hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳室周囲器官における血管新生の意義

脳室周囲器官は、一般的な脳の血管系と異なり内皮細胞のタイトジャンクションを欠くので血液脳関門が存在せず、高い血管透過性がある。本研究においては、血液脳関門を欠く理由が、血管新生や神経新生による血管系と周囲実質組織の未熟性に起因しているが明らかになった。また、血液脳関門に代わりうるバリアーとして血管基定膜やGFAP陽性神経幹細胞が働いていることも分かった。血液由来分子の受容機構としてTRPV1やTLR4が、GFAP陽性神経幹細胞に発現し、情報を神経細胞へ伝えていることも判明した。以上、脳室周囲器官は血管や神経新生を活発に行っているダイナミックな脳部位であることが証明された。1)「脳室周囲器官・正中隆起においてVEGFによる血管新生」脳室周囲器官のひとつで前葉ホルモン刺激因子を分泌する正中隆起で、内皮細胞の増殖がBrdUを用いた免疫組織化学で認められた。さらに、内皮細胞の増殖を促進するVEGFが神経末端部に特異的に存在すること、および新生血管に高い発現を示すNG2、PDGFRB、DLL4がペリサイトに認められた。内皮細胞の増殖は、VEGF受容体チロシンキナーゼ阻害剤を経口投与することで阻害された。以上の結果より、成体脳の正中隆起において、血管新生が生じていることが明らかになった。2)「脳室周囲器官におけるアストロサイトTRPV1の血液情報感知機構」脳室周囲器官のOVLT, SFO, APにおいては血管周囲を密なアストロサイトネットワークが存在する。高浸透圧、熱、酸を感知するTRPV1の発現を調べたところ、アストロサイトに特異的に局在していた。さらに、TRPV1 agonistであるRTXを静脈内投与すると、脳室周囲器官のアストロサイトに顕著なFos発現が誘導された。このFos発現の誘導は、脳内投与でも生じた。以上の結果は、脳室周囲器官のアストロサイトに存在するTRPV1が直接的に血液および脳内の情報を感知していることを示している。3)「脳室周囲器官における神経新生」脳室周囲器官のOVLT, SFO, APにおいて、血管内皮細胞以外にも神経幹細胞の増殖が観察された。これらの、神経幹細胞の一部は、神経細胞へ分化していることが明らかになった。脳の血管系は、血液のイオン・ホルモン・アミノ酸などが透過して神経細胞などに影響を及ぼさないように、血液脳関門という特殊なバリヤー機構を有している。しかし、脳室周囲器官では、タイトジャンクションタンパクが発現せず血液脳関門が存在しない。これにより、血液末梢情報を直接的に感知することができるので「脳の窓」ともいわれている。従来、脳室周囲器官は末梢組織と同様の部位であると考えられてきたが、申請者は、新たに以下の事実を見出した。1)脳室周囲器官では、血管内皮細胞の増殖とアポトーシスを伴う持続的血管新生起きている。2)脳室周囲器官では、神経幹細胞が存在し、血管新生と並行して神経新生が生じている。神経幹・前駆細胞は周辺に密着して存在し、血管との相互作用がある。3)脳室周囲器官での高分子分子の血管透過性は、末梢組織に比べ顕著に低い。また、低分子分子の血管透過性は、終板器官、脳弓下器官,最後野などの感知系では、正中隆起や下垂体後葉などの分泌系および末梢組織に比べて低かった。これは、下垂体後葉や正中隆起では、低分子ペプチドの分泌のために血管透過が高いためと考えられるが、感知系脳室周囲器官では血液情報の検出に最低限の血管透過性があれば良いためであると考えられる。4)脳室周囲器官のアストロサイトには、TRPV1受容体が発現しており、血管あるいは脳内の情報を直接的に感知している。3)脳室周囲器官においては、血液脳関門が存在しない。蛍光トレーサーを用いて脳室周囲器官の血管透過性やバリアー機構調べたところ、サイズ依存的血管透過性があること(Morita & Miyata, 2012, CTR; 2013 CBF)。4)脳室周囲器官においては、血液脳関門が存在しないが血液由来分子による神経毒性は生じない。この理由として、GFAP陽性のグリア細胞がバリアーとして機能していることが明らかになった( Morita et al., 2015)。5)脳室周囲器官には,神経幹細胞が存在して血液由来分子の受容細胞が常に置き換わっていることを証明した(Hourai et al.,2013, J Neurosci Res)。神経科学脳室周囲器官の血管新生やその機能に関する論文を数多く掲載することができた脳室周囲器官における血管内皮細胞の増殖とアポトーシスさらにフィロポディアの存在を証明することで、血管新生を証明することができた。

さらに、血管新生と並行してこの部位では神経新生が生じていることや血液情報の感知機構としてTRPV1が関与することも証明できた。よって、当初の計画以上に進展しているといえる。現在脳室周囲器官の血管新生に関する論文を投稿し審査を経て改訂中であるのでぜひともこれらの論文を受理させたい脳室周囲器官での血管新生が生じていることは証明できたので、血管新生の意義について検討を行う。まず、VEGFやPDGFなどの血管成長因子の関与を調べ、これらの因子を阻害した場合あるいはリコンビナントタンパクで活性化した場合に血管新生がどのように変動するか調べる。次に、血管新生の変化に伴い、血液情報感知や分泌がどのような影響を受けるか調べる。少額残額を次年度に繰り越す次年度の消耗品購入に充当する該当なし
咬合力により歯周組織および顎骨に誘発される応力と顎顔面形態との関連性について

