hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンパク質ゲルの物性に関わる重層的構造要素の解析

食品には分子レベルのミクロ構造から顕微鏡および目で見えるようなマクロ構造まで種々のレベルの構造が存在しており、それら構造間には互いに密接な関連があると考えられる。食品の物性にはこのような複雑な構造的要因が重要な役割を演じている。本研究では、食品タンパク質ゲルについてその物性に関する基礎的研究を進めるためにモデル系として単一タンパク質成分系(大豆の11Sグロブリン)を取扱いゲル物性に関わる構造要素のうち特に粘弾性構造と化学的構造ならびに両構造間の相互関係を調べ、以下の知見を得た。1.粘弾性構造について、(1)クリープ測定から得たクリープ曲線は瞬間弾性部、遅延変型部、定常粘性部の3つの部分構造体の比率としてとらえられ、バネ、2つのフォークト体、ダッシュポットを組み合わせた6要素モデルに近似させられた。またこのモデルに基づいて粘弾性パラメータを算出した。(2)ゲル強度に差異を生じる条件において、瞬間弾性部と定常粘性部の比率が変化する場合と粘弾性パラメータに変化がみられる場合とがあることから、ゲル物性には部分構造体の量および質的の両面の性質が反映されることが示唆された。(3)電子顕微鏡で観察される分子レベルのネットワーク構造の形態と化学的性質が粘弾性構造の構成要素である部分構造体の比率とパラメータ値にそれぞれ対応するような相互関係が推定された。2.粘弾性構造と化学的構造の関連について、(1)ゲルのネットワーク構造中の分子間結合力のうちジスルフィド結合のみを特異的に切断すると瞬間弾性部の比率が減少し他の部分構造体の割合が増し、全ての粘弾性パラメータの値が低下した。(2)ゲルを尿素で処理することにより非共有結合を切断すると部分構造体の比率は変化しないがパラメータ値は一様に低下した。(3)ジスルフィド結合は特に瞬間弾性部の維持に密接に関係し、非共有結合は全ての部分構造体の安定化に寄与することが示された。
小規模校における自律的な学びを具現化する足場はずしについての事例的研究

本研究は, Hattie, J., Timperley, H.(2007)が指摘したフィードバック機能を軸にReeve, Rら(2009)が指摘した自律性支援的指導指導行動を援用した足場づくりと足場はずしの理科授業デザインを構想し有用性を検証した。フィードバック機能とは,問題を明確にするタスクレベル,問題解決の見通しを明確にするプロセスレベル,自己調整を促す自己調整レベル,学習の動機づけに対して機能する自己レベルである。一方,自律性支援的指導行動とは, 1聞くこと。2子どもの欲求を尋ねること。3個別活動の時間を取ること。4子どもの話し合いの促進。5理由を与えること。6情報的フィードバックとしてほめること。7励ますこと。8ヒントを与えること。9応答的であること。10視点を与える言葉である。分析対象とした授業では,教師が足場づくりとして,形成的アセスメントを実施して学習状況を把握し(12),必要に応じて問題解決の見通しを明確にするための理由やヒント,視点を与えた(5810)。同時に,子どものパフォーマンスを承認して動機づけに働きかけ(679),子どもが自ら思考・表現できる場を確保した(34)。一方,子どもがフィードバック機能を内面化しながら学習に対する動機づけを高め,自覚的にその機能を駆動させて問題解決を実行するようになると,教師は自律性支援的指導行動を徐々に減らす足場はずしを実施して,学びの主体を子どもに譲渡しながら自律的な学びを促した。このような足場づくりから足場はずしを経て,子どもは,問題解決プロセスの中で徐々にフィードバック機能を自覚的に駆動できるようになった。結果として,学習の主体としての自律的な学びが具現化したのである。このように,フィードバック機能を軸とした自律性支援的指導行動を援用して,足場づくりと足場はずしを実施することにより自律的な学びが促され,科学概念の構築に寄与することが明らかとなった。5理由を与えること。7励ますこと。9応答的であること。
マラリア重症化における膜結合型ケモカインの機能的役割に関する研究

(1)研究計画より、次年度以降に検討するスカベンジャーレセプター(SR)をピックアップした。具体的には9 classに分類されるSRのうちclass Aに類されるもの3種類およびclass Fに類されるもの1種類をターゲットとする。これら4種類のうち研究計画を前倒ししてSR-AIについて発現細胞を作成し、マラリア原虫感染赤血球との接着を検討した。その結果、SR-AI発現細胞に対してマラリア原虫感染赤血球の接着が確認され、この接着は抗SR-AI抗体によって阻害されることが判明した。一方でアネキシンVでは阻害されなかった。その他については、現在蛋白発現細胞を作成している。(2)ヤウスモデルを使用した感染実験を計画していた。遺伝子一過性発現マウスの作成は行わなかった。一方、感染モデルでは感染経過と赤血球表面への感染経過に伴うホスファチジルセリン発現動態の検討を行った。その結果、原虫寄生率の上昇に平行してホスファチジルセリン陽性赤血球率も上昇した。しかしながら、ホスファチジルセリン陽性赤血球率は最高値約20%(寄生率最高値約40%)であった。その後寄生率の減少及び感染の終息に伴いホスファチジルセリン陽性赤血球率も漸減した。すなわち感染の推移とホスファチジルセリン陽性赤血球率の動態はほぼ一致した。SR-PSOXについては遺伝子破壊マウスの国内作成が確認されたことから、当該マウスの導入と感染実験を今後予定している。研究初年度は、膜結合型ケモカインCXCL16/SR-PSOX(CXCL16)のクローニングと発現細胞の作製を行った。作製したCXCL16発現CHO細胞は高率かっ安定的にCXCL16を細胞表面に発現していることをFACScanで確認した。併せて、熱帯熱マラリア原虫感染赤血球表面のホスファチジルセリン発現も検討したところ、高率に発現していることを確認した。そこで、CXCL16発現CHO細胞に対して熱帯熱マラリア原虫感染赤血球を添加し、90分共培養したところ、CXCL16発現細胞に対して多数のマラリア原虫感染赤血球の接着が光学顕微鏡下で確認できた。さらにこの接着は、ケモカインドメインに対する抗CXCL16抗体やアネキシンVで阻害されることを確認した。このことから、CXCL16と熱帯熱マラリア原虫感染赤血球の接着は、CXCL16のケモカインドメインを介していること並びにCXCL16のケモカインドメインを利用していると推測できる。続いて脳マラリアで死亡した患者病理組織切片を利用し、抗CXCL16抗体を用いた免疫染色により、CXCL16の発現を臓器別に検討した。その結果、脳血管内皮細胞、肝臓並びに脾臓の単核貪食細胞でCXCL16のシグナルが観察された。以上のことから、CXCL16を介したマラリア原虫感染赤血球の貪食が推察されたため、in vitroにおけるマラリア原虫感赤血球貪食の抗CXCL16抗体による阻害を検討した。その結果、こうCXCL16抗体添加群において原虫感染赤血球貪食率の低下が観察された。これらのことから、CXCL16はマラリア原虫感染赤血球表面に発現するホスファチジルセリンを認識した貪食を介在し、マラリア重症化時の貧血において一定の役割を担っている可能性が推察された。
複雑形状を有する複合材料の残留変形抑制および品質保証技術の開発

炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は高比剛性・高比強度、低熱膨張率であるため,軽量化・高安定性が求められる航空宇宙分野を中心に様々な分野への適応が広がっている。しかし、CFRPで複雑な形状を有する部材を成形すると、部材形状および材料の異方性に起因し残留変形が発生し、形状安定性や強度の低下に結び付く。これらの変形を予測・抑制することでより効率的で安全なCFRPの利用が可能である。従来の研究では残留変形のメカニズムについて、成形後の形状計測から検証が行われているが、成形時の内部状況を計測する手法が確立されておらず、その結果、残留変形のメカニズムには不明確な部分も多い。本研究では光ファイバセンサを利用し、成形時のひずみを計測することで、複雑形状CFRPの残留変形メカニズムに対する新たな知見を得ることを目的とした。第1、2年度では板厚斜め方向への光ファイバセンサの埋め込み手法を確立し、板厚の異なるL型部材における成形時内部ひずみ計測御行った。その結果、板厚が大きい部材ほど、硬化収縮時のフランジ部せん断変形が大きく、結果として成形後の角度変化が小さくなることを示した。また、U型部材や板厚変化を有するPly-drop-off構造などの、より複雑な部材に対し内部ひずみ計測および成形後形状計測を行い、部材形状によりひずみ状態およびそれに伴う残留変形が異なることが明らかになった。以上の実験に加え、Timoshenko梁理論に基づく解析および有限要素解析を行い、実験結果の妥当性検証およびメカニズムに対する知見を得た。28年度が最終年度であるため、記入しない。炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は高比剛性・高比強度を有するため、軽量化が求められる航空機をはじめ広く適用が進んでいる。しかし、複雑形状を有するCFRPでは成形時にSpring-in変形をはじめとする残留変形および残留応力が生じ、寸法精度および強度の低下に結び付く。これらの現象を理解し、抑制することは、CFRPのさらなる適用に不可欠である。一般的に残留変形は形状計測により評価されるが、本研究では光ファイバセンサを利用し、ひずみレベルでこれらの現象を理解することで、より深い知見を得る。また、その知見を基に残留変形・残留応力の低減を目指す。今年度の成果は以下のとおりである。まず、複雑形状CFRPで問題となる板厚方向ひずみの計測手法として、光ファイバセンサの板厚方向埋め込み法を確立した。平板およびL型試験片のコーナー部へ光ファイバセンサを埋め込み、成形時のひずみ変化をモニタリングした。次に、CFRPパイプにおける残留応力低減手法について考察した。理論考察および有限要素解析により、積層構成がCFRPパイプの残留応力に与える影響を調査した。その結果に基づき残留応力を低減する非対称積層法を提案し、光ファイバセンサを用いたモニタリングにより、この手法の妥当性を示した。またこの応力低減手法を用いることで成形時にはく離が発生しない厚肉CFRPパイプを実証した。最後に内部計測に基づく数値解析手法について研究を行った。光ファイバセンサ計測を基に、樹脂硬化中の物性値を取得する方法を提案した。この物性値を利用し、成形シミュレーションを行い、計測結果との比較を行った。従来の研究では成形条件の影響や変形のメカニズムについて、成形後の形状計測から検証が行われている。しかし、成形時の内部状況を計測する手法が確立されておらず、その結果、残留変形のメカニズムには不明確な部分も多い。そこで本研究では光ファイバセンサを利用し、成形時のひずみを計測することで、複雑形状CFRPの残留変形メカニズムに対する新たな知見を得ることを目的としている。第1年度では板厚方向への光ファイバセンサの埋め込み手法を確立した。本年度はこの手法を拡張し,斜め方向へ光ファイバセンサを埋め込むことで面外せん断ひずみを計測する手法を確立した。この手法を利用し、板厚の異なる試験片における成形時内部ひずみ計測を行った。また成形後の三次元形状計測により残留変形を測定した。実験の結果より、厚肉試験片では成形時に大きなせん断ひずみが発生し、残留変形が薄肉試験片よりも抑制されることが示された。この結果は第1年度に構築したシミュレーション結果と一致し、計測の妥当性が示された。また成形温度に関する研究として、第1年度に引き続きOut-of-Autoclave(OoA)法の品質改良に関しても研究を進めた。低温で硬化が進展する成形プロセスを提案し、光ファイバ計測及び引張試験によりその妥当性を示した。本実験は平板に関するものであったが、L型材の残留変形抑制にも応用可能であると考えられる。第1年度の面外方向ひずみ計測に加え、斜め方向への光ファイバセンサ埋込技術を確立したことで全6方向ひずみモニタリングが可能となった。圧力条件に関する実験は行えなかったが、板厚および成形温度の影響に関してはモニタリング技術を通して有用な知見を得た。圧力条件も同様の手法で比較的容易に検証が可能であると考えられる。

