hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
路面摩擦係数の安定した測定が可能なインテリジェントタイヤおよび走行模擬装置の開発

さらに,走行模擬装置において幅広いスリップ率での実験を可能とするために,ベルトコンベアを接地面に用いるための機構を設計し,実際に試作機を製作した.試作機を用いて実験を行ったところ,幅広いスリップ率で走行模擬が可能であることを確認するとともに,側面ひずみの測定値から摩擦係数の測定が行える可能性を確認できた.目標としていた,タイヤの側面方向に作用する荷重の側面ひずみからの測定を可能とするとともに,両側面の側面ひずみを用いた,より簡便で高精度な摩擦係数測定方法を提案することができ,測定方法に関して大きな進捗があった.また,実際の走行での摩擦係数の測定に関しては,当初予定していた牽引車ではなく,実車を用いた実験を可能とし,さらに,提案する測定法の可能性を確認することができ,検討を行っている測定方法の実用性の高さを明らかにすることができた.走行模擬装置に関しても,スリップ率調整機構の妥当性を確認するとともに,幅広いスリップ率で本手法が適用可能であることの可能性を明らかにすることができた.以上のことから,ほぼ計画通りに進捗していると判断する.本研究では,実車走行時にタイヤに生じるひずみなどの変形から路面摩擦係数を測定する方法を確立するとともに,同測定に用いる実験式の決定や走行時におけるタイヤの変形などを様々な条件で測定可能な走行模擬装置を開発することを目的としている.これまでに,タイヤの側面に生じるひずみからタイヤと接地面との間に作用する鉛直荷重,摩擦力を求める方法の基礎を確立するとともに,実車にてタイヤ側面ひずみを無線で記録する測定系を構築して複数の状況の路面で測定を行い,定性的に妥当な摩擦係数が測定できることを確認している.今年度は,まず,実車において測定される路面摩擦係数の定量的な妥当性を確認するため,走行模擬装置用として準備したフォースプレートを利用し,実車に作用する鉛直荷重とタイヤ側面に発生するひずみとの関係を求め,走行模擬装置と同様な変形が発生することを確認した.また,タイヤと路面間の摩擦係数を測定可能な牽引式の測定装置を製作した.同装置は測定対象のタイヤを中央部に配置した手動式の牽引車であり,タイヤに所定の鉛直荷重を負荷しながら移動させる.タイヤの回転軸には,トルク,さらに,進行方向および鉛直方向の荷重を測定するロードセルが設置されており,タイヤと路面間の摩擦係数が測定できる.同一の路面に対し,同測定装置で測定した摩擦係数と,実車の測定結果とを比較して,その妥当性を確認した.さらに,実車においては60km/時までの速度において,路面摩擦係数の測定が行えることを確認した.その他,測定方法として,従来の測定方法を基に,タイヤの複数位置のひずみから実時間で路面摩擦係数を測定可能な方法を確立した.シミュレーションではあるが,同方法によって精度良く摩擦係数が測定可能であることを確認している.また,タイヤのひずみの平均値などを用いることで外乱などの影響を受けにくいロバスト性の高い測定方法も確立している.実車を用い,約60km/時の速度までにおいて路面摩擦係数の測定が可能であることを確認した.また,測定値の妥当性を確認するために,牽引式の路面摩擦係数測定装置を製作して,同装置による測定結果と実車による測定結果とを比較して,定量的に妥当な値であることを確認した.また,実車の加減速,車重,タイヤの回転数などからも,測定値がほぼ妥当であることを確認できた.
放射光微小血管撮影法による肺細動脈シアーストレスの計測と肺高血圧症研究への応用

先天性心疾患に合併する高肺血流性肺高血圧症では、増加した肺血流が肺血管床でのシアストレスを増加させ肺血管病変を進行させる。我々は、肺高血圧症発生のメカニズムと肺血流の相互関係解明のため、当科で開発した高感度放射光微小血管撮影法を肺動脈造影に応用し、ラットでの約100μmまでの肺細動脈の撮影を可能とした。また、得られた画像から右下肺動脈の血流速度を測定し、高肺血流性肺高血圧ラットでは82.3±8.5mm/secとコントロールの46.1±4.3mm/secに対し有意な血流速度の増加を認めた。高感度放射光微小血管撮影法を用いる事によりラットでの肺細動脈の可視化と血流速度測定が可能となったといえた。肺動脈性肺高血圧症は、原発性ないし種々の疾患に伴って肺動脈圧が上昇する肺血管疾患である。増加した肺血流とshear stressが肺血管抵抗の増加を引き起こすことによって肺最小動脈のび慢性狭窄・閉塞を認めるが、そのメカニズムとしてshear stressによる血管内皮細胞障害の関与が考えられている。本研究は放射光微小血管撮影法を用いた肺動脈造影法を確立し、肺動脈におけるshear stressの評価と血管内皮細胞障害の機序を解明すること目的としている。2011年度に高エネルギー加速器研究機構放射光研究施設における放射光由来X線源と高感度HARP受像管、ハイビジョンシステム(NHK放送技術研究所提供)を用いた高感度放射光微小血管撮影を肺動脈造影法に応用する技術を確立した。2012年度はこの技術を利用し、より詳細な肺動脈血流速度とshear stressの関連を調べるためGray-val (Library Inc. Japan)濃度変位測定ソフトを用いて新たな流量解析の手法を確立する事を主眼として研究を進めた。高感度放射光微小血管撮影法により約100 μmまでのラットの肺細動脈の造影が可能となり、動脈ー静脈シャント増設により作成したラット肺高血流肺高血圧モデルを利用し右主肺動脈から胸膜下肺細動脈までの肺細動脈血流動画を得た。この動画を元に、造影剤の濃度変化と通過時間からGray-val濃度変位測定ソフトを用いて右下肺動脈の血流速度を算出した。その結果、高肺血流性肺高血圧症において右下肺動脈での血流速度は有意に増加しており、よりshear stressのかかる状態である事が推察された。高感度放射光微小血管撮影法による肺動脈流量解析は、高肺血流性肺高血圧症におけるshear stressと内皮細胞ストレスの相互関係の解明の一助になりうる有用な技術であると考えられた。2011年度に高エネルギー加速器研究機構における放射光由来X線源と高感度HARP受像管(NHK放送技術研究所提供)を用いた高感度放射光微小血管撮影を肺動脈造影法に応用する技術を確立した。2012年度以降には、高感度放射光微小血管撮影法により約100μmまでのラットの肺細動脈の造影が可能となったため、動静脈シャント増設により作成したラット高肺血流モデルを利用して右主肺動脈から胸膜下肺細動脈までの肺細動脈血流動画を得た。より詳細な肺動脈血流速度とshear stressの関連を調べるため、得られた肺動脈造影画像において、造影剤の濃度変化と通過時間からGray-val濃度変位測定ソフト(Library Inc. Japan)を用いて右下肺動脈の血流速度を算出した。その結果、高肺血流性肺高血圧症において右下肺動脈血流速度は有意に増加しており、よりshear stressのかかる状態である事が推察された。ラット心エコーVevo®2100 (VisualSonics Inc. Canada)により測定した主肺動脈流速も同様に、ラット肺高血流モデルにおいて有意に上昇していた。これらは高感度放射光微小血管撮影法による肺動脈流量解析の信頼性を高め、さらには心エコーで得られる中枢の流速よりもより末梢における流速の変化を感知できる可能性を示唆しているものと考えられた。さらに2013年度には、炎症性の肺高血圧症であるモノクロタリン誘発肺高血圧症ラットを用いて肺細動脈造影を行うことにより、異なる機序の肺高血圧症における微小血流の変化を視覚化することを可能とした。高感度放射光微小血管撮影法と肺動脈流量解析は、肺高血圧症における血管リモデリングの視覚化を可能とし、肺高血圧症における肺血流変化、shear stressと血管内皮細胞障害の相互関係の解明の一助になりうる有用な技術であると考えられた先天性心疾患に合併する高肺血流性肺高血圧症では、増加した肺血流が肺血管床でのシアストレスを増加させ肺血管病変を進行させる。肺動脈性肺高血圧症(PAH)は、原発性ないし種々の疾患に伴って肺動脈圧が上昇する肺血管疾患である。