目的:顎顔面形態と顎口腔機能とのあいだには何らかの関連性があることが知られている.中でも,咬合力により誘発される応力と,顔面形態とのあいだに大きな関連性が示されている.しかし,その機序については多くの因子が関与しており,未だ明確な結論に達していない.本研究では,異なる下顎平面角を有する症例の噛みしめ時における下顎骨および歯周組織に惹起される応力を有限要素法により解析し,下顎骨の形態と咬合力との関連性を生体力学的に検討することにある.方法:標準的な下顎の形態を有する症例として,下顎下縁平面角が標準的な角度,すなわち30.2度を示し,上顎骨の大きさ位置についても標準的な値を示すものを選択した.下顎下縁平面の開大を示す症例としては,標準値と比較して1s.d.を超える値,すなわち40.3度を有するものを選択した.また,咬合状態については,上下顎ともに第二大臼歯まで有し,臼歯関係はangle class Iを示し,over-bite,over-jetはともに標準的であった.なお,性別は女性であり,年齢はそれぞれ20歳であり咬合および顎関節に異常は認められなかった.この2症例の側面位頭部X線規格写真をトレースし,これをもとに下顎窩を含む側頭骨の一部,下顎骨および口蓋を含む上顎骨の一部の2次元有限要素モデルを作成した.なお歯は,上下顎とも側切歯を除く中切歯から第二大臼歯までをモデル化し,歯根膜,皮質骨,顎関節円盤および顎関節腔は標準的な値とした.加重条件は咬筋,側頭筋の筋電図より比率を求めその合力が過去の報告を参考に500Nとなるように設定した.荷重は側面位頭部X線規格写真を参考に,下顎角部,筋突起部よりそれぞれ30度,15度方向に負荷した.また,側頭骨上部,上顎骨上部を完全拘束した.要素数は3620であった.結果:標準的な下顎骨のモデルでは,根尖部歯槽骨,根分岐部,下顎角前方部,および関節突起頚部の前方に圧縮応力を認めた.歯根膜では歯槽骨骨縁から根尖側約1/3および根分岐部に圧縮傾向が認められ,この傾向は遠心側ほど大きくなる傾向を示した.顎関節頭部では後方で圧縮応力が,中央から前方部にかけては引っ張り応力が示された.下顎下縁平面の開大を示す症例では同様の傾向を示したが,歯においては遠心側と近心側との差が大きく,顎関節部では前方部での圧縮応力が大きくなる傾向を示した.このように,下顎下縁平面の開大を示す症例では遠心側の歯および顎関節前方部での応力が標準的な症例よりも大きく,同部位には感覚受容器が存在し,咬合力が調節され,ひいては顎顔面の骨形成に差を引き起こす1原因となりうることが示唆された.目的:顎顔面形態と顎口腔機能とのあいだには何らかの関連性があることが知られている.中でも,咬合力により誘発される応力と,顔面形態とのあいだに大きな関連性が示されている.しかし,その機序については多くの因子が関与しており,未だ明確な結論に達していない.本研究では,異なる下顎平面角を有する症例の噛みしめ時における下顎骨および歯周組織に惹起される応力を有限要素法により解析し,下顎骨の形態と咬合力との関連性を生体力学的に検討することにある.方法:標準的な下顎の形態を有する症例として,下顎下縁平面角が標準的な角度,すなわち30.2度を示し,上顎骨の大きさ位置についても標準的な値を示すものを選択した.下顎下縁平面の開大を示す症例としては,標準値と比較して1s.d.を超える値,すなわち40.3度を有するものを選択した.また,咬合状態については,上下顎ともに第二大臼歯まで有し,臼歯関係はangle class Iを示し,over-bite,over-jetはともに標準的であった.なお,性別は女性であり,年齢はそれぞれ20歳であり咬合および顎関節に異常は認められなかった.この2症例の側面位頭部X線規格写真をトレースし,これをもとに下顎窩を含む側頭骨の一部,下顎骨および口蓋を含む上顎骨の一部の2次元有限要素モデルを作成した.なお歯は,上下顎とも側切歯を除く中切歯から第二大臼歯までをモデル化し,歯根膜,皮質骨,顎関節円盤および顎関節腔は標準的な値とした.加重条件は咬筋,側頭筋の筋電図より比率を求めその合力が過去の報告を参考に500Nとなるように設定した.荷重は側面位頭部X線規格写真を参考に,下顎角部,筋突起部よりそれぞれ30度,15度方向に負荷した.また,側頭骨上部,上顎骨上部を完全拘束した.要素数は3620であった.結果:標準的な下顎骨のモデルでは,根尖部歯槽骨,根分岐部,下顎角前方部,および関節突起頚部の前方に圧縮応力を認めた.歯根膜では歯槽骨骨縁から根尖側約1/3および根分岐部に圧縮傾向が認められ,この傾向は遠心側ほど大きくなる傾向を示した.顎関節頭部では後方で圧縮応力が,中央から前方部にかけては引っ張り応力が示された.下顎下縁平面の開大を示す症例では同様の傾向を示したが,歯においては遠心側と近心側との差が大きく,顎関節部では前方部での圧縮応力が大きくなる傾向を示した.

このように,下顎下縁平面の開大を示す症例では遠心側の歯および顎関節前方部での応力が標準的な症例よりも大きく,同部位には感覚受容器が存在し,咬合力が調節され,ひいては顎顔面の骨形成に差を引き起こす1原因となりうることが示唆された.
微生物による石炭の脱硫法

本年度は、1)栃木県南・中部及び群馬県北西部の土壌より昨年度採取し、石炭中の有機態硫黄のモデル物質であるDBT(dibenzothiophene)を資化する能力が認められたPseudomonas属の菌、10株の石炭に対する脱硫効果および2)東京工業大学大島泰郎教授より供与され、石炭中の有機態硫黄の脱硫が可能であると期待されているsulfolobus acidocaldarius strain 7の石炭に対する脱硫効果についてそれぞれ検討した。1)イリノイ炭(全硫黄3.36%、硫酸塩硫黄0.45%、黄鉄鉱硫黄0.67%、有機態硫黄2.24%、粒径74ー105μm)に対するスクリ-ニング菌の脱硫実験を全自動硫黄分析計を用いて行ったところ、石炭中の有機態硫黄の脱硫に関してはあまり効果が忍められなかったものの(最大脱硫率2.23%)、硫酸塩硫黄(最大脱硫率88.89%)や黄鉄鉱硫黄(最大脱硫率25.37%)に対しては明確な効果を示す菌の存在が明かとなった。このような菌は石炭中の無機硫黄を脱硫するうえで有望であると考えられ、今後この菌を用いて無機硫黄分の高い石炭の脱硫実験を試みる予定である。2)DBTに対するsulfolobus acidocaldarius strain 7の資化能力を測定したところ、培養開始後二日目でほぼ100%のDBTが分解されることが明かとなった。しかし残念ながら、イリノイ炭中の有機態硫黄に対してはあまり効果が認められなかった。この菌を12日間作用させた際のイリノイ炭中の全硫黄の脱硫率は最大45%であり、そのうち菌による効果は約8%であった。今年度検討した範囲では、培養時の振とう速度が速い場合(160>100回/分)、石炭の粒径が大きい場合(74-105>37-74μm)、高い脱硫率が得られた。前者の原因は振とう速度を上げることにより培地中の溶存酸素量が増大し、このため菌の増殖速度が大きくなったためであると考えられるが、後者に関しては現在のところその理由は不明である。今後この菌の脱硫率を高めるための諸条件を検討していきたい。
窒素分子イオン共鳴散乱ライダーが伐拓く電離圏組成研究

