hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
群体の初期発生形質を取り入れたコブコケムシ類の系統分類

当初研究材料として予定していた北日本産コブコケムシのうち厚岸産の2種(sp.4, sp.6)は,材料が少なかったために十分な研究が行えず,今回の結果には含めなかった.今回材料とした5種のコブコケムシの初期群体の走査型電子顕微鏡写真を二次元画像解析装置のデジタイザーにセットし,以下の個虫形質を測定した. 1, 2自活個虫の長・短径, 3, 4自活個虫開口部の長・短径, 5, 6自活個虫周口孔の直径と数, 7-10不定性・代位性鳥頭体の長・短径, 11, 12不定性・代位性鳥頭体の顎の長さ, 13自活個虫開口を基準面とした不定性鳥頭体の角度, 14代位性鳥頭体の群体単位面積あたりの数,次に結果のまとめを述べる.1.5種ともに上記14個の測定形質において大きな変異を示した.2.変異は各種ごとの群体内(つまり個虫間)においても著しかった.3.種内変異が比較的小さい形質は, 3, 4, 7, 8, 11であった.4.全種間で変異の重ならない形質は一つもなかった.5.2種づつペアにした場合には変異の重ならない形質が存在した.それらは以下の通り. sp.1とsp.2間の3, 4, sp.7とsp.8間の9, 10, sp.1とsp.3間の9, 10, sp.2とsp.3間の14, sp.3とsp.7間の13,など.以上の結果から各形質の変化系列を考察した.それぞれの形質の測定値を大→小または小→大に並べ,まず全形質の整合性を調べたところ, 1と2, 3と4など当然整合すべき対形質をのぞけば,残念ながら全く同じ変化傾向を示す形質は二つとなかった.つぎに子孫形質の探査を行った.今回の計量形質の場合,値の大きい方を子孫形質とするか,それともその逆にするかの判断を行いえなかった.さらにはそれらの形質変化の適応的な意味をとらえられなかった.全く別の形質を導入しない限り,コブコケムシの分岐分類は困難であると今回の研究で結論した.当初研究材料として予定していた北日本産コブコケムシのうち厚岸産の2種(sp.4, sp.6)は,材料が少なかったために十分な研究が行えず,今回の結果には含めなかった.今回材料とした5種のコブコケムシの初期群体の走査型電子顕微鏡写真を二次元画像解析装置のデジタイザーにセットし,以下の個虫形質を測定した. 1, 2自活個虫の長・短径, 3, 4自活個虫開口部の長・短径, 5, 6自活個虫周口孔の直径と数, 7-10不定性・代位性鳥頭体の長・短径, 11, 12不定性・代位性鳥頭体の顎の長さ, 13自活個虫開口を基準面とした不定性鳥頭体の角度, 14代位性鳥頭体の群体単位面積あたりの数,次に結果のまとめを述べる.1.5種ともに上記14個の測定形質において大きな変異を示した.2.変異は各種ごとの群体内(つまり個虫間)においても著しかった.3.種内変異が比較的小さい形質は, 3, 4, 7, 8, 11であった.4.全種間で変異の重ならない形質は一つもなかった.5.2種づつペアにした場合には変異の重ならない形質が存在した.それらは以下の通り. sp.1とsp.2間の3, 4, sp.7とsp.8間の9, 10, sp.1とsp.3間の9, 10, sp.2とsp.3間の14, sp.3とsp.7間の13,など.以上の結果から各形質の変化系列を考察した.それぞれの形質の測定値を大→小または小→大に並べ,まず全形質の整合性を調べたところ, 1と2, 3と4など当然整合すべき対形質をのぞけば,残念ながら全く同じ変化傾向を示す形質は二つとなかった.つぎに子孫形質の探査を行った.今回の計量形質の場合,値の大きい方を子孫形質とするか,それともその逆にするかの判断を行いえなかった.さらにはそれらの形質変化の適応的な意味をとらえられなかった.全く別の形質を導入しない限り,コブコケムシの分岐分類は困難であると今回の研究で結論した.
成人幹細胞の分化の制御機構に関する研究

我々は、「成人幹細胞は未分化の段階で多様な遺伝子を発現しており、ある組織への分化過程では、その組織に特異的な遺伝子群が結果的に優位な発現を示すように、それ以外の遺伝子の発現を抑制するための抑制機構が存在する」といった仮説に基づいて研究を進めている。仮説に示した抑制機構は、間葉系幹細胞を中胚葉系に誘導した場合よりも、胚葉を越えて外胚葉系の組織に誘導した場合のほうがより顕著に働くと考え、前年度には成体マウス骨髄由来幹細胞の中胚葉および外胚葉への分化モデルを確立した。今年度は、「未分化の段階における多様な遺伝子発現」を検討する目的で、未分化成人幹細胞が中胚葉系だけではなく外胚葉系である神経系の表現型を示すか否かの検討を行った。PT-PCP解析の結果、未分化幹細胞は、骨特異的な遺伝子だけでなく神経特異的な遺伝子も強いレベルで発現していることが明らかとなった。また、未分化幹細胞は神経特異的なtarkAおよびβ-tubulin IIIを、蛋白レベルでも発現した。さらに、細胞膜電流のパッチクランプ記録から、未分化幹細胞は機能的にもある程度神経細胞様の性質を示すことが明らかとなった。また、これらの神経細胞様の表現型は、未分化幹細胞を骨へ分化誘導すると消失していく現象をつきとめた。さらに、共同研究機関である米国UCLAワイントロープ再建生体工学センターで開発された、「細胞外マトリックス・骨分化特異的cDNAマイクロアレイ」を用いてより多くの遺伝子群の発現様式を解析した結果、生体幹細胞は未分化な状態で多くの骨分化特異的な遺伝子を発現しており、これらの遺伝子群の発現は細胞が神経系に誘導されるとダウンレギュレートすることが明らかとなった。これらの結果は我々の仮説に示した抑制機構の存在を示すものと考えられる。我々は、この抑制現象を「gene pruning」と呼び、その機構の解明に向かっている。今年度の研究は研究実施計画に基づき主にUCLAワイントロープ再建生体工学センターにて行われた。我々は申請書に記載したように、「成人幹細胞は未分化の段階で多様な遺伝子を発現しており、ある組織への分化過程では、その組織に特異的な遺伝子群が結果的に優位な発現を示すように、それ以外の遺伝子の発現を抑制するための抑制機構が存在する」といった仮説に基づいて研究を進めている。従来、骨髄由来間葉系幹細胞は中胚葉系の組織である骨・軟骨・脂肪に分化することが良く知られていたが、最近これらの細胞が外胚葉系の組織である神経へも分化することが示唆されている。そこで我々は、仮説に示した抑制機構は、間葉系幹細胞を中胚葉系に誘導した場合よりも、胚葉を越えて外胚葉系の組織に誘導した場合のほうがより顕著に働くと考え、成人幹細胞の中胚葉および外胚葉への分化モデルを確立した。これにあたり、我々は成体マウスの骨髄由来幹細胞を骨および神経へ分化誘導し、それぞれの組織特異的な遺伝子および蛋白の発現を検出することにより異なる胚葉系組織への分化能を確認した。また、神経への分化誘導の際には、細胞膜電流のパッチクランプ記録により電位依存的イオンチャンネルの存在を示し、機能的にも神経細胞に分化していることを示した(国際歯科学会で発表予定)。このモデルを用いて成体幹細胞を骨に分化誘導した場合の神経特異的な遺伝子・蛋白の発現を検討した結果、これらの発現は分化誘導前の細胞にあるレベルですでに存在しており、発現レベルは骨分化の進展に伴い減少した。同様に、細胞を神経に分化誘導した場合には、骨特異的遺伝子の発現は減少した。これらの結果は我々の仮説に示した抑制機構の存在をサポートするものと考えられる。現在、確立した分化モデルを用いて成体幹細胞の分化過程における広範囲にわたる遺伝子の発現抑制をDNAマイクロアレイにより観察している。さらに、共同研究機関である米国UCLAワイントロープ再建生体工学センターで開発された、「細胞外マトリックス・骨分化特異的cDNAマイクロアレイ」を用いてより多くの遺伝子群の発現様式を解析した結果、生体幹細胞は未分化な状態で多くの骨分化

