hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニホンザルとワオキツネザルの親和関係の形成・維持・消失と世代継承に関する行動研究

申請者が10年以上にわたって観察を続けている勝山ニホンザル集団(岡山県、真庭市、集団の個体数、2018年9月末時点で148頭)で、本年度も、オトナの毛づくろいをこれまで同様の方法で、記録した。同時に、本研究期間以前から収集している毛づくろいデータの解析を行った。特に、オトナメスが他のメスが生んだ子ザルを養子に迎えた場合の行動について、詳細な分析を行った。特に、これまでニホンザルでは報告のなかった1歳を過ぎてからの子ザルを養子として迎えた高齢期直前のオトナメスの「養子の母ザルとの毛づくろい関係」、「養子を迎えてからの他個体との毛づくろい関係」を分析した。また、昨年度に解析した第1位オスになる前後のオスの毛づくろい関係に関する7事例を、第27回国際霊長類学会大会(ケニア・ナイロビ・2018年7月)に発表し、参加した研究者との建設的な議論に発展した。また、通常はニホンザルの毛づくろいは2頭で行われるが、3頭が同時に毛づくろいすることもある。この珍しい3頭毛づくろいに参加している個体の社会関係を分析し、英語論文として完成させた。2019年4月に国際雑誌への投稿を予定している。嵐山ニホンザル集団(京都市)でも、補足的に観察を行い、毛づくろいの持続時間が、勝山集団に比べると、長い傾向になることが確認された。その理由として、勝山集団では、毛づくろいペアの優位メスの子ザルが2頭に関わることで、劣位メスが毛づくろいをやめる傾向があることが示唆された。飼育ゴリラ集団(カリフォルニア州・サンデイエゴ・サンディエゴサファリパーク)での継続観察を行い、61歳の高齢メス(飼育下で、当時世界第2位の高齢メス)の死亡後のメンバーの近接関係を記録し、メンバー間の近接関係がやや少なくなる傾向が生じているのが分かった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。勝山ニホンザル集団において、オトナメスの毛づくろい関係、敵対関係、順位関係を収集した。基礎データとして、オトナオス間の順位関係、オトナオスとメスの関係にかかわる行動も収集した。2014年4月からの1年間に、オトナメス間の親和関係に大きな変化はなく、母と娘の密接な毛づくろい関係、母がいない場合には姉妹間の密接な毛づくろい関係が記録できた。ただし、母が複数の娘と均等にかかわっているのではなく、自分の子供(つまり母から見て孫娘になる個体)が少ない娘とのかかわりが多くなっていることが分かった。娘たちは加齢に伴って、自分の娘の数が多くなり、その分、母とのかかわりが少なくなる。他方、娘ではなく息子が多いメスでは、母との関係が比較的密に続くといえる。ワオキツネザル2集団の観察を日本モンキーセンターで実施した。4月頃がワオキツネザルの出産のピークであり、この時期に先立つ1,2か月前から、オトナメス間の毛づくろい関係が変わることが明らかになった。明確な出産時期を持つワオキツネザルでは、妊娠末期からメス間の近接関係が変わることが分かった。この事実は、妊娠末期・出産がメスの親和関係に大きな影響を及ぼすことを、個体レベルではなく、集団レベルでも検証できたことになる。勝山ニホンザル集団(岡山県真庭)において、オトナメスの毛づくろい関係、多岐大敵関係、順位関係の関する資料収集を、昨年度同様、実施した。さらに、オトナオスとオトナメスとの関係も近接菅家、毛づくろい関係に関するデータを収集した。2015年4月からの1年間に、若干の個体が死亡等により、集団から姿を消したが、オトナメス間の親和関係や順位関係に大きな変化はなかった。他方、2015年出産期に初産を行ったメスは、アカンボウが2,3か月経過した頃から、オトナメスとの毛づくろい関係がよく見られるようになった。しかし、オトナメスの年齢に達しながら、未経産メスはそれまでの親和関係に大きな変化はなかった。オトナオスとメスの毛づくろい関係については、上位オスは主に、同血縁メスから毛づくろいを受けることが多く、多くのメスのフォローワーを持つということは確認されなかった。平成26年度(2014年度)に収取した飼育ワオキツネザル2集団(日本モンキーセンター)の近接関係のデータを、ソーシャルネットワーク分析を用いて詳細な分析を実施した。出産の前後1か月の比較によって、アカンボウを出産した個体が他個体から親和行動を受けた頻度が、出産前に比べて、出産後には大きく増加することが確認できた。また、集中した出産によって、集団の凝集性が高まることも確認した。飼育クモザル集団(熊本動植物公園)において、毛づくろい行動を中心とした行動観察を実施した。前肢に親指(拇指)のないクモザルでは、毛づくろい行動は量的には少なく、つまみ上げ行動も頻度が少なかったが、集団内の親和関係が十分に維持されていることが確認できた。ニホンザルは順調に長期縦断的な親和関係の記録を継続できており、すでに、13年連続のデータとなり、他の追随を許さない期間となっている。これらのデータを順次、分析をすることにより、親和関係の長期継続、あるいは終息による新しい親和関係の形成などの検討が可能となる。

