hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エンドセリンおよびアンジオテンシン受容体シグナル伝達機構の分子薬理学的解析

ETおよびAngII受容体刺激は、その情報伝達機構の活性化を介して循環器系疾患の病態生理学的な細胞機能および遺伝子発現の調節により病状の進行、細胞の肥大およびレモデリングにおける重要な役割が提唱され、その情報伝達機構の解明はこの分野におけるもっとも重要な研究課題となっている。しかしintactな心筋細胞においてPKCを活性化するホルボールエステルおよびPKC阻害薬(カルホスチンC、チェレリスリンなど)は生化学的な実験結果から予想される調節効果を発揮しない。今回、PI代謝とそれに引き続く情報伝達系による心筋細胞機能調節、ことに受容体を介する収縮調節に焦点を絞って実験を実施した。エンドセリン-1(ET-1)およびアンジオテンシンII(AngII)は、細胞内Ca動員作用と収縮タンパクCa感受性増強作用を発揮する。このCaシグナル調節には、DGAによるPKC活性化と、それに引き続いて起こるNa/H交換機構の活性化による細胞内アルカリ化とNa蓄積によって二次的に起こる細胞内Ca上昇が寄与していることが考えられる。しかしintact(無傷)な心筋細胞におけるこれらの機序の役割に関しては、使用されるイオン交換機構阻害薬の選択性の低さから仮説の実験的な裏付は困難を極め一致した見解は得られていない。ウサギ単一心筋細胞におけるET-1による細胞短縮増強はNa/H交換機構阻害薬のHOE642およびKB-R9032で選択的に(イソプロテレノールによる反応には全く影響を与えることなしに)遮断された。一方ET-1によるCaトランジェントの増強はNa/Ca交換機構阻害薬KB-R7943で選択的に遮断される。さらにwhole cell patch clump法で測定したIL, Ca電流はET-1により顕著な変化を示さなかった。これらの実験結果は、エンドセリンおよびアンジオテンシンII受容体を介するCaシグナルの調節に上記のイオン交換機構の活性化が大きく寄与していることを示唆する。循環器系の病態生理学的な調節は種々の細胞から遊離されるパラクリンおよびオートクリン調節物質が細胞膜の受容体刺激を介して始動する細胞内情報伝達過程を介して行われるが、ホスフォイノシタイド(PI)代謝共役型受容体とその情報伝達過程は非常に重要な役割を演じている。アンジオテンシンII(Ang II)およびエンドセリン(ET)受容体はPI代謝促進によるIP_3およびdiacylglycerol(DAG)生成を介して細胞機能・細胞肥大やリモデリングなどの調節に関与している。しかし無傷(intact)な心筋細胞でどのように統合的に機能制御を行っているのかについての詳細は現在のところまだ解明されていない。本研究においてはAng IIおよびET-1によるCaシグナル調節を細胞内Caトランジェント(CaT)、膜イオン電流、収縮性の変化を指標に分析した。ウサギ心室筋細胞におけるAng IIによるCaTの増強はNa/HおよびNa/Ca交換機構の選択的阻害薬であるEIPA、KB-R7943および両者の低濃度の組合せで選択的に抑制される。これらの実験結果はAng IIの作用にDAG→PKC→Na/H交換機構活性化→細胞内Na蓄積とアルカリ化→CaT増強・Ca感受性増強→陽性変力作用という細胞内過程が重要な役割を演じていることを示唆する(1)。ET-1の作用もKB-R7943で選択的に遮断され、Na/Ca交換機構の重要性を支持する(2)。またウサギ心筋細胞においてET-1はICaに対して顕著な増大作用を示さず、ET-1の陽性変力作用にICa増強は重要な役割を果たしていないことを示唆し、前述の過程の重要性を支持する(3)。ET-1はむしろβ受容体刺激の存在下で強い抑制作用を惹起する。

これらの実験結果はうっ血性心不全などの病態生理学的条件下で、交感神経興奮によりノルエピネフリンが遊離されている状態ではET-1による調節効果は著しく影響を受けることを示唆する。ETおよびAng II受容体刺激は、その情報伝達機構の活性化を介して循環器系疾患の病態生理学的な細胞機能および遺伝子発現の調節により病状の進行、細胞の肥大およびレモデリングにおける重要な役割が提唱され、その情報伝達機構の解明はこの分野におけるもっとも重要な研究課題となっている。しかしintactな心筋細胞においてPKCを活性化するホルボールエステルおよびPKC阻害薬(カルホスチンC、チェレリスリンなど)は生化学的な実験結果から予想される調節効果を発揮しない。今回、PI代謝とそれに引き続く情報伝達系による心筋細胞機能調節、ことに受容体を介する収縮調節に焦点を絞って実験を実施した。エンドセリン-1(ET-1)およびアンジオテンシンII(AngII)は、細胞内Ca動員作用と収縮タンパクCa感受性増強作用を発揮する。このCaシグナル調節には、DGAによるPKC活性化と、それに引き続いて起こるNa/H交換機構の活性化による細胞内アルカリ化とNa蓄積によって二次的に起こる細胞内Ca上昇が寄与していることが考えられる。しかしintact(無傷)な心筋細胞におけるこれらの機序の役割に関しては、使用されるイオン交換機構阻害薬の選択性の低さから仮説の実験的な裏付は困難を極め一致した見解は得られていない。ウサギ単一心筋細胞におけるET-1による細胞短縮増強はNa/H交換機構阻害薬のHOE642およびKB-R9032で選択的に(イソプロテレノールによる反応には全く影響を与えることなしに)遮断された。一方ET-1によるCaトランジェントの増強はNa/Ca交換機構阻害薬KB-R7943で選択的に遮断される。さらにwhole cell patch clump法で測定したIL,Ca電流はET-1により顕著な変化を示さなかった。これらの実験結果は、エンドセリンおよびアンジオテンシンII受容体を介するCaシグナルの調節に上記のイオン交換機構の活性化が大きく寄与していることを示唆する。
固体炭素を直接燃料とする携帯型固体酸化物燃料電池の開発