増加した肺血流とshear stressが肺血管抵抗の増加を引き起こすことによって肺最小動脈のび慢性狭窄・閉塞を認めるが、そのメカニズムとしてshear stressによる血管内皮細胞障害の関与が考えられている。本研究は放射光微小血管撮影法を用いた肺動脈造影法を確立し、さらに肺動脈におけるshear stressの評価と血管内皮細胞障害の機序を解明すること目的としている。本年度はまず放射光微小血管撮影法を用いた肺動脈造影法を確立に主眼をおいて研究を行った。動脈ー静脈シャントの増設によりラット肺高血流モデルを作成。その後全身麻酔下にラット上大静脈に24G静脈内留置針を留置し造影剤を注入し、高エネルギー加速器研究機構放射光研究施設において放射光由来X線源と高感度HARP受像管、ハイビジョンシステム(NHK放送技術研究所提供)を用いて高感度放射光微小血管撮影を行った。この手法を用いることにより約100μmまでのラットの肺細動脈の造影が可能であり、高肺血流性肺高血圧症におけるshear stressと内皮細胞ストレスの相互関係の解明の一助になりうる有用な技術であると考えられた。さらに得られた肺細動脈血流動画から右主肺動脈、下葉上動脈及び胸膜下肺細動脈で造影された血管の造影剤濃度変化を解析し、主肺動脈-下葉上動脈(中枢側)及び下葉上動脈-胸膜下肺細動脈(末梢側)の血流速度を算出した。その結果高肺血流性肺高血圧症においては末梢肺動脈血流速度が上昇し、よりshear stressのかかる状態である事が推察された。高エネルギー加速器研究機構放射光研究施設における放射光由来X線源と高感度HARP受像管、ハイビジョンシステム(NHK放送技術研究所提供)を用いた高感度放射光微小血管撮影が可能となった。肺動脈血流速度とshear stressの関連を調べるためGray-val (Library Inc. Japan)濃度変位測定ソフトを用いて新たな流量解析の手法を確立した。この結果は2012年度アメリカ心臓病学会総会にて発表した。画像の空間的解像度は高感度HARP受像管により改善を認めたが、時間的解像能の改善がより微小な血管の撮影と造影剤濃度の変化の解析に必要であると考えられ、今後の課題である。この結果は2011年度日本胸部外科学会学術総会およびアメリカ心臓病学会総会にて発表した。今後は、画像の空間的および時間的解像能の改善がより微小な血管の撮影と造影剤濃度の変化の解析に必要であると考えられ、次なる課題である。本年度はGray-val濃度変位測定ソフトを用いた流量解析の手法を用いて、高肺血流肺高血圧モデルに加えてモノクロタリンによる低肺血流肺高血圧モデルを用いて、異なる発生機序の肺高血圧症におけるshear stressの解析を行う予定である。加えて、肺高血圧症における末梢肺動脈血流速度及びshear stress上昇と肺動脈内膜肥厚との関連の解明のため、今後摘出したラット肺の凍結及びホルマリン包埋標本を用いて肺細動脈組織の構造変化とshear stressとの相互関係および血管内皮細胞シグナリングを調べる予定である。昨年度は得られた肺細動脈血流動画から、血管の造影剤濃度変化をImageJを使って解析したが、本年度はGray-val濃度
虚血性脳細胞障害機構における一酸化窒素の役割

本年度中に新たに報告できる結果は、以下の3つである。即ち、1.]比較的ncNOSに選択性の強い(L-MIN))のラット一時的局所脳虚血モデルに対する影響、2.]ラット脳虚血モデルにおけるiNOSの経時的な変化、3.]ラット脳再潅流モデルにおけるNOの発生量の測定に関してである。を検討することである。1]SD系ラット(雄)をハロセン麻酔下で,左MCA本幹のレンズ核線条体動脈起始部をミニクリップを用いて閉塞し,2時間後ミニクリップをはずし,2時間再灌流を行った。L-NNAあるはL-MIN(0.1,0.3,1mg/kg,i.p.)をMCA閉塞直後と再灌流直後に投与した。再灌流を行った脳から作成した冠状断連続切片をHE染色し,梗塞巣を定量した。L-MIN(0.1,0.3,1mg/kg,i.p.)あるいは同用量のL-NNAをラットMCA閉塞直後及び再灌流直後に投与し,一時的局所脳虚血による梗塞巣形成に対する効果を検討したところ,L-MIN及びL-NNAは用量依存的に梗塞巣面積を縮小させ,L-MINは1mg/kgの用量でL-NNAは0.3と1mg/kgの用量で有意であった。2]ラット中大脳動脈閉塞モデル後、0,1,3,6,12,24,48時間後の脳切片を用いてiNOSの誘導、発現をmRNAレベルで検討した。結果は、正常の脳では存在せず、メッセージレベルでも確認されなかった。虚血開始後6時間にて、iNOS-mRNAの発現を確認したが、これまでの報告と同程度であった。3]前年度のNO電極を用いて,脳虚血後再灌流によって起こる脳内NO産生量の変化を検討したところ、再灌流による酸素の供給が、実際のNO生成量を上回るためにperoxynitriteが過剰に生成されることになり、見掛け上再灌流後のNO生産量が低下するかの印象を与える結果を得た。in vivo状態におけるNO測定は、NOが極めて短い寿命の気体であること、ヘモグロビンにより捕捉されることから困難であることは言うまでもない。本年度に実施した内容は、使用電極が実際にNOを選択的に測定しうるか否かをin vitroで確認し、NO濃度依存性の標準曲線を描き...1)、この結果を用いて正常脳においてどのように検知されるか...2)を検討した。我々の用いた電極(インターメヂカル社製)は、reference electrodeとworking electrodeの間に一定の電圧をかける事により、検知できる一酸化窒素(NO)の量に相関して増加する電流を測定し、NOに換算する方法である。SIN-1,SNP,SNAPを用いてin vitro条件下では、各々の濃度に対して指数関数的に電流を感知することがわかった。しかも、ヘモグロビンの存在下で感知できなかった。一方では、カルシウム、ナトリウム、酸素、水素により影響されなかった。しかしながら、これをもってin vivoで得られた値からNOの濃度を正確に評価することが困難なことから、NOガスにより電極のcalibrationをおこなった。電極毎に感度が異なり、in vivoでの実験に際してはその都度NOガスにより電極のcalibrationを繰り返した。NOガスにより電極のcalibrationからは、濃度と電流の間には、直接関係がえられ、しかもpH:6.8-7.4(虚血によりacidosisに傾く)では同等にNOを検知することができた。