ワオキツネザルに関しても出産を機に、集団の凝集性が高まることを確認できた。勝山ニホンザル集団(岡山県真庭)において、オトナメスの毛づくろい関係、敵対的敵関係、順位関係の関する資料収集を、昨年度同様、実施した。但し、集団の餌場入場が例年になく少なく、予定よりもデータ量が少なくなった。2016年度に、28歳の高齢メスや22歳の高齢メスが集団から姿が消え(死亡と推測)、これらの個体と親和関係にあったメスたちが新しくどのような個体と親和関係を構築するのかなどについての事例研究のためのデータは不十分ながら収集できた。さらに、2頭間の毛づくろいだけでなく、3頭間の毛づくろいのデータ収集を行いつつ、これまでに収集した3頭毛づくろいの詳細な分析結果を基に、国際霊長類学会大会(シカゴ、2016年7月開催)で発表した。3頭毛づくろいは、これまでの霊長類研究では全く分析されておらず、注目を受けた。特に、1頭のメスに対して2頭のメスで毛づくろいする場合、毛づくろいをする2頭の血縁関係が通常の毛づくろい関係にあるメスたちの血縁度よりも有意に高い傾向があった。つまり、2頭が一緒になって他の個体を毛づくろいする場合に、親和的な関係がないと、共同作業ができないということが明らかになった。ニホンザルと同じマカカ属でありながら、寛容性がとりわけ高いことで知られているトクモンキーとボンネントモンキーの集団をときわ動物園(山口県宇部市)で、予備観察を開始した。順位関係、毛づくろい関係、近接関係などを、個体識別しながら記録した。これらの種でのニホンザルレベルでの詳細な研究は皆無に近く、比較の観点からも、これらの集団で観察を展開すること重要性を確認した。飼育ゴリラ集団(サンディエゴ、アメリカ)での1997年から記録を続けている放飼場での近接関係のデータと動物舎内での同室率に関するデータ整理などを開始、内と外での社会関係の長期資料の分析を開始した。勝山ニホンザル集団での行動観察、及び資料整理がほぼ予定通りに進行中であり、さらに、追加的に、ニホンザルの近縁種であるトクモンキーとボンネントモンキーの資料収集の可能性を確認できた。さらに、代表者が20年近く継続している飼育ゴリラ集団での放飼場と動物舎内の近接関係の分析も開始している。勝山ニホンザル集団を対象とした研究では、オトナの毛づくろいを10年余にわたり継続して記録している。第1位オスの交代の際に、新第1位オスが第1位オスになる直前の6カ月には、オトナメスからの毛づくろい頻度が少なくても、第1位オスになった直後の3カ月ほどの期間は有意にオトナメスからの毛づくろいが増加すること、第1位オスになって半年以降になると今度はオトナメスからの毛づくろい頻度が優位に低下することが確認できた。嵐山ニホンザル集団での近接や毛づくろいデータの収集を開始した。嵐山集団には25歳以上の個体が20頭近く生存している。多数の老齢個体の中にも毛づくろい関係が多様な個体、他方、特定の少数個体に集中している個体などの個体差が顕著にみられるようである。マカク属の中でニホンザルは勝敗が明確なケンカが多く、個体間の優劣順位関係が明確で、毛づくろいなどの親和行動は血縁個体間で集中する傾向があり、最も専制的な種と言われている。他方、スリランカに生息するトクモンキーは優劣関係が不明瞭で、毛づくろいなどの親和行動も血縁個体に集中する傾向が弱いことから寛容な種と言われている。宇部市ときわ動物園で飼育されているトクモンキー2集団の行動観察を実施した。
ウェルナーヘリケース遺伝子ファミリーの機能異常による発癌機構の解明

ウェルナー症候群の原因遺伝子として同定されたWRNを始めとするRecQタイプのDNAヘリケース遺伝子は、ヒト及びマウスにおいては少なくとも5種類以上のファミリーからなる事が知られている。そのうちWRN、BLM、RecQ4(=RTS)は、いずれも染色体異常を伴うヒト遺伝子疾患の原因遺伝子として同定されているが、老化や発癌等の臨床像を呈してくる発症機構の解明は未だほとんど不明である。そこでWRN、RecQ1、RecQ4、RecQ5の4種類についてノックアウトマウスを作製し、高等生物の生体内における各ヘリケースの機能・役割分担の解析を試み、得られた知見を以下に要約する。Q1 KO-Miceはメンデル則に従って得られ、これまでのところ特に外見上の異常は観察されない。変異アレル由来のLacZレポーター遺伝子の発現をもとにQ1遺伝子の生体内での発現を解析した結果、精巣の精母細胞や卵巣の卵母細胞などの生殖細胞で高発現であり、また、脳の海馬や小脳のプルキンエ細胞層といった細胞増殖を伴わない神経系細胞での発現も観察された。Wrn KO-Miceは、1年以上の長期にわたる経過観察や病理組織学的解析では、老化徴候の著変や腫瘍発生の増加は観察されず、成長及び生存日数にも顕著な差は認められなかった。マウス胎仔線維芽細胞(MEF)を用いて細胞増殖活性を調べたところ、(Wrn-/-)MEFの増殖活性は野生型の約60%の増殖であった。また、Wrm KO-MiceとQ1 KO-Miceとの二重変異マウスの作製を試み、これまでほぼメンデル則に従って得られることが判明し、現在経過観察中である。RecQ4ヌルタイプのKO-Miceは着床前後の胎生3.56.5日にアポトーシスにより致死となることが判明した。胎生3.5日に採取した(Q4-/-)胚盤胞を培養して解析した結果、内部細胞塊や栄養胚葉細胞の増殖が著しく低下しているのが観察され、初期発生に重要な機能をもつことが明らかとなった。このRecQ4ヌルタイプのKO-Miceが胎生致死であることは、Genetic backgroundをC57BL/6JからBalb/Cマウスへ変えた場合でも同様であったため、新たにコンディショナル・ノックアウトマウスを作製し解析を行っている。
補間曲面とフラクタルを融合した統一的な形状モデリング手法に関する研究

