hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
物性プローブとしての偏極不安定核ビーム開発

磁化した磁性体内の偏極電子スピンを利用し、超微細相互作用を通して核スピン偏極へと移行させるtransient field法を用いて、偏極58Cuビームの生成テストを行った。新しい偏極生成方法の確立を目指した研究である。核子当たり500 MeVに加速した58Niの荷電交換反応により、高い収量の58Cuが得られた。58Cu二次ビームを磁化したFeやNiに通過させ、ベータNMR法により58Cuの偏極測定を行った。今回は有意な偏極は観測されなかったが、今後も研究を継続する予定である。半導体中のドーパント不純物などのように、物質中にごく僅かしか存在しない不純物の存在が母体の物性を決定付ける役割を果たすことがある。このような希薄不純物原子の個々の振る舞いを調べることにより、不純物を含む固体の基礎物性解明や、新規材料開発につながることが期待される。本研究では、希薄不純物の微視的性質の研究に有効な、不安定核を用いた超高感度な核磁気共鳴法(ベータNMR法)による物性研究を発展させるために、ベータNMRプローブ核として用いるスピン偏極不安定核ビームの元素種、偏極量、ビーム強度の劇的な増強を目指した開発研究を行った。平成23-25年度にかけて、窒素同位体12N(半減期11 ms)、リチウム同位体8Li(半減期0.85 s)、9Li(半減期0.18 s)及びリン同位体28P(半減期0.27 s)、29P(半減期4.2 s)の高偏極ビームが得られる核反応条件を新たに発見し、開発により得られた12Nビームを用いて、液体試料中でのベータNMR観測に世界で初めて成功した。また、58Cu(半減期3.2 s)プローブ核を用いて、シリコン中銅不純物の振る舞いに関して新たな知見が得られた。平成26年度は、これまでに開発したプローブ核を用いた物性研究に着手した。25年度に引き続き、H2O試料中12NのベータNMRを行い、スピン偏極緩和時間と化学シフトの測定に成功した。また、8Liを用いたリチウムイオン伝導体材料中におけるリチウムイオンの動的性質に関する研究、29Pを用いたシリコン中リン不純物の超微細構造に関する研究を開始し、新たな知見が得られつつある。原子核物理学、物性物理学平成23年度に行った高偏極12Nビーム生成に続いて、24年度もさまざまな実験を行った。放射線医学総合研究所のHIMAC、理化学研究所リングサイクロトロンおよび大阪大学バンデグラフ加速器施設において、核反応による8,9Li、28,29P、58Cuの核スピン偏極生成に成功し、偏極条件の最適化および偏極機構に関する重要な知見が得られた。また、58Cuの実験では、シリコン中の銅不純物について、物質科学の観点から興味深い振る舞いを示唆する結果が得られた。一方、磁性体による58Cu核スピン偏極生成については、有意な偏極を確認するには至らなかったため、実験装置、方法に対して改良の必要性が示された。以上の成果から総合的に判断して、今後の研究の発展を大いに期待させ得ることから経過はおおむね順調であるといえる。放射線医学総合研究所HIMAC、理化学研究所リングサイクロトロンおよび大阪大学バンデグラフの3つの加速器施設を用いて精力的に実験を行い、8,9Li、12N、27Si、28,29P、58Cuの核スピン偏極生成に成功し、偏極条件の最適化および偏極機構に関する重要な知見が得られた。本研究により確立した高偏極12Nビームを用いて、液体試料中でのベータNMR観測に成功したのは、当初の計画には含まれていないが、今後の発展に繋がる特筆すべき成果である。一方、磁性体による58Cu核スピン偏極生成については、有意な偏極を確認するには至っていない。実験装置、方法に対して改良の必要性が示された。以上の成果から総合的に判断して経過はおおむね順調であるといえる。
新生児低酸素性虚血性脳症の新たなバイオマーカーおよび分子療法の開発

新生児低酸素性虚血性脳症(以下nHIE)の新たな治療法および新たなバイオマーカー開発のため本研究を行った。LOX-1の分子機序の解明について、nHIEモデルラットの脳ミクログリアおよび培養ミクログリアにおいて、LOX-1が発現していることを発見した。次に、LOX-1阻害の治療効果の検証について、nHIEモデルラットにおいて、傷害後6時間以内で中和抗体治療が有効であることを見出した。最後に、バイオマーカーとしてのLOX-1の可能性について、LOX-1の血中分子であるsLOX-1がヒトnHIEの重症度判別マーカー、短期予後予測マーカーとして有用であることを証明した。「nHIEにおけるLOX-1の分子機序を解明」を目的として、nHIEモデルラットにおけるタンパクレベルでのLOX-1を発現の局在同定を試みた。生後7日齢のラットに低酸素虚血(HI)負荷を行った後、48時間後に脳を取り出し、パラフィン切片を作成した。抗LOX-1抗体および抗NeuN抗体を用いて蛍光二重染色を行ったところ、梗塞側皮質の神経細胞にLOX-1が発現していることが証明できた。HI負荷を施さない対象群ラットやnHIEラットの健側脳においては、LOX-1の発現が認められなかった。このことは、nHIEにおいてLOX-1が神経細胞において働いていることを示しており、分子機序解明の前進と考える。「LOX-1阻害の治療効果の検証」を目的として、nHIEモデルラットにおいて、抗LOX-1中和抗体治療と低体温療法の併用療法を試みた。すなわち、抗LOX-1中和抗体治療群ではHI負荷直後から中和抗体による治療を開始、低体温療法群ではHI負荷直後から低体温療法を開始し、併用療法群ではHI負荷直後から中和抗体治療と低体温療法を行った。すべての群でHI負荷48時間後に脳を取り出し、病理組織学的に梗塞、アポトーシス細胞数、脳浮腫を評価した。すべての群は、nHIEモデル群と比較して治療効果が認められたが、治療群間での差は認められなかった。このことから、LOX-1阻害治療が低体温療法の効果を減じるものではないことが判明した。LOX-1阻害治療を新たな治療法として臨床応用する際に、すでに標準治療となっている低体温療法との併用は避けられないため、LOX-1阻害治療が弊害にならないことを確認することも重要であると考える。nHIEモデルラットにおいて、神経細胞におけるLOX-1のタンパクレベルでの発現を確認した。nHIEモデルラットにおいて、HI負荷直後からの低体温療法と低体温療法+抗LOX-1中和抗体併用療法での効果の比較においては、両者に差がないことが分かった。一方で、低体温療法に抗LOX-1中和抗体治療を併用しても神経保護作用が減弱されるものではないことも分かった。平成27年度計画のnHIEにおけるLOX-1の分子機序解明は一部しか成果が示せていないが、同時に平成28年度計画のLOX-1阻害治療の検証実験も一部進展があり、また、バイオマーカーとしての有用性の検証も進行中である。1.nHIEモデルラットを用いたLOX-1の分子機序の解明についてnHIEモデルラットのHI負荷後48時間後の脳パラフィン切片を作成し、免疫染色によってnHIEにおける脳のLOX-1発現細胞の同定を行った。平成27年度には神経細胞にLOX-1が発現していると考えられたが、その後、再現が不可能であった。nHIEモデルラットでは、白質ではなく灰白質部分が傷害されることから、神経細胞、アストロサイト、ミクログリアのいずれかにLOX-1が発現していると考え、抗LOX-1抗体および抗MAP2抗体、抗GFAP抗体、抗Iba1抗体の二重染色を様々な染色条件で施行した。その結果、nHIEにおいてLOX-1は主にミクログリアに発現していることがわかった。2.nHIEモデルラットに対するLOX-1阻害の治療効果の検証nHIEモデルラットにおいて、HI負荷直後からの抗LOX-1中和抗体治療(60μg/kg/dose、12時間毎)に神経保護作用があることはすでに報告した。抗LOX-1中和抗体治療のtherapeutic time windowを明らかにするため、HI負荷後1,3,6,12時間後に治療開始時間をずらし、HI負荷後48時間後に梗塞面積、アポトーシス細胞率、脳浮腫評価を行った。HI負荷後3時間の開始まではいずれの評価でも直後開始と同等の効果が認められた。3.ヒトnHIEにおけるバイオマーカーとしてのLOX-1の可能性研究協力機関より20症例(コントロール群7例、nHIE群13例)の検体が集まり、sLOX-1の測定を行った。日齢0のsLOX-1の値は、コントロール群にくらべてHIE群では、高い傾向にあった。1.nHIEモデルラットを用いたLOX-1の分子機序の解明について当初の計画では平成27年度に機序の解明を行う予定であったが、すべての計画を同時進行で行っているため、実施に遅れが認められる。しかし、nHIEにおいてLOX-1がミクログリアに発現しているという報告は今までになく、nHIEの病態およびLOX-1の作用機序の解明が期待できる。2.nHIEモデルラットに対するLOX-1阻害の治療効果の検証平成27年度に抗LOX-1中和抗体治療と低体温療法の併用、平成28年度に抗LOX-1中和抗体治療のtherapeutic time windowの検証を行っており、少しずつではあるが進んでいる。

