hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インフォーマルアセスメントの有効性の検証と体づくりのプログラム構築

本研究は通常学級に在籍する小学14年生に対して神経学的微細徴候(SNS)の眼球運動検査及びタンデム歩行を実施し、その結果についてまとめた。「動作解析システム・オクタルー8」による分析結果から学年の標準化した基準値を決定した。また、日常での行動観察での学級担任の気付きを検討し、これまで学級担任が経験や勘に頼っていた「不器用さ」の捉えをエビデンスに基づいたより客観的なものにした。眼球運動とタンデム歩行の結果から算出した標準化した基準を活用し、インフォーマルアセスメントの手引きを作成した。さらに発達に課題のある子どもたち20名に対し1年間の運動プログラムの実施前と実施後を比較分析し効果を検証した。「発達に課題のある乳幼児・児童生徒の行動分析I」大学に相談、来所した乳幼児、児童の学習、遊び・臨床観察の様子を行動コーティングシステムの導入により、「いつ(時間)、どこで(2次元軌跡)、何を(カテゴリ)」したかを分析し、、共同注意の発達、眼球運動、平衡反応等を基に集計、解析し、インフォーマルアセスメントの項目作成をするベースができつつある。さらに、協力幼稚園(松江市、小野市、神戸市他)、小学校(生駒市、松江市、出雲市、小野市)で臨床観察・保育・授業場面をVTR撮影し、授業中の姿勢背景、眼球運動、反応様式等を「いつ(時間)、どこで(2次元軌跡)、何を(カテゴリ)」したかを分析し、集団場面でのインフォーマルアセスメントの項目作成をおこなっている。「通常の学級における実態調査」1読み書きや学習規律の基盤となる子どもの身体の力を、ソフトサインの視点から捉え直し、チェックシート試案の項目として整理する。前述の行動分析のデータから項目の妥当性を検討している。2島根県、神戸市、宝塚市、小野市の小学校4校を研究協力校として依頼し、子どもの運動発達の基礎データとして全校の新体力テストの様子や結果のデータを取った。さらに研究の対象である低学年については、5月と12月に2度の定点調査を行った。そして、5月の定点調査や新体力テストのデータの分析を行い、12月にはもう一度同じ調査を実施して、子どもの変容の様子を考察した。同時に授業中の行動観察によって観察項目を検討し、行動のインフォーマルアセスメントを実施した。「先行研究調査」先行研究調査として、ニューヨーク市の小学校2校において、「発達障害のアセスメント及び感覚統合とソフトサイン」「身体運動プログラム作り」等の調査及び情報交換を行った。「運動解析」健常児との比較検討するため自閉症、視覚障害のソフトサインチェックを20名に実施した。「発達に課題のある乳幼児・児童の行動分析II」研究協力施設及び団体(松江市・親の会他)に行動コーティングシステムを導入して、「片足立ち、タンデム歩行、眼球運動について」分析し、認知発達、共同注意の発達、母子相互作用、行動パターン等を基に集計、解析し、作成したインフォーマルアセスメントの項目を精査し、新版K式発達検査、KIDS等との結果との関連、考察をした。「通常の学級における実態調査及び実践」124年度に調査した、読み書きや学習規律の基盤となる子どもの身体に関する事項をソフトサインの観点から見直し、チェックート試案の項目に沿って調査し、定点調査の項目を決定した上で、合わせて評価基準も選定している最中である。2松江市、出雲市、神戸市、小野市等の協力校で定点調査を5月と12月に実施し、結果から考えられる子どもの身体の力の背景と学校で見られる子どものインフォーマルアセスメントの結果について照らし合わせながら、協力校との情報交換を行った。定点調査のほかに行動コーティングシステムを導入し、基礎データとなる「片足立ち、タンデム歩行、眼球運動」を小学校低学年500名について実施し、分析している。3一斉指導でできる身体づくりの活動案・校内環境の作り方・体育への取組などの提案をし、協力校の校内研究と連携している。4協力校の活動の経過を観察し、助言や情報交換を行った。「先行研究調査」先行研究調査して、シアトル市ワシントン大学「自閉症研究センター」を訪問し、同センターの見学と発達、調査、児童精神科の観点からそれぞれの専門家と意見交換し、「アセスメント」についての調査と情報交換を行った。