またシミュレーションに関しては第1年度で基礎的な手法を確立しており、本年度は実験の検証に使用した。以上から、全体としてはおおむね順調に進展している。炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は高比剛性・高比強度、低熱膨張率であるため,軽量化・高安定性が求められる航空宇宙分野を中心に様々な分野への適応が広がっている。しかし、CFRPで複雑な形状を有する部材を成形すると、部材形状および材料の異方性に起因し残留変形が発生し、形状安定性や強度の低下に結び付く。これらの変形を予測・抑制することでより効率的で安全なCFRPの利用が可能である。従来の研究では残留変形のメカニズムについて、成形後の形状計測から検証が行われているが、成形時の内部状況を計測する手法が確立されておらず、その結果、残留変形のメカニズムには不明確な部分も多い。本研究では光ファイバセンサを利用し、成形時のひずみを計測することで、複雑形状CFRPの残留変形メカニズムに対する新たな知見を得ることを目的とした。第1、2年度では板厚斜め方向への光ファイバセンサの埋め込み手法を確立し、板厚の異なるL型部材における成形時内部ひずみ計測御行った。その結果、板厚が大きい部材ほど、硬化収縮時のフランジ部せん断変形が大きく、結果として成形後の角度変化が小さくなることを示した。また、U型部材や板厚変化を有するPly-drop-off構造などの、より複雑な部材に対し内部ひずみ計測および成形後形状計測を行い、部材形状によりひずみ状態およびそれに伴う残留変形が異なることが明らかになった。以上の実験に加え、Timoshenko梁理論に基づく解析および有限要素解析を行い、実験結果の妥当性検証およびメカニズムに対する知見を得た。複雑形状CFRPの残留変形抑制に向けて、光ファイバセンサモニタリング技術、パイプ材料での残留応力低減手法、および硬化モデリング手法を開発した。予定していた6方向ひずみモニタリングに関しては実証していないが、今回開発した板厚方向ひずみ計測の応用で比較的容易に実現可能であると考える。一方、成形シミュレーションに関しては次年度以降実施予定であったが、本年度で基礎を構築した。来年度はこれまでに構築したひずみ計測手法を用いて、成形温度プロセスや圧力が複雑形状部材の残留変形に与える影響について考察する。またL型と形状が異なるU型材に関するモニタリングも行い、多角的な検証により残留変形メカニズムをより詳細に明らかにする。さらに、実用的な構造を模擬した大型構造について、内部状況計測および品質保証技術を構築する。28年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は本年度構築したひずみ計測手法と従来の計測手法を用いて、成形プロセスや圧力、冶具の拘束などが残留変形に与える影響について実験的に考察する。また本年度構築したシミュレーションにこれらの効果を組み合わせ、解析の精度を向上する。
英語・日本語バイリンガル児の初期言語発達過程の調査

本研究の目的は、2言語を同時に獲得する同時バイリンガル児の文法獲得過程を解明することにより、人間の心の発達について考察していくことである。具体的には、幼児の2言語獲得過程をその最初期から縦断的に観察し、文法獲得のメカニズムを調査しようとするものである。現在、2言語(日本語と英語)を誕生時から同時に獲得できる環境におかれた幼児を数例観察できる機会に恵まれている。したがって、これらの同時バイリンガル児達がどのような過程を辿って両言語の文法を獲得して行くのか考察することになる。平成9年度の観察計画は、まず第1に、進行中の縦断的観察を続行することであった。観察は、今まで通り隔週で被験者らの家庭を訪問し、ビデオまたはカセットテープにその発話をおさめた。母親達の観察データも参考にした。加えて、随時、人形や絵カードなどを使用して抽出実験をおこなった。第2に、バイリンガル児のデータとの比較のために、日本語の束縛形式「自分」「自分自身」「彼自身」の獲得について横断的研究をおこなった。3歳児から7歳児まで約90名を被験者として用いた。具体的には、3つの束縛形式の主語指向性と非主語指向性、長距離束縛と局所束縛、c-統御の獲得について調査をおこなった。調査は実験者と被験者の1対1のインタビュー形式をとった。実験者は絵を見せながら刺激文を言い、被験者に実験者の発話と絵が一致しているかどうかを判断させた。実験は規模を拡大して現在も継続中である。
晩婚化に伴う個体発生初期要因変化が児の発達に及ぼす影響の検証：健康教育の視点から

本研究の目的は、近年急速に増加している生殖医療の利用により妊娠し出生した子どもの発達、特に行動発達の特徴を明らかにすること、さらに生殖医療の諸条件と子どもの行動発達との関連を調べることで、子どもの発達により優しい生殖医療の発達に貢献することにある。そこから得られた知見、本研究では特に後者の問題を明らかにするため、わが国で最大規模の出生実績をもつ生殖医療クリニックと連携して研究を進めている。また、得られた知見ならびに生殖医療と子どもの行動発達が今後を含めて検討すべき重要な課題である、ということそのものを国民に知ってもらうための健康教育の在り方を検討することも、本研究のもう一つの大きな目的である。平成24年度は、このクリニックで生殖医療を受けて生まれた子供(4-6歳、単胎に限定)、ならびに対照となる同年齢の自然妊娠の子どもの発達についての質問紙調査を進めた。なお対照については、昭和大学ならびに東京大学の医学部附属病院産科で出生した子どもの両親に協力を求めている。これによって、生殖医療による出生児600人と対照児500人弱の両親から協力が得られ、子どもの行動その他の発達のデータ、親の性格や行動特徴に関するデータ、母子手帳からのデータ、妊娠-周産期のデータを収集することができた(妊娠-周産期のデータについては、一部まだ収集中)。なお子どもの発達のデータ、親の特徴に関するデータなどはいずれも親による評価・自己記入データを用いている。近年、生殖補助医療によって生まれた子どもは急速に増加し、現在では新生児の40人に1人に達している。しかしその子どもに対する影響の検討は不十分であり、特に発達におよぼす中長期的影響はほとんど不明のままである。また、ほとんどの国民は、生殖医療を受ける人々を含めて、そのような重要な課題が未知のままであることを知らないままであり、疑念すら抱いたことのない人も少なくないと推測される。本研究は、1)生殖医療およびその様々な条件(胚凍結の有無、顕微授精の有無等)が、子どもの発達、特に行動面(精神発達面)の発達にどのような影響をおよぼすか、2)生殖医療を受ける場合に、最も子どもの成長・発達に有利な条件は何か、また、3)それに関する知見をどのようにして国民に伝えるべきか(健康教育をどのように行っていくべきか?)について明らかにしていくことを目的に実施してきた。1)については、自然分娩の対照児と生殖医療(ART)による出生児(ART児)の比較から、出生体重はART児の方が自然分娩の対照児よりも重く、4ー5歳時点におけるChild Behavior Checklist (CBCL)を用いた行動や情緒の問題についての評価では、internal, externalのいずれの問題についても両群に有意差がなく、Social Responsiveness Scale (SRS)による対人反応の評価ではむしろART児の方が対照児より良好であった。これらについて今後諸々の交絡要因を統制した解析を進める。2)については、凍結胚を用いた方が出生体重は重いことが示された。3)に関しては、1ー2)の結果報告も含めて、一般向けのシンポジウムを開催したが、人により立場により生殖医療へ見方は勿論、研究者側が望ましいと考える早めの結婚・出産を可能とする社会の実現を進めることについても意見は様々で、さらに調査を行い慎重に方法を工夫していく必要があると考えられた。平成26年度に行った研究活動は以下の3つである。一つは、生殖補助医療により妊娠したお子さんと自然妊娠のお子さんとのその後の成長のフォローである。具体的には協力者のお子さんの各出生月に身長測定用メジャーと返信用葉書きをお送りし、誕生日前後の身長、体重について記録の上返送いただいた。データについては逐次電磁化しているが、その解析はこれからである。なお延長を許可頂いたので、今年4月以後もこれを継続する予定である。二点目は、生殖医療と晩婚化が出産と社会に及ぼす影響を考える材料として、晩婚化が生殖機能に及ぼす影響ならびに生殖医療に関する知識を、若年成人がどの程度知っているかの調査を、大学生を対象に行った。対象とした大学生は全国でもトップレベルの大学の学生であるが、女性の妊娠力が難さ頃から低下するかとの問いに正解できた学生はドン所とも4割弱にしかすぎず、また不妊の原因が男性にある場合と女性にある場合の割合がほとんど変わらないことについては、女子学生は半分程度、男子学生4分の1しか知らなかった。また生殖補助医療の存在については女子学生の3割、男子学生の4割が全く知らないと回答した。本研究の結果を社会に発信する際には、妊娠、出産に関するきちんとした知識の提供も同時に必要であることが強く示唆された。三点目は本研究の結果の研究協力者へのフィードバック用冊子の作成である。これは一般の社会人・学生・生徒への発信を行う際の下敷きとして作成するもので、協力者のこの冊子への感想をもとに一般者への情報発信方法を検討する予定である。研究実績の概要は、次の通りである。まず第一に、生殖医療で生まれた生まれた単胎の子どもの群(ART群)と、自然妊娠で生まれた単胎の子どもの群(NC群)の、4ー6歳における行動発達(Child Behavior Checklist (CBCL)、Social Responsivenes Scale (SRS)の記入を親に依頼して評価)を比較した。統計学的解析は、共変量を考慮しない単純な比較、性別や親の年齢などをadjustした重回帰分析(model-1)、さらに両親の行動特徴(Autism-spectrum Quotient (AQ), ASRSを本人が記入)を共変量に加えた重回帰分析(model-2)を行った。