特異的な遺伝子を発現しており、これらの遺伝子群の発現は細胞が神経系に誘導されるとダウンレギュレートすることが明らかとなった。これらの結果は我々の仮説に示した抑制機構の存在を示すものと考えられる。我々は、この抑制現象を「gene pruning」と呼び、その機構の解明に向かっている。
神経管のパターン形成における遺伝子発現制御のダイナミクス

中枢神経系の、複雑で精緻なパターン形成の分子メカニズムを理解することは、神経発生学における重要な目標の1つである。我々は神経発生に重要な役割を果たしていると考えられている細胞外シグナル因子、ソニック・ヘッジホッグ(Sonic Hedgehog; Shh)の機能に着目し、その受け手となる神経前駆細胞の性質の変化に必要な細胞内因子をスクリーニングによって同定し、その機能を解析した。その結果、正確なパターン形成には、Shhの負のフィードバックが必要であり、そのフィードバックが新規のGタンパク質共役受容体によって制御されていることを明らかにした。神経分化における神経前駆細胞のパターン形成と運命決定のメカニズムを探るため、エレクトロポレーションによる強制発現とsiRNAによる機能喪失実験を行った。これまでの予備的解析から、神経管のパターン形成因子であるソニック・ヘッジホッグ(sonic hedgehog; Shh)の下流で働く転写因子や仲介因子が多数単離されていたが、平成27年度は、これらのうち、それらの発現パターンをin situハイブリダイゼーションにより網羅的に解析し、発現が興味深くかつ機能未知のものを多数単離した。現在、そのうちの3種類について解析を進めている。神経分化に関与する分泌因子の1つであるソニック・ヘッジホッグ(Sonic Hedgehog; Shh)のターゲット遺伝子のうち、神経管に発現するものをin situハイブリダイゼーションによって多数単離し、ニワトリ胚における電気穿孔法により活性を解析したところ、神経管の背腹軸のパターン形成に影響が見られるものが見いだされた。現在、これらの遺伝子の機能を主に機能喪失実験によって確かめている。また、マウス胚性幹細胞(ES細胞)の神経分化の実験系において、レチノイン酸とShhを組み合わせることにより、脊髄レベルの神経前駆細胞の各サブタイプを選択的に分化させる技術を確立した。中枢神経系にはきわめて多様な神経または神経関連細胞が存在し、それらが整然と配列されている。この複雑で精緻なパターン形成は主に発生途上にある胚内で行われるが、その分子メカニズムを理解することが神経発生学における大きな目標の1つである。神経前駆細胞の多様な分化制御には細胞外因子(分泌因子:BMP, Wnt,ソニック・ヘッジホッグ(Sonic Hedgehog; Shh)))が深く関与している。本研究ではそのうち特にShhとそれを受容する神経前駆細胞の経時的なシグナル活性の変化を制御する因子の同定を進めた。この目的で、in situハイブリダイゼーション法と定量PCR法を組み合わせたスクリーニングを行い、結果として細胞内シグナル活性を制御する遺伝子の最終候補を数個同定した。現在そのうちの1つ、新規のGタンパク質共役受容体(GPCR)を中心に解析を進めている。この因子はShhに応答して発現が上昇して腹側(ventral)に発現するので、GPRvと命名した。神経管における強制発現と機能喪失実験から、GPRvがShhシグナルに対して負の影響を与えていることが明らかとなり、GPRvがShhシグナルのフィードバック調節因子であることが示唆された。細胞外シグナル因子(Shh, BMP, Wntなど)が濃度依存的に前駆細胞の分化方向を制御することは以前からよく知られた事実であり、これまでの多くの研究からもその分子メカニズムが明らかになっている。一方で、本研究はシグナル活性の経時的な変化による分化制御に焦点を当てたものであり、シグナル因子から細胞分化に至る分子メカニズムに新しい知見を与えるものである。現在、神経前駆細胞の分化以外の状況下でGPRvが機能する可能性を考えて解析を進めており、解析が終了次第論文報告とする予定である。今後は、現在単離されているパターン形成因子の解析を、主に機能喪失実験を用いて明らかにする。また、各因子同士のエピスタティックな上下関係を明らかにするほか、Shhの仲介因子として働く転写因子Gliの活性状態の経時的な変化を、神経組織片を用いて明らかにする。さらに、マウスES細胞の神経分化系でも同じメカニズムが働いているかを調べ、神経分化の分子機構が種を超えて保存されているかを検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。発生生物学28年度が最終年度であるため、記入しない。
がんの新規原因遺伝子特定に向けた変異解析パイプラインの構築