I「発達に課題のある乳幼児・児童生徒の行動分析II」行動コーティングシステムを導入して、「片足立ち、タンデム歩行、眼球運動」について2次元軌跡を分析し、認知発達、共同注意の発達、母子相互作用、行動パターン等を基に集計、解析し、作成したインフォーマルアセスメントの項目を精査し、新版K式発達検査、WISCーIV等との結果との関連、考察をし、「個別のインフォーマルアセスメントの手引」を作成実践を始めた。II「通常の学級における実態調査及び実践」1読み書きや学習規律の基盤となる子どもの身体に関する観点から定点調査の項目を決定し、合わせて評価基準を決めた。2協力校で定点調査を5月と12月に実施し、結果から考えられる子どもの身体の力の背景と学校で見られる子どものインフォーマルアセスメントの結果について照らし合わせながら、協力校との情報交換を行う。3教職員へのアンケートで行動分析の結果と教職員の臨床観察項目の一致を精査している。4一斉指導でできる身体づくりの活動案・校内環境の作り方・体育への取組などの提案をし、協力校の校内研究と連携し、研究結果とプログラム化の効果の調査を始めた。5協力校の活動の経過を観察し、助言や情報交換を行った。

6通常の学級担任が、学校生活で観察できる子どもの行動と、その行動の基盤となっている体の様子への気づきを助けるインフォーマルアセスメントのチェックシート試案を作成している。7子どもの発達確認からチェックシートと身体運動プログラムの有効性を検証し、2次障害の予防プログラムを作成する予定である。。8「学級でできるインフォーマルアセスメントの手引」を作成実践し、指導前の授業と指導後の授業比較を行動コーティングシステムを使い分析し、教師のスキルアップおよびスキルの継承を科学的に実証を始めている。9身体運動プログラムの実践と効果測定。本研究の基盤となる「学習に向かうために必要な身体の力」「子どもの身体の現状と学習に向かう力との関係」「インフォーマルアセスメントの実際」についての先行研究事例及び海外でのインタビュー・調査を進めてきた。また、読み書きや学習規律の基盤となる身体の力を、ソフトサインの視点から捉え直し、具体的なアセスメントシートの作成と、定点調査を行ってきた。データ結果から見られるアセスメントシートの有効性の検討において、研究協力校及び研究協力センターでの実践事例を基に「体づくりプログラムの作成とその効果の検討」を行った。行動分析と具体的対応策を研究協力校に依頼し実践していただいた。さらに不器用児及び発達障害児等の基礎データとして行動分析装置を用いて、5歳小学校3年生約500名に対して、「片足立ち、眼球運動、タンデム歩行」を実施し、健常群、不器用群に分けて不器用の基準作りを行った。その基準を用いて、自閉症児の運動プログラム実施後の効果測定を行っている最中である。これらを通して、教員の資質向上と二次障害予防のための縦断的・横断的指導のために「通常の学級でできる行動分析」を行い、インフォーマルアセスメントの具体化を図ってきた。これらの結果をもとに保育教育現場でできる実態把握及び具体的指導プログラムの開発中である。また、ワシントン大学自閉症センター、ニューヨーク市小学校、オックスフォード市の小学校・特別支援学校とも引き続き連携し、情報交換と運動に関してのルーブリック開発を行っている。最終年度延長にあたって、行動分析及び協力校、センターでの実践が長期間にわたったため、今年度1年の実践が必要になっている。I「発達に課題のある児童生徒の行動分析III」行動コーティングシステムを導入して、「片足立ち、タンデム歩行、眼球運動」について二次元奇跡分析を行った。1認知発達、共同注意の発達、行動パターン等を基に集計、解析し、作成したインフォーマルアセスメントの項目を精査し、新版K式発達検査、ソフトサインとの相互性を考察したものをもとに「個別のインフォーマルアセスメントの手引」を作成した。II「通常の学級における実態調査及び実践」1読み書きや学習規律の基盤となる子どもの身体に関する観点から定点調査の項目から、協力校で定点調査を5月と12月に実施した。2結果から考えられる子どもの身体の力の背景と学校で見られる子どものインフォーマルアセスメントの結果について照らし合わせ、情報交換を行った。定点調査のほかに新体力テスト、よりよい学校生活と友だちづくりのためのアンケート等を実施した。3一斉指導でできる身体づくりの活動案・校内環境の作り方・体育への取組などの提案をし、協力校の校内研究と連携し、連携地域で発表会を行った。
