脂質画分等を調製し、それぞれの画分について、一次スクリーニングを行い、活性を示す画分を見出すことができた。現在、当初の計画どおり、それぞれの画分の活性成分を、各種カラムクロマトグラフィーを行い、分離・精製中である。尚活性試験としては、第一次活性試験として、得られた各粗抽出物について、神経成長因子(NGF)共存下でPC12細胞に対する神経突起伸展作用を調べ、突起の伸展作用を示し、チューブリン機能に影響を与えている可能性を有する抽出物を選出した。また、活性成分の分離精製操作には、ゲル濾過、シリカゲルカラムクロマトグラフ、中圧液体クロマトグラフ装置、高速液体クロマトグラフ装置等を用いて行っている。平成25年度は、前年度得られた活性成分の構造活性相関の検討と活性発現構造単位の解明を行う。1)得られた活性成分のうち、Control物質より顕著な活性を示す化合物を出発物質として、その誘導体を調製する。2)天然由来の成分並びに、調製した誘導体について、HT1080細胞を用いて、チューブリン重合・脱重合への作用を詳細に調べる。3)得られた結果を基に、構造活性相関の検討と活性発現に必須な構造単位の解明を行う。活性成分のチューブリン重合・脱重合作用の検討と精密構造解析を以下の手順で行う。
マウス乳癌細胞増殖・転移におけるテネイシンの生物作用の研究

1)抗テネイシン(TN)抗体によるヒト癌細胞の腫瘍oェル成長におけるヒト癌細胞を用いて抗TNl功区抗TN抗体の腫瘍成長抑制効果を検討した。TNの異なるドメインを認識する単抗体(EGF様配列を認識するRCBl、DEARl、AD配列を認識するDEAR2など)を皮下移植した癌細胞に投与した。細胞は培養下でTN非産生細胞株のA431を用いた。その結果、各抗体ともに腫瘍成長を抑制し、特に、RCBlの抑制効果が高かった。従って、TNのEGF様配列がヒト癌細胞増殖に対しても重要であることが確認された(第57回日本癌学会、横浜、1998年)。2)テネイシン誘導因子(TIF)誘導活性および細胞増殖への影響マウス胎仔線維芽細胞の培養上清中にはTIFが存在することを見出した。TIFのTN誘導活性を他のサイトカインと比較したところ、TGF-βやEGFに比べてさらに強い誘導活性を示した。各サイトカインよる刺激後、チロシンリン酸化の有無を調べたところ、TIFはEGFやTGF-αと異なり、チロシンをリン酸化しないことが示された。次に、マウス乳癌細胞(GLMT1)にTIFを添加したところ、経時的にTN量は増加し、同時に、細胞増殖の促進も見られた。しかし、TN欠損マウス由来乳癌細胞にTIFを添加しても、細胞増殖は変わらなかった。従って、TIFの細胞増殖活性は、誘導されたTNを介していると思われる(第8回乳癌基礎研究会、鳥羽、第22回国際乳癌学会、アテネ、1998年)。3)TINに対する単抗体の作製TIF活性画分を抗原としてラットを免疫し、ラット/マウスのハイブリドーマを作製、1gGの産生とTIFの中和阻害活性を指標としたバイオアッセイにより抗TIF抗体産生株の候補を選択しクローニングを行った。現在までに11クローンが得られ、細胞内局在と生体組織内における局在を免疫組織学的に検討中である。
分げつ角度の適応的変化を利用したイネの草型改良に関する研究

本研究では分げつ角度の違いが水稲の生産性におよぼす影響を明らかにし、理想的な水稲の草型を解明することを目的としている。そのために、TAC1の準同質遺伝子系統(NIL)の作出を進めてきた。前年度までに十分に領域を狭めたNILの作出が終了したため、当該年度はコシヒカリ背景(KO-TAC1)、IR64背景のNIL(IR64-TAC1)ともに大規模な圃場試験を行うための種子の増殖を行った。また多収条件下での分げつ角度の改変効果を検討するため、多収品種「モミロマン」を背景とするNILの作出も進めた。群落構造の定量的評価に関しては、出穂後に群落構造を評価する方法として、高いLAI下でもLAIの測定実績がある近赤外光(NIL)/光合成有効放射(PAR)センサーの導入を検討するため、当該センサーを購入し、測定方法を検討した。NILの作出および生育初期の群落構造を評価する方法の開発は順調に進んでいるものの、出穂以後の群落構造の評価方法に関しては、現在までに有効な方法を確立できていないため。次年度はKO-TAC1について、大規模栽培試験を行い、分げつ角度の違いが生産性に及ぼす影響を調査する。その際、栽植密度を変えた試験区を設けることで、植被率やLAIの過疎性に関しても言及できるようにする。