最新鋭の波長可変ライダーに追加の拡張システムを開発/投入することで電離圏(高度100-300 km)の窒素分子イオン(N2+)のライダー観測を実現させ,有効な観測手段の欠如のために理解が遅れている電離圏組成研究の新展開に資することを目指す.更に,窒素原子イオン(N+),カルシウムイオン(Ca+)など,その他の電離圏組成を対象とする新たなライダー観測への展開を視野に入れつつ,新技術や新観測手法の開発への取組みにも挑戦する.波長可変ライダーによる約2年間の南極昭和基地での集中観測キャンペーンを完遂した.蓄積した観測データを整備し,初期的なデータ解析に着手している.並行して,集中観測キャンペーンで取得したデータとの比較の為,関連する過去の観測データ(2000-2002年の南極昭和基地ナトリウムライダー観測データなど)の収集と解析にも取組み,初期的な解析結果が得られつつある.一方で,更なる展開として,カルシウムイオン(Ca+)を対象とする新しいライダーシステムの基本構想についての検討を進めている.新システムでは,レーザーダイオード励起レーザーを送信レーザーに採用することで高安定かつ高出力の送信レーザー系を構築し,現システムを超える性能を目指す予定である.今年度は,試験用のレーザーダイオード励起レーザーシステムの基本設計を行い,必要な機材を揃えた.次年度には,実際に試験レーザーシステムを構築し,試験レーザーシステムに関する基礎実験データの取得/詳細検討から,試験レーザーシステムの性能評価や改善案の検討などを進め,新レーザーシステム送信系に関する基礎技術の確立を目指す.約2年間の南極昭和基地での集中観測キャンペーンを無事に完遂し,観測データの整備や初期的なデータ解析への取組みを進めた.並行して,関連する過去の観測データの収集と解析にも着手し,集中観測キャンペーンで取得したデータと比較する為の事前準備も進めた.加えて,新システムへの取組みも順調に進展している.集中観測キャンペーンで取得したデータの解析を中心に進める.特に,オーロライベント時の観測データに着目し,オーロラ活動に伴う電離圏組成,大気組成の応答について明らかにしていく.並行して,関連する過去の観測データの収集と解析を行い,集中観測キャンペーンで取得したデータとの比較にも取組む.加えて,新システムの基礎開発を進め,特に,新レーザーシステム送信系に関する基礎技術を確立することを目指していく.最新鋭の波長可変ライダーに追加の拡張システムを開発/投入することで電離圏(高度100-300 km)の窒素分子イオン(N2+)のライダー観測を実現させ,有効な観測手段の欠如のために理解が遅れている電離圏組成研究の新展開に資することを目指す.更に,窒素原子イオン(N+),カルシウムイオン(Ca+)など,その他の電離圏組成を対象とする新たなライダー観測への展開を視野に入れつつ,新技術や新観測手法の開発への取組みにも挑戦する.波長可変ライダーの追加の改良システムとして,窒素分子イオン(N2+)の共鳴散乱線(391 nm)に送信レーザー(ライダー送信系)を同調する為の波長制御システムを開発した.開発した波長制御システムを波長可変ライダーに実装するにあたり,波長制御システムとデータ取得システムを連動したタイミング制御を実現する為,ライダーシステム全体の最適化調整,及びライダーシステム制御ソフトウェアの改修を重点的に行った.最終的に,改良システムを実装した波長可変ライダーの良好な動作を確認し,概ね想定通りの性能のライダーシステムを構築することに成功した.改良システムを実装した波長可変ライダーは南極昭和基地へ投入されており,南極観測隊の隊員(研究協力者)によるライダーシステムのセットアップの後に試験観測を開始している.改良システムの開発時に,ライダーシステムの一部不具合により,計画に遅延が生じたが,現在は解消されている.最新鋭の波長可変ライダーに追加の拡張システムを開発/投入することで電離圏(高度100-300 km)の窒素分子イオン(N2+)のライダー観測を実現させ,有効な観測手段の欠如のために理解が遅れている電離圏組成研究の新展開に資することを目指す.更に,窒素原子イオン(N+),カルシウムイオン(Ca+)など,その他の電離圏組成を対象とする新たなライダー観測への展開を視野に入れつつ,新技術や新観測手法の開発への取組みにも挑戦する.南極昭和基地における波長可変ライダーの試験観測を継続している.試験的観測データを蓄積してる途中であるが,初期的なデータ解析にも着手している.一方で,更なる展開として,カルシウムイオン(Ca+)を対象とする新しいライダーシステムの基本構想についての検討を進めた.新システムでは, LDレーザーを送信レーザーに採用することで安定かつ高出力の送信レーザー系を構築し,現システムを超える性能を目指す予定である.今年度は基本デザインを進め,次年度から基礎技術の開発に着手することを予定している.試験観測は順調である.加えて,新システムへの取組みにも着手している.最新鋭の波長可変ライダーに追加の拡張システムを開発/投入することで電離圏(高度100-300 km)の窒素分子イオン(N2+)のライダー観測を実現させ,有効な観測手段の欠如のために理解が遅れている電離圏組成研究の新展開に資することを目指す.更に,窒素原子イオン(N+),カルシウムイオン(Ca+)など,その他の電離圏組成を対象とする新たなライダー観測への展開を視野に入れつつ,新技術や新観測手法の開発への取組みにも挑戦する.波長可変ライダーによる約2年間の南極昭和基地での集中観測キャンペーンを完遂した.

蓄積した観測データを整備し,初期的なデータ解析に着手している.並行して,集中観測キャンペーンで取得したデータとの比較の為,関連する過去の観測データ(2000-2002年の南極昭和基地ナトリウムライダー観測データなど)の収集と解析にも取組み,初期的な解析結果が得られつつある.一方で,更なる展開として,カルシウムイオン(Ca+)を対象とする新しいライダーシステムの基本構想についての検討を進めている.新システムでは,レーザーダイオード励起レーザーを送信レーザーに採用することで高安定かつ高出力の送信レーザー系を構築し,現システムを超える性能を目指す予定である.今年度は,試験用のレーザーダイオード励起レーザーシステムの基本設計を行い,必要な機材を揃えた.次年度には,実際に試験レーザーシステムを構築し,試験レーザーシステムに関する基礎実験データの取得/詳細検討から,試験レーザーシステムの性能評価や改善案の検討などを進め,新レーザーシステム送信系に関する基礎技術の確立を目指す.約2年間の南極昭和基地での集中観測キャンペーンを無事に完遂し,観測データの整備や初期的なデータ解析への取組みを進めた.並行して,関連する過去の観測データの収集と解析にも着手し,集中観測キャンペーンで取得したデータと比較する為の事前準備も進めた.加えて,新システムへの取組みも順調に進展している.南極昭和基地における波長可変ライダーの試験観測を継続する.並行して,その他の電離圏組成(窒素原子イオン,カルシウムイオンなど)を対象とするライダー観測への展開について検討を進める.試験データの解析を重点的に行う.並行して,新システムの基礎開発に着手する.集中観測キャンペーンで取得したデータの解析を中心に進める.特に,オーロライベント時の観測データに着目し,オーロラ活動に伴う電離圏組成,大気組成の応答について明らかにしていく.並行して,関連する過去の観測データの収集と解析を行い,集中観測キャンペーンで取得したデータとの比較にも取組む.加えて,新システムの基礎開発を進め,特に,新レーザーシステム送信系に関する基礎技術を確立することを目指していく.
Cross-institutional study on the effects of an intelligent embedded training system on language learning in a mobile environment.