現在ノートパソコンなどの携帯用電源として用いられているのはリチウムイオン電池などの2次電池であり、これらは充電量の向上および充電時間の短縮が求められている。そこで注目されているのが携帯型燃料電池で、現在主に研究開発が進められているのは電解質に高分子を用いた高分子型燃料電池である。主に燃料としてはメタノールを用いたダイレクトメタノール燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)が研究開発されている。燃料ボンベの容量、連続使用時間に関連する燃料のエネルギー密度を考えると小型化には固体燃料による発電が望ましい。燃料電池の中でも固体酸化物燃料電池は800°C1000°Cほどの高温動作であるので燃料の多様性が期待でき、もっとも有望である。我々は、炭化水素燃料の熱分解によって燃料極中に固体炭素を析出させ、それを燃料にして繰り返し発電する新しいポータブル固体酸化物燃料電池を提案し、開発した。その際に水素が副生するので小型の水素燃料発生器としての利用も可能である。我々はこの燃料電池をリチャージャブル・ダイレクトカーボン燃料電池(Rechargeable Direct Carbon fuel Cell, RDC-FC)と呼ぶことにした。今年度に達成したRDC-FCの特徴を下記に示す。(1)5分という短時間の燃料チャージングで、最大83分、44-50mW/cm^2の出力密度で安定した発電が可能で、少なくとも6回の「チャージング-発電」サイクルにおいて安定した発電特性を示した。(2)最大出力密度は、52mW/cm^2で、燃料ポンプや空気ポンプを使わないDMFCの最大出力密度を超える値であった。(3)発電時、燃料極側にはいずれのガスも供給する必要がないたに、燃料タンクおよび燃料供給用のポンプが必要なく小型化の点で有利である。(4)小型の水素発生器としての利用が可能である。現在、研究開発がすすめられているのは、電解質に高分子を用いた高分子型燃料電池である。燃料としては水素およびメタノールが主であるが、燃料のボンベ容量、連続使用時間に関連する燃料のエネルギー密度から固体燃料が望ましく、その中でも固体酸化物燃料電池は800°C1,000°Cの高温動作であるので燃料の多様性が期待できる。本年度は主に、以下のとおり研究を行った。1)Ni/YSZ燃料極を用いて固体酸素を直接燃料とする携帯型の新しい固体酸化物燃料電池の出力密度および、発電時間の向上を目指し、微細構造、膜厚を変えた多孔質Ni/YSZ燃料極を用いて、炭素析出の際に流す炭化水素の種類や温度及び析出時間を変化させて炭素を析出させ、発電実験を行って、Ni/YSZ燃料極の微細構造、膜厚、炭素世析出方法と発電特性を調査した。2)発電特性の析出条件、析出炭素の分布と形態を調べ、固体炭素燃料にはどのような電極が適しているのか、どのような炭素が燃料極中で、どのように分布している場合に良好な燃料となるかを検討した。3)携帯型を目的としているため、さらなる出力密度と発電時間を向上させるため、空気供給量なども含めて、最適な燃料極を模索し、金属材料だけでなく、セラミック材料の燃料極についても、その反応機構の検討を行った。固体酸化物燃料電池(SOFC)の動作温度は800°Cと高温であり、燃料の多様性が期待できる。固体炭素が反応に利用できれば固体炭素を燃料とした新しい燃料電池を提案できる。熱分解炭素の燃料極へのチャージングと発電を繰り返すことができれば、二次電池における充電を熱分解反応に置き換えることになり、充電時間の短縮が期待される。さらに、固体燃料はエネルギー密度が高いため、小型ポータブル電源としての可能性が期待できる。Ni/YSZ燃料極およびNi/GDC燃料極を用いてドライメタンの熱分解によって析出した熱分解固体炭素を直接燃料とする発電に成功した。Ni/GDC燃料極を用いることで、Ni/YSZ燃料極を用いたときに比べ8.6倍の最大出力密度が得られ、一回の熱分解後の発電における電荷移動量が最大で64mAh/cm^2となり、Ni/YSZ燃料極に比べて29倍(有効炭素質量にして8mg)に増加させることに成功した。燃料極にNi/GDCサーメットを用い、発電中のArの流量と発電特性の関係を調べた結果、下記のようなことが分かった。1.一回の発電による電荷移動量は、電流密度には大きく依存せず炭素析出時間の増加とともに増加した。2.燃料極に供給するAr流量には最適値が存在し、9.3mA/cm^2では510sccm程度であった。

我々はこの燃料電池をリチャージャブル・ダイレクトカーボン燃料電池(Rechargeable Direct Carbon fuel Cell, RDC-FC)と呼ぶことにした。今年度に達成したRDC-FCの特徴を下記に示す。(1)5分という短時間の燃料チャージングで、最大83分、44-50mW/cm^2の出力密度で安定した発電が可能で、少なくとも6回の「チャージング-発電」サイクルにおいて安定した発電特性を示した。(2)最大出力密度は、52mW/cm^2で、燃料ポンプや空気ポンプを使わないDMFCの最大出力密度を超える値であった。(3)発電時、燃料極側にはいずれのガスも供給する必要がないたに、燃料タンクおよび燃料供給用のポンプが必要なく小型化の点で有利である。(4)小型の水素発生器としての利用が可能である。
視床下核脳深部刺激療法の高位排尿中枢への作用メカニズムの解明