この試験結果をもとし、学会発表や論文執筆等の研究成果の発表方法を検討する。分げつ角度を制御する遺伝子の一つであるTAC1の準同質遺伝子系統(TAC1-NIL)の作出を進めた。コシヒカリおよびIR64背景のTAC1-NILについて順調に作成が進んでいる。またTAC1以外の要因により分げつ角度が異なる系統の作出に向けて、複数系統の分げつ角度の調査を行い、デンプン合成系の変異体の中から安定的に分げつ角度が開帳する系統を新たに見つけた。しかし当該系統の生育を水田圃場において簡易的に調査したところ、子実の登熟にも影響があり、生産性の検証には不向きであることが明らかになった。現時点ではほかに有望な系統が見つかっていないため、次年度以降は異なる観点から分げつ角度の異なる水稲素材を探索していく予定である。一方、平成29年度から開始予定の水田圃場での試験に備えて、水稲群落の評価指標の検討を行った。具体的には、デジタルカメラ撮影による群落被覆率の評価や簡易NDVI測定装置による群落評価の検討を行うとともに、光量子計やCO2計といった群落の評価に必要な実験機器の整備を行った。デジタルカメラによる被覆率の測定(Guo et al., 2017)は、生育初期に非常に有効である一方で、NDVIの測定では、生育初期よりもむしろ植物体の老化が始める後期において、群落全体の老化程度の評価に有効であることが明らかになった。今後はこれらの評価方法と、所属研究機関で新たに購入した非破壊型葉面積計を用いて、水稲群落の評価方法の確立をし、分げつ角度の違いが群落全体に及ぼす影響を解明する。新たな系統については現時点で有望な系統は見つかっていないものの、TAC1の準同質遺伝子系統の作出および群落の評価方法の確立に関しては順調に進んでいいる。そのために、TAC1の準同質遺伝子系統(NIL)の作出を進め、コシヒカリ背景、IR64背景のNILともに順調に進んでいる。いずれのNILも十分に領域を狭めたNILの作出がほぼ終了したため、大規模な圃場試験を行うための、種子の増殖に取り掛かり始めている。同時に、NILの評価に先立って、群落構造の正確かつハイスループットな評価方法を確立すつため、すでに種子量の確保ができている作成途中の系統を用いて群落の評価を始めた。その結果コシヒカリ背景、IR64背景ともに、コシヒカリ型TAC1を持つ系統の方が収量および地上部乾物重が高い傾向にあり、分げつ角度が直立した方が生産性が高いことが示唆された。群落構造の違いを定量的に評価する方法を確立するため、デジタルカメラ画像を用いた被覆率の測定、携帯NDVI測定装置による植生指数の測定、プラントキャノピーアナライザーによる平均葉身傾斜角度などにより群落構造関連形質の評価を試みた。いずれの方法も生育初期においては遺伝子型による群落構造の違いを捉えられていたが、出穂以降では見た目には構造が異なるものの、数値として違いを出すことができなかった。乾物重の差は出穂以後に広がっていることから、出穂以降にも群落構造は異なっていると推察できるため、出穂後に群落構造を評価する方法を検討する必要がある。

前年度までに十分に領域を狭めたNILの作出が終了したため、当該年度はコシヒカリ背景(KO-TAC1)、IR64背景のNIL(IR64-TAC1)ともに大規模な圃場試験を行うための種子の増殖を行った。また多収条件下での分げつ角度の改変効果を検討するため、多収品種「モミロマン」を背景とするNILの作出も進めた。群落構造の定量的評価に関しては、出穂後に群落構造を評価する方法として、高いLAI下でもLAIの測定実績がある近赤外光(NIL)/光合成有効放射(PAR)センサーの導入を検討するため、当該センサーを購入し、測定方法を検討した。NILの作出および生育初期の群落構造を評価する方法の開発は順調に進んでいるものの、出穂以後の群落構造の評価方法に関しては、現在までに有効な方法を確立できていないため。作出を進めているTAC1の準同質遺伝子系統の種子の増殖を図り、大規模な圃場試験に備えるとともに、すでに種子量の確保ができている作成途中の系統を用いて群落の評価を始める。これにより、分げつ角度の違いが稲群落に及ぼす影響を圃場レベルで評価する。一方で、新たな分げつ角度解析用系統の探索を所属研究機関が所有する様々な水稲素材を用いて進める。まず作出したNILの種子増殖を確実に行い、大規模な圃場試験に備える。同時に、出穂以後の群落構造の評価方法開発を行うため、これまでの方法の評価方法を再検討するとともに、新しい視点での評価方法を模索する。