対象を第一子、出生時の母親年齢35歳以下に限定すると、重回帰分析のmodel-1,2いずれでも、CBCLの総得点と外向尺度はART群の方がNC群よりも優位に良いという結果であった(p = 0.01とp < 0.05)。ARTの方法別に行動発達を検討するため、ART群を顕微授精(ICSI)群と通常の体外受精(IVF群)、また新鮮胚を用いた群と凍結胚を用いた群に分けてNC群と比較したが、いずれの解析モデルでも差は認められなかった。なおART群とNC群の背景情報(共変量)の調整を更に十分に行い、かつmissing dataによる解析対象数の減少を補うため、傾向スコアによるIPW、多重代入法を用いた再解析を現在進めている。本研究のもう一つの大きな目的である、この解析によって得られる情報をどのように健康教育に活かしていくかについては、結果をまとめた冊子を研究参加者にお送りして得られた感想を現在まとめているところであり、再解析の結果とともに、論文化の予定である。なおART群の参加者からは、なるべく長期のフォローを望むとの声が複数寄せられており、今後の研究課題として重要と考えている。研究協力者への結果報告と協力者からの感想・フィードバック、ならびに若者(大学生)の知識レベルとこの協力者からの感想・フィードバックをもとにした一般者への出産高齢化並びに生殖医療に関する情報発信(本研究結果を含めて)の準備が、主たる研究補助者の家庭の事情により完了していない。また学会発表、論文化が遅れている。27年度が最終年度であるため、記入しない。応用健康科学研究協力者への結果報告書は基本的に完成しているが、若干の図表の間違いが見つかったので、現在それを修正中で、修正したものを協力者に発送、協力者の本研究結果への感想をフィードバックして頂き、それを若者(大学生)の知識レベルの調査結果と合わせて参考にして、一般者への出産高齢化並びに生殖医療に関する教育的情報発信方法についての検討と実際の情報発信(冊子体のものとHP上での発信)を行って、一般者の反応を検討する。また身長・体重の継続的調査データを研究当初に得られた出生時からのデータと合わせて、身体発育に対する生殖補助医療ならびにその種類による影響をより長期で縦断的に解析する。なお1)生殖補助医療並びにその方法(凍結胚vs.新鮮胚等)の4ー5歳時点での行動発達への影響に関する解析、2)身体発育への縦断的解析、3)一般者への加齢の妊娠に対する影響と生殖医療に関する知識に関する情報発信方法に関する検討の3つを論文化し、HP、学会発表などでも公表する。対象者のリクルート、質問紙の送付と回収、解析に必要なデータの電子化作業など、ほとんどの作業がほぼ当初計画の通り進行している。またH25年度の教育・啓発活動(公開シンポジウム、一般向け冊子作成など)に向けた準備も開始している。生殖医療の発達への影響についての疫学調査については、ほぼ予定通りデータ収集が進んでいる。ただし交絡要因を統制した解析は、層別の解析はおこなっているが、多変量での解析は未完了であり、若干遅れている。H26年度にそれを確実に行い、論文化を進めたい。
拡張可能な数式処理パッケージの製作法に関する研究

最近のLispに含まれるパッケージ機能を活用することによって従来の数式処理システムと異なる利用法が期待されるものが作れるのではないかというアイデアを具体的に検討することと、そのようなパッケージを作成する場合の技術的な課題を明確化することの二つについて研究を進めてきた。まず、これまでに作られてきたLispプログラムを分析することによって、数式処理パッケージに要請される機能を整理した。その結果、主ね多項式(多変数を含む)を扱えればよく、機能の追加や変更が容易でなければならないという結果を得た。また、数式を表現するさまざまな形式に対応できる必要のあることも分った。次に、そのような機能を持つ数式処理パッケージのプロトタイプをCommon Lispを使って実現することによって、システム作成上の技術的な問題点を考察した。多項式を扱うことから、グレブナー基底の手法を取り入れて数学的に整理した形でパッケージを作り、効率が悪くならないような工夫を行なった。また、数式の表現形式として異なるものの間での変換機能も付加し、利用者インタフェースを良いものとすることも考えた。さらに、実効効率について調べるために、コンパイルを施したパッケージとインタプリティブに動く版の両方を作成し、これらの上で同じ処理を行なう実験を試みた。数メガバイト程度のワークステーションでもコンパイルしたものであれば使えそうな感触を得た。ただし、利用者による機能の拡張の容易さについてと利用者インタフェースについては問題点も残っているので、数式処理機能の充実と同時に、改めてこれらの点に焦点を置いた研究を続けることが望まれる。
ブータンの近代化に関する人類学的研究：技能実習生を対象として