中和抗体治療では臨床につなげにくいこともあり、他のLOX-1阻害物を模索中であるため計画より多少の遅れがでている。3.ヒトnHIEにおけるバイオマーカーとしてのLOX-1の可能性計画よりも検体の収集に時間がかかっているが、協力機関が増えたこともあり、平成28年度の後半に集まった検体が多く、今後はより早く検体が収集できることが期待できる。新生児低酸素性虚血性脳症(以下nHIE)の新たな治療法および新たなバイオマーカー開発のため本研究を行った。LOX-1の分子機序の解明について、nHIEモデルラットの脳ミクログリアおよび培養ミクログリアにおいて、LOX-1が発現していることを発見した。次に、LOX-1阻害の治療効果の検証について、nHIEモデルラットにおいて、傷害後6時間以内で中和抗体治療が有効であることを見出した。最後に、バイオマーカーとしてのLOX-1の可能性について、LOX-1の血中分子であるsLOX-1がヒトnHIEの重症度判別マーカー、短期予後予測マーカーとして有用であることを証明した。1.nHIEモデルラットを用いたLOX-1の分子機序の解明についてnHIEモデルラットにおいて脳のパラフィン切片、凍結切片を作成し、LOX-1がミクログリアに発現していることを発見した。抗LOX-1中和抗体治療を用いて、LOX-1がミクログリアの活性・増殖、M1/M2極性、炎症性物質産生に及ぼす影響を検討中である。一方で、in vitroではラット初代培養ミクログリアを用いて、酸素グルコース欠乏状態(OGD)でHIEを模し、OGDによりミクログリアでのLOX-1発現が増加することを確認した。siRNAを用いることで、in vivo同様に、LOX-1がミクログリアの活性・増殖、M1/M2極性、炎症性物質産生に及ぼす影響を検討中である。2.nHIEモデルラットに対するLOX-1阻害の治療効果の検証nHIEモデルラットに対し、HI insult直後、3,6,9時間後からの中和抗体治療を試み、6時間以内で中和抗体治療が有効であることを見出した。今後、LOX-1ノックアウトマウスを作成し、マウスを用いてLOX-1抑制の治療有効性を検討する。3.ヒトnHIEにおけるバイオマーカーとしてのLOX-1の可能性研究協力機関から在胎36週以上、出生体重1800g以上の児において、合計74例(コントロール45例、nHIE27例)、124検体の血漿サンプルを得て、sLOX-1の測定を行った。血漿sLOX-1はSarnat重症度に応じて上昇し、中等度から重度のnHIE判別マーカーとして有用と思われた。sLOX-1はコントロール群においてもnHIE各重症度群においても、出生直後が高値であり、経時的に低下することが分かった。さらに、sLOX-1は退院時短期予後との相関を示し、予後マーカーとしても有用と思われた。平成27年度計画の「nHIEモデルラットにおけるLOX-1の分子機序の解明と治療効果の検証」は、神経細胞に焦点を絞って引き続き進めていく。平成28年度計画の「LOX-1阻害の治療効果の検証と治療法開発」については、抗LOX-1中和抗体の用法の検討を進める。また、平成28年度計画の「LOX-1のnHIEにおけるバイオマーカーとしての有用性の検証」については、nHIEモデルラットでの有用性を検証したのちに、協力機関からヒトの検体を収集し、解析を行う。
抗感染症薬開発に向けた感染共通因子の探索