Malinskiらは、脳虚血作成直後より虚血部位の一酸化窒素の発生量は2-3μMまでに増加し2時間後にはbaselineに戻ると報告している。著者は、ラット中大脳動脈閉塞モデルを使用し、前述した電極にてNO濃度を、さらには、酸素濃度、脳血流(ドップラー)を測定した。時間的経過は、虚血早期のNO生成に関してはMalinskiら結果に類似したが、もっと大切な点は、脳微小血管におけるiNOS活性に相当した時間帯で(MCAO後4時間)NOの再度の発生を認めた事である。更には、LNAの投与によりこれら2つのピークを有意に抑えた点が注目すべき点である。このことは、LNAが明かに脳内のNOSを抑制していることを示すものであると同時に、LNAによる脳皮質のspecific gravityの低下抑制は、虚血後の脳浮腫にNOが深く関与することを示すことにほかならない。次年度は、再灌流モデルにおける結果を示す予定である。昨年度の成果に示したように、我々は、使用電極のNO濃度の標準曲線を得ている。簡単に示すと、電極(インターメヂカル社製)は、reference electrodeとworking electrodeの間に一定の電圧をかける事により、検知できる一酸化窒素(NO)の量に相関して増加する電流を測定し、NOに換算する方法である。すなわちin vivoで得られた値からNOの濃度を正確に評価するために、NOガスにより電極のcalibrationをおこなったわけである。電極毎に感度が異なり、in vivoでの実験に際してはその都度NOガスにより電極のcalibrationを繰り返した。NOガスにより電極のcalibrationからは、濃度と電流の間には、直線関係がえられ、しかもpH:6.8-7.4(虚血によりacidosisに傾く)では同等にNOを検知することができた。我々は、ラット中大脳動脈閉塞モデルを使用し、前述した電極にてNO濃度を、さらには、酸素濃度、脳血流(ドップラー)を測定した。時間的経過は、虚血早期のNO生成に関してはMalinskiら結果に類似したが、もっと大切な点は、脳微小血管におけるeNOS活性に相当した時間帯で、(再灌流後1時間以内)NOの再度の発生を認めた事である。このことはLNAが明らかに脳内のNOSを抑制していることを示すものであると同時に、LNAによる脳皮質のspecific gravityの低下抑制は、虚血後の脳浮腫にNOが深く関与することを示すことにほかならない。しかも、梗塞巣の測定結果では、LNA投与は明らかにneuroprotectiveであることが示された。本年度中に新たに報告できる結果は、以下の3つである。即ち1.]比較的ncNOSに選択性の強い(L-MIN)のラット一時的局所脳虚血モデルに対する影響、2.]ラット脳虚血モデルにおけるiNOSの経時的な変化、3.]ラット脳再潅流モデルにおけるNOの発生量の測定に関してである。を検討することである。1]SD系ラット(雄)をハロセン麻酔下で、左MCA本幹のレンズ核線条体動脈起始部をミニクリップを用いて閉塞し、2時間後ミニクリップをはずし、2時間再灌流を行った。L-NNAあるいはL-MIN(0.1,0.3,1mg/kg,i.p.)をMCA閉塞直後と再灌流直後に投与した。再灌流を行った脳から作成した冠状断連続切片をHE染色し,梗塞巣を定量した。
単結晶材料の異方性を利用した微細放電加工

昨年度までの研究より、単結晶タングステンと単結晶シリコンの放電加工において、加工速度の結晶方位依存性が存在することが分かった。そこで、単結晶アルミニウムの放電加工において加工速度の結晶方位依存性が見られるかどうかを調べた。実験には、単結晶タングステンと単結晶シリコンのときと同様にRC放電回路を用いた。そして、浮遊容量のみを用いることによって、最小の放電エネルギーの下で加工を行った。その結果、加工速度は結晶方位によらず、<111>、<110>、<100>方位のすべてで等しかった。そこで、単結晶タングステンと単結晶シリコンについて、加工速度の結晶方位依存性を再度調査したところ、昨年度までのデータが再現できず、加工速度は結晶方位に依存しないという結果が得られた。しかし、結晶面により放電痕径が異なるという事実がある。また、同じ熱加工であるレーザ加工において、単結晶シリコンの加工速度の結晶方位依存性が見られるため、今後さらに実験データを蓄積し、結晶方位依存性の真偽を明らかにする必要性があることが分かった。一方、放電加工で得られる最小寸法が材料のミクロ組織の影響を受けるかどうかを調べるため、多結晶アルミニウムと単結晶アルミニウムで微細化限界の比較を行った。直径0.3mmの工具電極を用いて2本の溝を加工し、溝の間隔を減少させることによってその間に形成される壁の厚さを縮小していった。その結果、多結晶の場合は4.8ミクロン、単結晶の場合は2.0ミクロンが最小であり、単結晶材料の方が微細化し易いことが分かった。また、破壊した壁をSEMを用いて観察したところ、多結晶の場合は脆性的に破壊しており、単結晶の場合は延性的に壁が変形している様子が観察された。従って、多結晶の場合は粒界で脆性破壊しやすいことが、微細化限界が単結晶より大きい原因であると考えられる。単結晶シリコンの放電加工において、加工速度の結晶方位依存性が存在することを実験的に明らかにした。この異方性は微細放電加工用のRC放電回路を用いて、浮遊容量のみで加工した場合においてのみ観測された。加工速度は<111>、<110>、<100>方位の順番に大きかった。そこで、{111}面、{110}面、{100}面上に形成される放電痕を測定したところ、同じ順番で放電痕が大きいことが分かった。一方、熱伝導率を測定し、<100>、<110>、<111>方位の順番に高いことが分かった。これにより、加工速度の異方性が熱伝導率の異方性に起因すると考えられる。また、単結晶タングステンについても加工速度の結晶方位依存性を調べ、加工速度は<100>、<110>方位の順に大きく、単結晶シリコンとは逆であった。この異方性は単結晶シリコンの場合と同様に、RC放電回路で得られる最も小さい放電エネルギーの条件下でのみ出現した。さらに、同じ熱的な加工であるレーザ加工においても加工速度の結晶方位依存性を調べた。エキシマレーザを1J/cm^2程度の低いフルエンスで単結晶シリコンに照射したところ、{111}面、{110}面、{100}面の順に加工速度が大きく、放電加工の場合と傾向が一致した。これは、加工速度の異方性が単結晶材料の電気的な物性値よりも熱的な物性値の影響を受けて現れていることを示している。したがって、熱伝導率の異方性が原因である可能性が高いことが分かった。
地方自治体の生涯スポーツ振興計画の政策形成過程とその効果に関する国際比較研究