今回の研究では、オンラインで言語を学ぶ環境下では、特に音声認識を伴う時に、自動的フィードバックが自発的に伸びる可能性があることが示唆された。しかしながら、Eメールのような直接的フィードバックは、モチベーションを上げる可能性は低い。学習者は、フィードバックが瞬間的、且つ知的で客観的である場合には、課題に取り組むことをいとわないようである。さらに、音声認識はネイティブスピーカーと学習者とを識別することができるが、驚くことに音声認識によって分けられたスピーチレベルと標準化した書くテストの点数との間には、明確な相関は見出されないことを実証した。
蛋白質の構造機能要素の抽出と応用の為の基盤整備

蛋白質は最も多様性にとみ、高い機能性を示す分子である。ライフサイエンスの研究分野は言うに及ばず、近年では医薬品への応用などより身近な存在になりつつある。しかしながら、我々は未だ、蛋白質を自在に設計し、望みの機能を実現する手法を手にしていない。本研究では、蛋白質の基本部品(エレメント)の同定を試み、その応用可能性を検討してきた。その結果、エレメントの組み替えによって蛋白質の機能を自在に改変できる可能性を見いだすことに成功した。我々は、蛋白質一般に、アミノ酸配列の分断によって、構造・機能に著しい影響が生じる領域が存在することを示してきた。本研究では、これらの領域が、構造や機能の基本要素(エレメント)になっているとの仮説を実証するために、類似構造を有する「異種」蛋白質間での、エレメントの位置保存性を確認し、さらに、蛋白質間でのエレメントの交換可能性について検証した。構造エレメントが、構造形成において基本要素であるとすれば、仮に、配列一致度が低かったとしても、類似構造を示す蛋白質間では、構造上、相同な位置に構造エレメントが存在することが期待される。そこで、互いに類似した構造を有するものの異なる機能を示す2つの蛋白質、核酸分解酵素Staphylococcal nuclease(SNase)及び転写調節因子ヒト由来p100蛋白質SNDドメインの構造エレメントを比較した。Snaseについては、すでに全領域に対して網羅的アラニン挿入変異解析を行い、構造エレメントの同定に成功している。そこで、ここではSNDのα2ヘリックスに対して新たにアラニン挿入変異解析を行った。SNDのアラニン挿入変異解析の結果、ヘリックスのC末端領域に構造エレメントが存在することが明らかになった。Snaseの結果と比較すると、立体構造上、両者の構造エレメントは立体構造上、相同な場所に位置していた。この結果は、構造エレメントの位置保存性を示唆するものだといえる。機能エレメントの移植によって蛋白質が持つ機能の改変が可能かどうかを検証するために、ここでも同様にSnaseとSNDを用い、Snaseから抽出した機能エレメントのSNDへの移植を試みた。本年度は、機能エレメントをSNDに移植したコンストラクトの作製まで実施した。申請者らは、蛋白質一般に、アミノ酸配列の分断によって、構造・機能に著しい影響が生じる領域が存在することを示してきた。本申請研究では、これらの領域が、構造や機能の基本要素(エレメント)になっているとの仮説を実証するために、類似構造を有する「異種」蛋白質間でのエレメントの位置保存性を確認し、さらに、蛋白質間でのエレメントの交換可能性について検証することを目的として研究を行ってきた。本目的のため、すでにエレメントの同定に成功していた黄色ブドウ球菌由来の核酸分解酵素(Staphylococcal nuclease, SNase)に加え、機能が異なるものの構造類似性を示すヒト由来転写調節因子p100のC末端ドメイン(TSN)に対してアラニン挿入変異解析を行った。その結果、立体構造上SNaseとほぼ同一の位置に、TSNの構造エレメントが存在していることが明らかとなった。この事実は、構造類似性を示す蛋白質間での構造エレメントの位置保存性を示唆するものである。機能エレメントを用いた機能移植の可能性を検討するため、SNaseの機能エレメントをTSNに移植した人工蛋白質を作製し機能評価を行った。その結果、作製した人工蛋白質は部分的に変性した構造を示したものの、SNaseが示す核酸分解活性を獲得していることが明らかとなった。以上の結果より、蛋白質間で機能エレメントを交換することによって、機能そのものを移植することが可能であることを示すことができた。本研究によって、アラニン挿入変異解析によって同定されるエレメントが、蛋白質の構造や機能を規定する要素であることを示唆すると同時に、蛋白質工学的手法への応用可能性を示すことができた。本研究では、これらの領域が、構造や機能の基本要素(エレメント)になっているとの仮説を実証することを目的としている。本目的の達成のため、構造エレメントについては類似構造を有するものの機能が異なる蛋白質間で立体構造上の位置の保存性を検証し、機能エレメントについては機能エレメントを用いた機能改変の可能性について検討している。平成24年度は、類似構造を有するものの機能が異なる蛋白質として、すでにエレメントの同定に成功している核酸分解酵素Staphylococcal nuclease(SNase)と転写調節因子ヒト由来p100蛋白質SNDドメインを選択し、SNDのα2ヘリックス領域、および、β5ストランド領域に対してアラニン挿入変異解析を行った。SNDのこの領域には、3つの構造エレメントが存在し、いずれも、立体構造上Snaseと相同な位置に構造エレメントが保存されていることが明らかとなった。この事実は、これら構造エレメントが立体構造を規定する基本的な要素であることを強く示唆するものである。