病原細菌が宿主への感染を成立させるためには宿主との相互作用が必須であることに着目し、宿主因子を標的とした抗菌薬の開発を目的に探索を行った。宿主因子探索のためRNAi法でノックダウンした細胞にリステリアを感染させ、リステリア感染成立に必須である宿主因子の探索を行った。その結果、細胞骨格制御に関与している宿主因子がリステリアの感染成立に重要であることを明らかとした。さらに、他の病原細菌であるサルモネラや腸管病原性大腸菌にも関与していることを示唆する結果を得た。これらの結果から、同定した宿主因子は広範囲の細菌感染成立に深く関与しており、抗菌薬の標的因子の有力な候補になると推測される。感染症は長年人類の死因の1位であったが、ペニシリンの発見から始まった抗菌薬の開発・発展により感染症による死者は著しく減少した。しかしながら、近年の世界的な耐性菌の増加により細菌感染の脅威が高まっており、新規の抗菌薬の開発は急務である。既存の抗菌薬を改良した新薬を開発しても細菌は数年で耐性を獲得することから、これまでとは異なる作用機序をもつ抗菌薬の開発が必要と考えられる。そのために、細菌を標的とするのではなく、宿主因子を標的とした抗菌薬を開発すれば耐性菌の出現は極めて低いと推測される。それ故に広範囲の病原細菌の感染成立に必要である宿主因子の探索を行った。細菌感染成立に関与している宿主因子のスクリーニングはRNAi法を用いた。宿主因子のノックダウンは、shRNAを用い、ウイルスベクターを利用しshRNA安定発現細胞を樹立した。ノックダウンの確認はウエスタンブロット法もしくはqPCR法により行い、目的のタンパク質がノックダウンされていることを確認した後、感染実験を行った。最初のスクリーニングはリステリアを用いてプラークアッセイによりリステリア感染に重要である宿主因子の探索を行った。細胞骨格制御に関与している宿主因子を中心にノックダウン細胞を樹立しリステリア感染実験を行った結果、リステリア感染に関与している宿主因子が複数同定された。さらに、同定された宿主因子が他の病原細菌の感染成立に関与しているのか検討した結果、サルモネラや腸管病原性大腸菌の感染成立にも関与することが示唆される結果が得られた。ペニシリンの発見より始まった抗菌薬の開発・発展により先進国では細菌感染による死者は著しく減少した。しかし、開発途上国における死因の1位は未だ感染症であり、先進国においても耐性菌の出現・拡散により細菌感染の脅威が高まっていることから新たな抗菌薬の開発が急務となっている。しかしながら、既存の抗菌薬を改良した新薬を開発しても細菌は数年で耐性を獲得することから従来とは異なる作用機序を持つ抗菌薬の開発は必須である。そこで、本研究では従来の細菌を標的とした抗菌薬とは異なり、宿主因子を標的とした抗菌薬開発を目指し細菌感染に必須な宿主因子の探索を行った。細菌感染成立に必須な宿主因子探索にRNAi法を用いたスクリーニングを行った。宿主因子のノックダウンのためウイルスベクターを利用したshRNA安定発現細胞の樹立を行った。ウエスタンブロット法およびqPCR法により目的のタンパク質がノックダウンされているか確認した後、感染実験によるスクリーニングを行った。スクリーニングはリステリア感染によるプラークアッセイを行い、プラーク数およびプラークサイズのより評価を行った。スクリーニングの結果、細胞骨格制御に関与している宿主因子がリステリア感染に関与していることを明らかとした。さらに、同定した宿主因子がリステリア感染において、どのステージで関わっているかを検討するために、宿主細胞侵入効率、宿主細胞内増殖、アクチンテイル形成による宿主細胞内拡散への影響を観察した結果、宿主細胞内増殖に関与していることを示唆する結果が得られた。さらに、同定された宿主因子が他の病原細菌の感染成立に関与しているのか検討した結果、サルモネラや腸管病原性大腸菌など他の病原細菌の感染成立にも重要であることを発見した。これらの結果から新規に同定した宿主因子は広範囲の細菌感染成立に深く関わっており抗菌薬の標的因子の有力な候補になると考えられる。本研究の初年度の一番重要な達成目標はリステリア感染に関与している宿主因子を同定することである。RNAi法を用いて宿主の細胞骨格形成に重要な因子をノックダウンしてスクリーニングを行った。その結果、リステリア感染成立に関与している宿主因子を複数同定することが出来たことから、初年度の目標は達成されたと考えている。さらに、スクリーニングによりリステリア感染に関与している宿主因子が他の病原微生物であるサルモネラや腸管病原性大腸菌にも関与していることを示唆する結果が得られたことは予想以上の成果であると思われる。しかしながら、スクリーニングに使用するshRNA安定発現細胞樹立に手間取り、初年度において終えるはずであったスクリーニングがまだ完全に終了していないのが反省点である。

今年度は、残りのノックダウン細胞株を可及的速やかに樹立し予定していたスクリーニングを全部終えることを優先したい。細菌感染今後は、得られた宿主因子がどのように各病原細菌の感染成立に関与しているのか、そして病原細菌はどのように宿主因子を制御し、感染成立に利用しているのか、に焦点を当てて解析を行っていく。リステリア感染は宿主細胞への侵入・増殖・拡散と区別できるので、同定した宿主因子がどの場面で感染に関与しているのかを検討する。宿主細胞への侵入と細胞内増殖評価にはゲンタマイシンプロテクションアッセイを用いる。拡散に必要な細胞内運動と隣接細胞への感染は免疫染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡にて観察することで評価する。次に、リステリア感染条件下におけるリステリアと同定した宿主因子の局在を免疫染色と共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察する。さらに、他の病原因子への影響も同様に観察する。すでにサルモネラと腸管病原性大腸菌は感染成立に同定した宿主因子が関与してことを示唆する結果が得られていることから、リステリアと同様にどの感染場面において関与しているかを検討する。サルモネラ感染では宿主細胞への侵入評価に加えて宿主細胞内の局在・増殖の評価を行う。侵入評価はリステリアと同様にゲンタマイシンプロテクションアッセイを用いる。宿主細胞内の増殖と局在は免疫染色を行い共焦点レーザー顕微鏡で観察することで評価する。腸管病原性大腸菌は宿主細胞に侵入せず細胞表面と強固に結合することから、付着アッセイにより付着効率を評価する。また、免疫染色を行い腸管病原性大腸菌が形成する台座構造への影響を共焦点レーザー顕微鏡にて観察すると共に、極性細胞における細胞接着への影響も観察する。さらに、同定した宿主因子のシグナル伝達経路を明らかとし、病原細菌の感染制御解明を行うと共に、他の病原細菌感染にも重要であるか確認する。最終的には、広範囲な病原微生物感染に関与していることを明らかとして、分子標的薬候補として次のステップに繋げたい。次年度使用額が生じた理由としては、物品費用の購入が予定よりも少なかったこと、予定していた実験の一部が遂行できなかったことが挙げられる。しかし、遂行できなかった実験は次年度に行うため物品費は予定よりも多くなることから、総費用は予定通りになると考えられる。繰り越した費用は、予定していたが遂行できなかった実験に必要な試薬を購入するために使用する
第二次世界大戦中の日タイ同盟の実像に関する研究