本研究は、日本と諸外国の地方自治体におけるスポーツ振興計画の政策形成過程およびその実施効果を国際比較の視点から明らかした。日本の3自治体と6カ国に対して文献調査とウェブ調査および現地でのフィールド調査を実施した。主要調査項目は、1地域スポーツクラブ、2青少年活動プログラム、3公共スポーツ施設、4スポーツ振興計画の政策形成手順であった。主な結果は、(1)ドイツ・オランダ・英国では地域スポーツクラブがスポーツデリバリーの役割を果たしているが、アジア諸国ではあまり機能していない。(2)極東アジア3カ国以外の国々は、青少年のスポーツ参加を最重要課題として生涯スポーツ振興計画を進めている。その他の諸外国の生涯スポーツ振興政策に関する情報交換:シンガポール南陽工科大学教授、韓国漢陽大学教授、台湾師範大学教授およびマレーシア大学准教授らと積極的な情報交換を進めた。地方自治体の生涯スポーツ振興政策の効果に関する予備調査の実施:最初の計画では15の地方自治体を選定し、生涯スポーツ振興関連部署の担当者に対する質問紙調査と面接調査を実施する予定であった。だが今年度は、東京都を中心とした調査に切り替えたため、東京都広域スポーツセンターが推進している地域スポーツクラブ振興事業の効果測定についての調査研究の準備と予備調査を実施した。この予備調査は平成25年度の実施計画に沿った内容であり、平成26年度に実施予定の総合型地域スポーツクラブの振興政策に対する効果測定につながる。生涯スポーツ社会を実現させるために、平成23年にスポーツ基本法が制定され、24年にはスポーツ基本計画が正式に決定されるなど、生涯スポーツ推進が日本では広く浸透しつつある。このような時代の潮流を鑑み、地方自治体の生涯スポーツ振興計画が政策形成過程とその実施効果を明らかにするために、生涯スポーツの先進国ともいえるベルギーとニュージーランドにおいて、聞き取り調査と資料収集を実施した。この聞き取り調査では、政策形成の背景となる国際スポーツ大会での成果、社会・経済的な理由等に加えて、政策形成に不可欠な法的根拠についても明らかにすることを目的とした。また、健常者スポーツにとどまらず、障碍者スポーツについて言及し、一元化政策体制の有無と生涯スポーツ振興計画の政策形成過程との関連についても調査した。ニュージーランド(以後NZと称す)では、スポーツNZが所轄組織として競技スポーツを管轄するハイパフォーマンス局と生涯スポーツを管轄する地域スポーツ局に区分して、各局で3か月毎に評議会レポートを作成させている。また、NZのスポーツ振興政策の法的根拠となるスポーツ・レクリエーションNZ法を起点として障碍者やマイノリティを包括する"Full Participation"と"No Exception Policy"等があることが判明し、大変有意義な調査結果を得ることができた。ベルギーでは、ブリュッセル自由大学(Free University Brussels)の地域スポーツ研究の第一人者であるMarc Theebom教授と彼の研究プロジェクトチームのスタッフが取り組んでいる3都市(ブリュッセル、アントワープ、ゲント市)生涯スポーツ振興プロジェクトの政策形成過程についての情報を得るとともに、今後の推進過程につていの情報交換ができることとなり、大変有意義な調査ができた。本研究の目的は、わが国ならびに諸外国の地方自治体における生涯スポーツ振興計画の政形成過程およびその実施効果を国際比較の視点から明らかにすることである。研究を進めるにあたり、生涯スポーツの先進国のブリュッセル自由大学(ベルギー)のM. Theeboom教授およびP.DeKnop総長と研究の枠組みを検討し、文部科学省青少年スポーツ局スポーツ振興課および笹川スポーツ財団の担当者等を加え、海外における生涯スポーツ振興政策のワークショップを実施し、日本とベルギーにおけるブロック別、地域(市)レベルの現状と問題点を討議した。生涯スポーツ振興に積極的に取り組んでいる東アジア(韓国・台湾)と東南アジア(シンガポール・マレーシア)の研究者・政策担当者等からも積極的に情報収集を行い、政策形成過程のメカニズムだけでなく、実施効果の測定方法(含むモニタリング)についても確認する手がかりを掴みつつある。自治体調査に関しては、東京都を中心とした調査計画に切り替え、東京都広域スポーツセンターが中核となって推進している地域スポーツクラブ振興事業の調査研究を進めるための予備調査を実施した。ちなみに、予備調査を基にした研究成果を日本体育学会(岩手大学)と日本生涯スポーツ学会(大阪体育大学)において共同研究として発表を行った。また、日本のスポーツによる地域活性化および青少年教育に関する振興事業については、北米スポーツ社会学会において共同研究として発表した。生涯スポーツが社会的課題解決のツールとして重視される時代を迎え、諸外国のスポーツ振興計画に関する国際比較研究は他国の政策失敗を避ける機会につながるので、地方自治体におけるスポーツ振興計画の政策形成過程およびその実施効果を国際比較の視点から明らかにすることを目的とした。生涯スポーツ先進国(英、独、蘭、星<シンガポール>)と極東アジア(韓国、台湾)における生涯スポーツ振興計画の政策形成過程について文献調査、ウェブ調査とフィールド調査を実施した。日本は、政令指定都市、地方都市、東京特別区の3カ所を対象とし同様の質的調査を行った。主な調査事項は、1地域スポーツクラブ、2青少年活動プログラム、3公共スポーツ施設の管理法、4振興計画の政策形成手順と体制である。自治体においてスポーツ政策の実行部隊となるSport Deliveryは地域スポーツクラブであるが、青少年のスポーツクラブ離れとスポーツ活動離れ傾向が調査対象国で共通の問題である。そこで学校施設を拠点として地域スポーツクラブと連携を図る方策にシフトしている。極東アジア3カ国以外の国々は、青少年スポーツを最重要課題として生涯スポーツ振興計画を進めているが、タレント発掘を含めた競技力重視のパスウェイプログラムに舵が切られている。生涯スポーツ振興の基盤となるスポーツ施設の新築・改修に英・台・星は積極的に取り組み、蘭・独でも生涯スポーツ予算の約9割が施設の維持・改修に充てられている。スポーツ施設の安全管理方策は日・蘭が重視している。