次年度はKO-TAC1について、大規模栽培試験を行い、分げつ角度の違いが生産性に及ぼす影響を調査する。その際、栽植密度を変えた試験区を設けることで、植被率やLAIの過疎性に関しても言及できるようにする。この試験結果をもとし、学会発表や論文執筆等の研究成果の発表方法を検討する。購入を予定していた光量子計より安価で必要な機能を満たす光量子計が新たに発売され、それを購入したため。今年度の試験で行った解析方法では出穂以後の群落構造を適切に評価することができず、収穫物の解析事項を減らす必要が生じ、消耗品の購入量が減り、次年度使用額が生じた。次年度使用額については、次年度以降に新たな手法で群落構造を解析する必要が生じたため、それに必要な機器や消耗品の購入に充てる予定である。研究の進捗状況がやや遅れていることから、当初予定していた大規模栽培試験は当該年度に行わず、次年度に行うことにしたため、残額が生じた。昨年度発見まで至らなかったTAC1-NIL以外の解析系統の探索にさらに注力するため、植物育成用品の追加購入分の充てる。
衛星通信リフレッシュ教育のフィードバックシステム開発と効果的実施に関する研究

本研究の目的は、衛星通信を利用したリフレッシュ教育を推進するために、その効果的な教授方法を検討すると共に、フィードバックシステムを開発することである。以下の成果が得られた。1.米国の衛星通信大学NTUの調査米国における衛星通信大学院大学として有名なNTU(National Technological University,全米工科大学)について調査した。NTUでは、1985年から衛星通信を利用して、単位の認定と修士の学位授与を行っている。2.インターネットによるフィードバックシステムの確立遠隔講義を実施する場合、質問などのフィードバック方法が重要となる。そこで、インターネットを利用したフィードバックシステムを開発した。衛星通信受講サイトでは、インターネット接続されたWWWブラウザをとおして、講師からの問題提示に対しリアルタイムに回答することができる。3.各種形態による衛星通信遠隔講義の実施と評価(1)HD-CODECを利用したハイビジョンによる双方向通信の講義形態、(2)アナログ・フル映像による全国配信の講義形態、(3)1.5Mbpsデジタル準動画を利用した双方向通信の講義形態、の衛星通信遠隔講義を実施し、その評価を行った。4.講座・講義形態の総合評価アナログ・フル映像による遠隔講座と、1.5Mbps準動画による遠隔講座を比較検討した。その結果、いずれの遠隔講座とも高く評価されたが、画像品質の評価因子は、総合評価に大きな影響を与えることを明らかにした。以上、これらの成果を総合的にまとめ、衛星通信リフレッシュ教育に関する知見を整理した。本研究では、衛星通信を利用したリフレッシュ教育を推進するために、その効果的な教授方法を検討すると共に、フィードバックシステムを開発することを目的としている。初年度である本年度は、まずネットワークを用いたフィードバックシステムを目指して、インターネットを利用したデータベース自動検索システムの構築と評価を行った。このシステムによれば、自分が求めるキーワードを予め登録しておけば、それに関する情報が入力される度に自動的に送られてくる。衛星通信によるリフレッシュ教育では、デジタル動画伝送が将来必要となるが、その場合のキ-となる画像符号化装置の評価法について検討した。その結果、画像の解像度と動きに対する追従性の2つの観点で評価することができた。衛星通信を利用した教育の実験を行い、評価結果をまとめた。これは、ハイビジョン映像を通信衛星によって、大阪大学から東京工業大学まで伝送し、講座を開いた。その評価結果については分析中である。また、電子開発学園が実施している衛星通信教育システムPINE-NETの学習効果の分析についても、現在種々の観点から行っている。東京工業大学教育工学開発センターには、第1次補正予算によって、衛星地球局と衛星講義室が建設されることになった。そこで、このシステム設計に当たっては、本研究の成果が現われるように、種々検討している。また、今年度衛星通信公開講座を1回実施し、その評価について、本研究の一環として進めているところである。尚、衛星通信教育については、米国が非常に進んでいる。そこで、米国におけるNTU(National Technology University)をはじめ、多くの先進事例を調査し、まとめた。本研究では、今年度の以下の成果が得られた。