パーキンソン病進行期患者に施行される視床下核脳深部刺激療法は運動症状を劇的に改善させるが、下部尿路障害を中心とした非運動症状への効果・作用機序は不明である。我々はパーキンソン病モデルラットを用いて視床下核脳深部刺激療法の高位排尿中枢への作用機序を神経活動・神経伝達物質測定により検討した。視床下核脳深部刺激療法により高位排尿中枢である前頭前野の神経活動が変化すること、またカテコラミンを中心とした神経伝達物質も変化すること、更に正常モデルとパーキンソン病モデルで視床下核脳深部刺激療法に対する神経活動・神経伝達物質の挙動が異なる可能性があることがわかった。進行期パーキンソン病患者に施行される視床下核脳深部刺激療法(STN-DBS)は運動症状を劇的に改善させるが、排尿症状を含めた非運動症状への効果は不明である。またパーキンソン病における排尿障害は高位排尿中枢の働きが障害されて生じると考えられている。そこでラットに対してSTN-DBSを行い、高位排尿中枢の神経活動(細胞外電位)・神経伝達物質の変化を測定することとした。今年度はまず正常ラットを用い麻酔下で測定を行った。正常ラットを麻酔下で固定器に固定し、視床下核に電極を刺入した。測定する高位排尿中枢は、動物実験やヒトにおける機能的脳画像の研究から随意調節に関わっていると考えられる前頭葉内側面を選択した。正常SDラット10頭を実験に用いた。5頭は前頭葉内側面での細胞外電位記録を、残り5頭ではマイクロダイアリシス法を用い前頭葉内側面の細胞外液採取・高速液体クロマトグラフィーによる神経伝達物質の測定を行った。細胞外電位・神経伝達物質の測定はSTN-DBS刺激前、刺激中、刺激後の各々で行った。細胞外電位はlow pass filterにかけ局所電場電位(local field potential)のスペクトル解析により評価を行った。STN-DBSにより0-150Hzのどの周波数帯のパワーもSTN-DBSにより減少し、刺激後もさらに減少することがわかった。神経伝達物質はカテコラミンを測定したが、刺激前に比べ刺激中、刺激後ともに減少する傾向を認めた。進行期パーキンソン病患者に施行される視床下核脳深部刺激両方(STN-DBS)は運動症状を劇的に改善させるが、同じく進行期パーキンソン病患者で問題になる下部尿路障害への影響は不明である。これまでの研究からSTN-DBSは高位排尿中枢の活動に影響を与えていると推察されているが、高位排尿中枢の中でも前頭葉内側部が重要と考えられている。我々は正常SDラット、パーキンソン病モデルラットを用いてSTN-DBSによる前頭葉内側部での神経活動(細胞外電位)、神経伝達物質の変化を測定した。正常ラットを麻酔下で固定器の固定し、視床下核に電極を刺入し前頭葉内側部での細胞外電位測定(n=5)、マイクロダイアリシス法による細胞外液採取・高速液体クロマトグラフィーによる神経伝達物質の測定(n=5)を行った。前頭葉内側部での細胞外電位・神経伝達物質測定はSTN-DBS刺激前、刺激中、刺激後の各々で行った。細胞外電位はlow pass filterをかけ局所電場電位(local field potential)のスペクトル解析を行い、STN-DBSにより0-150Hzのどの周波数帯のパワーも刺激前に比べ、刺激中、刺激後で低下していた。神経伝達物質はカテコラミンを測定し刺激前に比べ、刺激中、刺激後とも低下を認めた。さらに6-OHDA(6-hydroxy dopamine)を片側内側前脳束に注入しパーキンソン病モデルラットを作成し正常ラットと同様の実験を行っている。細胞外電位測定(n=2)では正常ラットと同様の結果を認め、どの周波数帯のパワーも正常ラットより大きかった。カテコラミンはL-DOPA以外は検出感度以下であり、ドパミン神経障害による前頭葉内側部カテコラミン低下が示唆された。今後例数を増やし解析する予定である。本研究はSTN-DBSの高位排尿中枢への影響を明らかにし、新たな治療法開発に寄与する。本研究は高位排尿中枢における細胞外電位記録、神経伝達物質測定が主な目的であるが、昨年度までに正常ラットでの測定が終了し、本年度はパーキンソン病モデルラットでの測定が継続中であるが、モデル作成・測定とも概ね順調に進展していると考えられる。パーキンソン病は運動障害のみならず過活動膀胱を中心とした下部尿路機能障害が認められる。進行期パーキンソン病患者では視床下核脳深部刺激療法(STN-DBS)が行われ、運動症状は劇的に改善するが、下部尿路症状への効果は明らかにされていない。ヒトにおける機能的脳画像の研究から、大脳の様々な部位が排尿調節にかかわることがわかっており、特に前頭前野は排尿の随意調節に関わることが明らかとなっている。そこでSTN-DBSの下部尿路機能障害への影響を確かめるため、STN-DBSによる前頭前野の神経活動、神経伝達物質への影響を検討した。実験は正常ラット、パーキンソン病モデルラットの各々で行った。パーキンソン病モデルラットは内側前脳束にカテコラミン神経毒である6-OHDA(6-hydroxydopamine)を注入して作成した。神経活動は局所電場電位を測定し、高速フーリエ変換した後にスペクトル解析を行った。正常ラット、パーキンソン病モデルラットともにSTN-DBSにより前頭前野のパワーはどの周波数帯でも減少傾向を示した。

また正常ラットと比較しパーキンソン病モデルラットでは前頭前野のパワーがどの周波数帯でも有意に増大していた。神経伝達物質は正常ラットではSTN-DBS10分後に前頭前野のカテコラミンが増大した後に徐々に減少する傾向を示したのに対して、パーキンソン病モデルラットではSTN-DBSを行ってもカテコラミンはほぼ不変であった。以上の電気生理学的検討、神経伝達物質測定の結果からSTN-DBSによる高位排尿中枢の前頭前野への効果は異なる可能性があることがわかった。STN-DBSが視床の活動を正常化させることで下部尿路からの求心性活動を正常化させるという報告があるが、このことが前頭前野の機能に影響し神経活動、神経伝達物質の挙動が正常とパーキンソン病モデルで異なった一因と考えられる。パーキンソン病進行期患者に施行される視床下核脳深部刺激療法は運動症状を劇的に改善させるが、下部尿路障害を中心とした非運動症状への効果・作用機序は不明である。我々はパーキンソン病モデルラットを用いて視床下核脳深部刺激療法の高位排尿中枢への作用機序を神経活動・神経伝達物質測定により検討した。視床下核脳深部刺激療法により高位排尿中枢である前頭前野の神経活動が変化すること、またカテコラミンを中心とした神経伝達物質も変化すること、更に正常モデルとパーキンソン病モデルで視床下核脳深部刺激療法に対する神経活動・神経伝達物質の挙動が異なる可能性があることがわかった。本研究は高位排尿中枢における細胞外電位記録、神経伝達物質測定が主な目的であるが正常ラットにおいては目的が概ね達成されたと考えられる。今年度もパーキンソン病モデルラットを用いて前頭葉内側部の細胞外電位記録、神経伝物質測定を麻酔下で行う予定である。パーキンソン病モデルラット作成に3-4週を要するので、モデル作成と実験を効率よく行っていく予定である。神経内科学今年度はパーキンソン病モデルラットを用いて、高位排尿中枢(前頭葉内側面)の細胞外電位記録、神経伝達物質測定を麻酔下で行う予定である。平成27年度は本研究計画作成時に想定したよりも多く国際会議に出席することになり、十分な予算が必要であったが、予想より旅費が安価ですんだため結果的に残金が生じた。平成26年度に新たな細胞外電位記録装置などを購入予定であったが、機器の選定に時間を要し平成26年度内に購入できなかった。本実験継続に必要な備品(電極、カテーテル、試薬など)購入に使用する予定である。平成27年度早期より新たな細胞外電位記録装置の機器選定を行い、年度内に細胞外電位記録装置を購入する予定である。
駆血時の超音波後方散乱特性計測による赤血球凝集度と疾病との相関に関する研究