管理運営方式では日・英は「指定管理者制度」、星・独・蘭・韓は「委託管理制度」、台湾は「コンセッション的制度」を採用。振興計画の形成過程は、大学研究機関や独立法人が関与するドイツ型に比べ、日本型は民間の総合研究所やコンサルが強く関与している。2016年度は蘭(NISB)や英(ラフバラ大)と共同研究を進める。本研究は、日本と諸外国の地方自治体におけるスポーツ振興計画の政策形成過程およびその実施効果を国際比較の視点から明らかした。日本の3自治体と6カ国に対して文献調査とウェブ調査および現地でのフィールド調査を実施した。主要調査項目は、1地域スポーツクラブ、2青少年活動プログラム、3公共スポーツ施設、4スポーツ振興計画の政策形成手順であった。主な結果は、(1)ドイツ・オランダ・英国では地域スポーツクラブがスポーツデリバリーの役割を果たしているが、アジア諸国ではあまり機能していない。(2)極東アジア3カ国以外の国々は、青少年のスポーツ参加を最重要課題として生涯スポーツ振興計画を進めている。研究当初は、ベルギー・ドイツ・オランダ・英国およびオーストラリア・ニュージーランドを中心としたヨーロッパ型の諸国と東アジア(中国・韓国)を中心とした国際比較研究を予定していた。しかしながら、2013年9月に2020東京オリンピック・パラリンピック開催が決定してからは、「オリンピックレガシー」を基盤としたスポーツ振興事業に国家として、また地方自治体として切り替わったことから、研究の枠組みを再考する必要あった。だが、近年オリンピックやパラリンピックを経験した国々においては、韓国・中国・ロシアなどと日本国との関係が決して捗々しくないことと、ISIL(イスラム国)によるテロへの不安が高まり、国際パネルディスカッションを遂行することが躊躇され、研究の枠組みを再度検討する必要があった。国内においても、国レベルではスポーツ庁が発足する見通しが立ち、また東京都はポスト2020東京オリンピック・パラリンピックの政策検討の気配があることから(筆者は東京都スポーツ振興審議会の会長を務めている)、さらに研究計画を1年延ばして、オリンピックレガシーとの文脈の中で、本テーマを進めるのが得策と判断した。スポーツ社会学2010年に第1回ユースオリンピックを開催したシンガポールは「Vision 2030: Live better through sports」を発表し、地域スポーツの振興を地域スポーツクラブを拠点として進めている。
CT三次元画像の頭蓋形態分析への活用に関する基礎的研究

本研究は,CT三次元画像を頭蓋形態の定量的分析に用いるための基礎データとして,画像の誤差と変形の大きさを調べることを目的とした.乾燥頭蓋骨を生体に近い状態で撮影するため,水を満たした円筒状のアクリル容器に入れた.X線CT装置で,スライス幅とテーブル送り幅を1mmから5mmの5種類に設定してヘリカルスキャン撮影を行った.撮影データから三次元画像を作成し,頭蓋骨と比較して三次元画像の再現性を調べた.三次元画像と頭蓋骨を計測し,計測値の比較から寸法変化率とひずみを求めた.CT三次元画像は,単純X線写真では観察することが困難な犬歯窩や頬骨弓の豊隆,頬骨突起の凹彎部など,頭蓋骨表面の凹凸を鮮明に再現していた.しかし,スライス幅が大きい画像では,薄い骨や細い骨,細かい穴,狭い間隙など,微細な構造の再現性が悪かった.寸法変化は,スライス幅2mm以下の画像では1%,スライス幅3mmから5mmの画像では2%程度と小さかった.しかし,スライス幅5mmの画像では部位によっては微細な構造が十分に再現されず,寸法変化が5%以上を示したものもあった.画像のひずみは,すべてのスライス幅の画像で見られなかった.これらの結果は,第40回西日本歯科矯正学会にて発表した.その後,本研究の結果をもとに,CT三次元画像を臨床での頭蓋形態分析へ応用し,第54回日本矯正歯科学会および第18回日本口腔科学会九州地方会で発表した.本研究は,CT三次元画像を頭蓋形態の定量的分析に用いるための基礎データとして,画像の誤差と変形の大きさを調べることを目的とした.乾燥頭蓋骨を生体に近い状態で撮影するため,水を満たした円筒状のアクリル容器に入れた.X線CT装置で,スライス幅とテーブル送り幅を1mmから5mmの5種類に設定してヘリカルスキャン撮影を行った.撮影データから三次元画像を作成し,頭蓋骨と比較して三次元画像の再現性を調べた.三次元画像と頭蓋骨を計測し,計測値の比較から寸法変化率とひずみを求めた.CT三次元画像は,単純X線写真では観察することが困難な犬歯窩や頬骨弓の豊隆,頬骨突起の凹彎部など,頭蓋骨表面の凹凸を鮮明に再現していた.しかし,スライス幅が大きい画像では,薄い骨や細い骨,細かい穴,狭い間隙など,微細な構造の再現性が悪かった.寸法変化は,スライス幅2mm以下の画像では1%,スライス幅3mmから5mmの画像では2%程度と小さかった.しかし,スライス幅5mmの画像では部位によっては微細な構造が十分に再現されず,寸法変化が5%以上を示したものもあった.画像のひずみは,すべてのスライス幅の画像で見られなかった.これらの結果は,第40回西日本歯科矯正学会にて発表した.その後,本研究の結果をもとに,CT三次元画像を臨床での頭蓋形態分析へ応用し,第54回日本矯正歯科学会および第18回日本口腔科学会九州地方会で発表した.
マルファン症候群およびその類縁動脈疾患の病態と遺伝基盤の解明および治療法の確立

マルファン症候群及び類縁の動脈疾患は若年性および家族性に大動脈瘤形成や大動脈解離を発症する疾患であり、その予後改善のためには適切な診断と治療が必要である。これまでにマルファン症候群にFBN1遺伝子変異が同定され、その存在が確定診断に重要な所見となっている。同様に若年性、家族性に大動脈病変を来す類縁疾患群において、TGFBR2、TGFBR1、COL3A1、ACTA2遺伝子など種々の遺伝子変異が報告されている。いまなお新たな原因遺伝子の関与が報告され続けており、すべての症例の原因が明らかになっているわけではないのが現状である。また上記疾患は希少疾患であり、その病態や治療法など十分に明らかにされているわけではない。そこで本研究ではマルファン症候群及びその類縁の動脈疾患患者に、原因遺伝子変異の有無や画像検査所見、臨床情報の特徴を明らかにして診断および合併症の予防につながる知見を得ることを目的とする。また候補遺伝子解析にて原因遺伝子に変異を認めない患者に対しては、全ゲノム解析やエクソーム解析を含む最新のゲノム解析法により未知の遺伝子に存在する変異の同定を目指す。昨年度(2018年度)に関しては、マルファン症候群及びその類縁の動脈疾患を疑う症例54例に対して遺伝子解析検査を実施した。また候補遺伝子解析において原因遺伝子に変異を認めず、次世代シークエンサーでの追加解析を実施した症例が18れいであり、現在その結果についての解釈や意義の評価を実施中である。症例の集積は進んでいるものの次世代シークエンサーによる解析およびその結果の評価に時間を要している。次世代シークエンサーによる解析およびその結果の評価をより迅速に進めるよう努める。また新規検査症例の確保に努め、遺伝子解析に加えて蛋白、ペプチド解析も行うことでより多面的な病態評価法の開発に努める。研究に必要な物品購入、業務委託費、および情報収集のための学会出張費に充てる予定である。
熱力学測定、局所構造解析、量子化学的手法を駆使した高機能性酸化物の構造制御