申請者はこれまで,コンピュータグラフィックス(CG)における形状モデリングの負荷を軽減し,複雑な形状を容易に生成する方法として,人工物の作成によく利用される補間曲面と自然物の表現に用いられるフラクタルとを融合したwrinkly曲面(WR曲面)と呼ぶ曲面形式を提案してきた.本研究では,このWR曲面の表現能力を高め,より有用なものとすることを目的とする.主として,[1]不規則メッシュ上のWR曲面の改良,[2]任意のN辺形-WR曲面の提案,の2点に焦点を当てる.本年度は,まず,上記の[1]に関して,昨年度に引き続き,さらなる改良を行なった.主に,1)乱数による乱雑さをより自然なものとする,2)重畳WR曲面のサンプリング点の補間方法を改良し,曲面形状をより滑らかにする,3)より自然な不透明感や遠近感を表現するようにレンダリング法を改良する,などを実現し,より有用な曲面表現を得ることができた.また,上記の[2]に関しては,N辺形-WR曲面の定式化を目標とし,1)パラメトリックな補間曲面としての幾何形状の定義,2)曲面上のフラクタル構造を生成するための反復交差変換の定義,の2点について理論面での検討を行なった.1)については,基本となる曲面パッチとしての役割,ならびに,表現の簡潔さから,Bezier形式による定義方法が有効であると考えられた.一方,2)については,従来の4辺形空間上の変換方法をN辺形空間上に拡張しようとする場合,1:1対応の変換の実現が困難であるという問題点が見出された.これを解決するため,A)N辺形空間を4辺形要素へ分解し,従来の変換を適用する,B)複数の変換の重み付け平均に基づき,直接,N辺形空間上での変換を行なう,という2つの方法について検討した.実際のプログラム開発を行ない,それらの評価を行なうことが,今後の課題である.申請者はこれまで,ニンピュータグラフィックス(CG)における形状モデリングの負荷を軽減し,複雑な形状を容易に生成する方法として,人工物の作成によく利用される補間曲面と自然物の表現に用いられるフラクタルとを融合したwrinkly曲面(WR曲面)と呼ぶ曲面形式を提案してきた.本研究では,このWR曲面の表現能力を高め,より有用なものとすることを目的とする.主として,[1]不規則メッシュ上のWR曲面の改良,[2]任意のN辺形-WR曲面の提案,の2点に焦点を当てる.本年度は,上記の[1]を実施し,これまでに提案済みの不規則メッシュ上にWR曲面を生成する手法に対し,その問題点を明らかとし,実用性を高めるための改良を行なった.既提案の手法の大きな問題点として,WR曲面の表現形式の複雑さが挙げられた.この主な原因は,WR曲面を定義する反復交差変換(Iterated Shuffle Transformation : IST)が手続き的な方法で定義されていたことであった.そのため,(1)プログラムが煩雑となる,(2)実行時の計算時間がかかる,(3)曲面形状の多様化が困難である,といった問題が生じていた.そこで,この反復交差変換を簡潔な数式表現によって定式化することで,その解決をはかった.具体的には,反復交差変換を符号空間上での写像として一般化し,符号空間上の符号を実座標空間上の実座標値へと変換することにより,WR曲面の定義を行なった.そして,ある条件を満たす任意の写像を導入することで,反復交差変換の変換パターン,ならびに,WR曲面のパターンを拡張した.この結果,(1)プログラムの簡易化,(2)実行の高速化,(3)曲面形状の多様化,が実現された.提案した改良手法を用いて,実際に,さまざまな形状モデルを作成することで,その有効性が確認された.申請者はこれまで,コンピュータグラフィックス(CG)における形状モデリングの負荷を軽減し,複雑な形状を容易に生成する方法として,人工物の作成によく利用される補間曲面と自然物の表現に用いられるフラクタルとを融合したwrinkly曲面(WR曲面)と呼ぶ曲面形式を提案してきた.本研究では,このWR曲面の表現能力を高め,より有用なものとすることを目的とする.主として,[1]不規則メッシュ上のWR曲面の改良,[2]任意のN辺形-WR曲面の提案,の2点に焦点を当てる.本年度は,まず,上記の[1]に関して,昨年度に引き続き,さらなる改良を行なった.主に,1)乱数による乱雑さをより自然なものとする,2)重畳WR曲面のサンプリング点の補間方法を改良し,曲面形状をより滑らかにする,3)より自然な不透明感や遠近感を表現するようにレンダリング法を改良する,などを実現し,より有用な曲面表現を得ることができた.また,上記の[2]に関しては,N辺形-WR曲面の定式化を目標とし,1)パラメトリックな補間曲面としての幾何形状の定義,2)曲面上のフラクタル構造を生成するための反復交差変換の定義,の2点について理論面での検討を行なった.1)については,基本となる曲面パッチとしての役割,ならびに,表現の簡潔さから,Bezier形式による定義方法が有効であると考えられた.一方,2)については,従来の4辺形空間上の変換方法をN辺形空間上に拡張しようとする場合,1:1対応の変換の実現が困難であるという問題点が見出された.これを解決するため,A)N辺形空間を4辺形要素へ分解し,従来の変換を適用する,B)複数の変換の重み付け

平均に基づき,直接,N辺形空間上での変換を行なう,という2つの方法について検討した.実際のプログラム開発を行ない,それらの評価を行なうことが,今後の課題である.
基本転写活性化因子TIP_<120>の構造と機能

転写制御の中で、基本転写因子の一つであるTBPは様々な因子と相互作用し、この結果転写制御機能を通して種々の生命現象に関与する。TBPと結合する因子を検索し複数のTBP結合性蛋白質;TIPを見い出したが、この内TIP120について詳細に検討した。TIP120は1230アミノ酸からなる既知のモチーフを持たない新規蛋白質であった。実際にTBPと結合することができ、また細胞内でもTBPと複合体を形成していることが明らかになった。再構成転写系によってTIP120の機能解析を行ったところ、TIP120がRNAポリメサ-ゼII系遺伝子の転写化因子であることが明らかとなった。さらにゲルシフト解析により、活性化は(活性化型)転写開始複合体形成形成功率の向上であることが示唆された。TIP120を含む複合体の中にTBP以外にも、RNAポリメラーゼIIが含まれており、さらに新規のDNAヘリカーゼも存在し、この因子が核内高分子複合体として存在することが示唆された。細胞を抗体で染色しその存在様式を検討したところ、TIP120は遺伝子発現に関連すると考えられる核内構造体の一つPODの中に含まれており、上の仮説は支持されると考えられた。
精神障害者(痴呆性老人、知的障害者を含む)の居住環境構成に関する研究