本年度は当初の予定通り89月に4週間、3月に3週間のタイにおける資料収集作業を行い、必要な資料の入手を進めた。現在収集しているタイ国立公文書館の文書はコピーが取れないことから、読破した資料をパソコンに入力する作業が続いた。今年度はとくに大きな障害もなく、資料収集は順調に推移した。他にもタイにおいて先行研究や関係する文献資料の収集も継続して行った。しかしながら、依然として未読の資料が存在することから、今後も継続して資料収集を行う必要がある。日本に滞在中は前年度に引き続き当時現地に駐屯していた日本兵の戦記や回想録、あるいは先行研究の入手を行った。前年度も言及したが、タイに一貫して駐屯していた日本兵による記録は少なく、タイを通過した日本兵がタイを使時にタイについて言及している資料が多いことから、今後も国内各地の大学図書館に所蔵されている資料や古書店で流通している資料を中心に継続して探していく必要がある。また、今年度は収集した資料のデータベース化がある程度進んだことから、データの分析を開始して論文の執筆を開始した。今年度については戦時中の日本軍のタイ各地での駐屯状況や、各地への日本兵の訪問状況を取りまとめたほか、タイ国内で発生した日本軍が関係する交通事故に関する分析も行った。これらについては今年度中の公表は時間的に不可能であったが、その一部については次年度に論文として公表する予定である。最も重要な資料源であるタイ国立公文書館での資料収集を順調に進めることができたほか、日本国内での資料収集やデータベース作成、およびその分析も順調に推移したため。次年度も当初の予定通り年34週間の資料収集のための海外出張を行い、タイ国立公文書館での資料収集を継続するとともに、日本国内においても資料収集を継続するほか、データベースの拡充とその分析に基づく論文執筆を進めていく。本年度は当初の予定通り89月に4週間、3月に3週間のタイにおける資料収集を行い、資料収集を進めた。タイ国立公文書館での資料収集は依然としてコピーが取れないことから、読破した資料をパソコンに入力する作業が続いた。3月には公文書館の改装工事によって閲覧時間が制限されるなどの問題もあったが、資料収集自体はほぼ順調に推移した。しかしながら、本研究のための資料収集は始まったばかり、読破すべき資料はまだ数多く存在していることから、今後も継続してタイにおける資料収集を行う必要がある。日本に滞在中は、初年度ということもあり関係する先行研究のほか、当時現地に駐屯していた日本兵の戦記や回想録などの入手を行った。これらについてはタイに一貫して駐屯していた日本兵による記録は少なく、タイを通過した日本兵がタイを通過時にタイについて記述しているものが大半であることから、必要な情報の有無を確認するのに手間がかかるが、タイに駐屯あるいはタイを通過した部隊名を手掛かりに探すことで必要な資料の入手を行った。これらは主に古書店で探しており、今後も未入手の資料が出てくる可能性があることから継続的に行う必要がある。本研究においては、必要な資料収集がある程度進展しないと分析を行うことが難しいため、5年間の研究期間のうち最初の2年間は資料収集を中心に進め、3年目以降で研究成果の公表を随時行っていくことを計画している。そのため、本年度は本研究の直接的な成果の公開は行わなかった。最も重要な資料源であるタイ国立公文書館での資料収集を順調に進めることができたほか、日本国内での資料収集も順調に推移したため。本年度は当初の予定通り89月に4週間、3月に3週間のタイにおける資料収集を行い、資料収取を進めた。タイ国立公文書館での資料収集はコピーが取れないことから、読破した資料をパソコンに入力する作業が続いた。89月は公文書館の改装工事によって閲覧時間が制限されるなどの問題もあったが、資料収集自体はほぼ順調に推移した。また、タイにおける先行研究や関係する文献資料の入手も行った。しかしながら、本研究のための資料は依然として多数存在し、今後も継続してタイにおける資料収集を行う必要がある。日本に滞在中は、前年度に引き続き当時現地に駐屯していた日本兵の戦記や回想録の入手を行った。これらについてはタイに一貫して駐屯していた日本兵による記録は少なく、タイを通過した日本兵がタイを通過時にタイについて記述しているものが大半であることから、必要な情報の有無を確認するのに手間がかかるが、タイに駐屯あるいは通過した部隊名を手掛かりに探すことで必要な資料の入手を行った。

前年度も言及したが、タイに一貫して駐屯していた日本兵による記録は少なく、タイを通過した日本兵がタイを使時にタイについて言及している資料が多いことから、今後も国内各地の大学図書館に所蔵されている資料や古書店で流通している資料を中心に継続して探していく必要がある。また、今年度は収集した資料のデータベース化がある程度進んだことから、データの分析を開始して論文の執筆を開始した。今年度については戦時中の日本軍のタイ各地での駐屯状況や、各地への日本兵の訪問状況を取りまとめたほか、タイ国内で発生した日本軍が関係する交通事故に関する分析も行った。これらについては今年度中の公表は時間的に不可能であったが、その一部については次年度に論文として公表する予定である。最も重要な資料源であるタイ国立公文書館での資料収集を順調に進めることができたほか、日本国内での資料収集やデータベース作成、およびその分析も順調に推移したため。次年度も当初の予定通り年2回の34週間の資料収集のための海外出張を行い、タイ国立公文書館での資料収集を進めるとともに、日本国内においても古書を中心に資料収集を継続していく。次年度も当初の予定通り年2回の34週間の資料収集のための海外出張を行い、タイ国立公文書館での資料収集を進めるとともに日本国内においても古書を中心に資料収集を継続していく。次年度も当初の予定通り年34週間の資料収集のための海外出張を行い、タイ国立公文書館での資料収集を継続するとともに、日本国内においても資料収集を継続するほか、データベースの拡充とその分析に基づく論文執筆を進めていく。
女性の排尿機能障害、特に腹圧性尿失禁に対する新規治療標的の創出に関する基礎研究