Li二次電池正極材料、不揮発性メモリ用の強誘電体酸化物などの高機能性酸化物を対象に、重要な熱力学データを測定、構造解析としてバルク材料でpdf解析を先駆けて適用することで局所構造解析も可能になり、平均構造だけでは明らかにできなかった局所的な構造変化などについて中性子回折を用いて明らかにした。これらの関連を検討することで高性能化の指針を得た。特に、Li二次電池正極材料の充電過程の構造変化をコインセルサイズでex-situの中性子測定により捉えたのは最先端の成果である。第1に、Liイオン電池正極材料として、Mn、Niの最適組成Li_xMn_<0.5>Ni_<0.5>O_2において試料を固相法、溶液法の異なる方法で合成し、さらに熱処理を行った試料において電池特性の評価を行った。また、化学的・電気化学的に脱リチウム処理をすることで充電時に相当する試料を作製した。これらを用いた検討の結果、固相法で作製した試料の方が高容量であることが分かり、両合成法共にLi組成の増加に伴いサイクル特性も向上した。各合成法でサイクル特性の良かった試料は、特に3aサイトカチオンミキシング量が小さく、特性の劣化に伴い両合成法ともに、3aサイトカチオンミキシング量は増加した。また、各合成法の試料の3b-6c間電子密度は、特にサイクル特性の良かった試料では増加した。さらに、固相法、溶液法共に熱力学的に安定な試料ほど、サイクル特性が良好であった。これらの結果より、本系においても構造安定性、熱力学的安定性と電池特性との間に密接な相関関係がみられた。第2に、FeRAM用強誘電体材料として、BiサイトにPrを置換させたBi_<4-x>Pr_xTi_3O_<12>(x=0.5,0.6)およびBi_4Si_3O_<12>を2.5,5mo1%添加したバルク体試料を合成し、物性と強誘電特性の組成、熱処理依存について検討した。その結果、Pr置換量がx=0.5,Bi_4Si_3O_<12>添加量5mo1%の試料において強誘電特性が特に向上し、800°C,O_2処理を行うことでさらなる強誘電特性の改善がみられた。これらについて結晶構造解析を行い、この分野では新しいアプローチである中性子全散乱により局所構造についてより厳密な解析ができることを示した。その結果、ペロブスカイト層の両端にあるTi-O_6八面体が歪み強誘電特性の向上に関与していた。さらに放射光、MEMにより求めた電子密度分布より、Pr置換およびBi_4Si_3O_<12>を添加することでTiと0の共有結合性が強くなることが分かった。これらの検討から強誘電特性の向上には、ペロブスカイト層の両端にあるTi-O_6八面体の歪みの増加と共有結合性が強くなることが関係していることを明らかにした。第1に,高容量化が期待されるLiイオン正極活物質として層状構造を持つLi-Mn-Ni-Co系酸化物が注目されている.本研究では,Li(Mn, Ni, Co, Al)O_2, zLi_2MnO_3・(l-z)Li(Mh, Ni, Co)O_2を合成し電池特性を評価した.また,粉末中性子・X線回折測定により結晶構造解析を,MEMを用いて原子核,電子密度分布を求めた.また,X線吸収分光法(XAFS)を用いて局所・電子構造について検討した.さらに,中性子全散乱測定を行い局所構造について検討した.その結果,Li(Mn, Ni, Co, Al)O_2ではAl置換による原子核密度分布に変化が見られ,局所構造解析からAl置換が遷移金属層内のオーダリングに影響を及ぼすことが明らかになった.zLi_2MnO_3・(l-z)Li(Mn, Ni, Co)O_2では固溶による電子密度分布の変化が見られ,局所構造解析から遷移金属層及びLi層と酸素層との層間距離が変化することを見出した.これらより,様々な解析法を組み合わせて材料を詳細に評価し,局所構造と電池特性に相関関係があるという新しい知見を得た.第2に,FeRAM用強誘電体材料としてBi層状ペロブスカイト強誘電体の一つである(Bi, RE)_4Ti_3O_<12>系強誘電体は,高疲労耐性,比較的大きな残留分極という特徴を有し,非鉛系圧電セラミックス材料として期待されている.本研究では(Bi, RE)_4Ti_3O_<12>のTiにMoを置換した試料及びBi_4Si_3O_<12>(BSO)を

添加した試料,さらにOにFを置換した試料に新たに着目し,希土類,Mo, F置換,BSO添加が強誘電特性に与える影響を中性子及び放射光X線を用いた結晶・電子構造解析,XAFSによる電子構造解析により検討した.この結果,Mo置換・BSO添加により,マクロな観点では粒成長と緻密化が起きること,ミクロな観点では特定の酸素サイトが欠損し易いこと,そのサイトは強誘電特性を大きく左右すると考えられるTiO_6八面体に含まれていることから,酸素欠損量が強誘電特性に大きな影響を及ぼしていることを明らかにした.これらの検討からMo, F置換・BSO添加による粒子形態の変化と試料の緻密化,結晶構造の変化による共有結合性の増加とそれに伴う酸素欠損の減少が強誘電特性向上の要因であることを明らかにした.第1に,Liイオン電池用正極材料は高容量化,長寿命化が要求されている。層状構造を持つLi(Ni, Co, M)O_2(M=Cu,Zn)について,合成条件・置換元素の違いによる電池特性の変化,中性子,放射光測定より平均・局所結晶構造,電子構造解析および熱力学的安定性の検討を行った。さらに,TOF中性子回折測定から充放電時の結晶構造変化および化学的脱Li処理した試料の熱力学的安定性の検討を行い,充電時の構造変化について検討した。その結果,固相法の試料は結晶構造の歪みが小さいこと,Li-O,(Ni, Co, M)-O間の結合性が大きいことが明らかになり,これらが放電容量維持率向上の一因であると考えられる。充電前後の正極についてex-situ中性子回折測定を行った結果,カチオンミキシングしたLiは充放電時に脱離しないこと,及び充電によりM-O_6八面体の歪みが増加していることが明らかになった。第2に,SrBi_2Ta_2O_9は高い疲労特性を有し,低電圧動作特性に優れており強誘電体メモリ材料として注目されている。本研究では新たにTaサイトをNbに置き換えたSrBi_2(Ta_<1-x>Nb_x)_2O_9,また,WとMoを置換したSrBi_2(Ta<1-x>Nb_x)_<1.95>M_<0.05>O_9(M=W, Mo)に注目し,Bサイトの組成変化による強誘電特性の変化を検討し,これらにBi_2SiO_5(BSO)を添加した試料を合成し,BSO添加が強誘電特性に与える影響についても検討した。さらに,置換による結晶・電子構造の変化を検討するために,中性子・放射光X線回折測定を行った。これらから,Nb置換,BSO添加によりペロブスカイト層中の八面体の体積が増加し,ペロブスカイト層への応力が増加し,格子歪みが増大したことを明らかにした。またペロブスカイト層での格子歪み,共有結合性の増加が強誘電特性向上に主に影響を及ぼしていることを明らかにした。
戦前・戦中・戦後の児童雑誌掲載作品に見る山之口獏・伊波南哲の児童観の解明