脊髄疼痛機序に対する麻酔薬の薬理機序の解析

イオンチャネルだけでなくオピオイド受容体、サブスタンスP受容体などのG蛋白共役型受容体(GPCR)の疼痛機序における重要性が注目されている。脊髄後根神経節(DRG)細胞は、疼痛機序への関与するこれら受容体が存在する。本研究では、DRGにおいてイオンチャネル、GPCRに対する麻酔薬の影響を、パッチクランプ法とカルシウム動態、アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いてこれらの受容体、チャネルへの作用を詳細に解析した。その結果、セボフルランがオピオイド受容体を抑制することが証明できた。また、トラマドールおよび代謝産物M1がTRIPV1には影響をあたえず、TRIPA1を抑制することが証明でした。脊髄後根神経節細胞(DRG)には、痛覚伝達に関与するμオピオイド受容体、サブスタンスP受容体などのG蛋白共役型受容体や電位依存性Naチャネル,カプサイシン受容体遺伝子(TRPV1)が多く存在し、疼痛機序を解析する最適なモデルである。今回の実験ではこれらに対する麻酔薬の影響を、単一細胞でパッチクランプ法とCa動態を同時解析し、さらにアフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いてこれらの受容体、イオンチャネルへの麻酔薬作用メカニズムを詳細に解析することを目的としている。昨年度までサブスタンス-P受容体、μ受容体などのGPCRやNaチャネル、TRIPV1がDRG細胞において存在するのかどうか、細胞内カルシウムの変動、PCR、免疫組織染色法を用いて検討しその存在を確認した。さらにこれらの受容体、イオンチャネルへ麻酔薬がどのように作用するのかをパッチクランプ法と細胞内カルシウムの変動を組み合わせた実験系で単一細胞への影響を同時解析した。その結果、サブスタンスP受容体やμオピオイド受容体に対する麻酔薬の抑制作用が明らかになった。さらに次に培養DRG細胞で得た結果を基にアフリカツメガエル卵母細胞系を用いてこれらの受容体へ麻酔薬がどのように作用するのかを検討した結果μオピオイド受容体、サブスタンスP受容体に対しては麻酔薬の抑制作用があることも確認できた。今後はこれらのGPCRとチャネルとのクロストークを、スライスパッチ法を用いて解析する。さらにDRGにおける未知の痛覚伝達に関与するG蛋白共役型受容体の存在とその機能を解析する。さらに以上の実験によって得られた結果より麻酔薬の鎮痛機序を詳細に検討する。脊髄後根神経節細胞(DRG)には、痛覚伝達に関与するオピオイド受容体、サブスタンスP受容体などのG蛋白共役型受容体や電位依存性Naチャネル,カプサイシン受容体遺伝子(TRPV1)が多く存在し、疼痛機序を解析する最適なモデルである。これらに対する麻酔薬の影響を、単一細胞でパッチクランプ法とCa動態を同時解析し、さらにアフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いてこれらの受容体、チャネルへの麻酔作用のメカニズムを詳細に解析する。これらの解析により麻酔薬の脊椎レベルでの鎮痛機序の全貌を明らかにし、麻酔機序の解明に迫ることを目標にしている。今までの研究成果では(1)サブスタンス-P受容体、ミュー型オピオイド受容体などのGPCRやNaチャネル、TRIPV1がDRG細胞において存在するのを細胞内カルシウムの変動にて確認した。さらにこれらの受容体、チャネルへ麻酔薬がどのように作用するのかをパッチクランプ法と細胞内カルシウムの変動を組み合わせた実験系で解析し、吸入麻酔薬の多くが抑制効果をしめすことを確認した。次に培養DRG細胞で得た結果を基にアフリカツメガエル卵母細胞系を用いてこれらの受容体へ麻酔薬がどのように作用するのかを検討した結果、麻酔薬とくに吸入麻酔薬において、サブスタンス-P受容体、ミュー型オピオイド受容体に対する抑制効果を確認した。また、トラマドールとカプサイシン受容体遺伝子(TRPV1)の作用に影響があることを確認している。