精神障害者の自立生活と居住環境との関係について、一昨年度はグループホーム居住者を含む在宅精神障害者を、昨年度は自立度が最も低い入院患者と救護施設等の入所者を対象としたが、本年度はそれらと比較するため自立度が高い健常者(学生等38名、高齢者向け住宅居住者76名)を対象に同一の面接アンケート調査と行動観察調査を実施した。調査内容は、当該対象者の基本属性としてのとしての家族構成、障害程度、問題行動や特殊行動の種類と状況、日常生活動作能力(ADL)、生活歴(職歴、入院歴など)などをみたのち、各種の日常生活行為について、これに係わる空間構成との関係をみている。日常生活行為としては、就寝、食事、だんらん、接客、排泄、入浴、家事、および近隣や友人との交流状況や就労状況などについて、その自立度または介護度を3段階の評価基準を設定して尋ねている。平均自立度は想定通り、健常者・学生>高齢者向け住宅居住者>グループホーム居住者>外来患者>救護施設等入所者>入院患者(とくに高齢精神障害者)の順である。しかし健常者だからといっても満点の人はなく、それぞれの生活部面でそれぞれが役割分担したり、社会資源で補なったり、手抜きしたりしている。自分の意思で手抜きしたりするのはいいが、自立や社会参加をしたくても、それが心身の障害によってできない人たちの問題が改めて提起される。とくに高齢精神障害者の場合には、病院や施設内で無為無欲の状況に陥り、ただ死を待つような状況さえもが見られる。これに対応する環境整備の充実を痛感している。研究計画の通りに在宅精神障害者(知的障害者を含む)の住まい方を調査した。調査対象事例数はアパートへの単身入居者4例、グループホームへの入居者20例、家族等との同居者8例、および対照群としての福祉施設入所者46例の計79例である。調査方法は本人への面接アンケート方式である。調査内容は、対象者の基本属性としての障害程度、問題行動や特殊行動の種類と状況、日常生活動作能力(ADL)等をみたのち、各種の日常生活行為について、これにかかわる空間構成との関係を検討している。日常生活行為としては、就寝、食事、だんらん、接客、排泄、入浴、家事、および近隣や友人との交流状況や就労状況などについて、その自立度または介護度を尋ねている。自立度は単身入居者が最も高く、ついでグループホームへの入居者、福祉施設入所者、家族等との同居者の順であり、家族等と同居する場合には、能力としては自立できても家族側が世話してしまう傾向が強い。また生活習慣としての洗面や掃除、寝間着に着替えるなどを規則的にしているのは生活指導者が配属されている福祉施設入所者に最も多く、単身入居者はルーズとなりやすい傾向がある。グループホームへの入居者は、それぞれの中間に位置しており、ここにおける指導者や介助者などがどのような態度をとるかによって、本人の自立性や社会性に大きな影響があるものと考えられる。現状では本人たちの努力に期待がかけられ、放置されていることが多く、できれば、公的なサービスの充実が望まれる。建築的な工夫や配慮事項については、痴呆性老人への対応ほどには考慮されておらず、貧しい生活環境で我慢して生活している状況がみられる。とくに私物の整理に必要な収納空間が不足し、足の踏み場もないくらいに物品が氾濫している状況もみられた。精神障害者の自立生活と居住環境との関係について、昨年度は自立度が比較的に高い在宅精神障害者を対象としたが、本年度は自立度が低いと考えられる病院患者(入院患者20名と外来患者10名)と救護施設入所者40名を対象に面接アンケート調査を実施した。

調査内容は、当該対象者の基本属性としての障害程度、問題行動や特殊行動の種類と状況、日常生活動作能力(ADL)、生活歴(職歴、入院歴など)などをみたのちに、各種の日常生活行為について、これに係わる空間構成との関係をみている。日常生活行為としては、就寝、食事、だんらん、接客、排泄、入浴、家事、および近隣や友人との交流状況や就労状況などについて、その自立度または介護度を3段階の評価基準を設定して尋ねている。平均自立度は入院患者がもっとも低く、食事は給食のみであり、掃除や洗濯なども看護者に任せきりで、院内作業やクラブ活動なども僅かのみが従事している。救護施設入所者もほぼ同様であるが、症状が軽度なためか外出者が多く、個人的な楽しみや補助的な就労に時間を費やしている。しかし、家族や近隣住民との関係はほとんどが断絶しており、自立の意欲に欠け、多人数室でプライバシーのない施設環境でさえ長期の施設入所(平均13年)を肯定してしまっている。外来患者はすべてが家族と同居しており、昨年度の在宅同居者と同様に家族の世話に依存しているが、症状が安定していないためか、就労面での自立度が低下している。いずれにしても、多くの精神障害者たちが無為無欲の状況に陥っており、これをどの様にして意欲づけるかが重要な課題である。カラオケなどの娯楽やラジオ体操などの健康づくり、共同作業所での軽作業には参加者が多くみられるので、これらに対応する環境整備を充実させることから始めてはどうかと考えられる。さらに多人数室は他人への依存度を高めるので、居室は個室に改める必要があろう。精神障害者の自立生活と居住環境との関係について、一昨年度はグループホーム居住者を含む住宅精神障害者を、昨年度は自立度が最も低い入院患者と救護施設等の入所者を対象としたが、本年度はそれらと比較するため自立度が高い健常者(学生等38名、高齢者向け居住者76名)を対象に同一の面接アンケート調査と行動観察調査を実施した。調査内容は、当該対象者の基本属性としての家族構成、障害程度、問題行動や特殊行動の種類と状況、日常生活動作能力(ADL)、生活歴(職歴、入院歴など)などをみたのち、各種の日常生活行為について、これに係わる空間構成との関係をみている。平均自立度数は想定通り、健常者・学生>高齢者向け住宅居住者>グループホーム居住者>外来患者>救護施設等入所者>入院患者(とくに高齢精神障害者)の順である。しかし健常者だかといっても満点の人はなく、それぞれの生活部面でそれぞれが役割分担したり、社会資源で補なったり、手抜きしたりしている。自分の意思で手抜きしたりするのはいいが、自立や社会参加をしたくても、それが心身の障害によってできない人たちの問題が改めて提起される。とくに高齢精神障害者の場合には、病院や施設内で無為無欲の状況に陥り、ただ死を待つような状況さえもが見られる。これに対応する環境整備の充実を痛感している。
乳癌内分泌療法抵抗性発生のメカニズムの解明とその克服：乳癌幹細胞の役割を中心に