(1)ネットワークによるフィードバック・システムの確立衛星通信を利用したリフレッシュ教育を実施する場合、質問などのフィードバックの方法が重要となる。そこで、インターネット、テレビ会議システムによるフィードバック・システムについて検討した。特に、インターネットによるフィードバック・システムを構築し、衛星通信遠隔教育の際に利用できるようにした。ただし、これは、文字やテキストだけによるシステムである。動画像と音声によるシステムについては、近日中に完成させる予定である。(2)衛星通信リフレッシュ教育の評価衛星通信を利用したリフレッシュ教育を実施し、その評価を実施した。そして、そのアンケート評価を因子分析し、「講義の雰囲気」、「画像提示」、「映像音声」、「同時性」の4つの評価因子を抽出した。そして、いずれの因子も高い評価を得ていることを確認した。次に、これらの因子について総合評価との関係を調べたところ、画像品質との相関がみられた。したがって、内容が十分よい場合には、画像品質によって総合評価が変わることを明らかにした。(3)衛星通信遠隔教育システムの確立実際に通信衛星を利用した遠隔教育を実施した結果、より効果的なリフレッシュ教育の方法を検討している。これには、システム間と運用面の両面から検討している。衛星通信地球局によるリフレッシュ教育に関し、本年度は以下の成果が得られた。1.衛星通信受講サイトからのフィードバックシステムの確立衛星通信リフレッシュ教育を実施する場合、質問などのフィードバック方法が重要となる。そこで、インターネットを利用したフィードバックシステムについて開発・検討した。2.データベースの構築衛星通信リフレッシュ教育の公開講座開催と並行して、受講者や、リフレッシュ教育に関心を持つ企業担当者のデータベースを作成した。3.衛星通信リフレッシュ教育に対する評価や要望を調査・分析・評価大学から発信する衛星通信リフレッシュ教育について、衛星通信公開講座の受講者に対してアンケートを行ない、企業等におけるニーズを調査し、まとめた。その結果、先端科学技術に関する動向や、工学分野の基礎知識・著名な学者の講義などに対する期待が大きいことがわかった。また、受講証明書という形より、単位を取得できることが受講のインセンティブになることがわかった。4.研究のまとめ総括し、研究の成果をまとめた。報告書を印刷し、関係機関に配布する。1.米国の衛星通信大学NTUの調査

米国における衛星通信大学院大学として有名なNTU(National Technological University,全米工科大学)について調査した。NTUでは、1985年から衛星通信を利用して、単位の認定と修士の学位授与を行っている。2.インターネットによるフィードバックシステムの確立遠隔講義を実施する場合、質問などのフィードバック方法が重要となる。そこで、インターネットを利用したフィードバックシステムを開発した。衛星通信受講サイトでは、インターネット接続されたWWWブラウザをとおして、講師からの問題提示に対しリアルタイムに回答することができる。3.各種形態による衛星通信遠隔講義の実施と評価(1)HD-CODECを利用したハイビジョンによる双方向通信の講義形態、(2)アナログ・フル映像による全国配信の講義形態、(3)1.5Mbpsデジタル準動画を利用した双方向通信の講義形態、の衛星通信遠隔講義を実施し、その評価を行った。4.講座・講義形態の総合評価アナログ・フル映像による遠隔講座と、1.5Mbps準動画による遠隔講座を比較検討した。その結果、いずれの遠隔講座とも高く評価されたが、画像品質の評価因子は、総合評価に大きな影響を与えることを明らかにした。以上、これらの成果を総合的にまとめ、衛星通信リフレッシュ教育に関する知見を整理した。
能動型測器を用いた氷晶雲の巨視的構造と微物理特性の関係解明に関する研究

本年度は観測船「みらい」搭載雲レーダ・ライダデータより導出したレーダ反射因子と雲氷量の関係式を用いCloudSat衛星観測データを解析し、得た氷晶雲微物理特性の検証を以下の解析を行い推進した。CloudSat衛星と同期する航空機観測データによる光学的に厚い雲内部の微物理量抽出精度の検証に加え、パラメタリゼーションを用いずに雲微物理量を抽出する事のできるレーダとライダの信号強度を組み合わせた手法により光学的に薄い雲や雲上層部における抽出量の検証を行った。その結果、両手法で得られた氷晶雲粒径の高度-緯度断面には良く似た傾向が見られる事の他、パラメタリゼーションより得た雲氷量の統計値がレーダ/ライダ法で得られるものと比してより光学的に厚い雲の解析結果をより反映しているという特徴がある事がわかった。