しかし、これらのGPCRとチャネルとのクロストークを、スライスパッチ法を用いて解析することやDRGにおける未知の痛覚伝達に関与するG蛋白共役型受容体の存在とその機能の解析に関してはほとんど進展しておらず、現在解析を続けているところである。麻酔薬はリガンド依存性イオンチャネルだけでなく疼痛に関与するμオピオイド受容体(μ受容体)、サブスタンスP受容体(Sub P受容体)などのG蛋白共役型受容体(GPCR)や電位依存性Naチャネルにも影響し、麻酔機序における重要性が注目されている。一方、脊髄後根神経節(Dorsal Root Ganglia, DRG)細胞はSub Pなどの神経ペプチドが含有され、細い一次求心性線維中枢側から急性侵害刺激により遊離され、疼痛への関与が強く、Sub-P受容体やμオピオイド受容体など疼痛機序への関与する受容体が存在する。さらに、TRPV1やNaチャネル、オーファンGPCRの存在も示唆され麻酔薬の重要な作用部位になっていると考えられる。

本研究では、疼痛への関与し、TRIPV1、Naチャネル、μ受容体、Sub P受容体が存在するDRGにおいて、これらのチャネル、受容体の局在証明、これらに対する麻酔薬の影響を、単一細胞でパッチクランプ法とカルシウム動態を同時解析する。さらにアフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いてこれらの受容体、チャネルへの麻酔作用のメカニズムを詳細に解析する。これらの解析により麻酔薬の鎮痛機序の全貌を明らかにし、麻酔機序の解明に迫ることを目的としている。本年度はTRPV1、Sub P受容体、μ受容体、NaチャネルのDRGでの局在証明を行った。その結果、ラットDRGにはサブスタンスP受容体、TRPV1のDRG細胞での存在様式を、細胞内カルシウム変動、PCR法にて証明する事ができた。また、DRG細胞にはオレキシン受容体も存在することが明らかになった。また、現在はこれらをさらに証明するために免疫組織染色法、in situ hybridizationを用いて検討中である。麻酔薬はリガンド依存性イオンチャンネルだけでなく疼痛に関与するμオピオイド受容体(μ受容体)、サブスタンスP受容体(Sub P受容体)などのG蛋白共役型受容体(GPCR)や電位依存性Naチャンネルにも影響し、麻酔機序における重要性が注目されている。一方、脊髄後根神経節(Dorsal Root Ganglia, DRG)細胞はSub Pなどの神経ペプチドが含有され、細い一次求心性線維中枢側から急性侵害刺激により遊離され、疼痛への関与が強く、Sub-P受容体やμオピオイド受容体など疼痛機序への関与する受容体が存在する。さらに、TRP V1やNaチャンネル、オーファンGPCRの存在も示唆され麻酔薬の重要な作用部位になっていると考えられる。本研究では、疼痛に関与し、TRIPV1、Naチャンネル、μ受容体、Sub P受容体が存在するDRGにおいて、これらチャンネルや受容体の局在証明、これらに対する麻酔薬の影響を単一細胞でパッチクランプ法とカルシウム動態を同時解析した。さらに麻酔薬の鎮痛機序と麻酔機序の解明のために、アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いてこれらの受容体、チャンネルへの麻酔作用を詳細に解析した。昨年度まではTRPV1、Sub P受容体、μ受容体、NaチャンネルのDRGでの局在証明を行い、その結果ラットDRGにはサブスタンスP受容体、TRPV1のDRG細胞での存在様式を、細胞内カルシウム変動、PCR法にて証明する事ができた。また、DRG細胞にはオレキシン受容体も存在することが明らかにした。平成27年度は鎮痛薬トラマドールのTRP V1受容体への作用を詳細に解析することを報告している。今後は、いままでの研究成果を踏まえて麻酔薬、鎮痛薬を中心にした脊髄後根神経節細胞への作用をより詳細に検討していきたいと考えている。麻酔学昨年度まで脊髄後根神経節細胞(DRG)にサブスタンス-P受容体、μ受容体などのGPCRやNaチャネル、TRIPV1がDRG細胞において存在するのかどうか、細胞内カルシウムの変動、PCR、免疫組織染色法を用いて検討し、その存在を確認した。本年度はこれらの受容体、イオンチャネルへ麻酔薬がどのように作用するのかをパッチクランプ法と細胞内