多くの乳癌は、エストロゲン依存性があり、内分泌療法が有効である。しかし、治療中に内分泌療法抵抗性を獲得し、治療が効かなくなる。内分泌療法抵抗性を獲得するメカニズムとして、乳癌幹細胞の役割に注目した。そこで我々は、エストロゲンによる乳癌幹細胞の制御機構を基礎的に検討した。その結果、エストロゲンがエストロゲン受容体及びヘッジホッグシグナル伝達経路を介して乳癌幹細胞の制御を行っていることを解明した。乳癌内分泌療法抵抗性発生は、臨床の場において大きな問題となっているが、その発生メカニズムは不明な点が多い。我々は、「エストロゲンによる癌幹細胞(cancer stem cells, CSC)の制御機構の破綻」が、内分泌療法抵抗性発生の一因となっているとの仮説を立てた。そこで、1)エストロゲン高感受性乳癌細胞株MCF-7と低感受性KPL-1細胞株において、CD44/CD24/EpCAM細胞表面マーカーによりCSCとnon-CSCに分離した後、エストロゲン添加により発現が亢進する遺伝子及び低下する遺伝子を網羅的にmRNA発現マイクロアレイを用い解析し、パラクリン機構を介してCSCの制御に関わることが予想される複数の遺伝子を同定した。候補遺伝子として、epidermal growth factor receptorのリガンドであるamphiregulinとbetacellulin及びchemokineの一つCXCL-12が抽出された。2)これら3候補遺伝子は、エストロゲンによる発現の増加が細胞増殖促進効果と良く相関したが、CSCの制御とは全く相関しなかった。同時期に、「幹細胞制御機構の要となるHedgehogシグナル伝達経路のeffectorであるGli1が、エストロゲン依存性乳癌細胞のエストロゲンによるCSC制御において重要な役割を果たしている」との研究仮説が別のグループから報告された。前述のマイクロアレイを用いた解析やその後行った定量RT-PCRによる検討において、Gli1がエストロゲンによりnon-canonical pathwayを介して発現が促進されることが確認された。また、non-canonical Hedgehogシグナル伝達阻害薬GANT61がエストロゲンによるGli1の発現やCSC増加作用を阻害することが確認された。また、乳癌内分泌療法の効果を増強する目的で、抗癌化学療法薬eribulinと抗エストロゲン薬との抗腫瘍効果やCSC制御に関する相互作用を検討し、両薬剤の相加的な効果が示された。乳癌の内分泌療法に対する抵抗性の発生は、臨床の場において大きな問題となっている。しかし、内分泌療法抵抗性発生のメカニズムは、不明な点が多い。まず、エストロゲン高感受性乳癌細胞株及び低抗性乳癌細胞株を用い、エストロゲン添加により発現が亢進する遺伝子及び低下する遺伝子を網羅的にマイクロアレイで解析し、パラクリン機構を介してCSCの制御に関わることが予想される複数の遺伝子を同定した。候補遺伝子として、amphiregulin、betacellulin及びCXCL-12が抽出された。しかし、これら3候補遺伝子は、エストロゲンによる発現の増加や細胞増殖促進効果と相関したが、CSCの制御とは全く相関しなかった。そこで、「幹細胞制御機構の要となるHedgehogシグナル伝達経路のeffectorであるGli1が、エストロゲン依存性乳癌細胞のエストロゲンによるCSC制御において重要な役割を果たしている」との別グループから報告された研究結果を検証することとした。さらに、乳癌内分泌療法の効果を増強する目的で、GANT61と抗エストロゲン薬との抗腫瘍効果やCSC制御に関する相互作用を検討し、両薬剤の相加効果が確認された。当初の研究仮説である「エストロゲンによる乳癌CSCの制御は、non-CSCから分泌されるパラクライン因子を介して行われる」は、我々が行ったCSCとnon-CSCを分離後に行ったマイクロアレイ解析とその後の検証実験により否定的となった。そこで我々は、速やかに研究仮説を「幹細胞制御機構の要となるHedgehogシグナル伝達経路のeffectorであるGli1が、エストロゲン依存性乳癌細胞のエストロゲンによるCSC制御において重要な役割を果たしている」に変更し、この研究仮説を詳細に検証するとともに、現在、新規抗腫瘍薬として注目されているnon-canonical Hedgehogシグナル伝達阻害薬GANT61を入手し、本薬剤の内分泌療法抵抗性乳癌細胞に対する抗腫瘍効果やCSC制御作用を検討した。その結果、エストロゲン→ERと結合→Gli1 mRNAを増加→Gli1によるSOX2の活性化→CSC比率の増加が検証され、さらに、GANT61によりこの経路が阻害され、CSC比率の増加を阻止することが示された。また、抗エストロゲン薬との併用により相加的な抗腫瘍効果を示すことが確認された。

まず、エストロゲン高感受性乳癌細胞株及び低抗性乳癌細胞株を用い、エストロゲン添加により発現が亢進する遺伝子及び低下する遺伝子を網羅的にマイクロアレイで解析し、パラクリン機構を介してCSCの制御に関わることが予想される複数の遺伝子を同定した。候補遺伝子として、amphiregulin、betacellulin及びCXCL-12が抽出された。しかし、これら3候補遺伝子は、エストロゲンによる発現の増加や細胞増殖促進効果と相関したが、CSCの制御とは全く相関しなかった。そこで、「幹細胞制御機構の要となるHedgehogシグナル伝達経路のeffectorであるGli1が、エストロゲン依存性乳癌細胞のエストロゲンによるCSC制御において重要な役割を果たしている」との別グループから報告された研究結果を検証することとした。前述のマイクロアレイを用いた解析やその後行った定量RT-PCRやwestern blottingによる検討において、Gli1がエストロゲンによりnon-canonical pathwayを介して発現が促進されることが確認された。また、non-canonical Hedgehogシグナル伝達阻害薬GANT61がエストロゲンによるGli1の発現やCSC増加作用を阻害することが確認された。さらに、乳癌内分泌療法の効果を増強する目的で、GANT61と抗エストロゲン薬との抗腫瘍効果やCSC制御に関する相互作用を検討し、両薬剤の相加効果が確認された。これらの研究結果は、論文化された。多くの乳癌は、エストロゲン依存性があり、内分泌療法が有効である。しかし、治療中に内分泌療法抵抗性を獲得し、治療が効かなくなる。内分泌療法抵抗性を獲得するメカニズムとして、乳癌幹細胞の役割に注目した。そこで我々は、エストロゲンによる乳癌幹細胞の制御機構を基礎的に検討した。その結果、エストロゲンがエストロゲン受容体及びヘッジホッグシグナル伝達経路を介して乳癌幹細胞の制御を行っていることを解明した。当初の研究仮説である「エストロゲンによる乳癌CSCの制御は、non-CSCから分泌されるパラクライン因子を介して行われる」は、我々が行ったCSCとnon-CSCを分離後に行ったマイクロアレイ解析とその後の検証実験により否定的となった。そこで我々は、速やかに研究仮説を「幹細胞制御機構の要となるHedgehogシグナル伝達経路のeffectorであるGli1が、エストロゲン依存性乳癌細胞のエストロゲンによるCSC制御において重要な役割を果たしている」に変更し、この研究仮説をより詳細に検証するとともに、現在、新規抗腫瘍薬として注目されているnon-canonical Hedgehogシグナル伝達阻害薬GANT61を入手し、本薬剤の内分泌療法抵抗性乳癌細胞に対する抗腫瘍効果やCSC制御作用を検討している。
宇宙における植物庭園実現化に関する造園学的基礎研究