これらの成果はProceedings of the International Radiation Symposium(IRS2008)に"Sensitivity study for the interpretation of Doppler signal of space-borne 95-GHz cloud radar"という題名で報告した。衛星データに基づいた気象場分類法に従って氷晶雲-放射フィードバック効果をモデルで予測する際に重要であると思われる氷晶雲特性が大気大循環モデル(AGCM)で正しく再現されているかの評価を行った。その結果、観測ではlarge scaleの周囲の場の対流活発・不活発の分類と雲量に非常に良い対応関係があったが、モデルでは気象場と雲量の関係が良く再現されていない事がわかった。また、過去の研究からモデルでは上層雲の雲量が過大評価になっている事が指摘されていたが、常に過大評価であるわけではなく気象場による事がわかった。モデルの氷晶雲微物理特性の再現性に関してはグリッド平均の雲氷量特に11km以上の対流圏上層で対流活動活発時に1桁程度過小評価し、粒径を平均的に20μm程度過大評価する事がわかった。今後、より長期のデータを使用しこれらの成果を発展させ、モデルと観測の不一致のメカニズムを理解する事によりモデルでの雲再現性を改善する事が可能となると期待される。多様な時空間スケールで存在する氷晶雲と気候システムの相互作用を理解するには能動型測器を搭載した船舶により得た詳細な雲の微物理量の時間-高度分布の情報と、全球規模での観測が可能な衛星の観測データを併用して用いる事が有効ある。従って本年度は、次年度以降に様々なスケールのモデルでの氷晶雲の再現性を検証する上で必要な解析データセットを作成する為、船舶・衛星データの整備と解析手法の開発・検証を実践した。以下にその研究成果を示す。1.開発した氷晶雲の微物理特性抽出手法(Sato and Okamoto, JGR,2006)を検証・拡張し、微物理量や鉛直流といった詳細雲微物理モデルで氷粒子の生成・成長過程を再現するのに重要な入力パラメータを十分に良い精度で抽出する事が可能となった(Heymsfield et al. JAM, in revision)。特に鉛直流の抽出は微物理量の抽出精度を向上させるだけでなく、対流圏上部の鉛直流構造が観測困難な海洋上で得られるようになったという点においても非常に大きい利点と言える。2.観測船「みらい」の熱帯・中緯度・極域の雲レーダ/ライダデータに開発したアルゴリズムを適用し、得られた上層雲の微物理特性と鉛直流の関係を調べた。その結果、熱帯海域で特に12km以上の強い上昇流域で雲粒の生成が盛んに行われ、それ以下の高度で雲粒の衝突併合成長が卓越しているといった事が示唆され、開発した手法が雲の生成・寿命に関わる重要な過程の理解に有効な手段である事がわかった。3.さらに上記の微物理量と鉛直流の関係がどの様なメカニズムによりもたらされ、維持されるのかを理解る為に衛星観測データの解析結果(Rossow et al.,2005,GRL)を用い、レーダ・ライダで解析した雲とその周囲の気象場との関連づけを行った。その結果、対流活動が活発・不活発な気象場中に存在する雲ではその微物理特性や鉛直流構造に顕著な違いがある事がわかり、ここで得られた知見の更なる活用が氷晶雲の巨視的構造及び微物理特性の関係解明につながると期待される。本年度は観測船「みらい」搭載のレーダ・ライダデータと衛星観測データの複合的利用及び、モデルの氷晶雲再現性の検証を通じて気象場と雲粒の生成・成長の関係について以下の解析を行った。上記複合観測データによる雲と周囲の気象場の解析により、これまでの研究から対流活動が活発・不活発な気象場中に存在する雲ではその微物理特性や鉛直流構造に顕著な違いがあることがわかったが、更なる解析により、雲粒の核化など雲微物理過程も雲内部の鉛直流の生成に比較的大きな寄与を果たしているケースがある事がわかった。またこれらの微物理過程が少なからず雲の雲頂高度や寿命に関わっている事も示唆された。このような特徴をもつ雲と、同時刻に同じ航路上で大循環モデルにより再現された大規模凝結性氷晶雲の特性とを比較した結果、雲頂高度がモデル内ではうまく再現されていない事がわかった。今後木気場の情報を取り入れた雲微物理モデルの計算結果を利用し、更なる原因追及が望まれる。さらに他の緯度・経度帯における氷晶雲の特徴を解析する為、CloudSatの全球雲レーダデータより氷晶雲の微物理特性を抽出する手法の開発を行った。