がんにおけるゲノム変異を解明するため、次世代シークエンサーで得られたデータを解析するコンピュータパイプラインの構築を行った。全エクソン解析、RNAシークエンス解析、またそれらの結果を統合するプログラムを開発し、さまざまながん種の変異リスト作成することができた。実際、作成した解析結果から疾患の原因遺伝子変異を見つけている。例えば、白血病患者への治療として実施された造血幹細胞移植後に発症する、移植ドナー細胞由来白血病の発症のメカニズムの解明となる原因遺伝子変異の同定に成功した。がんにおけるゲノム変異の解明は、発がんの直接的な原因異常の同定に繋がり、それらの異常遺伝子を標的とした新たな治療法開発のための重要な知見となる。次世代シークエンサーの普及によりがんゲノム・エピゲノム解析を個々の研究室で遂行可能になったものの、解析検体内の正常細胞の混入あるいはがん腫内のクローン多様性のため、解析プログラムに様々な工夫をしないと発がんの本質的原因を明らかにすることは困難である。本研究では、次世代シークエンサーで得た塩基配列データから発がんの本質的原因遺伝子の同定を目的としたパイプラインを構築し、実際の臨床検体解析における有効性を検証した。次世代シークエンサーからcDNAをキャプチャーしたものとゲノムDNA基質をシークエンスものについて、それぞれに対応する変異解析プログラムを作成した。特に変異コールの偽陽性を減らすためのフィルター設計を重点的に行い、リード(FASTQ)に付加しているクオリティー、マッピングの正確性、候補に挙がった変異箇所の信憑性、などに対するフィルターを組み込んでいる。変異をコールする前のフィルターの設計は、既存の解析ツール、例えばGenome Analysis Toolkit (GATK)やMuTectで変異をコールする際にも偽陽性を減らすのに効果的であった。解析検体数が増えてきてがん腫ごともしくはがん腫を超えて特徴を掴むことが可能になったため、多検体間のプロファイリングを可能にするツールを開発した。がん腫特有に見られる遺伝子変異のパターンや原因遺伝子同定のための戦略に効果を発揮している。現在までに300検体以上を開発したツールで解析を行い有効性を確認した。がんにおけるゲノム変異を解明するため、次世代シークエンサーで得られたデータを高速に解析するコンピュータパイプラインの構築を行った。全エクソン解析、RNAシークエンス解析、またそれらの結果を統合するプログラムを開発し、さまざまながん腫の変異リスト作成することができた。例えば、白血病患者への治療として実施された造血幹細胞移植後に発症する、移植ドナー細胞由来白血病の発症のメカニズムの解明に貢献した。全エクソン解析の場合、がんの腫瘍部検体と同一患者の正常部検体のペアを解析し、がん特有の変異(体細胞変異)を見つけることが主な目的であるが、稀に同一患者のペアとなっていない検体と考えられる場合が見られた。そのため、正しいペアかどうかのチェック機構を1000人ゲノムプロジェクトで登録されているSNP(Simple Nucleotide Polymorphism、一塩基多型)の変異率より算出し、サンプルの整合性確認を行った。これまで、431検体中7検体は同一患者由来のサンプルとは考え難いという結果であった。当初は単体のサーバ上で動作させていたパイプラインであったが、大規模解析と高速化への対応として、効率的に分散処理できるようにSun Grid Engine上で動作させられるようプログラムの移植を行った。使用コア数やプログラム自体の修正の影響もあるが、従来より数倍数十倍の高速化を実現した。バイオインフォマティクス平成25年度はcDNAキャプチャー法で得た次世代シークエンサーデータから変異探索システムの構築を目指していたが、cDNAキャプチャー法だけでなくゲノムDNA基質をシークエンスしたデータに対しても変異解析プログラムの開発にも着手できた点は研究の進捗としてかなり順調である。しかし、解析システムにおいて点突然変異と挿入欠失については概ね完成したものの、遺伝子融合のプログラム開発には本格的に着手できておらず、DeFuseなど既存のツールを使って解析を進めている状況である。今後は遺伝子融合探索においても独自のプログラムを開発することを目指す。多検体の解析結果を用いたプロファイリングは、平成26年度に予定していた項目であるが前倒しすることができている。また開発したプログラムをスーパーコンピュータ上で動作させるための移植なども着手していて、二年間という研究期間で進捗状況を判断すると概ね順調に進んでいると考えている。一つ目は、cDNAキャプチャー法のデータから遺伝子融合を探索するプログラム開発である。DeFuseなど既存の遺伝子融合解析ツールでは、多くの融合遺伝子候補が得られるものの偽陽性が多く含まれるため精度の点から改善の余地があると考えている。マッピングのリード長や候補リードの選別などより細かい解析ステップを設計することで精度を高める工夫を凝らしていく。二つ目は、解析結果によるデータベースの構築を行いたい。解析検体数が増えたことで検体間の比較やがん腫の特徴を掴むことができるようになってきたが、変異候補数の増加が著しく変異の羅列ではリストにするのが困難になってきた。cBioPotalなどデータベース支援ツールなども考慮し解析結果を有効に活用するためのシステムを構築したい。

三つ目は、正常検体のデータベース化に取り組みたい。腫瘍検体だけでなく正常検体の解析結果を纏めておくことは、腫瘍検体の変異候補を絞り込むのに大変有効である。正常検体の結果をまとめる枠組みを考案したい。物品費使用における調整の結果。物品費として使用予定。
がん微小環境亢進シグナルの攻略に寄与する高活性天然物の探索と機能解明