平成29年度までの研究において、4-vinylcyclohexene diepoxide (VCD)投与による閉経モデルマウスは、腹圧性尿失禁様の症状を示すことが示唆された。そこで平成30年度は、まず腹圧性尿失禁の既存薬であるクレンブテロールを用いて、閉経周辺期を反映するVCDマウスの排尿活動に対する薬物感受性を検討した。その結果、1.クレンブテロールの慢性経口投与(100μg/kg/day、1日1回14日間)は、VCDマウスの排尿活動に感受性を示し、対照群に比べ排尿量を増加させた。次に、VCDマウスの膀胱機能を評価するために閉経周辺期のVCDマウスの膀胱平滑筋を摘出し、マグヌス法を用いて等尺性収縮実験を行った。その結果、2.低周波数の電気刺激による平滑筋収縮は、対照群に比べVCD群で増強する傾向を示した。しかし、3.カルバコールによる平滑筋収縮は、両群間で変化を認めなかった。さらに、排尿機能改善因子である非麻薬性鎮咳薬クロペラスチンとエンリッチ環境の作用を検討した。その結果、4.クロペラスチンの慢性経口投与(20mg/kg/day、1日1回14日間)は、正常マウスの膀胱内圧を低下させ、上述したクレンブテロールと同様の結果が得られた。5.クロペラスチンの同様の投与は、閉経周辺期のVCDマウスの排尿活動に感受性を示さないことがわかった。6.エンリッチ環境飼育群は、対照群であるスタンダード環境飼育群に比べ、閉経周辺期および閉経後のVCDマウスの排尿回数を有意に減少させ、その作用は、マウスの安静期である明期に選択的であることがわかった。以上の結果から、VCDマウスは腹圧性尿失禁のモデルになり得る可能性がより強く示唆され、このモデルは膀胱機能に対して何らかの影響を及ぼす可能性が考えられた。さらにVCDマウスの排尿機能障害に対して、エンリッチ環境は改善作用を示すことが示唆された。平成28年度の熊本地震の影響で、平成30年度は、当初平成29年度に計画していた研究も実施せざるを得なかったため。排尿機能改善因子であるエンリッチ環境は、VCDマウスの排尿機能障害を改善させたため、今後はエンリッチ環境による改善作用に関与する分子を同定する。具体的には、排尿反射に関与する脳部位と膀胱をダイセクションし、PCRアレイを用いて神経活動に関与する受容体や神経栄養因子などについて、網羅的に遺伝子発現定量解析を行い、スタンダード環境飼育群に比べ、エンリッチ環境飼育群で2倍以上の変動を認める分子をスクリーニングする。次に定量的RT-PCRにより、mRNAレベルで排尿機能障害の改善に確実に関与する分子を同定する。クロペラスチンは、閉経周辺期のVCDマウスの排尿活動に感受性を示さなかったため、今後は、閉経後のVCDマウスの排尿活動に対するクロペラスチンの感受性の有無を検討し、感受性を示した場合は、エンリッチ環境と同様の戦略で、分子の同定を行う予定である。雌性BALB/cマウスに4-vinylcyclohexene diepoxide (VCD) 130mg/kgまたはVehicle(0.5% DMSO:対照群)を3週間(連続5日間/週)腹腔内投与し、まず無麻酔・無拘束・無侵襲条件下で、昼夜連続24時間の排尿活動を測定した。その結果、1.閉経前を反映するVCD投与開始日から24日後において、マウスの安静期である明期の排尿量はVehicle群に比べVCD群で有意に増加した。2.閉経周辺期を反映するVCD投与開始日から52日後において、24時間およびマウスの活動期である暗期の1回排尿量はVehicle群に比べVCD群で有意に減少し、明期の排尿回数はVehicle群に比べVCD群で有意に増加した。3.閉経後を反映するVCD投与開始日から127日後において、最大尿流率は、24時間、明期において、Vehicle群に比べVCD群で有意に減少、暗期においても減少傾向(p=0.051)を示した。4.体重および24時間の飲水量は、排尿活動を測定したすべての期間において、VehicleとVCDの2群間で有意な変化はなかった。排尿活動の測定終了後にパッドテストを行ったところ、5.失禁様症状を反映する小さな尿スポットの数は、Vehicle群に比べ、VCD投与開始日から52日後のVCD群の66.7%において増加する傾向を示した。膣スメア採取法にて、VCD投与開始日から212218日後の性周期を判定したところ、6.性周期が正常である個体の割合は、Vehicle群85.7%、VCD群0%と既報とほぼ同様の結果が得られ、本研究で作成したVCDモデルは閉経モデルとして妥当であることが確認された。以上の結果から、VCDは雌性BALB/cマウスの排尿機能に影響を及ぼすことが初めて明らかとなり、閉経周辺期を反映するVCD群は、尿失禁のモデル動物になり得る可能性が示唆された。今年度より研究機関を異動したが、異動前の研究機関が熊本地震の影響を受けた。異動前の研究機関に残しておいた機器の故障などもあり、研究のセットアップが当初の予定より大幅に遅れたため。

平成28年度までの研究において、4-vinylcyclohexene diepoxide (VCD)は雌性BALB/cマウスの排尿機能に影響を及ぼし、閉経周辺期を反映する時期において失禁様の症状を示した。そこで平成29年度は、このマウスが腹圧性尿失禁のモデルになり得るのか否かを調べるために、咳誘発物質であるカプサイシンまたはその溶媒をこの閉経モデル(VCD群)と対照群に噴霧し、咳及び排尿の回数を測定した。その結果、1.カプサイシン噴霧による咳の回数は、溶媒噴霧時に比べ、VCD群と対照群の両方で増加した。一方、2.カプサイシン噴霧による排尿回数は、溶媒噴霧時に比べ、VCD群のみで増加傾向を示した。これらの結果から、カプサイシン刺激により誘発された排尿は、VCD群に感受性を示すことがわかった。次に排尿機能改善因子である鎮咳薬とエンリッチ環境の作用について予備検討を行い、以下の知見を得た。非麻薬性鎮咳薬クロペラスチンの慢性経口投与は、雌性BALB/cマウスの排尿機能に感受性を示し、3.覚醒下における昼夜連続の排尿活動測定の結果、24時間と暗期の排尿回数および総排尿量は、対照群に比べクロペラスチン投与群で増加し、24時間の1回排尿時間は、対照群に比べクロペラスチン投与群で延長した。4.麻酔下における膀胱内圧測定の結果、尿流率は、対照群に比べクロペラスチン投与群で減少した。また、エンリッチ環境は、閉経周辺期におけるVCDマウスの覚醒下における排尿活動に感受性を示し、5.VCD群の明期の排尿回数および総排尿量は、対照群に比べエンリッチ環境飼育群で減少した。6.VCD群の暗期の1回排尿量は、対照群に比べエンリッチ環境飼育群で増加した。以上の結果から、本研究で作成した閉経モデルマウスは、腹圧性尿失禁様の症状を示すこと、エンリッチ環境はこのモデルに感受性を示す可能性が示唆された。なお、鎮咳薬とエンリッチ環境の作用については、次年度以降も継続して検討する。平成28年度の熊本地震の影響で、平成29年度は、当初平成28年度に計画していた研究も実施せざるを得なかったため。平成29年度までの研究において、4-vinylcyclohexene diepoxide (VCD)投与による閉経モデルマウスは、腹圧性尿失禁様の症状を示すことが示唆された。そこで平成30年度は、まず腹圧性尿失禁の既存薬であるクレンブテロールを用いて、閉経周辺期を反映するVCDマウスの排尿活動に対する薬物感受性を検討した。その結果、1.クレンブテロールの慢性経口投与(100μg/kg/day、1日1回14日間)は、VCDマウスの排尿活動に感受性を示し、対照群に比べ排尿量を増加させた。次に、VCDマウスの膀胱機能を評価するために閉経周辺期のVCDマウスの膀胱平滑筋を摘出し、マグヌス法を用いて等尺性収縮実験を行った。その結果、2.低周波数の電気刺激による平滑筋収縮は、対照群に比べVCD群で増強する傾向を示した。しかし、3.カルバコールによる平滑筋収縮は、両群間で変化を認めなかった。さらに、排尿機能改善因子である非麻薬性鎮咳薬クロペラスチンとエンリッチ環境の作用を検討した。その結果、4.クロペラスチンの慢性経口投与(20mg/kg/day、1日1回14日間)は、正常マウスの膀胱内圧を低下させ、上述したクレンブテロールと同様の結果が得られた。5.クロペラスチンの同様の投与は、閉経周辺期のVCDマウスの排尿活動に感受性を示さないことがわかった。6.エンリッチ環境飼育群は、対照群であるスタンダード環境飼育群に比べ、閉経周辺期および閉経後のVCDマウスの排尿回数を有意に減少させ、その作用は、マウスの安静期である明期に選択的であることがわかった。
エピゲノムワイド関連分析による疾患予防のための精神ストレスマーカーの探索