平成20年度は、まず、実施用の機材と素材(ハイメックユニット、保管ケース、オニタビラコを初めとする野生種、ハーブ類などの栽培種)を使い、水遣りの時間、回数から割り出される宇宙飛行士の時間的リソースおよび、打ち上げ時の搭載のリソースといった観点から実験データの集積を行った。特に、ハイメックユニット一個あたりの水量と水遣りの頻度との関係、植物の発芽時、ハイメックへ着床時、その後の成長に合わせた作業内容と時期を確定し、手順書として作成することにより、打ち上げ時の物品、搭載量の確定と、宇宙飛行士による作庭に必要な総時間数の割り出しをおこなった。また、野生種、栽培種の発芽率向上のために必要な環境、冷蔵期間、植え込みに必要な種子数を割り出すことにより、搭載前、搭載後、そしてISS到着後それぞれに必要な準備、環境条件を具体化し、この宇宙庭搭載予定のHTV打ち上げ全体に関わるスケジュールと調整を行う必要があった。最後に、ある程度の植物の成長を認めた後、この4つのユニットをきぼうの空間内に持ち出し連結し、「庭」として宇宙飛行士がどのように関わることができ、かつ、本研究の目的である、新しい自然観をどのように伝えることができるかについての検討を行った。これらをもとに、作庭シナリオを完成し、20年度末にNASA最終安全審査を終了した時点で、4月1日付けで、半閉鎖式植物育成技術であるハイメック膜を利用したユニット4個をJAXAに引渡し実施準備を完了した。21年度秋、種子島より打ち上げ、ISSに於いて一旦冷蔵保存の後、日本人宇宙飛行士によって作庭が開始される予定である。今後、JAXAと協議の上、今後の宇宙環境利用活性化に向け、この宇宙庭園実施についての公表と広報を開始する。平成18年度は、宇宙庭園の実現の為のデータ・ベースの構築と実験の方向性の検討が目標であったが、8月に、閉鎖環境での植物育成技術、微小重力環境での植物生態に関する研究で先行している大阪府立大学の村瀬治比古、北宅善昭両教授を招き「宇宙庭研究会」を持った。そこで得られた新たな知見は以下の通りである。・重力方向が逆の場合でも、光によって、植物の成長方向を制御でき、正常に育成できることが示されているが、閉鎖環境、微小重力下での対流の抑制により、成長にはさまざまな障害が予想される。まず、葉面でのCO2交換、空気対流抑制による光合成抑制が引き起こされる。熱およびガス交換の観点から、気流制御による対流促進は不可欠である。また、閉鎖環境では、さまざまな微量有害ガスが発生する。とくにエチレンは植物成長調節物質であり、植物自らが発生源となる。微量有害ガスの除去システムが不可欠となる。・「きぼう」の運用開始にあわせて、打ち上げ物品の搭載計画が2007年から始まる。噴霧耕に必要な育成支援器具に関してはボリュームの制限が考えられ、スペースを確保するには実験方法の具体化が急がれる。速やかなISSでの実現をめざすという点において、噴霧耕そのままでは、植物育成支援器具のボリューム、器具の安全確認の為の試験にかかる時間という観点から限界がある。以上、研究会の結果を受け、新たにHymec(ハイメック)という新素材を利用する育成方法を採用することとした。ハイメックは溶液と植物を特殊なフィルム「ハイドロメンブラン」で隔離して栽培するシステムであり、これが溶液から水と栄養分のみを吸収し植物の根に直接供給して植物を生育させる。水耕のような厳密な制御システムの必要が無く、しかも噴霧耕と同様、培地部分を閉鎖するので、閉鎖空間を汚染しない。平成19年度は、引き続きこれによる実験を行い、育成技術の確立をめざす。19年度は、昨年度新たに入手した「ハイメック」(溶液と植物を特殊なフィルム「ハイドロメンブラン」で隔離して栽培するシステム)を用い、半閉鎖式植物育成技術の確立を目指した。また、水や光、宇宙飛行士の時間、搭載ボリュームなどさまざまな現実的なリソースの観点から、ISSでの「宇宙庭園」実現のためのシナリオ作成の検討にはいった。・ハイメックによる半閉鎖式植物育成技術の確立「きぼう」内の明かり、最大照度1000ルックスという条件にあわせ、宇宙庭園を構成すると予想される栽培種、野生種をハイメックを用いて育成し、発芽率、観賞性といった観点から適合性検証実験を行った。また、この過程で、発芽までの種子の固定、発芽からハイメックに着床するまでの発芽床としての条件、植物の生育にあわせた水分の補給などの要求を満たし、最終的に宇宙庭園を構成する「ハイメックユニット」の構造の開発も行うこととした。結果、栽培種に関してはレモンバームなどのハーブ類が、野生種に関しては、休眠を覚ますための冷蔵保存、発芽率など不利な点があるものの、オニタビラコ、カタバミなどが有力な候補として挙げられる。「ハイメックユニット」の開発に関しては、ハイメック、不織布、マルチの3層構造が有効と判断した。これにより、切れ目を入れた不織布にアラビアガムで種子を挟み込むように固定することができ、また、発芽から根のハイメック膜への着床までの約2週間という期間の保湿も可能となり、その後の安定した生育が期待できる。・「宇宙庭園」作庭シナリオの検討これらの実験結果をもとに、2008年1月ヒューストンNASA施設、およびJAXAオフィスを訪問し、安全審査基準、宇宙飛行士の時間および搭載のリソース、宇宙飛行士の経験といった観点から、実験で得たデータと作庭シナリオの検討を行った。

結果、安全基準を満たす為には、新たにハイメックユニットを保管するケースが必要であることが明らかになった。また、リソースの割り出しのための、必要な水分、植物の種類と種の数の特定など、シナリオ作成と平行して、実施用の機材と素材を使った実験データの集積という今後の方針が明らかになった。平成20年度は、まず、実施用の機材と素材(ハイメックユニット、保管ケース、オニタビラコを初めとする野生種、ハーブ類などの栽培種)を使い、水遣りの時間、回数から割り出される宇宙飛行士の時間的リソースおよび、打ち上げ時の搭載のリソースといった観点から実験データの集積を行った。特に、ハイメックユニット一個あたりの水量と水遣りの頻度との関係、植物の発芽時、ハイメックへ着床時、その後の成長に合わせた作業内容と時期を確定し、手順書として作成することにより、打ち上げ時の物品、搭載量の確定と、宇宙飛行士による作庭に必要な総時間数の割り出しをおこなった。また、野生種、栽培種の発芽率向上のために必要な環境、冷蔵期間、植え込みに必要な種子数を割り出すことにより、搭載前、搭載後、そしてISS到着後それぞれに必要な準備、環境条件を具体化し、この宇宙庭搭載予定のHTV打ち上げ全体に関わるスケジュールと調整を行う必要があった。最後に、ある程度の植物の成長を認めた後、この4つのユニットをきぼうの空間内に持ち出し連結し、「庭」として宇宙飛行士がどのように関わることができ、かつ、本研究の目的である、新しい自然観をどのように伝えることができるかについての検討を行った。これらをもとに、作庭シナリオを完成し、20年度末にNASA最終安全審査を終了した時点で、4月1日付けで、半閉鎖式植物育成技術であるハイメック膜を利用したユニット4個をJAXAに引渡し実施準備を完了した。21年度秋、種子島より打ち上げ、ISSに於いて一旦冷蔵保存の後、日本人宇宙飛行士によって作庭が開始される予定である。今後、JAXAと協議の上、今後の宇宙環境利用活性化に向け、この宇宙庭園実施についての公表と広報を開始する。
発揮筋力を調整した一過性有酸素性運動の作業筋負荷が遺伝子発現を高める可能性の検討