本研究では,がん幹細胞の生存と適度な分裂を支える「がん微小環境」を標的とし,がん微小環境で亢進するシグナル分子をターゲットとして,その機能を抑制し正常化を促進する高活性低分子化合物を天然物から探索し,その機能を解明することを目的としており,そのような標的シグナルとして,幹細胞の自己複製に関わるウィント(Wnt),ヘッジホッグ(Hh),およびトレイル(TRAIL)シグナル等を対象としたスクリーニングを行った.1)Wntシグナル阻害作用をもつ天然物のスクリーニングの結果,ヒマシ粕(Ricinus communis)からWntシグナル阻害作用をもつリグナン型化合物とフラボノイド配糖体を1種ずつ単離した.一方,センダン科植物成分として知られるロカグラミド誘導体についての合成研究を行い,ヘテロ環を含む一連の誘導体の中から,顕著なWntシグナル阻害作用を示す化合物を見出した.2)ショウガ科Boesenbergia pandurataの根茎からTRAIL耐性克服作用を示す3種の新規イソピマラン型ジテルペン(boesenberol I, J, K)と2種の既知ジテルペンを単離し,各種スペクトルデータの解析に基づきそれらの構造を決定した.これらの5つの化合物はヒト胃がんAGS細胞に対して顕著なTRAIL耐性克服作用を示した.3)エピジェネティック遺伝子転写を制御するポリコーム構成分子の一つであるBMI1のプロモーター阻害作用に関するスクリーニングを行い,キョウチクトウ科植物Beaumontia murtoniiから活性成分としてカルデノリド配糖体を単離した.本化合物はヒト結腸腺がん細胞HCT116に対する細胞毒性を示し,BMI1タンパク質を減少させた他,ヒト肝がん細胞Huh7のスフェア形成を抑制し,がん幹細胞性を減少させることが判明した.Wnt,Hedgehog, TRAIL, Notch,およびBMI1シグナル等に対するスクリーニング研究の成果として,タイおよびバングラデシュ産植物,および放線菌からから数多くの活性化合物を単離した.それらの中には新規化合物も数種含まれていた.また,数種の代表的な活性成分に対する作用機構の解析を行い,興味深い知見が得られた.Wnt,Hedgehog, TRAIL, Notch,およびBMI1シグナル経路等に関してさらに継続してスクリーニング研究を行っていく.これまでに得られた活性成分の中から,とくに興味深い作用を示すことが期待される代表的な化合物を数種選別し,それらについての作用メカニズムを分子レベルで解析する実験をさらに進展させる.とくに,Wntシグナル阻害作用をもつロカグラミド類やBMI1プロモーター阻害作用をもつマクロリド等についてシグナル経路の構成分子への影響や標的分子解明に向けて検討する.本研究では,がん幹細胞の生存と適度な分裂を支える「がん微小環境」を標的とし,がん微小環境で亢進するシグナル分子をターゲットとして,その機能を抑制し正常化を促進する高活性低分子化合物を天然物から探索し,その機能を解明することを目的としており,そのような標的シグナルとして,幹細胞の自己複製に関わるウィント(Wnt),ヘッジホッグ(Hh),およびトレイル(TRAIL)シグナル等を対象としたスクリーニングを行った.1)Wntシグナル阻害作用をもつ天然物のスクリーニングの結果,ヒマシ粕(Ricinus communis)からWntシグナル阻害作用をもつリグナン型化合物とフラボノイド配糖体を1種ずつ単離した.一方,センダン科植物成分として知られるロカグラミド誘導体についての合成研究を行い,ヘテロ環を含む一連の誘導体の中から,顕著なWntシグナル阻害作用を示す化合物を見出した.2)ショウガ科Boesenbergia pandurataの根茎からTRAIL耐性克服作用を示す3種の新規イソピマラン型ジテルペン(boesenberol I, J, K)と2種の既知ジテルペンを単離し,各種スペクトルデータの解析に基づきそれらの構造を決定した.これらの5つの化合物はヒト胃がんAGS細胞に対して顕著なTRAIL耐性克服作用を示した.3)エピジェネティック遺伝子転写を制御するポリコーム構成分子の一つであるBMI1のプロモーター阻害作用に関するスクリーニングを行い,キョウチクトウ科植物Beaumontia murtoniiから活性成分としてカルデノリド配糖体を単離した.本化合物はヒト結腸腺がん細胞HCT116に対する細胞毒性を示し,BMI1タンパク質を減少させた他,ヒト肝がん細胞Huh7のスフェア形成を抑制し,がん幹細胞性を減少させることが判明した.Wnt,Hedgehog, TRAIL, Notch,およびBMI1シグナル等に対するスクリーニング研究の成果として,タイおよびバングラデシュ産植物,および放線菌からから数多くの活性化合物を単離した.それらの中には新規化合物も数種含まれていた.また,数種の代表的な活性成分に対する作用機構の解析を行い,興味深い知見が得られた.Wnt,Hedgehog, TRAIL, Notch,およびBMI1シグナル経路等に関してさらに継続してスクリーニング研究を行っていく.これまでに得られた活性成分の中から,とくに興味深い作用を示すことが期待される代表的な化合物を数種選別し,それらについての作用メカニズムを分子レベルで解析する実験をさらに進展させる.とくに,Wntシグナル阻害作用をもつロカグラミド類やBMI1プロモーター阻害作用をもつマクロリド等についてシグナル経路の構成分子への影響や標的分子解明に向けて検討する.
学童期における学習状況と体力・運動能力の関連性に関する縦断的調査

本研究課題は,中学生を対象に学業成績に体力や肥満そして生活習慣(運動習慣や日常身体活動状況など)が影響を及ぼすのかどうかを検討した.その結果,中学1年生時の体力は中学1年生時の学業成績(評定)と関連性,つまり体力が高い生徒は学業成績も高い関係性が認められた.また,中学1年生時に成人期の肥満基準を超える生徒は,学業成績が低値であった.さらに,中学1年生時の運動日数が1日以下の男子生徒では,中学2年生になった時の学業成績が低い結果がみられた.これらは中学生期の体力向上や運動習慣が学業成績に負に影響するのではないことを示し,さらに運動やスポーツが学習効果に好影響を及ぼす可能性を示唆する.本研究課題は,1)体力と学業成績の関連性を横断的および縦断的研究に調査し、関連性を示す場合には,その基盤となるような社会環境要因や心理的要因そして生理学的な要因などについて検討する.さらに、2)学校教育・学校体育の中での両者の相互作用をポジティブな方面に作用させる方法論の模索、一方その阻害要因と考えられる“運動嫌い"を生み出す要因の解明を試みるものである.平成25年度は,初年度(平成24年度)で収集したデータの入力作業および横断的な解析を行った.アンケート調査および新体力テストデータ,評定については9校の公立中学校から収集され,そのうち社会経済的要因(世帯収入や保護者の学歴など)を補正するためのデータも整ったのは今年度では4校であった.これらのデータを用いて,体力テスト得点と評定の関係性,それらへのモチベーション要因の関係性,運動部活動への参加状況,肥満の影響などについて検討を行った.また,第2学年に進級した前年度と同一の生徒たちの生活習慣等のアンケート調査,新体力テスト・評定についても追跡してデータ収集を行った.初年度の横断的データを用いての検討では,中学1年生時点においては体力テスト得点と評定値の合計には正の関連性が認められ,肥満は評定値の合計に負に作用する可能性が示唆された.他方で,運動部活動への参加,運動習慣の有無も評定合計値に正に作用する可能性が示唆された.モチベーション要因については評定合計値への影響は認められなかった.次年度以降は,縦断的な解析が可能となるので,横断的な解析も進めつつ,縦断的な解析を行い,得られた知見を積極的に公表する予定である.本研究課題は,中学生を対象に学業成績に体力や肥満そして生活習慣(運動習慣や日常身体活動状況など)が影響を及ぼすのかどうかを検討した.その結果,中学1年生時の体力は中学1年生時の学業成績(評定)と関連性,つまり体力が高い生徒は学業成績も高い関係性が認められた.また,中学1年生時に成人期の肥満基準を超える生徒は,学業成績が低値であった.さらに,中学1年生時の運動日数が1日以下の男子生徒では,中学2年生になった時の学業成績が低い結果がみられた.これらは中学生期の体力向上や運動習慣が学業成績に負に影響するのではないことを示し,さらに運動やスポーツが学習効果に好影響を及ぼす可能性を示唆する.本研究課題は,1)体力と学業成績の関連性を横断的および縦断的研究に調査し、関連性を示す場合には,その基盤となるような社会環境要因や心理的要因そして生理学的な要因などについて検討する。さらに、2)学校教育・学校体育の中での両者の相互作用をポジティブな方面に作用させる方法論の模索、一方その阻害要因と考えられる“運動嫌い"を生み出す要因の解明を試みるものである.当該年度は初年度であり,小中学生における体力と学業成績の関連要因を横断的な調査によって明らかにすることを目指した。年度の前半においては調査に協力してくれる中学校のリクルートメントを行い,また要因解明のための調査用紙の作成を進めた.その結果,札幌市および石狩振興局の近郊を中心に20校ほどの中学校に協力依頼を行い,最終的には9校の中学校(調査対象者,計約1400名)が調査に協力してくれることとなった.また,要因解明のための調査用紙についても,生徒用として身体活動時間,睡眠時間や朝食の欠食,部活動への所属状況,運動への志向性などについて,保護者用として保護者の運動・スポーツへの志向性や子どもへの期待度,年収,学歴などについての質問項目を完成させた.年度の後半には,各学校への配付・回収作業,データ入力作業を行った.データがまとまった学校単位で順次解析を行い,次年度(H25年度)の海外および国内学会での発表抄録の作成,また協力校への集計データの返却準備を進めた.調査協力の中学校においても子どもの体力と学力に関連性がみられるかどうかについては興味を持っており,今回の調査によって関連性の有無そしてそれに影響するような環境要因が解明されることは,生徒指導上,有意義な情報となるため,速やかに成果を還元できるように研究を進展させる予定である.本研究課題は,1)体力と学業成績の関連性を横断的および縦断的研究に調査し、関連性を示す場合には,その基盤となるような社会環境要因や心理的要因そして生理学的な要因などについて検討する.さらに、2)学校教育・学校体育の中での両者の相互作用をポジティブな方面に作用させる方法論の模索、一方その阻害要因と考えられる“運動嫌い"を生み出す要因の解明を試みるものである.平成26年度は,第3学年に進級した生徒たちのデータ収集,それに加え,平成25年度に収集したデータと初年度(平成24年度)データとの結合,そして初年度の横断データおよび2年間の縦断的データでの解析を行った.具体的には,アンケート調査および新体力テストデータ,評定データについては7校の公立中学校から収集された.