本研究は、エピゲノムワイド関連解析(EWAS)により、精神ストレスが疾患にリンクするメチル化を見つけ、バイオマーカーとの関連により、疾患メカニズムを説明する、あるいは疾患を予測する生理活性物質を明らかにすることを目的としている。平成30年度は、1バイオマーカーの測定と2EWASのための環境整備を実施した。1については、LC-MSMSによるグルココルチコイド活性を反映する尿中物質とPGE2の同時測定方法を確立したことから、日本人一般住民8280名のコホート研究の参加者の凍結保存尿について、グルココルチコルチコイド活性の指標となるバイオマーカーと炎症性メディエーターであるプロスタグランジンE2の測定を実施した。その結果、7290名が解析可能なデータであり、さらに測定精度の検証、バイオマーカーの特性、対象者背景による特性について詳細な検討を継続している(2019.3月18日現在)。2については、すでにベースライン調査参加者のランダムサンプル400名(Illumina社[HM450, 48万ヵ所])と512名(Infinium Methylation EPIC BeadChip、約84万ヶ所CpG sites)についてアレイを用いたメチル化解析が岩手医科大学で実施されたことから、佐賀大学でのEWAS解析を実施する環境を整備した。また母体コーホートの罹患調査についても順調にすすんでおり、日本多施設共同コーホート研究(J-MICC Study)に参加した35歳から69歳の14, 088名を対象に、5つのストレス対処行動についてたんぱく質をコードする16, 017の遺伝子群(NCBI Gene database)との関連を検討(gene-based analysis)し、日本人のストレス対処行動において、「感情表出」が約20%の遺伝率であること、シナプス前機能不全などに関与するFBXO45遺伝子と関連することを発表した(日本疫学会)。バイオマーカー測定が順調に終了し、佐賀大学におけるEWAS解析の環境についても整備した。本年度の成果による、バイオマーカーと心理社会的因子との関連を検討し、双方に関する新たな末梢血DNAメチル化を探索するために、ベースライン調査参加者のランダムサンプルについてEWAS解析を行う予定である。本年度予定していた学会発表を次年度以降に計画することとしたことから、旅費については翌年度に使用する予定である。物品費については、購入予定であったPC1台分を他の機器の使用で実施したが、Win7の使用が来年度はできなくなることから、来年度に購入を予定している。
野菜類におけるビタミンCの生合成及び酸化分解に関する酵素学的研究

日常よく食される22種類の野菜のアスコルビン酸オキシダーゼ(AAO)活性を測定し、それらの至適pHを調べた結果、葉菜5.15、果菜6.5、茎葉5.9、根菜6.2となった。葉菜類のAAOの研究は殆どないので、比較的高いAAO活性が存在した黒緑豆もやしのAAOを精製した。抽出液を硫安分画(4575%)後、DE-52セルロースカラムクロマトグラフィを行うと2つの活性画分(画分I,II)に分かれた。活性が高い画分IIは更にセファクリルS-200でゲル濾過し、38%の回収率で132倍に精製された。精製酵素液はやや青味を帯びていた。至適pHは4.84.9にあり、アスコルビン酸(AsA)に対するKm値は画分Iが1.06×10^<-5>M、画分IIはKm値が3.56×10^<-4>M(AsA≧0.125mM)と9.0×10^<-6>M(AsA<0.125mM)であった。画分IIの分子量は15万であり、このAAOは高塩濃度下で失活が速く、クエン酸で活性が阻害された。芋類を切断するとAsAが増加することを見いだしたので、AsA生成の最終段階の酵素、L-ガラクトノ-γ-ラクトンデヒドロゲナーゼ(GLDHase)の活性変動、細胞内局在性、性質を検討した。その結果、芋類のAsA量は切断放置12時間後にやや減少したが、48時間後まで徐々に増加した。GLDHase活性はAsAの増加に先立ち、切断直後から増加し、1236時間後に最大に達し、その後減少した。従って、GLDHaseがAsA合成の調節に関与している可能性が示唆された。馬鈴薯から抽出した粗酵素の至適pHはpH7.58.0にあり、L-ガラクトノ-γ-ラクトン(L-GL)が8.4mMで最大活性が得られたが、それ以上では基質阻害がみられた。L-GLに対するKm値は0.08mM(L-GL≦1.02mM)と0.23mM(L-GL>1.02mM)であった。また、本酵素はミトコンドリア(Mt)に局在していた。Mt画分から超音波処理、ゲル濾過、DE-52カラムクロマト、クロマトフォーカシングで約300倍に精製でき、分子量56,000あることが解った。
尖点をもつリーマン面のモジュライの計量幾何解析

尖点付きリーマン面のタイヒミュラー空間の種々のケーラー計量を調べることを主眼としてきた。今年度は、代表者が1990年代後半頃、尖点付きリーマン面の二つの尖点の周りの固定されたホロサイクル間の双曲距離に指数関数を合成した量(Penner座標)の変分公式を、再考察した。1回の変分公式は正しく導いているが、2回の変分公式は複雑であり、扱いが難しい。2回の変分が正定値であろことを、検証中である。執筆中の論文が複数あるが、部分的改良段階に留まっていると判断していて、まだまとめる段階でない。また、2,3ヶ月間であったが、家庭の事情で研究活動を煩雑に中断せざる負えない期間があり、当初の計画通りに進めることが難しかった。今後はの方針としては、来年度においては研究の環境は改善するため、当初の計画どうりに研究を進めていく方針である。家庭的な事情で出張を控えた結果、旅費が当初計画よりも少額となったためである。
腫瘍免疫、血管炎、乾癬様皮膚炎におけるリンパの役割