本研究では、発揮筋力を調節した一過性有酸素性運動の作業筋負担がPGC-1αの発現に影響を及ぼすかを検討した。その結果、乳酸閾値に相当する同一酸素摂取量の自転車エルゴメーター運動において、ペダル回転数が35rpmの高い発揮筋力の運動と75rpmの低い発揮筋力の運動では、運動終了1時間後のPGC-1αの発現量に有意な差を認めなかった。本研究は、乳酸閾値強度による一過性運動時の発揮筋力と遺伝子発現量の関係を検討することを目的とした。平成26年度は、有酸素性運動時における異なるペダル回転数に伴う発揮筋力の違いが全身性負荷と末梢負荷へ及ぼす影響を検討した。健康な若年成人男性11名を対象に有酸素性作業能力の評価及び低強度から中等強度において、異なるペダル回転数の自転車運動時の酸素摂取量と筋酸素動態を測定した。その結果、低強度から中等強度の35、50、75rpmのペダル回転数において、酸素摂取量を指標とした呼吸代謝応答に統計的な差を認めなかった。また、筋酸素動態として測定した酸素化ヘモグロビン/ミオグロビン(Hb/Mb)、脱酸素化Hb/Mb及び総Hb/Mbも同様にペダル回転数間に差を認めなかった。乳酸閾値強度を基準として体力水準別に分けて解析すると、高い体力水準(n=5)では、75rpmより35rpmの酸素化Hb/Mbが低い傾向を示した。一方、低い体力水準(n=6)では、ペダル回転数間に統計的な差を認めなかった。少数のデータであるが、同一仕事率における発揮筋力の違いの影響は、絶対的運動強度または体力水準が関係している可能性が考えられた。また、遺伝子発現の検討は、健康な若年成人男性7名を対象に、異なるペダル回転数に伴う高発揮筋力条件、低発揮筋力条件および非運動条件をランダム化クロスオーバー試験にて実施した。乳酸閾値強度相当の同一仕事率における各筋力発揮条件において、1時間の自転車運動を行い、運動1時間後に筋生検を実施し、筋サンプルを凍結保存した。筋サンプルは、平成27年度にPGC1-α遺伝子の発現を分析する計画である。また、運動前後及び運動中に上腕動脈から採血を行い、2つの運動群の運動前・中・後の血液分析を行った。申請時に各条件に対して4試行を計画していたが、詳細な経時的変化を分析するために6試行に変更した。現在、解析を行っている。平成27年度は、健康な若年成人男性7名を対象に乳酸閾値相当の運動強度において、異なるペダル回転数に伴う高発揮筋力条件および低発揮筋力条件、非運動条件のランダム化クロスオーバー試験にて採取した骨格筋サンプルと運動前後および運動中に採血した血液の分析を行った。運動1時間後の骨格筋サンプルは、リアルタイムPCR法(Thermo Fisher Scientific)を用い、PGC-1αとβ-アクチンの発現量を分析した。6名の分析データからPGC-1αの発現量は、非運動条件に対して高発揮筋力条件が2.1±2.6倍、低発揮筋力条件が0.8±0.7倍と有意な差を認めなかった。乳酸閾値強度を超える運動強度においてPGC-1αの発現が先行研究で認められており、末梢負荷を増大させるだけでは影響が小さい可能性が考えられた。尚、残り1名分の骨格筋サンプルは、再現性が確認できなかったため、平成28年度に再分析を行う予定である。血中物質への影響について、血中成長ホルモン濃度は、運動条件間に交互作用を認めず、安静時よりも運動開始30分後と60分後に有意に高値を示した。血中コルチゾール濃度には、運動条件間に差を認めなかった。各運動条件に関わらず、先行研究と同様のホルモン分泌動態を示す結果であった。これらのことから、発揮筋力の異なる乳酸閾値強度の運動が骨格筋の遺伝子発現と血中物質に影響を与えない可能性が考えられる。平成27年度に骨格筋サンプルの分析を完了させる予定であったが、再現性が確認できなかったサンプルの再分析が行えなかった。そのため、平成28年度に再分析を行う予定である。本年度は、昨年度までに行った実験で採取した筋や血液の再分析および呼吸循環応答の解析を行った。その結果、運動1時間後のPGC-1α(Peroxisomal-proliferator-activated receptor gamma co-activator-1 alpha)遺伝子は、非運動条件に対して高発揮筋力条件が1.9±2.5倍、低発揮筋力条件が0.8±0.7倍と運動条件間に有意な差を認めなかった。運動前と運動45分後の高分子アディポネクチンは、運動条件と時間との間に交互作用を認めず、両群ともに運動前(1.88±0.91μg/mL)より運動後(1.94±0.92μg/mL)に有意に高値を示した。呼吸循環応答について、相対的最大酸素摂取量(%VO2max)ともに運動条件と時間との間に交互作用を認めず、高発揮筋力条件(42.6±8.1%)と低発揮筋力条件(43.1±9.5%)との間に差を認めなかった。