具体的には「みらい」の熱帯・中緯度・極域の氷晶雲観測データに開発した氷晶雲解析アルゴリズムを適用した結果に基づき、レーダ反射因子と雲氷量や粒子落下速度間の関係式を導出した。本パラメタリゼーションは特に解析時の粒子落下速度の導出において氷粒子の非球形性といった仮定の影響をほとんど受けないため、より信頼性の高いものであると考えられる。これら関係式によりCloudSatデータを解析した結果をCloudSatと同期した航空機観測による雲内微物理量の実測データにより検証した結果、対流性・非対流性起源に関わらず氷晶雲の雲氷量が30%程度の精度で解析できる事がわかった。これらの成果により今後より詳細に全休規模で氷晶雲の生成・消滅及びその放射効果を理解する事が可能となると期待される。本年度は観測船「みらい」搭載雲レーダ・ライダデータより導出したレーダ反射因子と雲氷量の関係式を用いCloudSat衛星観測データを解析し、得た氷晶雲微物理特性の検証を以下の解析を行い推進した。CloudSat衛星と同期する航空機観測データによる光学的に厚い雲内部の微物理量抽出精度の検証に加え、パラメタリゼーションを用いずに雲微物理量を抽出する事のできるレーダとライダの信号強度を組み合わせた手法により光学的に薄い雲や雲上層部における抽出量の検証を行った。その結果、両手法で得られた氷晶雲粒径の高度-緯度断面には良く似た傾向が見られる事の他、パラメタリゼーションより得た雲氷量の統計値がレーダ/ライダ法で得られるものと比してより光学的に厚い雲の解析結果をより反映しているという特徴がある事がわかった。これらの成果はProceedings of the International Radiation Symposium(IRS2008)に"Sensitivity study for the interpretation of Doppler signal of space-borne 95-GHz cloud radar"という題名で報告した。衛星データに基づいた気象場分類法に従って氷晶雲-放射フィードバック効果をモデルで予測する際に重要であると思われる氷晶雲特性が大気大循環モデル(AGCM)で正しく再現されているかの評価を行った。その結果、観測ではlarge scaleの周囲の場の対流活発・不活発の分類と雲量に非常に良い対応関係があったが、モデルでは気象場と雲量の関係が良く再現されていない事がわかった。また、過去の研究からモデルでは上層雲の雲量が過大評価になっている事が指摘されていたが、常に過大評価であるわけではなく気象場による事がわかった。モデルの氷晶雲微物理特性の再現性に関してはグリッド平均の雲氷量特に11km以上の対流圏上層で対流活動活発時に1桁程度過小評価し、粒径を平均的に20μm程度過大評価する事がわかった。今後、より長期のデータを使用しこれらの成果を発展させ、モデルと観測の不一致のメカニズムを理解する事によりモデルでの雲再現性を改善する事が可能となると期待される。
[オキシ]ナイトライド光触媒による水の可視光完全分解

ガリウム、ゲルマニウムをベースとしたオキシナイトライド、ナイトライドが光照射下で水を水素と酸素に完全分解できることが見出された。様々な前駆体と窒化方法などの合成条件を最適化した。金属酸化物を出発原料としアンモニア気流中下で焼成することにより窒化するのが最も高活性な光触媒を得るのに適していることがわかった。Ge3N4の組成で表される化合物をRuO2で修飾することにより高効率で水を水素と酸素に分解できることがわかった。Ge3N4はバンドギャップが大きく紫外光しか利用できないため、可視光を利用できる他の材料を開発する必要があった。GaN、Ge3N4はバンドギャップが大きく紫外光しか吸収しない。一方InN,SnNxはバンドギャップが小さすぎて水分解を進行させるエネルギーがなく、また光照射下で不安定な材料である。よって可視光利用のための新規光触媒材料を開発することが必要となり、新たにナイトライド系の複合材料の探索を行った。その結果、GaNとZnOの固溶体が可視光で水を完全分解できることを見出した。GaN-ZnOの固溶体はZnOとGa203の混合粉末をアンモニア気流中下で焼成することにより得られる。これはZnOが一部アンモニアにより還元され金属になり、融点の低いZn金属は溶融状態となりフラックスとして働くため固溶体が形成されることがわかった。