メラノーマ細胞を皮下注射すると、リンパ浮腫のあるマウスで腫瘍形成が有意に促進していた。リンパ節への腫瘍の流入が低下しており、サイトカイン産生も野生型マウスと比べて低下していた。メラノーマで免疫したマウスのリンパ節から単離したCD8陽性細胞は、in vitroでもin vivoでも、リンパ流に障害があるマウス由来のほうが抗腫瘍免疫効果が低かった。このように腫瘍細胞のリンパ節への流入は効果的な腫瘍免疫の成立に重要であることが分かった。またリンパ流に障害があるマウスでは、血管炎の初期段階では症状が軽くなっており、その原因として肥満細胞や組織球の細胞表面のFcγ受容体IIIの発現の低下が考えられた。リンパ流の障害が腫瘍免疫や血管炎にどのような影響を与えるのか、これまでマウスを用いた研究はほとんどなされていない。カポジ肉腫ウイルス遺伝子をリンパ管内皮細胞に発現したマウスはリンパ管が存在するもののリンパ流が障害されており、リンパ浮腫や胸水の貯留を来す。このマウスを用いて、本年度は腫瘍免疫と血管炎におけるリンパ流の役割について解析した。リンパ流に障害があるマウスの皮下に腫瘍細胞を注射した場合、所属リンパ節への腫瘍細胞の流入が低下しており、所属リンパ節から単離したCD8陽性T細胞はin vitroでのcytotoxicityが低いことを昨年までに明らかにした。本年は、担癌マウスのリンパ節から単離したCD8陽性T細胞を野生型マウスに静脈注射し、その後に腫瘍細胞を皮下注射した。リンパ流に障害があるマウス由来のCD8陽性T細胞を注射したマウスより、野生型マウス由来のCD8陽性T細胞を注射したマウスのほうが腫瘍形成が抑制されており、リンパ流の障害によって効果的な腫瘍特異的CD8陽性T細胞の成立が阻害されていることを見出した。また、抗ニワトリ卵白アルブミン抗体を皮内に注射した後、ニワトリ卵白アルブミンを尾静脈から注射して血管炎を作成した。リンパ流に障害があるマウスでは、惹起6時間後の浮腫、出血などの血管炎所見は野生型マウスよりも軽度であったが、惹起24時間後の血管炎所見は野生型マウスよりも激しく、炎症が遷延していることが示唆された。この研究の成果から、下肢などのリンパがうっ滞しやすい部位では、血管炎の反応が遷延することが予想される。実際、血管炎を罹患した患者では潰瘍や神経炎を下肢に生じることが多く、臨床における観察に合致すると考えた。このマウスを用いて、本年度は腫瘍免疫におけるリンパ流の役割について解析した。これまでのプロジェクトにおいて、腫瘍負荷したマウスのリンパ節を確認したところ、リンパ流に障害があるマウスではリンパ節への腫瘍の転移を認めず、リンパ節でのTNF-αやIFN-γの産生も、野生型マウスと比べて著しく低下しているというpreliminaryなdataが得られていた。本年度は実験マウスの数を増やし、この事実を確認した。次にルシフェラーゼ遺伝子を導入したB16メラノーマ細胞を用い、所属リンパ節への流入した腫瘍細胞を定量化した。予想通り、リンパ流に障害があるマウスの皮下にメラノーマ細胞を注射した後のリンパ節では、野生型マウスのリンパ節と比べてルシフェラーゼ活性が低下していた。興味深いことに、皮膚で形成された腫瘍の大きさとリンパ節のルシフェラーゼ活性には負の相関があり、所属リンパ節に腫瘍細胞が流入するほどリンパ節での抗腫瘍免疫が成立し、皮膚での腫瘍形成が進まないと考えた。さらにメラノーマ細胞を皮膚に注射した後にリンパ節を採取し、単離したCD8陽性細胞とB16メラノーマ細胞を共培養してCTL assayを行った。リンパ流に障害があるマウスのリンパ節から単離したCD8陽性細胞のほうがcytotoxicityが低く、抗腫瘍免疫が低いことをin vitroで直接示した。このように腫瘍細胞のリンパ節への流入は、リンパ節転移というリスクがあるものの、効果的な腫瘍免疫を成立させ、皮膚での腫瘍形成の抑制という負のフィードバックに貢献していることを示すことができた。

このマウスを用いて、本年度は血管炎におけるリンパ流の役割について解析した。抗ニワトリ卵白アルブミン抗体を皮内に注射した後、ニワトリ卵白アルブミンを尾静脈から注射して血管炎を作成した。リンパ流に障害があるマウスでは、惹起4時間後の浮腫は野生型マウスより軽度であったが、8時間後の出血は同等であり、12時間後の出血は野生型マウスより激しかった。組織学的な血管炎やIL-6、TNF-α、CXCL1、CXCL2などのサイトカインの発現も、早期はリンパ流に障害があるマウスのほうが野生型マウスよりも軽度であり、次第に野生型マウスよりも増悪することが観察された。血管炎惹起後の炎症の遷延は、下肢などのリンパがうっ滞しやすい部位で血管炎が悪化しやすいという臨床における観察に合致する。しかし、リンパ流に障害があると血管炎の初期反応が減弱する理由は不明な点が多い。血管炎はアルザス反応の1つであり、抗原抗体複合物が肥満細胞や組織球のFcγ受容体IIIに結合することによって反応が開始すると考えられている。リンパ流に障害があるマウスの腹腔内の肥満細胞や組織球の細胞表面のFcγ受容体IIIの発現は、野生型マウスと比べて低下していることが判明した。リンパ浮腫の環境下では、細胞にストレスがかって表面分子の発現が変化する可能性を示しており、極めて興味深い知見を得ることができた。皮膚科学本研究の目的は腫瘍免疫、血管炎、乾癬様皮膚炎におけるリンパの役割を明らかにすることである。具体的には、リンパ流に障害のあるマウスを用いて、腫瘍細胞を皮膚あるいは静脈内に注射する腫瘍免疫モデル、逆アルサス反応による血管炎モデル、イミキモッド塗布による乾癬様皮膚炎モデルを用いて解析を行う。腫瘍免疫に関する研究は本年度中に終了し、現在成果を英文誌に投稿中である。また、逆アルサス反応による血管炎モデルについては、リンパ流に障害があるマウスでは遷延するという実験結果が出ており、今後はメカニズムについてさらに検討予定である。乾癬様皮膚炎についても実験準備を始めており、おおむね順調といえる。本研究の目的は腫瘍免疫、血管炎、乾癬様皮膚炎におけるリンパの役割を明らかにすることである。本年度は腫瘍免疫に関する研究を行う予定であったが、リンパ流の障害によって腫瘍細胞がリンパ節に行かないと、効果的な腫瘍免疫が成立せず、皮膚での腫瘍形成を抑制できないことを示すことができた。現在成果を英文誌に投稿準備中であり、おおむね順調に進展していると考える。逆アルサス反応による血管炎モデルについては、皮膚において発現しているサイトカインを確認するとともに、腹腔において逆アルザス反応を行い、浸潤細胞の相違を検討する。これらの実験によって、リンパ流の障害と血管炎の遷延を結び付けるメカニズムを解明する。乾癬様皮膚炎についても実験を開始し、リンパ流とTh17優位の免疫反応の関係を検討していく。来年度はリンパ流の血管炎に対する影響を評価する。血管炎は逆アルサス反応を用いる.
コンドロインチン硫酸を認識する細胞表面レセプタ- 一細胞の基質接着反応の制御因子の可能性

コンドロイチン硫酸プロテオグリカン、PG-Mのコンドロイチン硫酸部分の細胞表面特異レセプタ-と期待している58KDプロテインについて、今回はその特異抗体の作製と機能を予想させる性質の検討を行った。1)分子の単離と構造:培養ニワトリ胚繊維芽細胞より3%(w/v)CHAPS界面活性剤を用いて可溶化し、PG-M結合アフイニテイ-カラムからコンドロイチン硫酸で特異的に溶出される性質を利用して精製し、ほぼ単一と思われる標品を得た。還元後のSDSゲル電気泳動により分子量58,000付近に互いに密に接近した4本の蛋白質バンドを与える。還元前ではこれより高分子側にスミア-なバンドを与えるから、おそらくジスルフイド結合を介した複合体として細胞表面に存在すると思われた。10^8個の培養細胞から約10μgの蛋白質が得られる。同一と思われる分子が、BHK細胞から同一方法によりほぼ同収量で得られるから、この分子は他動物種の細胞にも広く分布し、重要な機能を担う分子の可能性を示唆した。2)特異抗体の調製:SDSゲル中の蛋白質(4本のサブユニット間の相互分離は困難)をそのままでウサギに免疫して特異抗体の作製に成功した。この抗体は4本のサブユニットの全てに同程度の反応性を示す。またマウスに免疫してモノクロナ-ル抗体の作製を試みた。得られた抗体の一つは、4本のサブユニットバンドの一つのみと反応し、サブユニットが各々異なる遺伝子産物による可能性を示唆した。3)細胞表面蛋白質の証拠:上記の培養細胞から細胞分画法により、様々な細胞膜画分を得て58KDプロテインの分布を調べたところ、期待通り、細胞質膜画分に高濃度に検出された。また作製したポリ、およびモノクロ-ンの抗体を用いた免疫組織染色は、細胞表面に抗原が存在する可能性を示唆した。これらの基礎実験成果により、58KDプロテインの細胞-基質接着反応の制御因子としての可能性の解析実験の準備は、いよいよ整った。
サルの図形弁別能力は下部側頭野ニューロン活動によって説明できるか