Snaseの機能エレメントを用いたSNDの機能改変については、機能エレメント移植SNDの発現精製を行い、核酸分解活性の評価を実施した。活性は、Snaseの約1000分の1程度であるものの、機能エレメントの移植によってSNDを核酸分解酵素に改変することに成功した。更に、すでに報告されている核酸分解活性に関与するアミノ酸残基についてSNDのアミノ酸残基を置換した変異体については活性を示さなかった。以上の結果は、機能エレメントの移植によって初めて機能の改変が可能であることを示しており、機能エレメントが機能を実現するための基本要素であることを強く示唆する結果であるといえる。SNDの網羅的アラニン挿入変異解析の過程で、円偏光二色性分光測定による解析の結果から、より詳細に構造評価をする必要が生じた。そこで、新たに赤外吸収分光装置を購入し、測定を行うことによって、SNDの構造エレメントを同定することに成功した。機能エレメント移植に関しては、機能評価実験には至らなかったものの、分子設計、コンストラクトの調製まで実験を進めることができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究を通じ、類似構造蛋白質での構造エレメントの位置保存性が検証されつつある。更に、機能エレメントについては、機能エレメントの移植によって元の機能と異なる機能に改選することが可能であることを実証することに成功した。完全に異なる機能を有する蛋白質間での機能移植としては、本研究は初めての成果であり、機能エレメントが機能を実現するための基本要素であることを示す結果になり得ると考えられる。以上は、年度当初に予定していた研究であり、おおむね順調に進展していると考えられる。構造エレメント評価については、α1領域について位置保存性を検証することができた。次年度以降、他の領域に対してもアラニン挿入変異解析を行うことで、構造エレメントの位置保存性を検証する。機能エレメントの移植については、すでにコンストラクとの作製を終了しており、精製条件の検討した上、活性評価を行うことで機能改変の可能性について継続して検証を続ける。この結果を踏まえ、機能エレメントを用いた機能設計の基盤を整備する。SNaseとTSNを用いた研究から、1)類似構造を有する2つの蛋白質間での構造エレメントの位置保存性を示し、2)SNaseの機能エレメントをTSNに移植することによって核酸分解活性を有する人工酵素を創製することに成功してきた。これらの事実は、構造エレメントや機能エレメントが蛋白質の構造や機能を決定する基本因子であることを示唆していると同時に、人工蛋白質設計時の基本部品となり得る可能性を示すものである。今後は、特に、機能エレメントによる機能移植に注目し、SNDの機能改変に必要なSNaseの機能エレメントの最適化を行い、機能を決定する最小機能因子を決定する。機能エレメントは、アミノ酸配列全域に対してアラニン挿入変異体を作製し、アラニン挿入による天然配列の分断が機能に与える影響を考慮することで同定される。
超臨界水を用いた希土類酸化物超微粒子および薄膜の製造

超臨界状態の水を用いた素材製造プロセスの一例として、希土類化合物の超微粒子・薄膜の製造に関する研究を行なった。まず、製造条件を明らかにするために、超臨界状態の水を高密度のガスと見なし、希土類化合物が超臨界状態の水中に蒸発し、水分子を配位して分子状で溶ける溶解モデルを考えた。超臨界流体中における希土類化合物の溶解度を状態方程式を用い熱力学モデルにおいて、相互作用パラメ-タa_<12>を用いて比較的良く実験結果を再現することができた。さらにこの熱力学モデルをシリカに関して適用した結果、モデルの有効性が確認された。次いで、水酸化ランタンが溶解している超臨界溶液をノズルを通して急速膨張させることにより超微粒子を生成させた。この粉末は加熱によって、容易に酸化物となる。生成粒子の平均粒径は、ノズル径には依存せずに、圧力の増加に伴い大きくなった。これは、超臨界溶液中の溶質濃度が増加するためと考えられる。超臨界溶液の急速膨張による溶質の析出機構を考察した結果、急速膨張による等エントロピ-領域での状態量は急激な減少によって、水滴核が形成することが推測された。このため溶媒(水滴)の溶解力が急激に低下して、溶媒中の溶質が過飽和状態になり、水酸化ランタンの不均一核生成が起こると考えられる。急速膨張プロセスでは、液滴の生成が溶質の析出よりも早いため、薄膜を作ることはできなかった。また、超臨界水中での薄膜生成速度の推定計算を行なった結果、溶解度を大きく増加させるエントレイナ-の使用が必要であろうとの結論に達した。
中性子捕捉療法に用いるホウ素化合物の細胞周期依存性に関する基礎的研究

中性子捕捉療法に用いるホウ素化合物取込みの細胞周期依存性に付いて、in vitroの系で検討した。チャイニーズハムスター肺由来細胞であるV79,マウス上皮癌細胞のSCCVII,ラットグリオーマC6,およびヒトグリオーマU87等の細胞を培養し、そめ対数増殖期、及び増殖がプラトーに達してから2日以上経過し、G0期にある細胞が増えた段階に分けてホウ素を添加、培養してホウ素を取込ませた。トリプシン処理して細胞浮遊液とした後、フローサイトメトリーを用いてG0/G1群及びG2/M群に分け、それぞれに含まれるホウ素量を、ICP発光分光分析装置で測定、解析した。ホウ素化合物は、現在臨床でもっともよく使われるソディウムボロカプテイト(BSH)と、ボロノフェニールアラニン(BPA)を使用した。その結果、BPAでは、G0/G1群に比べてG2/M群では23倍のホウ素取込みがあることが明らかになった。BSHはBPAに比べ全体の取込みが少ないため、細胞数の数ないG2/M群ではホウ素量を定量することが困難だったが、使用するフローサイトメトリーをFACS VantageからFACS SEに換えたことにより、細胞を速く、大量に集めることが可能になった。その結果細胞周期性がほとんどないと思われたBSHも、BPAほどではないがG0/G1期に比べてG2/M期の取込みがやや多いことが分かった。しかしこれは、細胞の大きさの違い(G2/M期の細胞はG0/G1期にくらべると細胞自体が大きい蛋白量で1.5倍前後)によるものと思われる。BPAの場合は、細胞の大きさを考慮に入れても、G2/M期の取込みが多いのである。これらの結果及び手法は、より効果的な照射線量の設定、細胞周期依存性が低く、腫瘍集積性の高い新しいホウ素キャリアーの開発に役立つと思われる。中性子捕捉療法に用いるホウ素化合物取込みの細胞周期周期依存性についてin vitroの系で検討した。マウス肺由来細胞であるV79,ラットグリオーマのSCCVII,C6,およびヒトグリオーマU-87等の培養細胞にあらかじめホウ素化合物を取込ませ、細胞浮遊液とした後フローサイトメトリーを用いてG0/G1群及びG2/M群に分け、それぞれにふくまれるホウ素量を、ICP発光分光分析装置で測定、解析した。ホウ素化合物は、現在臨床でもっともよく使われるソディウムボロカプテイト(BSH)とボロノフェニールアラニン(BPA)を使用した。その結果BPAでは、G0/G1群に比べてG2/M群で23倍のホウ素取込みがあることが明らかになった。BSHはBPAに比べ全体の取込みが少ないため、細胞数の少ないG2/M群ではホウ素量を定量することが難しかったが、使用するフローサイトメトリーをFACSVantageからFACSSEに換えた結果、細胞を速く、多量に集められるようになった。そのためこれまで測定不能だったサンプルを測定することが可能になった。その結果細胞周期依存性がほとんどないと思われたBSHも、BPAほどではないがG0/G1群に比べてG2/M群の取込みがやや多いことが分かってきた。これらの結果及び手法は、より効果的な照射線量の設定、細胞周期依存性が低く、腫瘍集積性の高い新しいホウ素キャリアーの開発などに役立つと思われる。