社会認識を深めるためのコミュニケーション行動の研究

1.社会科の授業改善のための仮説実験授業と調査(1)前年度に引き続き、小学校2校(3年、4年),中学校2校(1年2年)において実験授業,授業分析を実施した。今回の主目的は,コミュニケーション行動を活発化させるための授業方法の研究であり,授業案作成の段階で仮説を吟味し,その実験授業を記録・分析した。授業記録は6名で行い、ビデオカメラ2台による映像記録とフィルター方式に基づく速記録を併用し,抽出児の記録も行った。(2)仮説実験授業に対する児童・生徒の行動の契機や意識,その個人差をとらえるためアンケート調査を実施し分析した。2.仮説実験授業の分析とその結果(1)児童・生徒の主体的学習は,子供同士のコミュニケーション行動の活発化と深く関わって発展すると考えられるが,現実の授業は教師対子供の関係が多く,子供同士のそれは少ない。学習形態を一斉から小集団に変える,作業的学習活動の導入などで子供同士の関係が強化される。小集団の人数の上限は,5名までと考えられる。(2)コミュニケーション行動は個人差が大きく,性格や人間関係が深く関わっている。小集団の構成や活動については,この点への十分の配慮が必要であるが,学習に際しては,デイベートや討論ができる小集団に育てなければ,社会認識を深めることとコミュニケーション行動は結びつかない。この課題については,さらに検証が必要である。(3)コミュニケーション行動の態様について小学生・中学生を比較すると,一般に前者は拡散的であり活発である。しかし,学習課題や発問を十分に吟味し,小集団活動を効果的に導入すると,中学生の活動もかなり活発になり,しかも集中的である。社会認識の深まりも,小学生より強く見られる。授業改善のポイントの一つがここにある。1.社会科・生活科の授業記録の実施小学校2校(学年は1年生、4年生),中学校2校(学年は1年生,2年生),計4校において授業記録をとり,その分析を行った。ビデオカメラ2台による教師と子どもの活動を映像に撮るとともに6名の記録者によって,様々な観点から授業を記録した。おもな観点は,教師の発問及び教材と子どもの反応との関係,反応を通して現れる教師と子ども,子ども同士のコミュニケ-ション行動の態様,授業における教師の行動の全体像(発問,説明,子どもとの話し合い,助言,評価活動,個別化の行動,机間巡視,板書等々),授業における一人の子どもの行動の全体像などである。2.授業分析とその結果授業分析は現在進行中であるが,次のような仮説を得,確認した。(1)授業におけるコミュニケ-ション行動は,教師・子ども間のそれが圧倒的に多く,子ども同士のそれは極めて少ない。それは,学習形態,教材の提示方法と多くかかわって生ずる現象である。(2)子どものコミュニケ-ション行動の量や質は,発達により大きな差があるが,上学年になるほど貧弱化する原因は,発達だけに帰することはできない。学級の条件,日常の授業と大きくかかわっている。(3)子どものコミュニケ-ション行動の発現は,教師への同調・協力〓批判・反発と大きく関係し,教師の態度や発問・助言,個別化の行動を吟味しなければ,その高揚は望めない。(4)教材の選択、構成、提示方法をコミュニケ-ション行動の質と深くかかわっている。同時にこの点が社会認識の深化にとくに影響する。3.上記(1)(4)のことを立証するため,引き続き仮説実験授業を計画している。「社会認識を深めるよい授業」を探るのが目的である。本研究は,社会科の授業における教師と児童・生徒及び児童・生徒同士のコミュニケ-ション行動の実態や特徴をとらえ類型化することによって,社会認識の深化をめざすための授業改善の方策を,コミュニケ-ション行動の面から追求しようとするものである。前年度にひき続き,小学校3校,中学校2校において,合計6時間の仮説実験授業を実施し授業記録の分析を行い,その都度,授業者・記録者と共に授業改善の方途について研究した。とくに言語コミュニケ-ション行動の分析,類型化について,次のように分類し考察を加えた。1、教師と児童・生徒の間係における基本的要素の分析(1)発問の課題性・論理性...子どもの課題把握,認識深化に最も大きく作用する要素。発問の実態を分析し発問の組み立てについて考究。(2)教材の質と態様...