本研究の目的は、ブータン人技能実習生を対象として彼らが来日に至ったプロセス及び日本での生活状況を調査することによって、現代ブータンの社会変化の様子を明らかにするとともに日本社会において外国人がどのように社会に適応しようとするかを明らかにすることである。本年度は、技能実習生に対する追加調査を行うととともに、日本語学校で近年急増しているブータン人留学生の調査を行ってきた。さらに、ブータンでの短期滞在調査も実現した。日本における調査では、ブータン人留学生の来日当初から彼らの参与観察を行い、授業中の様子やアルバイトの状況などについて聞き取り調査を行ってきた。ここでは、学生のみならず教師らにも聞き取り調査を行うことによって、多角的な視点から彼らを取り巻く状況を把握することに努めた。ブータンでは日本への留学を目指すブータン人に対して日本語を教えながら参与観察及び聞き取り調査を行った。彼らが日本へ行く目的やそれに係る様々な手続き等について把握することができた。これらの情報をまとめて、ブータン国内における来日手段についてモデル化した。また、技能実習を終えて一時帰国したブータン人にも聞き取りを行った。一方で、近年ブータンと日本の両国においてはそれぞれ外国への労働力の送り出し、労働力の受け入れに関する政策が目まぐるしく変化している。それらを把握するために新聞記事や行政の発表する公式文書を整理し、それぞれの社会においてどのような議論がなされているかを調査した。当初はブータンに半年ほど滞在する予定だったが、ビザ取得が困難だったことなどから3か月と約半分の滞在となってしまった。ただ、研究に対して協力的なインフォーマントと複数知り合えたことなどから、進捗の大きな遅れとはならなかったと考えている。一方で、これまで対象としてこなかったブータン人留学生が来日したことから、定期的な参与観察及び聞き取り調査が可能となったことで、より広い視点で日本在住のブータン人を対象とした研究がかなった。計画当初では予想できなかったことであり、新たな視点をもたらした。今後も日本とブータン双方においてフィールドワークを中心とした研究を行う予定である。並行して、積極的に口頭発表や論文投稿を行っていく。
インドネシアが分子進化上の起源地と推測される東アジアのイノシシ属の遺伝子調査

東アジアの家畜ブタおよび野生イノシシの起源地を求めて、インドネシアでの野生イノシシの遺伝的解析を行った。スマトラ島、ジャワ島、ロンボク島、シュラベシ島などから223頭の野生イノシシ資料を採取し、ミトコンドリアDNAのコントロール領域574bpの塩基配列を決定して系統解析を行った。インドネシアの野生イノシシは、Sus scrofa, Sus celebensis, Sus vurrucosusと思われるクラスターに型別された。系統解析よりインドネシアは、東アジアに生息する野生イノシシの起源地と推測された。本研究の目的は、インドネシアのイノシシ属の起源種と家畜化に関して分子遺伝学的に明らかにすることである。東アジアのイノシシ属の起源地は、インドネシアであることをミトコンドリアDNA(mtDNA)の多型解析と形態計測から解明する。(1)インドネシアの各島に生息するイノシシについて形態と遺伝子から総合的に解析する。(2)生物地理的観点から東アジアのイノシシの起源種を突き止め家畜化の系譜を調べる。本研究の目的は、東アジアのイノシシ属(野生イノシシと家畜ブタ)の起源は、インドネシアにあるとの仮説を証明するため、インドネシアに生息する野生イノシシからDNAを分離し、アジアからヨーロッパのイノシシと比較することにより、イノシシの分子進化を明らかにすることである。今年は、初年度であることから、9月と11月の2回にわたりインドネシアを訪問し、現地協力員との研究の打ち合わせ、およびDNAサンプルの採取をスマトラ島とジャワ島で行った。本年度の主な研究成果を下記する。1.イノシシのDNAサンプル:スマトラ島から11頭とジャワ島から32頭イノシシを捕獲した。採取したサンプルは主に狩猟により得た野性イノシシであり、その肉片、血液、毛根からDNAを分離した。2.インドネシアに生息するイノシシのDNA分析:各サンプルから採取したDNAよりPCR法にてミトコンドリアDNA(mtDNA)574bpを増幅し、塩基配列を決定した。3.増幅遺伝子の系統解析:合計43サンプルからmtDNAを増幅し解析した結果、20グループに塩基配列が分かれた。20グループの配列は、大きくは572bpの一群と573bpの群に大別された。本研究で得られた20グループのmtDNAとこれまでに解析して構築したデータベースのイノシシおよびブタの配列と比較した処、インドネシアのイノシシは、アジアおよびヨーロッパのイノシシや家畜ブタより起源種に近い処に位置することが明らかとなった。本年度に採取したイノシシのDNAサンプルはジャワ島とスマトラ島の南部で捕獲したイノシシであることから、来年度は、スマトラ島北部とフローレンス島でイノシシサンプルを採取する予定である。本研究の目的は、東アジアのイノシシ属(野生イノシシと家畜ブタ)の起源は、インドネシアにあるとの仮説を証明するため、インドネシアに生息する野生イノシシからDNAを分離し、アジアやヨーロッパのイノシシと比較することにより、イノシシの分子進化を明らかにすることである。昨年度は、スマトラ島とジャワ島を中心にイノシシのサンプルを採取した。今年度は、2007年9月にスマトラ島とジャワ島周辺の離島でサンプリングを実施した。また、海外調査を円滑に行う目的で、インドネシアから2名の研究者を招聘し、セミナーと共に研究サンプルの解析を行った。1.イノシシのDNAサンプル:スマトラ島から2サンプル、ジャワ島から5サンプル、スンバワ島から12サンプル、ティモール島から10サンプル、フローレス島から5サンプル、ロンボク島から48サンプルの合計82サンプルを採取した。2.インドネシアに生息するイノシシのDNA分析:各サンプルから採取したDNAよりPCR法にてミトコンドリアDNA(mtDNA)574573bpを増幅し、塩基配列を決定した。3.増幅遺伝子の系統解析:合計82サンプルからmtDNAを増幅し解析した結果、10ハプロタイプに塩基配列が分かれた。10グループの配列は、大きくは572bpと573bpの群に大別された。本研究で得られた10ハプロタイプは昨年検出したハプロタイプと8ハプロタイプが異なっており、多様性に富んでいることが明らかとなった。また、系統解析においてインドネシアのイノシシは、アジアおよびヨーロッパのイノシシや家畜ブタより起源種に近い処に位置することが明らかとなった。来年度は、これまでに解析の進んでいないカリマンタン島、スラウエシ島、イリアン・ジャヤ島でイノシシサンプルを採取する予定である。本研究の目的は、東アジアのイノシシ属(野生イノシシと家畜ブタ)の起源が、インドネシアにあるとの仮説を証明するため、インドネシアに生息する野生イノシシからDNAを分離し、アジアおよびヨーロッパのイノシシと比較することにより、イノシシの分子進化を明らかにすることである。