平成24年度の横断的データを用いての検討では,中学1年生時点においての体力テストの水準と成人期の肥満基準を超えることが評定合計値に影響することが示され,さらに長時間のゲーム・携帯電話等の使用も評定に影響する独立した要因であることが示唆された.2年間の縦断的データを用いた検討では,中学1年生時点の運動頻度によって中学2年生時点の評定合計値が異なるか否かを行った.その結果,男子生徒において運動頻度が1週間に1日以下の生徒たちは,運動頻度が2日以上の生徒よりも評定合計値が低く,さらにほぼ毎日運動を行っていた生徒でも評定合計値が低下はみられなかった.女子生徒においては中学1年生時点で2-4日の運動頻度であった生徒たちの評定合計値が,それらよりも運動頻度が多い生徒や少ない生徒のグループよりも評定合計値が低い傾向がみられた.今年度が最終年度であるが,今後も得られたデータを解析して,運動習慣や体力・体格水準と評定との関係性について解析を進め,成果の公表を進めていく予定である.スポーツ心理学平成25年度は初年度(平成24年度)に調査した生徒の追跡調査の実施,そして初年度データの解析を予定しており,当初予定通りに研究が進行しているため.当初の予定では,調査対象とする生徒数を500名ほどとすることを目標としていた.ところが,現在,1400名ほどの中学1年生を調査対象にできており,追跡調査によるデータの欠損を見込んでも500名以上のサンプルでの解析が可能となると期待できる.データ解析についても当初の予定どおり進んでおり,研究全体としてはおおむね順調に進展している.平成26年度が最終年度であり,かつ初年度1年生であった生徒も3年生となり追跡調査の最終年度でもある.この追跡調査を協力校と連携し実施する.また,データの分析も進め,成果公表も並行して実施する.当該年度に調査対象とした中学1年生を中学3年生まで継続して調査していく予定である.各中学校との連携を重視し,成果の還元を行いつつ調査を進める予定である.また,現在のデータでは,横断的な分析データになっているが,縦断的な解析を行う予定であるので,それによって確度の高い要因分析を行えるようにしていく.次年度使用額が生じた理由のひとつとして,本年度の調査が年末にずれ込んだことが挙げられる.協力校の都合上,アンケート調査データの回収が遅れ,その結果としてデータ入力業務の一部分は年度内で依頼・完了したが,まだ回収・依頼できていないデータ項目もあり,それが影響している.前年度入力が済んでいないデータについての入力業務(項目:その他)によってその大部分を使用し,残額を学会発表旅費や縦断的解析を行うための専門統計ソフトの購入として使用することを予定している.次年度は初年度(H24年度)と同様に生活状況や体力テスト結果,9教科の評定について調査を行う.ただし,初年度の中学1年生を継続して調査を実施するため中学2年生に進級した子どもたちを対象とする.また,初年度に得られたデータの解析を進め,学科発表および論文として発表できるように研究を進める.
PET分子イメージング技術を用いた薬物の消化管吸収過程の解析と吸収率予測法の構築