本研究は,非侵襲な赤血球集合度評価の臨床応用を目指し,赤血球に超音波を入射した際の後方散乱波の周波数解析による散乱変化パラメータの算出について血糖パラメータとの相関度の検討を行った.まず,散乱体サイズによる散乱特性の違いで生じる周波数特性とそれに伴う散乱特性の抽出による散乱変化パラメータ算出を検討した.次いでマイクロ粒子を用いた基礎実験において本提案手法の散乱変化パラメータの推定精度を確認した.最後にヒト手背静脈においてin vivo計測を行い,上の手法を用いて,安静期間と駆血期間後半のパワースペクトルから散乱変化パラメータを算出した.さらに赤血球集合度推定法の臨床応用性について検討した.静脈内赤血球からの散乱波スペクトルの,血管壁からの反射スペクトルによる正規化の検討超音波診断装置(中心周波数: 40MHz,波長: 40μm)を準備し,皮膚に近い静脈内腔へ超音波を照射し,その受信出力を1 GHzで標本化し,周波数スペクトルPs(f, d)を求めた。このスペクトルには,超音波トランスジューサ(プローブ)の送受信や伝播経路の特性等が含まれ,散乱パワーの理論特性とは大きく異なることを実験的に確認した。このための対策として,血管後壁からの超音波の反射波特性を計測し,超音波トランスジューサの伝達関数等の特性Pr(f, d)を求め,それらの比log10{Ps(f, d)/Pr(f, d)}を求めて正規化を行った。これにより,超音波トランスジューサ(プローブ)の送受信や伝播経路の特性が除去された。こうして得られた正規化スペクトルの傾きを,理論特性と値と比較することによって,散乱体サイズの決定を行った。しかし,後壁の背後の血管壁の構造が,内膜・中膜・外膜の3層構造になっているため,Pr(f, d)のスペクトル特性に凹凸が現れた。このため,正規化によっても理論的な特性が得られないため,特別な対策が必要となった。そこで,内膜と中膜の間隔約200300μmを自動検出し,内膜波形だけを切り出してスぺクトル特性を求め,正規化に活用した。最後にこの方法が,研究室の数名の健常者においても適用できるかを実験的に検討し,精度が十分であることを確認した。当初の研究計画・方法:H28年度の計画に記載の内容どおりに,研究が進んでいることを確認できるため。この研究の意義として,現状の生理検査値との対応関係を調べる必要があるが,これらを病院で患者に適用することは,今後困難が予想される。糖尿病患者は1日複数回の血糖値測定を強いられ,非侵襲かつ低コストな血糖値測定が求められているが,依然臨床的段階にない.高血糖状態では血液粘度が上昇し,特に血流が低ずり速度状態のとき,その上昇が顕著との報告がある.また,低ずり速度状態で発生する可逆的接着現象の赤血球集合は,血液粘度上昇と相関がある.これらから超音波による赤血球集合度の定量評価により非侵襲的血糖値測定の可能性がある.超音波散乱での散乱体サイズと入射超音波波長の関係から,散乱パワーとその周波数依存度nが変化する.赤血球および赤血球集合体を球散乱体と仮定すると,周波数帯域(27-45MHz)では,赤血球単体の長径(8ミクロン)から赤血球集合体の長径(60ミクロン)までサイズ増加に伴って散乱パワーが増加し,その周波数依存度nは3.5から0.5まで低下する.ヒト手背静脈の血管内腔を対象にin vivo計測を行った.血流停止前後に取得したRF信号の周波数スペクトル間の差をとり散乱特性変化のみを抽出し,散乱パワー比ρと周波数依存度変化Δnを算出した.RF信号は10秒ごと,計3分間で19回の取得した.最初の1分間は安静のまま,その後2分間は駆血して血流を低ずり速度状態にした.in vivo計測直後に皮膚穿刺により血糖値を測定し,本手法のパラメータと比較した.血糖値と散乱パワー比ρとの決定係数が0.33,血糖値と周波数依存度変化Δnとの決定係数は0.10となった.散乱パワー比ρの方が周波数依存度変化Δnよりも決定係数が高くなり,よりロバストといえる.しかし,値のばらつきは依然大きい.本手法は血流停止前との変化量により赤血球集合度を評価しているため,最終結果が血流停止前の赤血球集合状態に依存する.臨床で用いるには,この問題の解決が不可欠であるが,本報告では非侵襲的かつ定量的な赤血球集合度評価の可能性を示すことができたと言える.本研究は,非侵襲な赤血球集合度評価の臨床応用を目指し,赤血球に超音波を入射した際の後方散乱波の周波数解析による散乱変化パラメータの算出について血糖パラメータとの相関度の検討を行った.まず,散乱体サイズによる散乱特性の違いで生じる周波数特性とそれに伴う散乱特性の抽出による散乱変化パラメータ算出を検討した.次いでマイクロ粒子を用いた基礎実験において本提案手法の散乱変化パラメータの推定精度を確認した.最後にヒト手背静脈においてin vivo計測を行い,上の手法を用いて,安静期間と駆血期間後半のパワースペクトルから散乱変化パラメータを算出した.さらに赤血球集合度推定法の臨床応用性について検討した.本手法の医学的意義を求めるためには,現状の生理検査値との対応関係を調べる必要がある。しかも,その生理検査値を計測するときと,ほぼ同じ時刻に,本手法を適用する必要がある。

それは,本手法による計測値が,食事やコーヒーの飲食によって,かなり大きな影響を受ける可能性があるためである。1日の生活の中で,本検査値がどのように変化するか,を予め調べて,病院における患者への適用においても,空腹時に行うなどの工夫を行う。医用超音波工学
カフェインの心筋ミオシンアイソザイム並びに遺伝子の分布パターンに及ぼす影響

心筋ミオシンには【V_1】,【V_2】,【V_3】という3つのアイソザイムがあることが知られている。【V_1】と【V_3】はそれぞれαα,ββミオシン重鎖(MHC)mRNAのhomodimerであり、【V_2】はαβMHCmRNAのheterodimerである。【V_1】は高いATPase活性とcontractile velocityを特徴とする。【V_3】は低いATPase活性と低いcontractile velocidtyを特徴とする。【V_2】は【V_1】と【V_3】の中間型に相当する。このMHCmRNA遺伝子と発現アイソザイムパターンは、発達により変化し、又ホルモンにより制御されていることはすでに知られている。さらに心臓圧又は容量負荷による変化の報告もある。カフェインによりラット胎仔の心奇形が誘発されることは妊娠ラットにて確認されている。この心奇形の機序をさぐる一手段として甲状腺摘出ラットに15,30,60mg/kg/dayの3種類の量のカフェインを各々10週間投与し屠殺した。心筋よりRNAを抽出しbprodeとしてはハーバード大学Nadal-Ginard博士より寄与されたα,β-MHCmRNAより作製されたC-DNA(PCMHCmini26,PCMHCmini5)を使用しS.ヌクレアーゼマッピング法により心筋α,β-MHCmRNA遺伝子発現の割合を分析した。この結果カフェイン投与後の甲状腺摘出ラット心室筋においてβ-MHCmRNAが減少し、α-MHCmRNAが増加していた。成鼠で85%近く認められたα-MHCmRNAが甲状腺摘出ラットではほとんど認められない。カフェイン投与後、30,60mg/kg/dayカフェイン投与群で再びα-MHCmRNAの発現が認められた。また同一心筋より調べたMHCアイソザイムのパターンもMHCmRNA遺伝子発現と同様、甲状腺摘出ラット心室筋において【V_3】が減少し、【V_1】が増加することがpyrophosphate acrylamideゲル電気泳動法を用いて明らかになった。ATPase活性も調べられ、同様にカフェイン投与群で活性の増加が認められた。次に同じキサンチン誘導体であるテオフィリンとサイクリツクAMPについて同様に調べた。カフェインと同様の結果が得られた。以上、MHCmRNA遺伝子発現とアイソザイムパターンは、薬物負荷による影響もうけている事が確認された。
福祉国家型教育財政構想の制度化の歴史的展開と現代立憲主義による正当化に関する研究