本年度は生物多様性の面で極めて特異な存在として知られているインドネシア・シュラベシ島に生息するイノシシに関して詳細に解析し、インドネシアの野生イノシシの分布域と多様性を解析した。本年度の主な成果を下記する。1.インドネシア・ボゴール大学の4名の教員と共に、平成20年11月2日6日までシュラベシ島を訪問し、現地の猟師と共に野生イノシシの試料を採集した。訪問期間中、17頭からDNAサンプルを得た。2.平成21年2月25日3月23日まで、ボゴール大学の若手教員2名を招聘し、シュラベシ島にて採取したDNAサンプルについてミトコンドリアDNA解析を行った。2.平成20度はシュラベシ島に生息する野生イノシシ50サンプルをDNA解析した。その結果、50サンプルは19のハプロタイプに分類された、また、形態とDNA分析から、シュラベシ島に生息する野生イノシシは、Sus scrofaではなく、Sus celebensisであり、系統的には大きく離れていた。インドネシアの生物相はフォーレスラインをはさんで大きく二分される。今回のシュラベシ島のDNA分析はそれを検証したことになる。ただし、人の移動に伴い家畜化されたSus scrofaもフォーレスラインより東に持ち込まれた可能性もあり、次年度は、ヒトの移動に伴うSus scrofaの分布に関して検討する予定である。本研究の目的は、東アジアのイノシシ属(野生イノシシと家畜ブタ)の起源が、インドネシアにあるとの仮説を証明するため、インドネシアに生息する野生イノシシからDNAを分離し、アジアおよびヨーロッパのイノシシと比較することにより、イノシシの分子進化を明らかにすることである。本年度はインドネシア・シュラベシ島の北部、中部、南部とパポアニューギニアに生息するイノシシに関して詳細に解析して遺伝的多様性を明らかにした。1.インドネシア・ボゴール大学の4名の教員と共に、平成21年11月2日7日までシュラベシ島を訪問し、現地の猟師と共に野生イノシシの試料を採集した。訪問期間中、20頭からDNAサンプルを得た。2.平成22年2月1日2月18日まで、ボゴール大学の若手教員2名とガジャマダ大学の若手教員1名を招聘し、インドネシアにて採取したDNAサンプルのミトコンドリアDNA解析を行った。3.シュラベシ島の北部、中部、南部に生息する野生イノシシ44サンプルとパポアニューギニアから4サンプルを採取しDNA解析を行った。その結果、合計48サンプルは27のハプロタイプの遺伝子型に分類された。この結果より、シュラベシ島に生息する野生イノシシSus celebensisは、極めて遺伝的多様性に富んでおり、家畜化の形跡は観察きれなかった。本年度のシュラベシ島の調査により、シュラベシ島に生息するSus celebensisは、遺伝的な多型に富み地方集団を形成して人による家畜化の影響はみられなかった。
酸化ストレスに対する生体応答としての動脈硬化初期病変形成能と治療法の開発

酸化ストレスに対する反応として生成する過酸化脂質が動脈硬化初期病変形成に及ぼす影響として、本研究では過酸化リン脂質であるフォスファチジルコリンヒドロペルオキシド(PCOOH)が単球の接着能に及ぼす影響を中心に検討した。培養細胞を用いた解析の結果、PCOOHが単球細胞のICAM-1への接着を誘導する生理活性分子として作用する可能性を見出し、その作用機序を検討した。高純度PCOOHの作製PCOOHによるTHP-1細胞の接着能の誘導上記の方法で作成したPCOOHを用いて、ヒト単球由来細胞(THP-1)の接着能誘導を評価するin vitroモデル系を構築した。具体的には、血管内皮細胞表面に発現する各種の接着分子(ICAM-1,VCAM-1,E-selectin)を予め96-well培養プレートにコーティングし、THP-1細胞をPCOOH添加培地などで培養後、プレートに接着した細胞数を計測した。このin vitroモデル系において、PCOOHはTHP-1細胞のICAM-1への接着を2.520μMで濃度依存的に誘導した。THP-1細胞の接着誘導はPCOOHに特異的であり、未酸化のPC、lysoPC、PCOOHの酸化二次生成物、脂肪酸ヒドロペルオキシド、過酸化水素などには認められなかった。また、細胞内における活性酸素種(ROS)の上昇も認められなかったことから、PCOOHによる接着誘導は、ヒドロペルオキシド基による細胞内ROSの亢進以外の機序によるものと考えられた。実際に、PCOOHの還元物(PCOH)によっても接着の誘導が認められており、接着誘導の作用機序について現在解析を進めている。また、これらの結果をもとに、PCOOHの蓄積と単球の接着能との相関、動脈硬化の進展との関連について、モデル動物を用いた解析を計画しており、次年度以降に実施を予定している。昨年までと同様にフォスファチジルコリンの酸化物であるヒドロペルオキシドPCOOH、およびその代謝産物を用いてヒト単球由来細胞(THP-1)の接着能を検討した。すなわち血管内皮細胞表面に発現する各種の接着分子(ICAM-1,VCAM-1,E-selectin)を予め96-well培養プレートにコーティングし、THP-1細胞をPCOOH添加培地で培養後、プレートに接着した細胞数を計測した。これまでの成績ではPCOOHは濃度依存性(2.520μM)、時間依存性(515分)にICAM-1とVACM-1に対するTHP-1細胞の接着を誘導した。一方、E-Selectinに対する接着亢進は誘導されなかった。このような実験系において、THP-1細胞の膜表面におけるβ2インテグリン分子種の関与を検討した。CD11a、CD11b、CD11c、CD18に対する抗体がPCOOH-10μMで誘導される接着に対する影響を検討すると、抗CD11a抗体、抗CD18抗体はこれを阻止した。したがって、THP-1細胞膜のLFA-1(CD11a/CD18のヘテロダイマー)がPCOOHによって影響を受ける接着分子であることが認められた。しかし、FACSによる解析ではLFA-1の発現量が接着能を亢進させるものではないと考えられ、LFA-1の量的変化に依存しない他の機序を考慮することが必要と考えられた。そこで、LFA-1の膜表面における局在性に着目して検討を行った。その結果、PCOOHの培地内添加は細胞の擬足様突起の出現を誘導し、THP-1細胞の著名な形態変化を促した。免疫染色法によりCD11aはこの擬足様突起部位で濃染され、同時に重合したF-actinが染色された。細胞接着を強力に誘導するPMAはこのような形態変化を誘導しないことから、PCOOHによる接着誘導の亢進機序はPMAとは全く異なると考えられた。このような成果を元に、次年度は生体材料としてマウスおよびヒト末梢血白血球から単球を分離し、その接着能に対するPCOOHの作用を検討し、病態との関連性を明らかにする。昨年度より引き続き、リン脂質フォスファチジルコリン(PC)由来の酸化一次生成物であるPCOOHによるヒト単球由来細胞(THP-1)の血管内皮細胞接着分子ICAM-1への接着誘導について、作用機序の解明を進めた。その結果、PCOOHによるTHP-1細胞の偽足様突起形成とICAM-1への接着は、いずれもアクチン重合阻害剤(cytochalacin D)によって阻害されたことから、アクチン重合を伴う偽足様突起形成がPCOOHによる接着誘導に必須であることが示されたことを明らかにし、報告した(J Lipd Res50:957-965,2009)。また、様々な阻害剤を用いた解析から、HMG-CoA還元酵素阻害剤であるスタチン剤がこの偽足様突起の形成とICAM-1への接着を強力に抑制することを見出した。