本研究の意義は、日本の近・現代児童文学研究においてほとんど注目されてこなかった沖縄の児童文学に着目した点にある。本研究ではまず第一に、沖縄においても大人の文学のみが注目されてきた山之口貘と伊波南哲の児童文学作品を発掘し、書誌事項を明らかにする。第二に文学者の生育史、教育史と当時の教育界の動向とを重ね合わせ、さらに周囲への聞きとりも網羅しながら両者の児童観や作品の持つ歴史的意味を分析・考察することを目指してきた。本年度は研究の総決算として以下の点で研究成果をあげることができた。1.伊波南哲、山之口貘の児童雑誌の掲載作品について追加調査を行い、新たな資料発掘も含めてリスト化した。2.伊波南哲、山之口貘の児童雑誌掲載作品を手がかりにしながら作家としての戦前・戦中・戦後の歩みをたどり、郷土を背景にした「子ども観」と「教育観」を明らかにした。3.研究会にて研究発表を行い、さらに論文を執筆して研究成果を世に問うことができた。4.児童雑誌掲載作品の調査と合わせて、すでに絶版になっている山之口貘、伊波南哲の著書を古書店等で入手し、資料収集に努めた。今年度が最終年度であったため、山之口貘・伊波南哲の作品主題、子ども観、教育観の差異を比較しつつ、両者に共通の郷土観、沖縄特有の時代的制約についても言及した。とりわけ山之口貘に関しては、これまでまったく知られていなかった作品情報を琉球新報朝刊(2010年10月25日)にて公表したことが成果として特筆できる。本研究ではまず第一に、沖縄においても大人の文学のみが注目されてきた山之口獏と伊波南哲の児童文学作品を発掘し、書誌事項を明らかにする。第二に文学者の生育史、教育史と当時の教育界の動向とを重ね合わせ、さらに周囲への聞きとりも網羅しながら両者の児童観や作品の持つ歴史的意味を分析・考察することを目指している。本年度は以下の点で研究成果をあげることができた。1.伊波南哲の児童文学作品で、これまで知られていなかった児童雑誌の掲載作品を発掘したこと。これに関しては現時点で15作品(8誌)を確認し、リスト化した。2.伊波南哲の児童雑誌掲載作品を手がかりにしながら南哲の作家としての戦前・戦中・戦後の歩みをたどり、作品の特徴や主題・思想について考察した。これに関しては20年度の日本児童文学学会にて報告し、さらに論文(投稿・審査中)にまとめることができた。3.伊波南哲の娘婿、いとこに接触し、南哲の書き残した手紙や南哲生家の写真などの資料を入手。さらに聞き取りによって南哲の生育環境やエピソードについて確認できた。4.児童雑誌掲載作品の調査と合わせて、すでに絶版になっている山之口獏、伊波南哲の著書を古書店等で入手し、資料収集に努めている。以上のように今年度は伊波南哲を中心に未発掘資料の確認をし、南哲の児童観、郷土観の解明など、創作の核になる部分について考察を深めることができた。本年度は昨年度からの継続で以下の点で研究成果をあげることができた。1.伊波南哲、山之口貘の児童雑誌の掲載作品を発掘したこと。また貘に関しては新資料だけでなく教科書掲載作品、アンソロジー収録作品についてもリスト化できた。これに関しては21年度の日本児童文学学会の学会誌に掲載され、研究成果を世に問うことができた。3.学会、および研究会にて研究発表を行い、研究成果を世に問うことができた。4.児童雑誌掲載作品の調査と合わせて、すでに絶版になっている山之口貘、伊波南哲の著書を古書店等で入手し、資料収集に努めている。以上のように今年度は伊波南哲、山之口貘ともに未発掘資料の確認をし、両者の創作の核になる部分について考察を深めることができた。

1.伊波南哲、山之口貘の児童雑誌の掲載作品について追加調査を行い、新たな資料発掘も含めてリスト化した。2.伊波南哲、山之口貘の児童雑誌掲載作品を手がかりにしながら作家としての戦前・戦中・戦後の歩みをたどり、郷土を背景にした「子ども観」と「教育観」を明らかにした。3.研究会にて研究発表を行い、さらに論文を執筆して研究成果を世に問うことができた。4.児童雑誌掲載作品の調査と合わせて、すでに絶版になっている山之口貘、伊波南哲の著書を古書店等で入手し、資料収集に努めた。今年度が最終年度であったため、山之口貘・伊波南哲の作品主題、子ども観、教育観の差異を比較しつつ、両者に共通の郷土観、沖縄特有の時代的制約についても言及した。とりわけ山之口貘に関しては、これまでまったく知られていなかった作品情報を琉球新報朝刊(2010年10月25日)にて公表したことが成果として特筆できる。
モノアミン神経系とエピジェネティクスに着目した漢方薬の抗うつ作用メカニズム解析

これまでに我々は基礎的研究から、不眠症や神経症に対して用いられる漢方薬である加味温胆湯が抗うつ様作用を示すことを見出している。本研究では、加味温胆湯の抗うつ様作用の作用機序について、細胞外モノアミン量を指標に解析を行った。In vivo脳微小透析法を用いて加味温胆湯が大脳皮質前頭前野の細胞外モノアミン量に及ぼす影響について解析したところ、ノルアドレナリン量とドパミン量には変動が見られなかったが、細胞外セロトニン量は加味温胆湯の投与40分後をピークとした一過的な増加が観察された。一方で、酸棗仁湯においても細胞外モノアミン量に及ぼす影響について解析を行ったが、ノルアドレナリン量、ドパミン量、セロトニン量のいずれにおいても変動は見られなかった。また、加味温胆湯の抗うつ様作用は、セロトニン5-HT1B受容体アンタゴニストの前投与により消失したことから、抗うつ様作用には細胞外セロトニン量の増加による5-HT1B受容体の刺激が関与するものと考えられた。また、細胞外セロトニン量増加作用に関与する加味温胆湯の構成生薬を同定するために、加味温胆湯の構成生薬から一味抜き取った処方が細胞外セロトニン量に及ぼす影響について解析した結果、チクジョ抜き処方において細胞外セロトニン量増加作用の減少が見られた。しかしながら、チクジョエキス単独では細胞外セロトニン量の増加が見られなかったことから、加味温胆湯の細胞外セロトニン増加作用にはチクジョと他の生薬との組み合わせが重要である可能性が考えられた。本年度は漢方薬である加味温胆湯の細胞外セロトニン量増加作用を見出した。こうした作用は他の漢方薬では見られないことや、細胞外セロトニン量増加作用にはチクジョが重要であることを明らかにしたため、おおむね順調に進展していると考えている。次年度は、チクジョが細胞外セロトニン量を増加させる機序を追究する。また、当帰などのセリ科の生薬などに含まれているフェルラ酸のモノアミン受容体への作用の解析と、GDNF遺伝子のDNAメチル化に対する漢方薬の作用も解析する予定である。本年度は消耗品費の多くを占めるルシフェラーゼアッセイやエピジェネティクス解析を行わず、行動薬理学的解析および神経化学的解析を集中して行ったため、当初の予定より使用金額が少なくなった。次年度は、本年度に行わなかったルシフェラーゼアッセイやエピジェネティクス解析を集中して行う予定である。
細胞接着分子による味覚の神経回路形成と摂食行動様式の制御機構