子どもの学習意欲触発,コミュニケ-ション行動の活発化との関係を考究。作業的学習の効果についても実験。(3)指名の方法・指名の組織化...学習意欲触発との関係の考究。(4)授業の緊張と弛緩...その要因を発問・講義・話し合い・教材・時間の面から考究。2、児童・生徒同士の関係における基本的要素の分析(1)学習形態...学習形態の違いによる子ども同士のコミュニケ-ション行動の変化と学習意欲の変化を考究。一般に,小集団学習の効果が注目されるが,子どもの個性や人間関係がその成否と大きくかかわっており,小集団構成の合理性が課題である。(2)小集団における話し合い活動の態様...小集団における話し合い活動を一斉学習におけるそれと比較・分析し考慮。本年度は,仮説実験授業における仮説の吟味が不十分で,分析結果にあいまいさを残しているのが現状で,次年度の課題になっている。1.社会科の授業改善のための仮説実験授業と調査

(1)前年度に引き続き、小学校2校(3年、4年),中学校2校(1年2年)において実験授業,授業分析を実施した。今回の主目的は,コミュニケーション行動を活発化させるための授業方法の研究であり,授業案作成の段階で仮説を吟味し,その実験授業を記録・分析した。授業記録は6名で行い、ビデオカメラ2台による映像記録とフィルター方式に基づく速記録を併用し,抽出児の記録も行った。(2)仮説実験授業に対する児童・生徒の行動の契機や意識,その個人差をとらえるためアンケート調査を実施し分析した。2.仮説実験授業の分析とその結果(1)児童・生徒の主体的学習は,子供同士のコミュニケーション行動の活発化と深く関わって発展すると考えられるが,現実の授業は教師対子供の関係が多く,子供同士のそれは少ない。学習形態を一斉から小集団に変える,作業的学習活動の導入などで子供同士の関係が強化される。小集団の人数の上限は,5名までと考えられる。(2)コミュニケーション行動は個人差が大きく,性格や人間関係が深く関わっている。小集団の構成や活動については,この点への十分の配慮が必要であるが,学習に際しては,デイベートや討論ができる小集団に育てなければ,社会認識を深めることとコミュニケーション行動は結びつかない。この課題については,さらに検証が必要である。(3)コミュニケーション行動の態様について小学生・中学生を比較すると,一般に前者は拡散的であり活発である。しかし,学習課題や発問を十分に吟味し,小集団活動を効果的に導入すると,中学生の活動もかなり活発になり,しかも集中的である。社会認識の深まりも,小学生より強く見られる。授業改善のポイントの一つがここにある。
寒冷ふるえの中枢性統御における脳幹縫線核の役割

体重350ー450グラムのウイスター系ラットをウレタンの腹腔内投与(1.2ー1.5グラム/体重kg)により麻酔し、実験に先行して両側視索前野・前視床下部領域を電気的に破壊した56匹について実験を行なった。縫線核は、強さ50ー200μA、期間50ー200μs、頻度50ー200Hzの単極定電流刺激を2ー10秒間加え、そのγ運動ニューロン活動への効果は次の二つの方法により調べた。(1)腰仙部脊髄前根を細分し固定した43本の単一γ神経神維の自発放電活動に対する縫線核刺激効果は86%に認られ、その反応様式により(1)抑制型(25例)、(2)促進ー抑制型(5例)、(3)促進型(7例)に分類された。約80%((1)と(2))は抑制的反応であり、その中50%に刺激後30分以続く完全な発火活動の停止がみられた。この縫線核刺激によるγ運動ニューロン活動の抑制反応はセロトニン拮抗剤のpークロロフェニルアラニンにより拮抗され(3動物)、上記γ運動ニューロン活動の抑制・促進反応は縫線核からのセロトニン作動性下行路を介することが示唆された。(2)筋紡錘求心性神経終末の筋伸張応答を解析する実験は、下腿三頭筋(19第一種終末、15第二種終末)及び前脛骨筋(17第一種終末、2第二種終末)について調べた。縫線核刺験の第一種終末に対する効果は下腿三頭筋では100%促進、前脛骨筋では76%抑制)と明らかな相反的な結果が得られたのに対し、第二種終末については明瞭な結果は得られず今後の課題となったが、これらの促進・抑制はいずれも動的γ運動ニューロン活動の変化と判定された。従って、この結果は、縫線核はその脊髄下行路を介して伸筋γ運動ニューロンを促進、屈筋γ運動ニューロンを抑制する相反的影響を及ぼすことを示唆するものと考えられる。