このスタチン剤による接着抑制作用はメバロン酸やゲラニルゲラニル二リン酸の添加によって完全に消失したことから、偽足様突起形成とそれに伴うICAM-1への接着亢進にはプレニル化(ゲラニルゲラニル化)タンパク質(低分子量Gタンパク質など)の機能が関与しているものと推定された。これらのことから、スタチン剤は血清コレステロール降下作用に加えて、単球の血管内皮への接着能を低下させることによって動脈硬化抑制的に作用している可能性があると考えられた。また本年度は、上記のTHP-1細胞を用いた接着モデルを応用し、ヒト末梢血単球やマウス単核球などの生体試料を用いた単球接着能評価系の構築を試みた。その結果、生体試料由来の単球ではTHP-1などの細胞株と比較して非特異的な接着が非常に多く、得られる細胞数にも制限があるため、評価系の確立には到らなかったが、特異性の向上や検出感度の向上(必要細胞数の低減)など、評価系構築のための問題点を見出すことが出来た。これらの問題点の改善により、当初の目標であった単球の接着能を簡便に評価する方法が構築できるようになるものと考えられた。
神経伝達物質の領野レベルの濃度分布を可視化するための酵素膜イメージング法の開発

1.神経伝達物質L-グルタミン酸の脳内分布を知るための方法論を開発することは重要である.以前報告した,グルタミン酸オキシダーゼ(GluOx)-ペルオキシダーゼ(HRP)酵素膜に基づくL-グルタミン酸イメージング法(Anal.Sci.2000,16,25-29)では,L-グルタミン酸の酵素による認識から色素の呈色に至るまでの反応が非可逆的に進行するため,観測される呈色強度は積算放出量に相当し,放出の増減にかかわらず常に増加していた.本研究では,測定時点の発色強度から前時点の発色強度を差し引いた差イメージを各測定時間について算出することにより,単位時間・単位面積当たりのフラックスとしてL-グルタミン酸放出を時間依存的にイメージングすることを検討した.これを,虚血刺激下における海馬スライス内のL-グルタミン酸放出のイメージングに適用し,虚血海馬内で放出されるL-グルタミン酸の領野間分布を時間依存的にイメージングすることに成功した(投稿準備中).2.上述の酵素膜イメージング法を,神経伝達物質の領野間分布の可視イメージング法として一般化するために,エステラーゼ型酵素をもつアセチルコリンを対象に酵素膜を設計した.脳スライス内には大量のアセチルコリンエステラーゼが存在することを利用し,コリンオキシダーゼとHRPに基づく酵素膜を作成した.この酵素膜について,in vitroのモデル実験系を用いて感度,選択性,応答時間等の観点から評価を行った.現在,マウス脳スライスを用いて刺激によって放出されるアセチルコリンの領野間分布の時間依存的イメージングについて検討中である.1.神経伝達物質L-グルタミン酸の脳内分布を知るための方法論を開発することは重要である.以前報告した,グルタミン酸オキシダーゼ(GluOx)-ペルオキシダーゼ(HRP)酵素膜に基づくL-グルタミン酸イメージング法(Anal.Sci.2000,16,25-29)では,L-グルタミン酸の酵素による認識から色素の呈色に至るまでの反応が非可逆的に進行するため,観測される呈色強度は積算放出量に相当し,放出の増減にかかわらず常に増加していた.本研究では,測定時点の発色強度から前時点の発色強度を差し引いた差イメージを各測定時間について算出することにより,単位時間・単位面積当たりのフラックスとしてL-グルタミン酸放出を時間依存的にイメージングすることを検討した.これを,虚血刺激下における海馬スライス内のL-グルタミン酸放出のイメージングに適用し,虚血海馬内で放出されるL-グルタミン酸の領野間分布を時間依存的にイメージングすることに成功した(投稿準備中).2.上述の酵素膜イメージング法を,神経伝達物質の領野間分布の可視イメージング法として一般化するために,エステラーゼ型酵素をもつアセチルコリンを対象に酵素膜を設計した.脳スライス内には大量のアセチルコリンエステラーゼが存在することを利用し,コリンオキシダーゼとHRPに基づく酵素膜を作成した.この酵素膜について,in vitroのモデル実験系を用いて感度,選択性,応答時間等の観点から評価を行った.現在,マウス脳スライスを用いて刺激によって放出されるアセチルコリンの領野間分布の時間依存的イメージングについて検討中である.
ヒトiPS細胞由来分化心筋の数理モデル構築による創薬、疾患モデル解析への応用

創薬において治療候補薬の心毒性を確認する試験として、動物や非心筋培養細胞を用いた実験が行われているが、ヒト心筋とは異なるため、より人体により近いヒトiPS細胞由来分化心筋を用いた研究が進んでいる。しかし、分化心筋は幼若で性質のばらつきが多いため臨床応用の妨げとなっている。本研究では、正確にヒトiPS細胞由来分化心筋における電気生理学的動態を解析し、創薬や遺伝性不整脈疾患研究における研究応用を加速するため、性質のばらつきをAI技術の一部である数理最適化手法やディープラーニングを用いて解析・補正する数理システム(コンピュータ・シミュレーションシステム)の構築を行う。
有機超伝導薄膜からのコヒーレント光超放射に関する研究