チャイニーズハムスター肺由来細胞であるV79,マウス上皮癌細胞のSCCVII,ラットグリオーマC6,およびヒトグリオーマU87等の細胞を培養し、その対数増殖期、及び増殖がプラトーに達してから2日以上経過し、G0期にある細胞が増えた段階に分けてホウ素を添加、培養してホウ素を取込ませた。トリプシン処理して細胞浮遊液とした後、フローサイトメトリーを用いてG0/G1群及びG2/M群に分け、それぞれに含まれるホウ素量を、ICP発光分光分析装置で測定、解析した。ホウ素化合物は、現在臨床でもっともよく使われるソディウムボロカプテイト(BSH)と、ボロノフェニールアラニン(BPA)を使用した。その結果、BPAでは、G0/G1群に比べてG2/M群では23倍のホウ素取込みがあることが明らかになった。BSHはBPAに比べ全体の取込みが少ないため、細胞数の数ないG2/M群ではホウ素量を定量することが困難だったが、使用するフローサイトメトリーをFACS VantageからFACS SEに換えたことにより、細胞を速く、大量に集めることが可能になった。その結果細胞周期性がほとんどないと思われたBSHも、BPAほどではないがG0/G1期に比べてG2/M期の取込みがやや多いことが分かった。しかしこれは、細胞の大きさの違い(G2/M期の細胞はG0/G1期にくらべると細胞自体が大きい-蛋白量で1.5倍前後)によるものと思われる。BPAの場合は、細胞の大きさを考慮に入れても、G2/M期の取込みが多いのである。これらの結果及び手法は、より効果的な照射線量の設定、細胞周期依存性が低く、腫瘍集積性の高い新しいホウ素キャリアーの開発に役立つと思われる。
その場固化法を利用した新規セラミックス断熱建材の気孔構造制御

低品位無機原料の利用とファインセラミックス多孔体製造技術の適用を両軸とした機能性陶磁器の開発による、断熱性や快削性が強調された低環境負荷多機能建材の創製を行った。新しい環境対応型多孔体セラミックス製造技術の確立を目的とし、廃棄物原料の選定、それを用いた多孔体製造プロセスの確立、多孔体セラミックスの気孔構造および性能評価を行った。また、多孔体の素材として中空粒子の新しい製造法の開発を行った。具体的には、以下の項目について研究を行った。1.固/気/液3相サスペンションのレオロジーモデルの検討固相粒子の粒径と含有率、気泡の径と含有率をパラメータとして、レオロジーモデルを確立した。2.多孔体特性の気孔特性依存モデル多孔体の熱伝導率と強度に絞り、気孔径と気孔率をパラメータとした依存性モデルの確立を行った。3.施釉多孔体の作製耐候性、強度の向上と美観を付加するため施釉多孔体を試作し、無施釉多孔体と同様の評価を行なった。4.ゲル化剤の検討研究初期段階で用いたゲル化剤はメタクリルアミド系である。しかし、このモノマーは酸素が存在すると重合が停止するため、空気中での使用に制限があった。そこで、工業的適用性を広げるために、空気下でも使用可能な寒天、ゼラチンなどの天然ゲル化剤や無機質ゲル化剤を検討した。5.傾斜構造多孔体質および大型多孔質陶磁器の作製断熱性、強度、施釉操作を考慮し、表面が緻密質で内部が高気孔率の多層傾斜気孔構造を有する多孔体製造技術の確立を目指した。また、施工時の目標となる最低寸法(50×50×2cm)の製造を可能とする製造技術の確立を行った。6.中空粒子製造法の開発新規の中空粒子合成法として、気体をコアとして中空粒子を合成するバブルテンプレート法を提案し、CaCO_3の中空粒子合成を行い基礎的な理論の確立および現象の解明を行った。廃棄物原料の選定とそれを用いた多孔体を作製し熱伝導率、強度、気孔径分布測定を行い、基礎性能を確証した。(1)原料の調査とキャラクタリゼーション未利用資源であるキラ、サバなどの粘土原料廃品やガラス廃材、焼却炉スラグなどの廃棄物原料のキャラクタリゼーション(化学分析、相同定、熱分析等)を行った。(2)混合原料系の選定と焼成特性単一原料系を組合せた原料を用いて緻密体作製を行い、低温(1200°C以下)で緻密化する適切な混合原料系を選定した。廃棄物原料は品質変動が激しいことを考慮し、従来のピンポイント型制御ではなく混合比の許容範囲が広いルーズ制御を可能とする原料系を検討した。(3)含気泡スラリーの調製とレオロジー適当に粉砕した混合原料、水、気泡よりなるサスペンションを調製し、成形に必要な流動性の評価を行った。本研究経費で購入予定の主要装置は、固/気/液3相よりなるサスペンションのレオロジー評価に用いるレオメータであった。(4)多孔体の作製と物性評価気孔径と気孔率を制御した多孔体を作製し、熱伝導率、強度、切削性の評価を行った。気孔のキャラクタリゼーションには水銀ポロシメータと画像解析を併用した。水銀ポロシメータを含め、熱線熱伝導率測定装置、強度試験機等は現有した。