組織中薬物濃度に基づいたin vivo PET解析により、様々な性質をもつ医薬品あるいは医薬品アナログのPETプローブの消化管吸収動態を明らかにした。初めに当研究所で独自に開発を行ったアニオン性PETプローブ[^<11>C]dehydropravastatin、カチオン性のPETプローブ[^<11>C]metforminを用いた消化管挙動の比較解析を行った。加えて以前から基礎検討を進めていた[^<18>F]F化deoxyfluoropoly(ethylene glycol)([^<18>F]FPEG)の画像データを用い、消化管挙動の動態解析を行うための解析法の詳細な検討を進め、従来法では困難であった消化管内の吸収挙動として、薬物が溶解している水分量に関連したパラメータの算出、消化管内薬物移動に関わるパラメータ算出が可能であることを動物実験により明らかにした。組織中薬物濃度に基づいたin vivo PET解析により、様々な性質をもつ薬物の消化管吸収動態を明らかにすることを目的とし、本研究1年目の平成23年度に行なった、医薬品のアナログであるPETプローブの評価結果の進捗について報告する。平成23年度に評価するPETプローブとして、新たにプローブ合成に成功した[11C]dehydropravastatinを選択した。絶食時、無麻酔時において、正常ラットに[11C]dehydropravastatinを経口投与した後、放射能の体内動態をPET画像評価により解析したところ、放射能は胃内に分布後、速やかに消化管内の下部に移動しているダイナミック画像、加えて放射能の一部は肝臓に移行している画像を得ることができた。この時、血中放射能濃度はPETスキャン終了時まで、一定濃度を保ったまま低い値を示していた。一方、[11C]dehydropravastatinを静脈内投与した際には、放射能は肝胆系輸送により速やかに排泄され、薬物トランスポーター欠損動物、特定の薬物トランスポーター阻害剤等を用いたPET試験において、OATPsやMRP2などのトランスポーターの寄与が高いことがわかっている。このため、消化管吸収過程においても、これらの特定薬物トランスポーターまたは同ファミリーが関与している可能性が考えられる。今後、経口投与試験におけるトランスポーター阻害剤の併用試験等を行い、消化管吸収動態の変化をPET画像解析により明らかにしていく予定である。また現在、新たな特定トランスポーター基質となる医薬品や、非吸収性マーカーのPETプローブ化に着手しており、各PETプローブ化が確立した後、これらのプローブの消化管吸収の評価を進めていく予定である。本研究では、組織中薬物濃度に基づいたin vivo PET解析により消化管吸収動態を明らかにすることを目的とし、平成23年、24年度において、異なる性質をもつ医薬品あるいは医薬品アナログのPETプローブ化、PET評価を進めてきた。研究を開始した当初は、消化管吸収性が良好、中程度、低い分類で、かつポジトロン放出核種で標識可能な構造を有する化合物を選択し、消化管吸収の評価の検討を試みる予定であったが、最終的には当研究所で独自に開発を行ったアニオン性PETプローブ[^<11>C]dehydropravastatin(平成23年度評価)、平成24年度に標識合成が成功したカチオン性のPETプローブ[11C]metforminを用い、異なるchargeを持つ化合物の消化管挙動の比較解析を行った。更に以前から基礎検討を進めていた[^<18>F]F化deoxyfluoropoly(ethylene glycol)([^<18>F]FPEG)のPET画像データを用い、本研究にて消化管挙動の動態解析を行うための画像解析法の詳細な検討を進めた。平成24年度の評価では、正常ラットに[^<11>C]metforminを経口投与した後、放射能は胃内から速やかに十二指腸へ、更に下部の消化管部位に移動しながら減少し、吸収された後に全身循環を経て膀胱へ尿排泄され、[^<11>C]dehydropravastatinのケースとは異なった挙動を示すことを捉えることができた。更に非吸収性マーカー[^<18>F]FPEGを用いた画像解析の詳細検討により、従来法では困難であった消化管内の吸収挙動として、薬物が溶解している水分量に関連したパラメータの算出、消化管内薬物移動に関わるパラメータ算出が可能であることを明らかにした。特に非吸収性マーカーを用いた消化管挙動の評価の結果については、日本薬剤学会での口頭発表に加え、現在、科学論文として投稿中であり、成果をまとめている状況である。消化管吸収性が良好、中程度、悪い性質を示す、各カテゴリーのPETプローブを少なくとも1つずつ用い、消化管吸収の解析を行なうことを当初は計画していたが、PETプローブの入手が困難であり、またこのような性質をもつ特定の薬剤のPETプローブ化を平成23年度に新たに行なうことが不可能な状況となった。

一方、特定の薬物トランスポーターの基質であるPETプローブの入手が可能となった。このため、消化管吸収において、特定の薬物トランスポーターの寄与が示されている薬物において、消化管吸収挙動をPET画像解析により明らかにすることを目的とし、膜輸送における薬物トランスポーターの寄与が高いPETプローブを用いた消化管吸収挙動の解明へとシフトした。全期間である2年間において最低3種類のプローブを評価する予定のうち、現時点の平成23年度終了時においては、1種類のプローブ評価にのみ留まっていたため、予定よりやや遅れていると判断した。平成23年度の試験において、PETを用いた評価法により、これまでに報告がなされている[18F]FDG、[11C]Telmisartanにおける消化管吸収動態の基礎データ以外に、新たなPETプローブ[11C]dehydropravastatinにおける消化管吸収動態についても、評価が可能であることが明らかとなった。今後、[11C]dehydropravastatinの消化管吸収における、薬物トランスポーターの寄与を明らかにするため、経口投与PET試験時において、薬物トランスポーター阻害剤を併用し、消化管吸収動態の変化をPET画像解析により明らかにしていくことを、1つ目の計画として考えている。加えて、現在、新たな特定トランスポーター基質となる医薬品や、非吸収性マーカーのPETプローブ化に着手しており、PETプローブ化が成功した際には、これらのプローブの消化管吸収の評価を進め、様々な性質をもつPETプローブにおける消化管吸収挙動を、組織中放射能濃度を用いた指標により比較解析することを、2つ目の計画として考えている。得られた成果がまとまった際には学会発表、論文投稿にて報告する予定である。平成24年度は、当初の予定通り、新規プローブ合成、PET試験、代謝物分析に関わる消耗品、動物試験に関わる麻酔、動物、手術器具等の物品の購入に予算の半分程度を使用することを考えている。その他、学会発表、論文投稿用に、残りの予算の半分程度の使用を計画している。
コレステロールによるブタ夏季不妊症精子の治療効果メカニズムの解明