本年度は、新自由主義に基づく国家理論の展開と内容の特徴についての研究を行い、新自由主義国家理論と呼ばれてきたものには、新自由主義国家理論と新自由主義立憲主義理論と呼ばれうる二つのものが存在しており、1930年代においてフライブルグ学派によって展開された新自由主義理論は、国家理論に該当し、戦後にシカゴ大学において展開されたそれは立憲主義議論に該当することを明らかにした。そのうえで、フリードマンとハイエクによって展開されてきた立憲主義理論を分析し、経済的自由至上主義的人権秩序を主張するものであるにもかかわらず、経済的自由の個人の尊厳からの基礎付けに失敗し、公序としての自由競争市場の有用性を道具主義的に主張することにその特徴があることを明らかにした。研究成果は論文として公表した。本年度は、新自由主義国家理論に関する研究を進めるのと同時に、新自由主義国家理論が学校における子どもの市民的自由および成長発達権の保障の在り方にいかなる影響を与えるのかを、選挙権年齢の18歳以上への引き下げに伴う高校生の政治活動に関する新通知、および、ゼロトレランス政策に基づく学校懲戒制度の変容を素材にして検討した。後者については論文化し、公表することができた。また、戦後改革期における福祉国家型教育財政構想の展開については、研究協力者による資料収集及び論文化が進んでいる。歴史研究の進捗は予想よりも早く、また、新自由主義国家理論の各論の展開も予想よりも早かったが、新自由主義国家理論の総論的な検討の進捗は予想よりも遅い状況にある。今年度の実績は大きく2つに分かれる。第1は、子どもの権利の歴史的形成に焦点を当て、子どもの権利というコンセプトが現実政治においてはじめて登場した19世紀中盤から後半以降におけるこのコンセプトに内在していた財産権至上主義的人権秩序の組み換えという契機が、1世紀後の20世紀後半以降に再登場する子どもの権利というコンセプトにおいてどのようにして失われてきたのかを検討した。19世紀後半における議論としては、Marxに焦点を当て、彼の財産権批判が、彼の「人間固有の力」および人間の本質としての「類的存在」といかなる関係に立ち、さらに彼の人間の全面的発達という議論といかなる関係の立つのかを検討した。そして、20世紀後半に再登場する子どもの権利論が、財産権至上主義的人権秩序への黙示的な帰依を内在化させていたがゆえに、19世紀後半に登場した、子どもの不完全な基本的権利に対応する義務を国に発生させるという構想を、継承できなくなったことを明らかにした。あわせて、1960年代以降登場する日本の子どもの権利論が、19世紀後半における議論の特徴をどのように継承発展させてきたのかも明らかにした。当初はあまりに基礎的な作業ゆえ、今後の法解釈論の作業にとってどれくらい有益なのかが不明であったが、財産権と子どもの教育を受ける権利の緊張関係を意識して初めて学説史を検討することができることを明らかにしえた。法解釈論を超えて、政治哲学の領域に分け入らなくてはならなくなったために、相当な時間を要することになった。成果は論文として来年度に公表することになっている。福祉国家的財政の基礎となる人権論について、子どもの権利という観点からの歴史的展開を明らかにすることができた。今年度は新自由主義国家理論の解析に集中し、その成果を教育学会定期大会において企画されたシンポジウムにおいて口頭報告することができた。解析の結果示しえたのは、新自由主義国家理論が経済的自由至上主義とでもいうべき性格を有し、経済的自由に対する精神的自由の優越性という現代立憲主義の基本的な考え方へのチャレンジを基点においていることである。この基点から、国家が規制または給付を行うときに持ち出すことのできる正当な理由を経済的自由の伸長に限定し、一方で独占資本の規制からの解放を説き、他方で、福祉のための再分配を否定するものとなっている。給付を構成する教育については、教育という給付の目的を人材養成に一元化し、給付の方式を現物給付から現金給付へと変更し、営利企業による給付も可能とすることにより、教育を市場化し、かつ、個人に給付されるべき教育の量を競争により決定するという方式がとられることになる。このため、新自由主義国家理論に基づく教育改革は、教育の目的を人格の全面的発達に置き、人格の全面的発達に必要とされる質と量の教育を国家が現物として給付するという体系をとる教育人権論とは真っ向から矛盾することになる。以上の成果を学会にて報告したが、現在、論文化する作業を行っており、歴史比較という手法を用いて新自由主義国家理論の歴史的展開を明らかにするのと同時に、日本における新自由主義国家理論とそれに基づく教育改革の全体像を明らかにする予定である。また、給付の目的に上述のような限定がかかることとの関係で、問題行動を起こす子どもへの対応が福祉的措置から懲罰的措置に移行することを論じ、さらに、その表現形態であるゼロ・トレランス策がどのように日本において展開しているのかを明らかにする論文を公刊した。ようやく新自由主義国家理論の全体像を明らかにすることができるようになったが、個別論点である教育財政に関しては制度論レベルでの対応はできているのだが、権利論としての検討ができていない。

そのうえで、フリードマンとハイエクによって展開されてきた立憲主義理論を分析し、経済的自由至上主義的人権秩序を主張するものであるにもかかわらず、経済的自由の個人の尊厳からの基礎付けに失敗し、公序としての自由競争市場の有用性を道具主義的に主張することにその特徴があることを明らかにした。研究成果は論文として公表した。今年度は、遅れている国家理論総論の検討の遅れを取り戻すとともに、予定通り、アメリカ憲法理論史の検討を開始する。今年度は、福祉国家型教育財政の基礎となる人権論に直截に切り込んでいく予定である。昨年の成果を論文化するとともに、まだ十分手を付けることのできていない教育財政の権利論に基づく構成についての研究を本格化させる予定である。本年度に予定していた海外出張を次年度に延期したため。次年度に海外出張を行う。
メタデータ配信ネットワークに関する基礎的研究