これをもとに溶融金属をフラックスとして用い様々な複合系オキシナイトライドの合成を行った。従来の気相のアンモニアによる窒化処理では、金属酸化物からオキシナイトライドを得るために800°C以上の高温での加熱が必要であった。よって得られる化合物は窒素欠陥を含み、またシンタリングによる粒子径の増大により、光触媒として重要な要素となる高結晶性の微粒子を合成することは困難であった。本研究では結晶性の向上と粒子径の制御を目的とし、液体アンモニアを用いた低温での窒化とアニール処理を行った。そしてこれらの方法により得たオキシナイトライドの光触媒活性を並行して検討した。新規に見出された紫外光照射下で水分解が可能なGe3N4光触媒を研究対象とした。出発物質をGeCl4とし、液体NH3中でのアンモノリシスにより前駆体となるGe(NH)2を得ることができる。これをさらに熱分解し脱NH3処理を行うことによりGe3N4を得ることができる。600°C以下の熱分解ではGe3N4の組成になるがアモルファスの状態であり光触媒としては用いることができない。ここでさらに加熱温度を上げるとシンタリングするため別の方法で結晶化させることが必要となる。アモルファス前駆体を600°C、40MPaの超臨界アンモニア中でアニール処理を行った。得られた物質をキャラクタリゼーションした結果、加圧条件下では結晶化が促進され、600°Cの低温でも長時間処理することにより結晶化が可能であることがわかった。また得られた化合物はGe2+のような還元種、つまりは窒素欠陥を含まないものが得られた。これらの光触媒を調べたとこ、従来の方法で合成したものより水の分解活性は2倍程度向上した。今後、可視光領域に吸収を有するTa3N5,TaONのようなオキシナイトライドにおいても上記の合成法を検討していく予定である。
生体組織の超音波位相歪み効果による画質劣化の解析

医用超音波Bモード像の画質劣化の原因として、脂肪や筋肉などの組織間の音速差に基づく、生体非均質層を伝搬中に生じる超音波パルスの伝搬時間のばらつき(位相歪み)が注目されており、近年この補正に関する研究が盛んであったが、実際の生体組織に適用し有効であると認められる方法は得られておらず、生体組織の位相歪みに関する基礎データもほとんど報告されていなかった。そこで、本年度の研究では、我々が提案してきた生体組織の位相歪み分布の高精度測定法を用いて、測定した位相歪みと、超音波の指向性及び超音波像の画質の劣化との関係について検討した。具体的には、(1)位相歪みの統計的性質の抽出-振動子の周波数や試料の厚みなどの測定条件を変化させて、異なる生体組織の位相歪み分布を測定し、統計的性質を整理した。(2)3次元エコーシミュレータの構成-測定した位相歪みを開口上に導入して、リニアアレイの指向性を計算し、エコー信号を計算機上で合成してBモード像を構成し、位相歪みによる画質の劣化を計算機上で再現できるようにした。(3)比較実験-生体近似ファントム中に球状のテスト物体を埋込み、計算機上で再現された画質劣化が実際のパルスエコー法においても見られることを確認した。(4)画質評価-Bモード像の画質劣化を定量的に評価するために、我々が提案しているコントラスト減少率という画質評価法をさらに発展させて、球中心の相対エコーレベルを用いて画質の評価を行い、画質劣化の感覚量とよく対応した指数を得ることができた。今後は、超音波診断装置から取り出したRF信号を用いて、超音波像の鮮明化を目指して、Bモード像構成のアルゴリズムや位相歪みの補正方法について検討していく予定である。
環境因子による高血圧発症における視床下部GABAニューロンの役割

SHRとWKYの交配により作成した境界型高血圧ラット(BHR)では、食塩負荷あるいはストレス刺激によりはじめて持続性高血圧が生じる。従って、BHRは高血圧の遺伝的素因と食塩負荷あるいはストレス刺激時の血圧上昇との関連機構を検討するのに適したモデル動物であると考えられる。本研究では、BHRにおいて、1)食塩負荷によりストレス刺激時の昇圧反応が増強するか、2)もしそうなら、食塩負荷時のストレスへの過剰反応に中枢性GABA系が関与しているかどうか明らかにすることを目的とした。実験は全て覚醒ラットで施行した。〔成績〕1)食塩負荷により、BHRでは血圧上昇が生じたが、WKYでは血圧不変であった。。2)mscimol(M)(0.1,1.0μg)の側脳室内投与(ICV)による安静時動脈圧の低下は、正常食塩BHRに比し食塩負荷BHRでより大であった。