気孔が関与するサスペンション及び多孔体の特性モデル確立のための実験と解析を行った。具体的には以下の4項目について研究を行った。(1)固/気/液3相サスペンションのレオロジーモデルの検討固相粒子の粒径と含有率、気泡の径と含有率をパラメータとして、レオロジーモデルを確立について検討した。(2)多孔体特性の気孔特性依存モデル多孔体の熱伝導率と強度に絞り、気孔径と気孔率をパラメータとした依存性モデルを確立を目指した。(3)施釉多孔体の作製耐候性、強度の向上と美観を付加するため施釉多孔体を試作し、無施釉多孔体と同様な評価を行なった。(4)ゲル化剤の検討15年度で検討を行なったゲル化剤はメタクリルアミド系である。しかし、このモノマーは酸素が存在すると重合が停止するため、空気中での使用に制限があった。工業的適用性を広げるために、空気下でも使用可能な寒天、ゼラチンなどの天然ゲル化剤や無機質ゲル化剤を検討した。次年度は上記(1)(4)を基礎としより多くのデータを収集し,より精度の高い気孔が関与するサスペンション及び多孔体の特性モデル確立するよていである。気孔が関与するサスペンションおよび多孔体の特性モデル確立を目指した実験と解析ならびに施釉多孔体の作製を行い、「その場固化法を利用した新規セラミックス断熱建材の気孔制御」の確立を目指した。具体的には、以下の項目について研究を行った。(1)固/気/液3相サスペンションのレオロジーモデルの検討固相粒子の粒径と含有率、気泡の径と含有率をパラメータとして、レオロジーモデルを確立した。(2)多孔体特性の気孔特性依存モデル多孔体の熱伝導率と強度に絞り、気孔径と気孔率をパラメータとした依存性モデルの確立を行った。(3)施釉多孔体の作製耐候性、強度の向上と美観を付加するため施釉多孔体を試作し、無施釉多孔体と同様の評価を行なった。そこで、工業的適用性を広げるために、空気下でも使用可能な寒天、ゼラチンなどの天然ゲル化剤や無機質ゲル化剤を16年度に引き続き検討した。(5)傾斜構造多孔体質および大型多孔質陶磁器の作製断熱性、強度、施釉操作を考慮し、表面が緻密質で内部が高気孔率の多層傾斜気孔構造を有する多孔体製造技術の確立を目指した。また、施工時の目標となる最低寸法(50×50×2cm)の製造を可能とする製造技術の確立を行った。以上の結果により、「その場固化法を利用した新規セラミックス断熱建材の気孔制御」に関する研究を完了した。
ゲート電極一体型遷移金属窒化物極微フィールドエミッタアレイの試作

窒化ニオブ薄膜を陰極としたゲート付き極微フィールドエミッタアレイの試作を行った。作製プロセスは窒化ニオブ薄膜で覆われたエミッタの形成及びエミッタに対するゲート電極の付与の二つに分けられる。エミッタ形成プロセスとして、アレイの面内で先端のそろった形状が得やすい転写モールド法を採用した。表面を熱酸化したシリコン基板上にフォトリソグラフィーによって26個の円形パターンを転写し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドによる異方性エッチングを行ってピラミッド状の鋳型を形成した。鋳型をさらに酸化することでエミッタとゲートの間の絶縁層を予め形成しておき、その後イオンビーム援用蒸着によって窒化ニオブを形成した。この試料をガラス基板上に接着して鋳型のシリコン基板を機械研磨と化学研磨により取り除いた。酸化シリコンに覆われた窒化ニオブエミッタアレイにモリブデンを蒸着し、その後エッチバック法によってモリブデン、酸化シリコンの開口形成を行い、ゲート付きのエミッタを形成することができた。試作した極微フィールドエミッタアレイからの電子放出特性をターボ分子ポンプにより排気した高真空雰囲気で測定した。その結果、動作電圧14V程度で電子放出を確認することができた。時々,以上放電が生じて動作電圧が上昇し最終的に20V程度の電圧になったが、放電の間の電子放出は比較的安定であった。引き出した電子を蛍光板に入射させエミッションパターンを観測したところ、比較的広がり角が大きく、電流の大部分がゲート電極に流入していると考えられるような結果が得られた。最終的には作製プロセスの諸条件を最適化することでよりよい特性の素子が形成できるものと考えられる。窒化ニオブ薄膜を陰極としたゲート付き極微フィールドエミッタアレイの試作を行なった。本年度の研究では、ゲート付きエミッタアレイの形成を大きく二つの段階に分けてそれぞれのプロセスを検討した。第一は表面が窒化ニオブ薄膜で覆われたエミッタの形成、第二はこのエミッタに対するゲートの形成である。エミッタ形成には、アレイの面内でそろった先端形状が得られると言われている転写モールド法を利用した。シリコン基板の表面を熱酸化した後、フォトリソグラフィーにより26個の円形状のパターンを転写した。緩衝弗酸により酸化シリコンのパターンをエッチングし、さらにテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを用いてシリコン基板の異方性エッチングを行なった。一旦酸化膜を除去した後、再度熱酸化を行い、ゲートとエミッタの層間絶縁膜となる層を形成した後、このモ-ルド内に窒化ニオブ薄膜をイオンビーム援用蒸着により形成した。蒸着後、真空用接着剤によりガラス板に接着し、モールドのシリコンを機械研磨・ウエットエッチングを併用して除去した。この時点で酸化膜に覆われた窒化ニオブエミッタが得られた。酸化膜の上に電子ビーム蒸着等によりモリブデンを蒸着し、ゲート電極を形成した。その後フォトレジストをスピンコートした上で試料をリン硝酸に浸し、ゲート開口を形成した。さらに緩衝弗酸で熱酸化シリコンを除去してゲート電極付き極微フィールドエミッタアレイを形成することができた。当初懸念された窒化ニオブの緩衝弗酸に対する耐性は十分であったが、イオンビーム援用蒸着においてモールド内に形成される薄膜はモ-ルド内により若干組成がずれることが明らかとなった。この点については次年度に詰めることにする。平成11年度に確立した転写モールド法とエッチバック法を組み合わせた窒化ニオブフィールドエミッタアレイ試作方法によって作製したデバイスの電子放出特性を測定した。現実的なデバイスとして使用する環境での評価という観点から、従来の超高真空環境下ではなく、ターボ分子ポンプで排気した高真空環境下での電子放出特性を評価した。

その結果、電圧印加初期においてはややリーク電流が多いものの、しばらく動作させることでリーク電流がなくなり、電子放出を確認することができた。動作電圧は初期段階で14V程度であり、電流電圧特性の再現性も良好であった。しかしながら、時々異常放電が生じ、その都度動作電圧が若干ずつ上昇した。最終的に20V程度の動作電圧となった。素子から5mm程度離れたところに蛍光体を設置してエミッションパターンを観察したところ、発光領域は比較的広い面積にわたっていた。これは電子ビームが広い発散角を持って放出されていることを示している。また、ゲート電流も比較的多かった。この理由としては、現在のプロセスではゲート開口が広いため、電子が広がって引き出されることが考えられる。また異方性エッチングによるモールド形成を利用したプロセスであるためか稜線付近で放出される電子が多く、素子の異常放電はこのようなところから生じている可能性もある。まだこのような問題は残っているものの、高真空領域で比較的安定に動作する現実的なデバイスが作製することができた。なお本研究成果を第13回国際真空マイクロエレクトロニクス会議にて発表したところ、最優秀口頭発表賞第二位を授与され、この研究の成果が内外で高い評価を受けた。このほか、さらにデバイスの特性改善を目指してモールド内の酸化膜上に形成する窒化ニオブ薄膜の特性改善に関する検討も行った。
広視野高速３Ｄ分子マッピングのためのスナップショットラマン分光顕微鏡の開発