ソーシアルブックマークによる情報推薦に適したメタデータの作成法、メタデータ間のネットワーク化法と、それによる推薦方式を開発した。動画像、がん情報等様々な分野のコンテンツを対象としたメタデータ作成法を提案した。更には、メタデータおよびコンテンツの流通に適したネットワーク構成法を開発した。本年度はメタデータによるコンテンツ推薦方式とメタデータをコンテンツと分離してネットワーク内に配置することにより、利用者が検索を行うメタデータ検索を効率良く行うメタデータ配信システムについて研究を行った。コンテンツ推薦方式については、ソーシアルネットワークを例として、タグをメタデータと考え、タグ付けされたコンテンツ集合をもとに、タグ付けを行った利用者の嗜好を推定する新しい方式を考えた。この方式では、タグの意味を考えること無しに、同一のタグを付けたという事実だけから、複数の利用者の持つコンテンツ群の類似度を仮説検定論より求める。次に類似コンテンツ集合を持つ他の利用者のコンテンツ群より、類似度の大きいコンテンツ群に含まれかつ当該利用者コンテンツに含まれていないコンテンツを推薦することで、タグ付けした利用者の望むコンテンツを推薦している。本方式により、タグの意味を考えることなしに、同一タグを付けたというクラスタリングのみに着目して、有効な推薦ができることを確認した。メタデータ配信システムについては、利用者の検索コスト、メタデータを気に入る確率、コンテンツを気に入る確率を仮定して、メタデータ検索コストの期待値を最小とする最適なメタデータ提示順序を求めた。これをもとにネットワーク構成を前提として、各検索者が検索クエリを発する場合に位置の近いノードからメタデータ応答が送られると仮定して、複数の嗜好の異なる利用者群が最適に近い順序でメタデータを検索できる、最適メタデータ配置方式の検討を行った。本年度はソーシアルブックマークにおいて同一タグ(メタデータ)を付与されたコンテンツ群をクラスタと考え、クラスタ間の類似度をゆう度比を用いて求め、コンテンツ推薦を行う手法について更に研究を進めた。ゆう度比で定義された類似度に基づいて推薦する方式が他の方式に比べて正しい類似度を表現でき、この結果メタデータ意味を基に推薦するシステムに比べて優れた検索特性を得ることを明らかにした。以上の結果は情報処理学会論文誌に採択、掲載されている。現在はクラスタ間の類似度を基に、類似度が大きいクラスタ間をリンクで接続して、このリンク構造をもとにしたネットワークを利用して、推薦、検索を行うことにより、ネットワーク内での推薦、検索の際に必要なトラヒックを低減できる方式を提案して、その検討を行っている。次に、昨年度に引き続きメタデータをネットワーク内に配置して、これによりコンテンツ検索を容易にするシステムについて検討した。この方式ではメタデータ閲覧、コンテンツ検索に至るプロセスを確率モデル近似して、利用者の検索コストを最小にすることを目指している。検索コスト最小となるメタデータ提示順序をもとに、確率モデル構築に必要なパラメータの推定方式、更には推定誤差に起因する検索コストの増大効果を解析して、提案方式の実用時の問題点を検討した。この結果、同一メタデータに対する閲覧実績が数10あれば、十分パラメータ推定誤差も小さくでき、実用的な特性が得られることを明らかにした。本方式に関しては、以上の検討をもとにネットワーク内におけるメタデータ配置の最適化の検討も行い、現在学会論文として投稿中である。本年度は次の3つの観点の研究で研究を行った。(1)ソーシアルブックマークにおいて同一タグを付与されたコンテンツ群をコンテンツクラスタと定義して、コンテンツクラスタ間の類似度をもとに推薦を行う方式の研究を進めた。この方式では類似度の大きいクラスタでタグ付けされたコンテンツを優先的に推薦するが、クラスタ間の類似度を全て計算するのでは計算コストが膨大になる。このため、あるクラスタと類似度が大きい2つのクラスタ間の類似度もまた大きいと仮定して、予めクラスタ間に類似度によるネットワークを構築して、このネットワークのリンクをたどって推薦を行う方式を検討した。実データに基づく実験の結果、この方式の有効性が確かめられたため、国際会議で発表するとともに、論文投稿を行い採録が決定している。(2)メタデータによる検索を行う方式を確率モデルで表現して、検索コストの期待値を最小とする最適メタデータ提示順序を求める方式を前年度より進めている。今年度は実データにより有効性を確かめるため、20人程度の被験者による検索実験を行った。その結果、メタデータを気に入る確率、更にはメタデータを気に入った後コンテンツを取得する確率は順序に異存しないことが確かめられ、提案したメターデータ提示順序の最適性が確認できるとともに、実際にコンテンツ検索時間が小さくなることを確かめた。(3)コンテンツ配信のための基礎技術として、コンテンツ配信に適した画像符号化法、受信側からのパケット損失予測に基づくコンテンツ配信法の研究を行った。後者は、インターネットでのリアルタイムコンテンツ配信時に輻輳によるパケット損失を補償するため、コンテンツの表示時に間に合うように分散して損失パケットを再送する方式であり、この方式により再送パケットによるネットワーク輻輳が低減できることが明らかになった。
分散協調型学習環境におけるエージェントの構成方法に関する研究

本研究では、分散協調型学習環境におけるエージェント構成方法を提案するために、その構成要素であるエージェントに関する研究を実施し、それらを分散協調型学習環境として実装して教育的および技術的観点から学習環境の実践・評価を行うことを目的としている。本年度は以下の研究項目を遂行した。(1)複数教授者による教授プラン遂行の認知実験多項分数式を対象として、複数教授者(本実験では2名)による教授プラン作成時のインタラクション,及び,教授者と学習者間のインタラクションをプロトコルとして抽出し,協調的教授プランプロトコルを検討した。(2)エージェントを利用した学習支援環境の設計・実装これまでの研究成果に基づき提案されたエージェントを組み込んだ学習支援環境を設計し、実装した。学習支援環境の対象領域は多項分数式を取り扱った。(3)学習支援環境における各エージェントの振舞いに関する技術的評価実験開発環境における各エージェントの振舞いに関して技術的評価実験を行った。(4)研究成果の発表複数教授者による教授プラン作成時のインタラクション及び教授者と学習者間のインタラクションから得られた知見を国際学会(CELDA2004)で発表した。また、国内の研究会及び全国大会にて研究成果を発表した。本研究では、分散協調型学習環境におけるエージェント構成方法を提案するために、その構成要素であるエージェントに関する研究を実施し、それらを分散協調型学習環境として実装して教育的および技術的観点から学習環境の実践・評価を行う。(1)分散協調型学習環境上における教育タスクの抽出分散協調型学習環境において、学習形態(個別学習、協調学習、一斉学習)に応じた教育タスクを抽出した。(2)教育タスクを遂行するエージェントモデルの設計教育タスクを遂行するためのエージェントモデルを探求し、知識工学的手法に基づき設計した。特に、表現モデルの設計と実装、エージェント間通信時の通信用パフォーマティブの分類と設計を行った。(3)協調プロトコルの抽出と設計教育タスクを遂行するエージェント間(教授エージェント間及び学習アシスタントと教授エージェント間)の協調的活動から協調プロトコルを抽出し、設計した。その際、教育タスクを実行する人間間の協調的活動に関する認知的実験を実施した。また、協調時にエージェントが動的に協調プロトコルを変更するための適応的プロトコル変更機構についての可能性について検討した。本研究では、分散協調型学習環境におけるエージェント構成方法を提案するために、そめ構成要素であるエージェントに関する研究を実施し、それらを分散協調型学習環境として実装して教育的および技術的観点から学習環境の実践・評価を行うことを目的としている。(1)教授タスクを遂行するエージェントモデルの実験的実装ここでは初年度設計したエージェントモデルを実験的に実装した。また、エージェント間通信時の通信用パフォーマティブの実装も行った。(2)エージェント間プロトコルの実験的実装ここでは、教授タスクを遂行するエージェント間(教授エージェント間)のプロトコルを実験的に実装した。その際、実験として、複数の学習支援者を設定した学習支援者間の協調に関する認知的実験を多項分数式をドメインとして行った。(3)第2年度研究成果の発表第2年度の技術的な研究成果を国内の研究会及び全国大会で発表した。
難治性疾患に対するHB-EGFと関連分子の遺伝子治療法の開発と治療分子機構の解明