WKYの正常食塩群と食塩負荷群間ではMによる安静時動脈圧低下に相違がなかった。3)M(ICV)による腎交感神経活動抑制は、正常食塩BHRに比して食塩負荷BHRでより大であった。4)食塩負荷BHRでは、正常食塩BHRに比して振盪ストレス刺激時の昇圧反応が増強していた。WKYの2群間ではストレス刺激による昇圧反応に相違がなかった。5)ストレス刺激時の昇圧反応は、M(ICV)により食塩負荷BHRでのみ有意に抑制された。M(ICV)後では、BHRの両群間でストレス刺激時の昇圧反応に相違がなかった、6)ストレス刺激時の心拍数増加はM(ICV)により有意に抑制され、抑制の程度は正常食塩BHRに比し、食塩負荷BHRでより大であった。(まとめ)以上の成績は、1)BHRでは食塩負荷によりストレス刺激時の昇圧反応が増強すること、2)食塩負荷によるストレス刺激時の昇圧反応の増強には中枢GABA系による交感神経抑制の減弱が関与する可能性があることを示唆する。。本態性高血圧の発症維持には、遺伝的要因と環境的要因が関与する。環境的要因の中では心因ストレスと食塩の役割が重要視されている。しかし高血圧発症、維持における2要因間の関係については、いまだ不明の点が多い。一方ストレス刺激による高血圧発症には、脳内GABA系の異常が報告されている。そこで我々は自然高血圧発症ラット(SHR)とその対照である正常血圧ラット(WKY)を交配させて作った、高血圧遺伝素因を有する境界型高血圧ラット(BHR)に食塩負荷を行い、環境因子による血圧上昇に中枢GABA系の異常が関与するかを検討した。(方法)8週令のBHRに8%食塩食(食塩と負荷群)と0.3%食塩食(対照群)を5週間投与後、脳室内にカニュ-レを挿入した。覚醒下にてストレス(210/分の振蘯刺激、3分間)負荷し、GABA agonist,mucimol 0.1 1.0ugとGABA antagonist,biculline 0.2,0.5ug投与前後で負荷を繰り返した。(結果)安静時平均血圧は対照群に比し、食塩負荷群で有意に上昇した。両群において、muclmol脳室内投与により、安静時平均血圧は有意に低下し、低下の程度は対照群に比し、食塩負荷群で有意に大であった。ストレス刺激時の昇圧反応は対照群に比し、食塩負荷群で有意に大きかった。mucimol脳室内投与により、食塩負荷群では、ストレス刺激時の昇圧反応が有意に減少したが、対照群では変化なかった。

一方、ストレス刺激時の心拍数増加は、両群において、mucimol脳室内投与により有意に抑制された。心拍数増加の抑制の程度は、対照群に比し食塩負荷群で有意に大きかった。biculline脳室内投与により、安静時心拍数と血圧が上昇したが、両群間に差はなかった。(結論)遺伝素因を有する境界型高血圧ラットでは環境因子(食塩負荷)により脳内GABA系の機能低下が存在し、ストレスに対する過剰反応を惹起する可能性がある。境界型高血圧ラット(BHR)における食塩負荷時の血圧上昇には交感神経活動の亢進が関与すると考えられているが、その機序は不明である。本研究では中枢GABA系による交感神経活動抑制が食塩負荷により減弱することが交感神経活動亢進の原因である可能性を検討した。BHRとWKYに8%食塩食あるいは0.3%食塩食を5週間投与したのち、覚醒下にて動脈圧、心拍数および腎交感神経活動(RSNA)を記録した。食塩負荷によりBHRでは血圧上昇が生じたが(P<0.01)、WKYでは変化がなかった。正常食塩BHRでは、muscimol(M)(0.1,1.0μg)の側脳室内投与(ICV)により、動脈圧が軽度(-8±3mmHg)低下し、RSNAが著明に(+65±22%)増加した。一方食塩負荷BHRではM(ICV)により動脈圧が著明(-29±3mmHg)に低下したが、著明な降圧にもかかわらずRSNAは不変であった。すなわちM(ICV)による降圧時にRSNAの反射性亢進が抑制されていた。ニトログリセリン静注投与による降圧時の反射性RSNA増加は、BHRの両群間で相違がなかった(約+120%)。すなわち、正常食塩BHRに比して食塩負荷BHRでは、MによるGABA受容体刺激時に動脈圧がより著明に低下し、その時RSNAの反射性亢進が生じなかった。この成績は、食塩負荷BHRではMによる交感神経抑制がより大であったことを示唆する。前年度の研究成績とあわせて考えると、食塩負荷BHRでは中枢GABA系による交感神経活動抑制が減弱している可能性が考えられる。