ミリメートルの生体組織試料の分光イメージングの実現を目指し、高速ラマン分光イメージング法のための新規手法を提案し、開発する。既存の方法では、高速なイメージングは非常に困難であった。本研究では従来のレーザー走査方式ではなく、2次元分光イメージングと逆問題の考え方を組み合わせて、1度の撮像により、元の3次元画像(空間2次元+波長1次元)を取得する方法を確立した。本手法は、ラマン分光イメージングのみにとどまらず、他の様々な分光イメージングを高速化できるため、幅広い応用が期待できる。本研究では、生体組織試料の分光イメージングの実現を目指し、広視野・高速・3次元のハイパースペクトルイメージング法を開発する。従来の、レーザー走査によって試料内を1点ずつ励起し分光検出する方法が長い時間を要するのに対し、本研究では視野内を同時にスナップショットで分光イメージングする光学系を提案する。多数の波長成分を含んだ広視野の画像を画像のまま分光し、得られた画像データからハイパースペクトル画像(空間2次元+波長1次元)を数学的に回復する。これにより、従来の数千倍の速さでの分光イメージングを実現することを目標とする。本手法は、蛍光分光およびラマン分光イメージングを含む、様々な分光イメージングを高速化できるため、幅広い応用が期待できる。28年度は、高速分光イメージングの要素技術開発として、顕微鏡装置を設計・試作し、そのスペクトル画像取得の可能性の実証に取り組んだ。試作器として、全反射型蛍光顕微鏡と分散型分光器を組み合わせた分光顕微鏡システムを構築し、新規開発の光学素子を導入し、多数の分光像を取得した。試料として、異なる7色の半導体量子ドットを用い、基板上に二次元に分散した量子ドットの多色蛍光像を取得した。提案する解析アルゴリズムにより、ハイパースペクトル像を取得することができた。また、ハイパースペクトル画像回復の精度を向上するために、試料の分布やスペクトル構造の先験情報の利用を検討した。申請時の計画では、基礎光学系の構築を初年度の取り組みとしていた。また、解析方法についても基礎的なアルゴリズムの構築を予定した。これらが概ね達成できた。昨年度までに、基本的な全反射蛍光顕微鏡と分散型イメージング分光器を利用したイメージングシステムを構築した。しかしながら、本手法のキーテクノロジーである回転光学素子が、機械的に不安定であったため、複数の分光像間の位置関係にずれが生じてしまい、画像の回復が非常に困難であった。そこで、像回転光学素子を新たに設計し加工業者に特注した。新たな像回転光学素子では、3枚のミラーを一体型のケース内で固定することにより、安定性を向上した。これにより、回転中に位置ずれがほとんど生じなくなった。この素子を用いて、分光イメージを安定的に取得できるようになった。複数の異なる発光波長の量子ドットを多数ばらまいた試料を用いて、画像回復を試みたところ、高精度でハイパースペクトル画像を回復することに成功した。29年度は、当初の計画の通り、顕微鏡光学系の構築、条件最適化に取り組む。ある程度開発が進んだ段階で、本イメージング法の、生命科学への有効性を示すために、生きた細胞塊や組織の観察に取り組む。バイオイメージング
胎生期の低栄養と出生後の栄養環境が生殖機能に及ぼす長期的影響とその機序の解明

平成30年度に施行した一連の研究により、胎児期に低栄養を経験した雌の個体では、出生後のアンドロゲン投与による栄養代謝機能の悪化が顕著となることを明らかにした。具体的には、摂食量を通常の50%未満とした母体から出生した雌のラットでは、出生後のアンドロゲン慢性投与によって体重および摂食量が増加しやすく、脂肪量の増加や脂肪細胞サイズの増大が認められることが明らかとなった。また、これらの個体では脂肪細胞における炎症性サイトカインの発現増加が認められ、これが一連の栄養代謝環境の悪化の原因であることが推察された。一方、胎児期に低栄養を経験した個体では、アンドロゲン投与による生殖機能の低下が軽減されることが明らかとなった。具体的には、性周期障害の軽減、卵巣の形態変化の軽減などが認められた。また、卵巣のステロイド合成酵素の障害が軽減されることが判明した。以上より、胎児期の低栄養が、出生後においてアンドロゲンが栄養代謝に及ぼす影響を増悪させる一方で、生殖機能に対する影響を抑制することが明らかとなった。また、近年、栄養代謝改善機能が注目されているオキシトシンの効果を確認するため、卵巣摘出により肥満となった雌ラットに対して、オキシトシンの慢性投与による効果を検討した。これによって、肥満に対してオキシトシンが摂食抑制、体重減少、脂肪量減少などの有益な効果を及ぼすことが判明した。胎児期の低栄養が出生後の栄養代謝機能と生殖機能に及ぼす影響に関して、新たな知見が得られた。また、これに関してその内分泌学的機序が解明された。当初想定していた通り、胎児期における低栄養環境の影響が、出生後の生理環境によって増悪されることが確認された。また、これらの影響が、体内の複数の組織の機能変化によって生じていることも判明した。以上の結果から、当初の研究計画はおおむね順調に進展していると考えられる。今回の検討をもとに、出生後の低栄養が出生後の種々の生理機能に及ぼす影響が、出生後の栄養状態によって増強または軽減されるか検討する。また、それらに関わる中枢、末梢の内分泌学的機序について明らかにする。これらを明らかにした後に、生理機能に対する悪影響を軽減する方策について検討する。具体的には、胎児期に低栄養を経験したラットに対して、出生後に高脂肪食負荷または親への割り当ての数を減少することで過栄養の状態とし、栄養代謝状態と生殖機能への影響と検討する。また、これとは逆に、出生後の栄養制限が、胎児期の低栄養環境の影響を軽減するか検討する。さらに、肥満となった症例に対してオキシトシンなどの栄養代謝改善薬が効果を示すか検討する。支払いが完了していないため次年度使用額が生じた。4月に支払いが完了する予定である。