我々は、新規の膜結合型増殖因子のHB-EGFについて、心筋梗塞後のリモデリング誘導の主体であるという病的役割、一方、肝臓では正反対に劇症(急性)肝炎への治療作用を示すという、生理・病理作用を発見した。本研究の目的は、これらのHB-EGFの病的・生理的な作用に関する分子メカニズムの解明、さらにHB-EGFとHB-EGF関連分子による独創先駆性の高い遺伝子治療の開発研究を行うことである。まず、HB-EGFと関連している分子群の動態と作用を調べるためHB-EGFと関連している分子Aに注目し、Aを強発現するアデノウイルスベクターを作製し、それをHB-EGFや他の増殖因子でPhenotypeを出現するin vitro, in vivoの系に用いた。その結果、Aの強発現により、HB-EGFやある種の増殖因子のシグナル伝達が阻害されることを新たに見いだした。これをもとに、この分子A、HB-EGF、その受容体、さらに我々が関連していると推察した分子Bについて、発現、局在の変化を調べ、その分子作用・機序の解明に迫っている。また一方、肝硬変へのHB-EGFの治療薬としての可能性については、一部にphenotypeがみられたが、さらなる方法の改良(投与法、発現プロモーターの違いなど)により、治療効果が確定できるかもしれないという結果が得られた。このように計画に従い研究が進み、成果が得られた。特に、HB-EGFと関連する分子Aの作用は新発見である。この成果は、今後新しい生命現象の解明、そして新規の治療薬の開発に繋がることが十分期待されるため、大変意義深い成果であると考えられ、今後もさらに研究を発展させるつもりである。新規の膜結合型増殖因子のHB-EGF(ヘパリン結合型EGF様増殖因子)、ならびにその関連分子の分子機能と作用メカニズムを解明し、独創的な遺伝子治療法を開発することを目的とし、以下のように研究を進め成果を上げてきた。1.急性(劇症)肝炎の動物モデルで、HB-EGFはHGF(肝細胞増殖因子)より強力な肝障害抑制作用、肝再生誘導作用を有していた(Khai & Kosai K et al. J Hepatol 2006)。2.肝硬変動物モデルに、HB-EGFとHGFを発現するアデノウイルスベクターを投与し、その治療効果を調べ、その治療機序を解析した。コントロールに比べて治療効果はみられるものの、HGFの比較コントロールにおいても従来出されているデータほどの著明な程度の効果までは得られなかったので、実験系とその条件を再度検討して、追加実験を行って行く。この両因子を発現させるプロモーターには、RSV (rous sarcoma long-term repeat)とCA (cytomegalovirus enhancer+beta-actin promoter)の2種類用意し、それぞれの分子につき2種類のアデノウイルスベクターを作製して、検討を進めている。3.HB-EGFとアソシエートする某分子の心筋梗塞動物モデルへの遺伝子導入と強発現により、心筋梗塞後のリモデリングが改善できるという、新たな発見が得られた。(研究進行中で、知財確保のために現時点で詳細が書けないが)、その治療作用につながった細胞レベルでの作用も解明した。さらに分子レベルでのメカニズムについて、分子組織、分子生物学的解析により、その本体に迫っているところである。
種子貯蔵タンパク質遺伝子銀行を利用した人工合成タンパク質による小麦粉品質評価

小麦粉中に約10%含まれる種子貯蔵タンパク質、特にグルテニンの構造と発現量は、生地強度に大きく影響する。本研究では、野生植物の染色体をもつ小麦から、パン用に求められる強い生地に関係する新たなグルテニンを探索した。その結果、リン酸化の影響を受けない複数の新規グルテニンを見いだした。さらに、1種類のタンパク質がもつ生地強度への効果を評価するため、人工的にタンパク質を作製する系を確立した小麦粉中に約10%含まれる種子貯蔵タンパク質は、多種類の組み合わせによって生地強度が大きく変わるため、加工適性決定の主要因である。私たちはこれまでに、コムギ近縁野生種Thinopyrum elongatumに由来する種子貯蔵タンパク質をもつパンコムギ系統では、生地強度が飛躍的に強くなることを報告した。そこで本研究課題において前年度までに、2次元電気泳動(2DE)法でこの種子貯蔵タンパク質タンパク質を分離した結果、高分子量グルテニンサブユニット(HMW-GS)領域に分子量で2種類、それぞれで等電点の異なる5種類(計10種類)のタンパク質を検出できた。最終年度ではこれらタンパク質のリン酸化の有無を調べた結果、いずれのタンパク質もリン酸化されていないことが明らかとなった。次に、前年度から引き続きTh. elongatum由来HMW-GS遺伝子のクローニングを試みた。その結果、パンコムギの同じ遺伝子座では2種類しか存在しないが、25種類のTh. elongatum由来HMW-GS遺伝子が得られた。それらの推定上のアミノ酸配列を元に等電点を予想した結果、種類によって等電点に大差があった。従って2DE法でみられた等電点の違う分子種は、リン酸化の影響ではなく、それぞれ異なる遺伝子に由来すると考えられた。さらにパンコムギのHMW-GSと比較した結果、水素結合を強めるアミノ酸置換がみられ、生地強度の強化に関与していると考えられた。これらの遺伝子について、コムギ無細胞タンパク質合成法により、人工合成した種子貯蔵タンパク質を得ることができた。また前年度から引き続き、種子貯蔵タンパク質の無い小麦粉ができる系統を育成した。以上より、人工合成タンパク質を種子貯蔵タンパク質の無い小麦粉に添加すれば、人工交配では不可能であった単一分子種が生地強度におよぼす効果を高精度に品質評価できる。さらに、1種類のタンパク質がもつ生地強度への効果を評価するため、人工的にタンパク質を作製する系を確立した小麦粉生地特有の粘弾性には種子貯蔵タンパク質が深く関わっている。そのうちパンコムギでは、高分子量グルテニンサブユニット(HMW-GS)の1遺伝子座に各1個のxタイプとyタイプ遺伝子が密に連鎖して存在するため、これまで分子種別に生地強度評価を行うことが難しかった。そこで本研究では、単一分子種の種子貯蔵タンパク質が生地強度におよぼす効果を調べる方法の確立を目指した。まず、コムギ近縁種Thinopyrum elongatumに由来し、小麦粉生地を強くする効果のある高分子量グルテニンサブユニット(HMW-GS)に着目した。2次元電気泳動(2DE)でこのタンパク質を分離した結果、xタイプが1スポット、yタイプでは分子量が同じで等電点(pI)が塩基性側の5つのスポットが検出できた。HMW-GS遺伝子の完全長を増幅できるようにデザインしたプライマーを用いて、Th. elongatum由来HMW-GS遺伝子をクローニングした結果、偽遺伝子を含む3種類のxタイプ遺伝子と6種類のyタイプ遺伝子が得られた。また、yタイプで見られた複数のスポットは、非同義置換によるpIの変化が原因であることが示唆された。さらに、yタイプ遺伝子中にみられた水素結合を強化する構造は、グルテニンサブユニットの分子間ネットワークからなる生地の強さに関与すると考えられた。クローニングした遺伝子について、コムギ無細胞タンパク質合成法によるタンパク質の人工合成を試みた結果、yタイプ遺伝子の1種類について、人工合成タンパク質を得ることができた。人工合成タンパク質を小麦粉に添加して高精度に品質評価するため、種子貯蔵タンパク質の無い小麦粉ができる系統の育成を目指した。本年度は、染色体欠失部位の違いにより種子貯蔵タンパク質の種類が減少した系統を互いに交配させた。需要の高まる製パン用に適した小麦粉生地を強くする効果のある高分子量グルテニンサブユニット(HMW-GS)をもつコムギ近縁種Thinopyrum elongatumに着目し、その遺伝子をクローニングすることができた。計画当初では、より多くの品種・系統がもつ種子貯蔵タンパク質遺伝子をクローニングする予定であったので、現在、継続して試みている。人工合成タンパク質の作製では、計画当初の大腸菌の系ではなく、無細胞合成系を用いたことで、迅速・簡便に人工合成タンパク質を得ることができた。種子貯蔵タンパク質の無い小麦粉ができる系統の育成では、予定通り交配し、雑種種子を得ることができた。パンコムギとその近縁野生種がもつ種子貯蔵タンパク質遺伝子の完全長クローニングを継続して行う。既にクローニング済みの遺伝子については、人工合成タンパク質を作製する。その際、無細胞合成系と並行して、大腸菌やタバコを宿主とした合成系も試み、転写・翻訳後修飾の有無を調査する。作製した人工合成タンパク質は、現在育成中の種子貯蔵タンパク質の無い小麦粉ができる系統に添加して、小麦粉品質を評価する予定である。