長鎖ncRNAによる骨芽細胞分化に対する調節機構の解明

骨量の維持には、骨形成及び骨吸収を調整する機構が必要であるが、その分子機構には未だ不明な点が多い。我々は長鎖ノンコーディングRNA(以下長鎖ncRNA)に注目し、骨リモデリングにおけるその役割について検討した。間葉系幹細胞の骨芽細胞への分化においていくつかの長鎖ncRNAの発現が変動していた。そのうち我々は、CRNDEに注目した。CRNDEの発現は骨芽細胞分化の過程と共に増加した。また、CRNDEの発現を抑制すると、骨芽細胞分化は有意に抑制された。更にCRNDE欠損マウスを作成した。今後は骨形態計測を行い、CRNDEの骨リモデリングにおける働きについて更に明らかにしていく予定である。1骨芽細胞分化において変動する長鎖ncRNAの探索・同定BMP2を投与して骨芽細胞に分化誘導したマウス間葉系幹細胞であるST2からRNAを抽出し、次世代シークエンサーによる網羅的遺伝子発現解析を行い、骨芽細胞分化の過程において発現が大きく変動する長鎖ncRNA-Xを同定した。この長鎖ncRNA-Xについて骨代謝におけるこれまでの働きは全く未知である。そして、定量的RT-PCRにより長鎖ncRNA-Xの発現をST2細胞、マウス初代培養骨芽細胞及びマウス骨芽細胞様細胞MC3T3-E1において確認した。そして、定量的RT-PCRにより骨芽細胞分化過程における長鎖ncRNA-Xの発現の変動についても確認し、骨芽細胞の分化とともに長鎖ncRNA-Xの発現が有意に増加することを見出した。2長鎖ncRNAの機能解析長鎖ncRNA-Xに対するsiRNAをカチオン系の試薬を用いて骨芽細胞に導入して長鎖ncRNA-Xの発現を抑制し、その影響をアルカリフォスファターゼ活性及びreal time PCR法にて検討した。しかしながら、購入したsiRNAによる長鎖ncRNA-Xのノックダウン効率が悪かったためか、有意な骨芽細胞分化への影響は認められなかった。そのため、現在CRISPR-Casシステムの導入を計画している段階である。今回、次世代シークエンスの結果によりこれまで未知の長鎖ncRNA-Xを同定することに成功した。しかしながら、機能解析は当初の計画よりやや遅れている。骨のリモデリングの分子機構に関しては未だ不明な点も多く、その解明にあたり、既存の手法ではなく、新しい視点からのアプローチが必要であると考えられている。そこで申請者は近年その生理的意義が注目されている長鎖ノンコーディングRNA(以下長鎖ncRNA)に注目し、骨芽細胞分化における長鎖ncRNAの意義について明らかにすることを目的として研究を行い、以下の結果を得た。BMP2を投与して骨芽細胞に分化誘導したマウス間葉系幹細胞であるST2からRNAを抽出し、次世代シークエンサーによる網羅的遺伝子発現解析を行い、骨芽細胞分化の過程において発現が大きく変動する長鎖ncRNAを同定した。それら長鎖ncRNAのうち、長鎖ncRNA-Xの発現が骨芽細胞分化に伴い増加し、過剰発現することによって骨芽細胞分化が促進された。そして、ゲノム編集技術を利用した長鎖ncRNA-Xの欠損により、骨芽細胞分化が抑制された。また、マウス生体内では、長鎖ncRNA-Xは骨組織及び精巣において組織特異的に発現していた。最後にゲノム編集技術を用いて長鎖ncRNA-X欠損マウスを作成した。個体は現在F0であり、現在性成熟を待っている段階である。以上の検討により、長鎖ncRNAによる骨芽細胞分化の調節機構が明らかとなった。今後は本研究期間において作成した長鎖ncRNA-X欠損マウスの表現型について詳細に解析を行い、その標的因子、作用機構などを明らかにしていく。長鎖ncRNAの機能解析を進めるため、当初の計画では予定していなかったが、CRISPR-Casシステムの導入を行う予定である。このことにより、骨芽細胞特異的長鎖ncRNAトランスジェニックマウスではなく、長鎖ncRNA欠損マウスの作成が可能となり、更なる研究の深化が期待できると考えられる。骨代謝siRNAを用いた機能解析実験が難航しているためである。そのために過剰発現実験を進行することができないなど、機能解析が予定通り進行しなかったために繰り越し額が生じた。抑制系の機能解析実験については、CRISPR-CASシステムを持ちいたゲノム編集技術により対応する。そのためのベクター構築、及びノックアウトマウス作成のために繰り越し額を使用する予定である。