Dscamは選択的スプライシングにより38,000種類を超える異なった神経受容体を生じうる。味細胞で特異的にDscam発現を抑制すると味覚回路におけるシナプス形成が障害され,一部の個体で摂食量の減少または苦味物質忌避性の低下がみられた。一方,分子多様性を約40%減少させた変異体では摂食行動に異常は認められなかった。これらの結果から, Dscamは味覚回路形成と摂食行動制御に必要であるが,最低22,000種類の多様性があればよいことが示唆された。感覚神経細胞-中枢神経間の適切な神経回路の形成は,生物が外来情報に適応した行動を選択するための機能基盤である。これまでに我々は,Igスーパーファミリーに属する細胞接着分子Dscamが感覚神経細胞の配線特異性を決めるために必要であることを明らかにしてきた。そこで,Dscamによる神経配線の制御が行動様式に与える影響について,味覚神経回路と摂食行動の連関をモデルに検証を開始し,当該年度は以下の成果をあげた。1.甘味または苦味受容細胞に特異的なGa14ドライバーを用いてCD8:GFPまたはsyb:GFP(シナプスマーカー)を味受容細胞に発現させ,味質特異的な神経回路とそのシナプス局在を解析した。甘味および苦味受容細胞はいずれも食道下神経節へ直接投射しているが,神経節内の異なる部位にシナプスを形成していることが明らかとなった。2.二味質弁別法を用いて,ショウジョウバエの味嗜好性について検討した。野生型では,トレハロースとカフェイン(または水)の二試料を提示するとトレハロースに対して強い嗜好性を示すこと,また,トレハロースの濃度が20mM以上であれば水と弁別できることが明らかとなった。次に,RNA干渉法とUAS-Ga14システムの併用により,甘味受容細胞で特異的にDscamの発現を減少させたトランスジェニック動物を作製し,摂食行動解析をおこなった。野生型と比較して味嗜好性に有意な変化は認められなかったが,摂食量が減少し,個体の成長が著しく阻害されることが明らかになった。一方,苦味受容細胞で特異的にDscamの発現を減少させると,苦味・甘味物質の混合液に対する選択性が野生型と比べて有意に増加した。以上の結果は,味受容細胞におけるDscamの発現が甘味物質に対する摂食誘導,および苦味物質に対する忌避性の形成に必要であることを示している。感覚神経-中枢神経系間の適切な神経回路の形成は,生物が外来情報に適応した行動を選択するための機能基盤である。細胞接着分子Dscamが味覚神経回路形成の制御を通じて摂食行動を決定しているか否かについて検証することを目的として本研究を開始した。前年度までに,甘味および苦味受容細胞の軸索は食道下神経節内の異なる領域に投射してシナプスを形成すること,味受容細胞におけるDscamの発現は甘味物質に対する摂食誘導,および苦味物質に対する忌避行動に必要であることを明らかにしてきた。これらを踏まえて,当該年度は以下の成果を得た。1.RNA干渉法とUAS-Ga14システムの併用により,甘味または苦味受容細胞で特異的にDscamの発現を抑制したトランスジェニック動物を作製し,syb:GFPの発現を指標に味質特異的な神経回路(シナプスの局在)を解析した。トランスジェニック動物の各味受容細胞は,野生型と同様,食道下神経節へと軸索を伸長していたが,適切な領域でのシナプス形成が阻害されていることが明らかになった。この結果は,Dscamが特異的なシナプス結合の制御を介して摂食行動または味質嗜好性を規定していることを示唆している。2.P因子転移除去法によりDscamの可変エキソン4の一部を欠失(これにより,Dscamのアイソフォーム数が野生型の60%程度にまで減少する)させた2系統の復帰突然変異体を用いて,二味質弁別法により味嗜好性を解析した。甘味-苦味物質問,および異なる苦味物質問の弁別のいずれにおいても,野生型と有意な差はみられなかった。この結果は,3万種類を超えるアイソフォームの存在が推定されるDscamにおいて,少なくとも2万種類以上の多様性を維持していれば,行動学上,問題ないことを示している。なお,これらの復帰突然変異体における味受容細胞の軸索投射様式とシナプス局在について,現在検討中である。適切な神経回路の形成は,生物が外界情報に適した行動を選択するための機能基盤であると考えられている。細胞接着分子が味覚神経回路形成の制御を通じて摂食行動を決定しうるかについて検証することを目的として本研究を開始した。前年度までに,Dscamの発現抑制が甘味および苦味に対する味感受性を低下させること,Dscamのアイソフォーム数を野生型の60%程度に減少させた変異体ではこのような変化は起こらないことなどを明らかにしてきた。これらの知見に加えて,本年度は以下の成果を得た。

1.Ga14/UAS遺伝子発現システムを用いて,味受容細胞で特異的に異なるDscamアイソフォームを異所性に発現させた変異体を作製したところ,食道下神経節内におけるsyb:GFP(シナプスマーカー)の数および局在に変化が生じた。この変異体を用いて甘味物質に対する摂食テストをおこなったところ,野生型と比べて摂食量が減少する傾向にあることを見いだした。2.苦味受容細胞で特異的にDscamの発現抑制をおこない,苦味物質に対する忌避性の変化を調べたところ,用いたGa14系統により忌避性の低下に違いがみられた。一方,ネガティブコントロールとして高濃度の塩化ナトリウムに対する忌避性に変化がないかどうかを調べたところ,予想に反して,異なる2系統のいずれにおいても塩味に対する忌避性が嗜好性に変化していた。この結果は,苦味受容細胞が塩味に対する忌避性にも関与している可能性を示唆しており,今後検証していきたい。
南極大陸産コケ植物からの環境ストレス耐性遺伝子の単離および分子育種への応用

本研究では,極限環境にある南極大陸に自生するコケ植物からRNA-seq法を用いて低温などの環境ストレス耐性に関与する遺伝子を単離・解析し,南極大陸産コケ植物における極限環境への環境適応メカニズムを明らかにする.さらに,単離・解析された遺伝子を用いて数種の園芸植物の形質転換を行い,環境ストレス耐性の向上した個体の作出を試みる.本研究により,極地に自生するコケ植物における環境適応メカニズムが解明されるだけでなく,極限環境生物に由来する遺伝子を用いた作物育種の可能性が示されると考えられる.本研究では,極限環境にある南極大陸に自生するコケ植物からRNA-seq法を用いて低温などの環境ストレス耐性に関与する遺伝子を単離・解析し,南極大陸産コケ植物における極限環境への環境適応メカニズムを明らかにする.さらに,単離・解析された遺伝子を用いて数種の園芸植物の形質転換を行い,環境ストレス耐性の向上した個体の作出を試みる.本研究により,極地に自生するコケ植物における環境適応メカニズムが解明されるだけでなく,極限環境生物に由来する遺伝子を用いた作物育種の可能性が示されると考えられる.