図形知覚の神経機構研究のため、サルの図形弁別課題成績と下側頭野ニューロン活動の各々の分析、それらの相関を解析した。視知覚ニューロンは個々が低い特徴抽出能でも集団で知覚に貢献すると考え、その寄与の方法を探るデータベースをつくることを目的とした。弁別課題には■+HYとその回転図形合わせて8図形を用いた。これらから2つの図を選び(28対)サルに弁別させると特定対の弁別が成績が悪い。Hとエなど同じ図を回転させた図の対では一般に低成績であり、なかでも◆と■や+と×は弁別が極めて困難であった。この傾向を今年度一頭の追加実験で確認し、さらに一頭で訓練途上である。サル一般に共通の特性であると結論できた。一方、部分的には個性ともいうべき成績の差も見出した。下側頭野は図形知覚の中枢とされ、後半部(TEO)では特定の図形に選択性を持つニューロンが多数記録できる。前年まで、一頭のサルで記録を完了、今年度は行動実験が完了したサルで記録を開始した。ここまで約1500のニューロンを記録分析し、うち約500が視覚刺激または課題の何かに応答し、さらにそのうち約200は用いた8図形のいずれか(複数も含め)に選択的に応答した。これらの中にはただ一つの図形だけに鋭い選択性を示すものも小数あった。一方、残りの大半は鈍い選択性ながら課題中に活動しているので、これらも積極的に弁別に寄与しているとし、個別のニューロンの28対に対する弁別力を仮定・計算しこれを加算して、ニューロン集団の28図形対に対する弁別力を求めた。これは行動成績と高い相関を示した。今後このデータにおいて、ニューロン活動のどのような性質が行動に関与しているかを調べるためのさまざまな分析を試みることができる。
干潟域における再生可能な二枚貝水管のカレイ類生産への貢献度評価

二枚貝の水管はカレイ類の稚魚にとって再生可能な食物として利用されることから、カレイ類による水管の利用実態および二枚貝水管の再生力を評価した。広島湾周辺の干潟域においては二枚貝の分布密度が低く、水管はわずかに利用されるだけであったが、仙台湾周辺の干潟域では高い割合で利用されていた。また、水管の短いアサリも量的に水管を再生させることが初めて証明されたが、その再生力は水管の長い二枚貝に比べて低いことが明らかとなった。広島湾に面する広島県呉市の2つの河口干潟域において、カレイ類稚魚の採集および胃内容物の解析を行った。二河川河口域ではアサリやイソシジミなどが約50150個体/m2の密度で生息しており、イシガレイやマコガレイの胃内からもこれらの水管が出現した。一方、黒瀬川河口域では二枚貝がほとんど出現しておらず、採集されたイシガレイの胃内からも二枚貝の水管は出現しなかった。仙台湾に面する福島県松川浦の干潟域において、カレイ類稚魚の採集を行った。胃内容物の解析は今後予定している。また、同水域において行ったアサリの水管切除実験のデータについて解析を行い、アサリが水管被食により成長が低下するものの、水管の量的再生が可能であることが明らかとなった。カレイ類の生産性を評価する上で重要となる摂食量の推定を行った。干潟域において24時間連続採集により得られたイシガレイ稚魚の標本分析を行い、以下のことを明らかにした。1イシガレイ稚魚は主に日中、特に日没前に最も活発に摂食していた。2空胃状態の個体は、夜間においても摂食を行う場合がみられた。3稚魚は体重の313%を一日に摂食していた。さらに、異なる水温条件下における全長約50mmのマコガレイ稚魚の飼育実験を行い、水温20度において最も摂食量および成長量が大きくなることを明らかにした。二枚貝の水管の生産性を評価するため、既往知見を整理した。イソシジミのように分離して長く伸張する水管を有する二枚貝では、水管の日間再生速度は約13%であった。一方、アサリのように水管が癒合して長く伸張しない二枚貝については知見がなかったため、アサリを用いて水管を人為的に切除する現場実験を行った。その結果、アサリでも水管を量的に再生させること、しかし日間再生速度は約0.2%と小さいことが明らかとなった。水管を長く伸張させる二枚貝では、深く潜砂することで鳥などによる直接的な捕食から免れるため、水管の量的再生は極めて重要であるのに対し、アサリのような二枚貝では、元々潜砂深度が浅いため、量的な再生があまり重要ではないことが考えられた。以上から、カレイ稚魚の生産特性および二枚貝水管の生産特性の一端を明らかにすることができた。二枚貝の水管の再生に関して新たな知見を得られたこと、イシガレイ稚魚の摂食活動の日周性や摂食量を推定したこと、さらにこれらの成果をそれぞれ学術論文として公表できたことから、おおむね順調に進展していると判断される。干潟域に出現する主要なカレイ類であるイシガレイとマコガレイについて、水温に対する稚魚の成長の応答を飼育実験により調べた。両種ともに水温20度前後で最も成長が良好であったものの、マコガレイでは16度や24度では成長が大きく低下したのに対し、イシガレイではどちらの水温でも20度よりわずかに成長が低下した程度であり、広い水温で良好な成長を遂げることができると推定された。次に、カレイ類の生産性とそれらを支える二枚貝の生産性について、二枚貝がどれだけカレイ類稚魚の生産を支えることができるのかを試算するため、これまで得られたデータや知見をもとにモデル構築を行った。まず、異体類(ヒラメ・カレイ類)の中では最も充実したデータセットが得られているヒラメについて、稚魚の成育場における環境収容力を試算するモデルを検討した。餌の生産力、餌を巡る競合種による摂食量、稚魚の水温や摂食量に対する成長の応答を組み込んだモデルは、野外で得られたデータによく適合した。そこで、このモデルをイシガレイの稚魚に適合するようにチューニングし、餌として二枚貝の水管の生産力を考慮して改変した。アサリが主要な二枚貝である成育場においては、水管が切れにくい構造であることや再生速度が小さいことでイシガレイ稚魚が十分成長するためには小型のアサリが高い密度で生息していることが必要であると推定された。一方、イソシジミが主要な二枚貝である成育場においては、現状の稚魚密度の3倍程度に増えても十分に成長を支えることができると推定された。以上のように、主要な餌生物の生産力を解明し、これを軸に稚魚の成長や環境収容力を推定することの重要性を示すことができた。