また、その系統育成が完了するまでの間、市販の小麦デンプンに人工合成タンパク質を添加したものを仮想小麦粉として品質評価を行う。消耗品費として、遺伝子クローニング用試薬、タンパク質精製用試薬、小麦粉品質評価用試薬、植物栽培用道具・肥料、ガラス・プラ器具に使用する。成果発表のための学会参加として、国内旅費では、育種学会(京都・東京)への参加を予定している。外国旅費では、AACC International Annual Meeting(米国フロリダ州)へ参加すると共に、米国の研究協力者との打ち合わせを予定している。謝金等として、論文の英文校閲を予定している。その他として、学会誌投稿料、学会参加費、報告書等の印刷費を予定している。
適応的な子の性比調節に関する雌親・雄親の影響の解明

卵胎生魚類グッピーでは,地味な雄と配偶した雌に比べ,派手で魅力的な雄と配偶した雌の子は,性比が雄偏りとなることが明らかになった。派手な雄の息子は雄親の性的魅力を引き継ぎ,高い繁殖成功が見込める。このような適応的な子の性比調節が雌親,あるいは雄親のいずれによって行われているかを検証するため,雄の相対的魅力を操作して雌と配偶させる実験を行った結果,雌親が子の性比調節をしていることが示された。1.雌の配偶者選好性,及び相対的な魅力を操作した雄との配偶実験グッピーの雄におけるオレンジスポットの鮮やかさや尾鰭の長さに対する雌の選好性を確認するため二者択一実験を行った後,その雌と配偶させる雄(配偶雄)及び視覚的な刺激のみを与える刺激雄を同時に雌に提示した。その際,性的魅力が高い刺激雄,あるいは低い刺激雄を選ぶことにより,同一配偶雄の相対的な性的魅力を操作した。すなわち,派手な刺激雄と提示された配偶雄の魅力は相対的に低く,対照的に地味な刺激雄と提示された配偶雄の魅力は相対的に高くなった。このように相対的に派手な配偶雄と配偶した雌,及び相対的に地味な配偶雄と配偶した雌それぞれを産仔させた。もし,雄親の魅力に応じた子の性比調節が雌親によって行われているのなら,同一雄の子であっても相対的に派手な雄の子の方が息子偏りになると予測される。一方,子の性比調節が雄親によって行われているなら,相対的な魅力が変化しても同一配偶雄の子の性比には差がないと予測される。2.子の性比の検証,及び適応度構成要素の測定1の配偶実験で得られた子を性差を示す形質が発達するまで飼育し,一腹の子の性比を調査したところ,雄親のオレンジスポットにおける魅力に関しては,同一配偶雄であっても相対的な魅力が異なる場合は子の性比にも差がある傾向が認められたため,雄親の魅力に応じた子の性比調節は雌親が行っている可能性が高いことが示唆された。また,子の飼育をさらに継続し,息子及び娘の生存率や成長,繁殖効率などの適応度構成要素を測定し,親による子の性比調節の適応性を検討しつつある。1.雌の配偶者選好性の検証,及び相対的な性的魅力を操作した雄との配偶実験グッピーの雄における性的魅力(オレンジスポットの派手さ)に対する雌の選好性を検証するために,配偶させる雄(配偶雄)及び視覚的な刺激のみを与える刺激雄を同時に雌に提示した。その際,配偶雄に比べて性的魅力が高い刺激雄,あるいは低い刺激雄を選ぶことにより,同一配偶雄の相対的な性的魅力を操作した。刺激雄の方が派手で魅力が高い場合,配偶雄の魅力は相対的に低くなるのに対し,刺激雄の方が魅力が低い場合,配偶雄の魅力は相対的に高くなるという予測通り,相対的に魅力を高く操作された配偶雄は,同一配偶雄であっても相対的に魅力を低く操作された場合に比べ,雌に配偶相手として好まれることが確認された。そして,相対的に性的魅力を高く操作された配偶雄と配偶した雌,及び相対的に性的魅力を低く操作された配偶雄と配偶した雌をそれぞれを産子させた。2.子の性比の検証,及び適応度構成要素の測定1の配偶実験で得られた子を性差を示す形質が発達するまで飼育し,一腹の子の性比を調べた。雄親の魅力に応じた子の性比調節が雌親によって行われている場合,同一雄の子であっても性的魅力が相対的に高く操作された雄の子の方が息子偏りになるのに対し,子の性比調節が雄親によって行われている場合,相対的な性的魅力が変化しても同一配偶雄の子の性比には差がないと予測される。その結果,同一配偶雄であっても相対的な性的魅力が異なった場合,子の性比にも差異がある傾向が認められたことから,配偶相手の雄の魅力に応じて雌親が子の性比を調節している可能性が高いことが示唆された。また,性判別後も子の飼育を継続し,生存率や成長,繁殖効率などの適応度構成要素における息子と娘の差異,及び性比との関連を分析し,親による子の性比調節の適応性を検証している。1.卵胎生魚類グッピーでは,地味な雄と配偶した雌と比べ,派手で魅力的な雄と配偶した雌の子は,性比が雄偏りになった(Karino & Sato, 2009)。この子の性比調節が雌親,雄親のいずれによって行われているか明らかにするため,雌と交尾させる配偶雄を,より派手な刺激雄,あるいはより地味な刺激雄と同時に雌に提示することで,配偶雄の相対的な魅力を操作した。そして,相対的に派手な役割,あるいは地味な役割として,配偶雄をそれぞれ異なる雌と配偶させ,それらの子の性比を比較した。