豚の夏季不妊症では,夏季に精子の受精能獲得が時期尚早に発現し,タイムリーに受精に関与できなくなることにより受胎性が低下することが示唆されている.先行研究では,精液の冷蔵保存中にコレステロールを添加することにより,時期尚早の受精能獲得発現を減少させることが示されているが,その機序が未解明であったので,本研究では,この解明を目的としている.昨年度は保存後カルシウムイオノホアにより誘起した先体反応進行中におけるシグナル分子であるcAMPとジアシルグリセロール(DAG)の変化を解析していたが,シグナル分子としてDAGの分離と定量を行ったところ,未知のバンドが検出されたので,分離方法の再検討を行った.本年度は,分離方法(展開溶媒及び展開方法)を改善し問題を解決した.一方,豚精子の夏季における時期尚早の受精能獲得を緩和する目的で,コレステロール以外の物質を検討した結果,硫酸マグネシウムあるいは塩化マグネシウムを保存中あるいは保存後洗浄した精子へ添加した場合,カルシウムイオノホアにより誘起された先体反応を遅延させることが明らかになった.また,同様に受精能獲得を遅延させることのできる物質の候補としてカルモジュリンやタンパクキナーゼCの阻害剤であるポリミキシンBを保存中あるいは保存後洗浄した精子へ添加した結果,カルシウムイオノホアにより誘起された先体反応は逆に増強された.本年度はcAMPアナログであるcBiMPSにより誘起したハイパーアクチベーションへ及ぼす保存中のコレステロール添加の影響に関する検討目的としていたが,比較の目的で牛凍結融解精子を用いて,cBiMPSによるハイパーアクチベーション誘起を行ったところ,誘起率が低い個体の存在することが明らかとなった.このことから,豚精子のハイパーアクチベーション誘起においてサンプル間の差を考慮に入れる必要があると思われた.豚コレラの発生により採材をお願いしている種豚場さんへ入場できないため.今年度は,遅れている実験,1)先体反応誘起中におけるcAMPとDAG生成量の測定,2)ハイパーアクチベーション誘起へ及ぼす保存中コレステロール添加の効果の解析,3)保存中精液へのコレステロールの添加が及ぼす保存後の精子による体外受精能力の解析,を実施する.豚コレラの発生が少しでも減少すれば,採材をお願いしている種豚場(富士農場ザービス)へ訪問して材料採取を行う予定である.まだ,発生が収まらず,入場の自粛が必要であれば,富士農場サービスへサンプリングと材料の発送をお願いする予定である.豚の夏季不妊症では,夏季に精子の受精能獲得が時期尚早に起き受精に関与できないため受胎率が低下することが示唆されている.先行研究で冷蔵保存精液の中にコレステロールを添加することにより,時期尚早の受精能獲得を減少させることが示されているが,その機序が未解明であった.本研究は,コレステロール添加が冷蔵保存後の精子における受精能力発現過程へ及ぼす影響を知る目的で,保存中コレステロールを添加した精子において,1)カルシウムイオノホアにより誘起した先体反応進行中におけるシグナル分子の変化,2)cBiMPSにより誘起したハイパーアクチベーション進行中におけるシグナル分子の変化,及び3)体外受精の進行中における侵入状況の経時的変化,を調べる. H29年度の目的は,これらの目的のうち,1)の点について明らかにすることであった.コレステロールを添加した豚精液を冷蔵保存し,保存後先体反応を誘起した.誘起進行中経時的に反応を停止し,cAMPを抽出した.cAMP抽出サンプルを-80°Cにて保存中であるが,cAMP濃度は未測定である.一方,同様にコレステロールを添加して冷蔵保存した豚精子の先体反応を誘起し,経時的に反応を停止し,脂質を抽出した.薄層クロマトグラフィーによりジアシルグリセロールの分離を行ったが,予想と異なる新しいバンドが検出されたため,現在分離方法の再検討を行っている.豚精子における先体反応誘起の参考とする目的で,牛凍結融解精子を用いて先体のFITC-PNAによる蛍光染色を行うとともにイオノホアにより精子の先体反応を誘起し,蛍光染色の結果(先体の損傷度判定)と先体反応の誘起能力との関連を調べたが,明らかな関連は見出されなかった.このことは精子の先体の状態と先体反応の誘起能力とは独立しており,精子の機能を調べる検査方法としては両方の実施が必要であることを示している.豚精子のジアシルグリセロールを薄層クロマトグラフィーにより分離した際に,新たなバンドが検出されたので,用いた分離方法に修正が必要であるか否かの検討の必要が生じたため,遅れを生じている.豚の夏季不妊症では,夏季に精子の受精能獲得が時期尚早に発現し,タイムリーに受精に関与できなくなることにより受胎性が低下することが示唆されている.先行研究では,精液の冷蔵保存中にコレステロールを添加することにより,時期尚早の受精能獲得発現を減少させることが示されているが,その機序が未解明であったので,本研究では,この解明を目的としている.昨年度は保存後カルシウムイオノホアにより誘起した先体反応進行中におけるシグナル分子であるcAMPとジアシルグリセロール(DAG)の変化を解析していたが,シグナル分子としてDAGの分離と定量を行ったところ,未知のバンドが検出されたので,分離方法の再検討を行った.本年度は,分離方法(展開溶媒及び展開方法)を改善し問題を解決した.一方,豚精子の夏季における時期尚早の受精能獲得を緩和する目的で,コレステロール以外の物質を検討した結果,硫酸マグネシウムあるいは塩化マグネシウムを保存中あるいは保存後洗浄した精子へ添加した場合,カルシウムイオノホアにより誘起された先体反応を遅延させることが明らかになった.

また,同様に受精能獲得を遅延させることのできる物質の候補としてカルモジュリンやタンパクキナーゼCの阻害剤であるポリミキシンBを保存中あるいは保存後洗浄した精子へ添加した結果,カルシウムイオノホアにより誘起された先体反応は逆に増強された.本年度はcAMPアナログであるcBiMPSにより誘起したハイパーアクチベーションへ及ぼす保存中のコレステロール添加の影響に関する検討目的としていたが,比較の目的で牛凍結融解精子を用いて,cBiMPSによるハイパーアクチベーション誘起を行ったところ,誘起率が低い個体の存在することが明らかとなった.このことから,豚精子のハイパーアクチベーション誘起においてサンプル間の差を考慮に入れる必要があると思われた.豚コレラの発生により採材をお願いしている種豚場さんへ入場できないため.1.ジアシルグリセロールの測定方法の検討について:脂質の種々の異なる展開溶媒により精子の脂質を分離し,新たに見つかったバンドが分離方法が不適切であったことによるものであるか否か突き止める.2.cAMPサンプルの作成は終了しているが,その測定が未実施であるので,実施する.3.H30年度の研究計画は,コレステロールを添加して冷蔵保存した精子のハイパーアクチベーションをcBiMPSにより誘起し,その進行中におけるシグナル分子(特にチロシンリン酸化タンパク質)の変化を解析し,冷蔵保存中のコレステロール添加がハイパーアクチベーションのシグナル変換機構に及ぼす影響を明らかにする.今年度は,遅れている実験,1)先体反応誘起中におけるcAMPとDAG生成量の測定,2)ハイパーアクチベーション誘起へ及ぼす保存中コレステロール添加の効果の解析,3)保存中精液へのコレステロールの添加が及ぼす保存後の精子による体外受精能力の解析,を実施する.豚コレラの発生が少しでも減少すれば,採材をお願いしている種豚場(富士農場ザービス)へ訪問して材料採取を行う予定である.まだ,発生が収まらず,入場の自粛が必要であれば,富士農場サービスへサンプリングと材料の発送をお願いする予定である.
有機触媒および遷移金属触媒を協奏的に利用した高エナンチオ選択的分子変換反応の開発