呼吸交換比(RER)は、低発揮筋力条件(0.89±0.04)より高発揮筋力条件(0.86±0.04)の方が有意に低値を示し、運動開始15分後よりも45分後および60分後が有意に低下した。血中乳酸濃度は、運動条件と時間との間に交互作用を認め、低発揮筋力条件の運動開始30分後(1.6±0.8mmol/L)より60分後(1.2±0.5mmol/L)に有意に低下した。これらの結果から、乳酸閾値強度に相当する同一酸素摂取量の有酸素性運動における発揮筋力の差異は、PGC-1αの発現に与える影響が小さいことを明らかにした。また、低発揮筋力条件では、呼吸交換比と乳酸濃度の変化から運動開始15分以後に脂質代謝が亢進したことが考えられた。本研究では、発揮筋力を調節した一過性有酸素性運動の作業筋負担がPGC-1αの発現に影響を及ぼすかを検討した。その結果、乳酸閾値に相当する同一酸素摂取量の自転車エルゴメーター運動において、ペダル回転数が35rpmの高い発揮筋力の運動と75rpmの低い発揮筋力の運動では、運動終了1時間後のPGC-1αの発現量に有意な差を認めなかった。異なる発揮筋力の一過性運動後の筋生検は、ランダム化クロスオーバー試験にて計画通りに完了している。凍結保存された筋サンプルを用いて、PGC-1αとβアクチンの遺伝子発現分析の準備を進めている。まず、骨格筋サンプルの再分析を行う。その後、全身性の運動強度と末梢の負荷の差異について、最終年度である平成28年度は、末梢循環と骨格筋遺伝子発現、血液データをまとめ、総合的に考察する。運動生理学平成27年度は、これまでに得られた筋サンプルからcDNAを合成し、RT-PCR法を用いてPGC1αとβアクチンの発現量を定量する計画である。また、平成26年度に血液分析の試行の変更に伴い、分析できなかった血中コルチゾール濃度を分析する予定である。平成26年度にペダル回転数が末梢循環に影響する程度に絶対的運動強度または体力水準が影響する可能性が考えられたため、引き続き解析を進める予定である。購入物品が予定よりも安価に抑えることができたため、繰越金が生じた。平成28年度は、骨格筋サンプルの再分析を行い、その後の成果報告のために使用する予定である。
Phaeodactylum Tricornutumによる二酸化炭素の固定化

地球温暖化には炭酸ガスが主に係わっており,工場等から排出される高濃度の炭酸ガスを低減させる目的から実験を行い,次の事項を明らかにした。海洋性植物プランクトンで石油植物であるPhaeodactlum・tricornutumを用いて炭酸ガスの固定化について実験をするために,初めに,空気を用いた培養の最適条件を調べた。その結果,照度は曇りの日中の明るさである1万ルックス以上,培養液に吹込む空気量は2l/ll-培養液,培養温度は20°C前後,培養液組成は海水の濃度の2/3程度であることが判明した。この条件での培養実験では,接種濃度4×10^4cell/mlのものが10日間程度で10^8程度まで増殖すること,P・tが静止期になったときの,それに含まれる脂質はC_<14>からC_<20>までの成分で,7wt%から35wt%を含有していること、その脂質の中には医薬に有効に利用されるエイコサペンタエンサンも含まれている。また,P・tの増殖速度について検討し,光を連続照射させたときには照度変化モデルを,光を断続照射させたときには積分照度モデルを考え,実測の増殖曲線とモデルの理論曲線が良く表わせた。炭酸ガスの固定化については,前述の実験条件で,炭酸ガス濃度を0.03vol%から20vol%まで変化させて炭酸ガスの消費量を測定した。その結果,炭酸ガス濃度が15vol%程度まではP・tの増殖はほゞ正常であったが,それ以上になるとP・tの増殖に悪影響を及ぼすことが判った。炭酸ガスの消費量については,炭酸ガス濃度が数vol%のときが一番多く消費されることから,空気より高濃度の炭酸ガスをP・tに固定化させることが最適であり,工場等から排出される炭酸ガスを低減させることが可能であることが判明した。
小型広帯域テラヘルツ波発生光源の開発

本研究では、小型の広帯域波長可変THz波発生光源を開発する事を目的とした。昨年度開発した半導体レーザーペースの2波長光源に対するブラッシュァップを行った。すなわち、種光となるLN強度変調器で生成された微弱な2波長パルス光を、ファイバー増幅器を2段用いて増幅する過程において、初段のプリアンプと最終段のパワーアンプの間に、2波長の波長可変範囲内において透過特製を持ち、かつ、波長可変範囲外の邪魔なASE光を遮断する広帯域フィルターを挿入する事で、最集段における増幅過程でのASEの増加を大幅に低減する事ができた。パルス光とASEとの比は40dB超であり、非常に縞麗なパルス光の発生に成功した。さらに、広帯域フィルターを用いた事により波長変化時の機械的制御が全く必要ないため抗従来の波長可変性能を全く劣化させる事無く、ピーク強度の増加が行えた。本光源を用い、繰り返し周波数を110MHzまで可変して動作する事を確認した。繰り返し周波数に応じてパルス幅を制御する事で、いずれの繰り返し周波数動作時においても同等のピークパワーを得ることが出来た。また、薄く加工したDAST結晶を用い、THz波発生で重要なa軸方向において3THz以上の領域での吸収係数を正確に測定した。従来明らかでなかった3THz以上の高周波域を含めたTHz帯屈折率分散特性を特定する事に成功し、光波帯での屈折率分散情報をもとにType0位相整合の理論計算を行い、適切な励起波長を算出した。本計算結果を実際に実験で検証したところ、2.7THzにおいて従来の6-7倍のTHz波出力を得ることが出来た。2波長光源部からDASTによるTHz波発生部まで含め、単色波長可変THz波光源としては、従来光源に対し大きく小型化することに成功し、かつ、1-10MHzという高繰り返しを実現する事ができた。本研究では、小型の広帯域波長可変THz波発生光源を開発する事を目的とする。THz波エミッターとして特殊加工を施した(b軸伝播加工)DAST結晶を使用する事で差周波発生用2波長光源への要求を下げ、半導体レーザーを主体とした2波長パルス生成を行い小型化を図る。本年度の研究では、差周波発生用の励起光源として、2波長発振かつ波長可変のパルス光源の構築を行った。研究計画段階では1300nm帯の外部共振器型半導体光源をベースとした光源構築を計画していたが、その後の予備実験の結果、1550nm帯(テレコム波長帯)の励起光源においても位相整合条件を満たす事が可能である事を見出した。テレコム波長帯は、安価で信頼性の高いコンポーネントの豊富に存在する事から、1550nm帯をベースに光源構築を行った。2台の外部共振器型半導体レーザーからの出力をファイバーカップルした後、LN強度変調器により連続波からの切り出しによってパルス化した。この微弱なパルス光をファイバーアンプで増幅することで、ピークパワー1kW程度の2波長パルスを得る事に成功した。本光源は波長同調において外部共振器型半導体レーザーの波長を調整するだけで良く、非常に簡便で容易な構成となっている。また、パルス幅、繰返し周波数の可変性においても、LN強度変調器を駆動する電気信号を変更するだけでよく、容易に調整可能な光源となっている。本光源のこれら諸特性は、差周波発生光源として非常に有効である。