本研究は,レーザーのような「コヒーレント光放出素子」を,無機化合物半導体ではなく,有機半導体を材料として用いて実現することを目標とする。具体的には,超伝導状態の有機単結晶薄膜内におけるコヒーレントな電子/正孔各クーパー対の再結合による自然放射,「超放射」を利用してコヒーレント光放出を行う,というものである。本研究では有機薄膜への電子・ホールの両電荷を注入し,超伝導状態で再結合させることによって超放射を実現することを目指しているが,そのための電荷注入方法として有機電界効果トランジスタ(FET)を形成する必要がある。本年度はこの有機FETの低電圧動作,及び高効率な電荷注入を実現することを目指し,前年度から試みている陽極酸化法による五酸化タンタルゲート絶縁膜作製法の改良を行った。実験の結果,Ta板を濃硫酸・フッ酸混液中で電解研磨することにより表面を数nm以下のレベルで平坦化することに成功した。そしてその表面を陽極酸化することにより,昨年度よりもはるかに高い耐電圧性を有する酸化膜の形成を実現した。その結果,五酸化タンタルゲート酸化膜上に形成したペンタセンFETは,導電性Si/SiO_2基板上に形成したものと同程度までゲート電圧を加えることが可能であった。これにより,五酸化タンタルが二酸化珪素より誘電率が高い分(SiO_2:ε=4,Ta_2O_5:ε=27),これまでより数倍の星の電荷を有機薄膜に注入することに成功している。このように多量の電荷を有機薄膜中に注入することにより,化学ドープでは得られなかった物性変化を,FET電荷注入によって発現できることが期待される。本年度はこの有機FETの低電圧動作,及び高効率な電荷注入を実現することを目指し,ゲート絶縁体に高誘電率酸化膜を有する有機FETの形成を試みた。その結果,電解質溶液中,特にヨウ化カリウムの希薄水溶液中で金属Ta板を陽極酸化することによって,表面にバルク酸化物と同程度の誘電率を有する低欠陥かつ低不純物な酸化皮膜を形成することに成功した。この酸化皮膜をボトムゲートとし,その上にペンタセン薄膜を成長して形成した有機FETは,数V程度のゲート電圧で動作が確認されており,従来のSi酸化膜上の有機FETと比較して遥かに低電圧で動作することが実証された。また本年度は上記実験と平行して,超高真空下で作製した有機薄膜の光物性をin-situで測定するシステムの作製も行った。本装置では,超高真空下,-100°C程度の低温状態で,試料薄膜の蛍光スペクトル,ラマンスペクトル,あるいは反射スペクトルの測定を可視光領域で行うことが可能である。
脊椎動物における、上顎領域の起源と形態進化

当該年度は、マウス(Mus museulus)において顎骨弓(第一咽頭弓)特異的に発現するDlx1の発現領城と三叉神経のパターンの比較を行った。またこれまでに得られたマウス、ニワトリ(Gallus gallus)、ソメワケササクレヤモリ(Paroedura pictus)、チョウザメ(Bester)、トラザメ(Scyliorhinus torazame)の三叉神経と顔面原基の発生過程の観察に加え、免疫組織化学染色により有尾類であるメキシコサラマンダー(Ambystoma mexicanum)の三叉神経の発生を記載し、さらにすでに知られる各系統の動物の解剖学的詑載と併せて、進化的に考察した。解剖学において哺乳類の機能的「上あご」に分布することから命名された「上顎神経」は、これまで個体発生において上顎突起、つまり顎骨弓より生じる原基とその派生物に付随する形態物と認職されてきた。ところが、本研究の結果から、「上顎神経」は上顎突起・顎前領域それぞれに付随する要素の複合と判明した。顎前領域に付随する枝は、人体解剖学では「上顎神経」の枝のひとつに数えられてきた鼻口蓋神経に相当する。瓠のある脊椎動物(顎口類)の上あごにおける三叉神経の形態は、これら二つの要素を基本嘩位として様々に変遷してきたらしい。顎の成立以前に分岐したヤツメウナギなどの円口類でも、あたかも上顎神縄のように口の前側に分布する枝が見られる。しかしその分布領域は、先行研究から顎前領城の派生物として考察されている。つまり、「上顎神経」の二つの要素のうち、顎前領城に分布するものは現生鞭椎動物の共通祖先において存在し、顎の成立に際して上顎突起の要素が派生的に付け加わったと解釈できる。以上の研究結果は、7月にバルセロナで開催されたICVM(国際脊椎動物形態学会)で発表され、専門誌Journal of Morphologyにおいて報告された。(抄録なし)脊椎動物の顎や顔面の形態は、咽頭胚の頭部にある第一咽頭弓とその前方にある顎前領域より構成される。特に大部分の顎口類の上顎はこれら二つの領域の間葉が組み合わさって生じるが、しかし上顎を構成する各要素の由来やその進化的経緯は明らかでない点が少なくない。本研究では中でも、これまで一般に第一咽頭弓の要素に数えられてきた、三叉神経の上顎枝に着目した。本年度は各系統の動物の胚を用いて、形態的に上顎神経の発生の比較を行った。まず、第一咽頭弓に由来する上顎突起と顎前領域とを用いて上顎を構成する動物を対象とした。免疫組織化学染色によって神経枝を可視化し、形態観察を行った結果、マウス(Mus musculus)では上顎枝の一部が、上顎突起のみならず顎前領域にも分布することを確認した。ただし、ニワトリ(Gallus gallus)とソメワケササクレヤモリ(Paroedura picta)ではこうした分枝が確認されなかった。チョウザメ(Bester)、トラザメ(scyliorhinus torazame)など一部の動物の上顎は上顎突起のみで構成され顎前領域がほとんど参与しない。これらの動物において、上顎枝は上顎突起のみならず、さらに前方の吻部にも分布することが確認された。チョウザメを用いて組織切片からコンピュータ上で三次元モデルを構成した結果、中胚葉との位置関係から、吻部の分枝はその発生の初期段階ですでに第一咽頭弓ではなく顎前領域に分布していることが分かった。以上の結果は、顎口類における上顎枝の分布が顎前領域と上顎突起の両方にまたがることを示している。上顎突起の生じない円口類のヤツメウナギでも、上顎枝に似た神経枝が顎前領域に分布する知見を考慮すると、顎前領域に神経枝を伸長させる発生上の機構は、顎をもたない段階ですでに存在した可能性が示唆される。よって上顎枝のうち上顎突起に分布する成分は、顎口類の系統で新規に獲得されたものであると考えられる。三叉神経は眼神経と上下顎神経の二部分から成り、このうち後者より発する上顎神経・下顎神経はそれぞれ上あご・下あごに対応付けられる。しかし、上顎神経の分布と顎口類の上あごを構成する発生原基との対応関係にはいまだ不明な点が多い。本研究では、上顎神経と上あごの発生過程を顎口類間で比較し、その進化について考察している。前年度までにおこなったマウス、チョウザメ、トラザメの観察により、それまで顎骨弓の背側より生じる上顎突起に分布する、単一の形態要素ととらえられてきた上顎神経は、顎前領域に分布する鼻口蓋神経の相同物と、上顎突起に固有の神経枝(すなわち、顎口類に特有の上顎突起に付随する神経枝)とから成ると予想された。本年度、顎骨弓に特異的な遺伝子として知られるDox1の発現をマウスにおいて確認したところ、鼻口蓋神経の分布する領域に明確な発現が見られなかったことからもこの考えが支持される。しかし、マウスと同じ羊膜類である、双弓類のニワトリとソメワケササクレヤモリには、鼻口蓋神経に対応する上顎神経の分枝が存在しなかった。本年度に羊膜類の外群にあたる両生類(メキシコサラマンダー、アフリカツメガエル)の観察をおこなったところ、上顎神経が極端に小さく、一次口蓋が眼神経の末梢に支配されるなど、他の動物には見られない特徴があった。