申請者らは、光学活性アミンと二核ルテニウム錯体を用いた協奏的触媒反応の概念を用いることで、これまで達成できていなかった、プロパルギルアルコールとアルデヒドとの反応による高エナンチオ選択的な不斉プロパルギル位アルキル化反応の開発に成功している。その反応の拡張としてα,β-不飽和アルデヒドとエナミンとから系中で発生するジエナミンを求核剤として用いた不斉プロパルギル位アリル化反応の開発を検討したところ、最高79% eeの選択性で生成物が得られることを見出した。また、これまで申請者が開発に成功した協奏的触媒反応は基質の一方がプロパルギルアルコールに限られており、より広範な基質への適用が望まれていた。そこで申請者はブレンステッド酸と金属触媒とを協奏的に用いたベンジルアルコールを求電子剤に用いた反応の開発を検討したところ、ベンジルアルコールとβ-ケトホスホン酸エステルとの反応がエナンチオ選択的に進行することを見いだし、最高92%eeの選択性で生成物を得ることに成功した。また、次の協奏的触媒反応へと展開することを目的に新規素反応の開発を行った。具体的には銅触媒によるアリル、プロパルギル、ベンジルハライドのトリフルオロメチル化反応を検討し、いずれも高収率で対応するトリフルオロメチル化体がを得ることに成功した。25年度が最終年度であるため、記入しない。有機触媒と金属触媒とを共存させて初めて特異的に進行する協奏的不斉触媒反応はその有用性が期待できるにもかかわらず、その報告例は限られている。この原因の一つに、有機触媒と金属触媒がお互いを阻害し合い、失活することなく独立して機能する必要があり、容易ではないからであると思われる。申請者は既に光学活性アミンとアルデヒドとから系中で生成したエナミン中間体とルテニウム錯体とプロパルギルアルコールとから系中で生成したアレニリデン錯体とが協奏的に反応することでアルデヒドのエナンチオ選択的α位プロパルギル化反応が進行することを見出している。これまでに、α,β-不飽和アルデヒドと光学活性アミンとからはジエナミン中間体が生成することが知られている。ジエナミン中間体はα位とγ位とに求核性を有するため、用いる触媒の種類や基質を設計することでγ位の官能基化が可能になる。今年度はプロパルギルアルコールとα,β-不飽和アルデヒドとの反応による、エナンチオ選択的γ位プロパルギル化反応の開発を行った。触媒量の光学活性アミンと二核ルテニウム錯体の存在下、プロパルギルアルコールとα,β-不飽和アルデヒドとを反応させたところ中程度の収率で対応するプロパルギル位アリル化生成物が得られた。光学活性アミンの種類を検討することで、最高74% eeのエナンチオ選択性で生成物が得られた。選択性は従来の反応系に比べて若干低かったものの、本触媒系を用いることで、これまで達成で期待なかったプロパルギル位アリル化反応の開発に成功した。前述したように当初予定した通り、プロパルギルアルコールとα,β-不飽和アルデヒドとの反応による、エナンチオ選択的γ位プロパルギル化反応の開発に成功した。一方でケトンを求核剤に用いた協奏的反応については研究計画に示したように第一級アミンを有機触媒として用いて反応を検討したが、やはり低収率にとどまっている。その理由として一級アミンがルテニウム錯体に配位することで触媒活性を阻害していることが考えられる。これまで申請者が開発に成功した協奏的触媒反応は基質の一方がプロパルギルアルコールに限られており、より広範な基質への適用が望まれる。そこで申請者はブレンステッド酸と金属触媒とを協奏的に用いたベンジルアルコールを求電子剤に用いた反応の開発を検討する。予備的な検討によりベンジルアルコールとβ-ケトホスホン酸エステルとの反応がエナンチオ選択的に進行することを見いだしている。今後はその最適化を行う予定である。
ウンカ類の生活史戦略

西日本産の42種のウンカ類(Delphacidae)について,その形態的特性すなわち,成虫の体重(頭頂から腹端まで),翅端長,前翅長,頭巾(複間の端まで),卵(産下される直前の蔵卵)の長さ,巾,卵端の特徴な形,生態的特性すなわち短翅型率の変動,越冬態などを野外採集,室内飼育によって調査した。大部分のウンカ類はイネ科植物を餌植物とし,一部が,スゲ科,ツユクサ科,サトイモ科に寄生する。餌植物の草丈とウンカの体長との間には相関が見られた。大型の植物には,その草生部によって23種の異った性質をもつウンカが生息するが,小型の植物には1種が寄生する。大型のウンカは大型の卵をうみ,幼虫期間,卵期間も長い。多年生植物に寄生する種が多く,一年生植物に寄生するものは7種であり,イネの害虫はこの中に入り,体形は中型で,発育も体形の割には早い。翅の多型,すなわち長翅型(正常な翅をもち,飛しょう可能)と短翅型(飛しょう不能)の出現傾向についてる型を分けることが出来た。A型:♀♂ともに短翅型が高率に出現(A1では過密条件や餌不良下で長翅型が出現する時,♀♂が同率で出現,A2では♂が♀より高率,A3では♀が♂より高率),B型では♀にのみ短翅型が出現し,♂は長翅型のみ出現し(B1では♀の短翅型が一般に高く,B2では低い),C型では♂♀ともに長翅型のみ出現する。越冬態として,成虫,4令幼虫,卵の3休眠態が見られたが,熱帯原産の6種は休眠せず日本へは毎年飛来する。日長は休眠誘起に重要な働きを示すが,また翅型率にも作用を及ぼす場合が見られ,短日(8時間明)では短翅型が,長日(16時間明)では長翅型が高率で出現した。すなわち,翅型も日長に反応する生活史適応性を示すことが分った。日本産ウンカ類のうち比較的普通に見られる約40種について,その形態的特長,生活史とくに食草,発育日数,成虫に見られる長翅型と短翅型の比率,越冬状態について,野外調査と飼育実験を併用して研究を進めている。現在までの結果の要約は以下のとおりである。1.ウンカの大部分の種はイネ科植物を食草としており,イネ科以外のものを食草としているのは4種だけである.しかも食性は狭く,殆んど単食性のものが多い。2.多年性種を食草とするものが多く,1年生もしくは越年生を食草とするものは比較的少ない。3.小型のウンカ,たとえばチビウンカは芝に,大型のテラウチウンカやヒロズウンカはヨシに寄生し,ウンカ種の体長と寄主植物の草丈の間には明りような相関が見られる。4.小型種は小形の卵を,大型種は大型の卵を産み,両者の相関は明りようである。5.大型の寄主植物には植物の上部に生息する種と下部に生息する種が同所的に生息しているが,丈の低い植物には一種だけが生息している。6.多年生植物に生息する種や大型植物の下部に生息する種は短翅型を高率に出現させる種が見られる。7.一