擬似非線形構造システムを生成する受動型負剛性制震ダンパーの開発と応用

地震動の作用する構造物に免震・制震性能を付加するダンパーとして,構造物に与える負荷を従来のものよりも軽減できる特色を持つ,負剛性制震ダンパーを開発した.これを実現する装置としてセミアクティブ型に加えパッシブ型の負剛性ダンパーを提案し実際に試作を行うとともに,要素実験および振動台実験を通じて,地震時の応答特性,制震効果,加速度応答低減効果など,適用効果を定性的,定量的に確認した.地震動の作用する構造物に免震・制震性能を付加するダンパーとして,構造物に与える負荷を従来のものよりも軽減できる特色を持つ,負剛性制震ダンパーを開発した.これを実現する装置としてセミアクティブ型に加えパッシブ型の負剛性ダンパーを提案し実際に試作を行うとともに,要素実験および振動台実験を通じて,地震時の応答特性,制震効果,加速度応答低減効果など,適用効果を定性的,定量的に確認した.研究代表者は過去数年にわたり,可変ダンパーの最適制御に関する解析的・実験的研究を行ってきたが,その結果,可変ダンパーが負剛性を発生しているときに,より高い制震効率が得られることを見出した.本研究の目的は,1)出来得る限りセミアクティブの効率に近い,受動型負剛性ダンパーを開発し,その特性を実証した後,各種構造システムの制震装置として提案するとともに,2)構造系の剛性を低下させて動的応答により発生する地震力を低減化することに加えて,減衰性能を増大させて変形量を制御する新しい耐震設計法を開発する,ところにある.本研究の初年度である平成17年度における研究実績の概要は次のとおりである.(1)数値シュミュレーション手法を用いて,各種セミアクティブダンパーを最適に制御した場合の発生制御力を分析し,その特性を確認した.(2)上記の最適制御側に基づくダンパーの制震力と,負剛性ダンパーのそれとを,変位-復元力や速度-復元力の関係において比較検討するとともに,制御対象構造物の加速度,速度,変位応答ならびに地震入力エネルギーの観点から,負剛性ダンパーの妥当性を立証した.(3)可変オイルダンパーの粘性係数や摩擦係数を,運動方向ならびにダンパーの動作変異量により調整できれば,変位-復元力の履歴特性が負剛性を示す特性を得られるので,この試作器を設計した.(4)研究代表者らが開発を進めてきたサブストラクチャー地震応答載苛試験を,リアルタイムで実施できる,高速度かつ数値制御可能な,油圧型加力アクチュエーターシステムを新規に整備した.(5)本研究に関連して,研究代表者らが管理する実大構造実験施設ならびに慣性力載苛型ダンパー試験装置を用いて,提案している負剛性ダンパーを試験するための制御プログラムの設備を行った.研究代表者は過去数年にわたり,可変ダンパーの最適制御に関する解析的・実験的研究を行ってきたが,その結果,可変ダンパーが負剛性を発生しているときに,より高い制震効率が得られることを見出した.本研究の目的は,(1)出来得る限りセミアクティブの効率に近い,受動型負剛性ダンパーを開発し,その特性を実証した後,各種構造システムの制震装置として提案するとともに,(2)構造系の剛性を低下させて動的応答により発生する地震力を低減化することに加えて,減衰性能を増大させて変形量を制御する新しい耐震設計法を開発する,ところにある.本研究の平成18年度における研究実績の概要は次のとおりである.1)数値シュミュレーション手法を用いて,各種セミアクティブダンパーを最適に制御した場合の発生制御力を分析し,その特性を確認した.2)上記の最適制御側に基づくダンパーの制震力と,負剛性ダンパーのそれとを,変位-復元力や速度-復元力の関係において比較検討するとともに,制御対象構造物の加速度,速度,変位応答ならびに地震入力エネルギーの観点から,負剛性ダンパーの妥当性を立証した.3)絶対固定点に接続したスカイフックダンパーが発生している減衰力を構造物の相対変位に対してプロットしたところ,負剛性の減衰力が見いだされ,セミアクティブ制御と同様の結果が得られた.4)負剛性を有する摩擦型ダンパーを開発・製作するとともに,桁模型を用いた振動台実験によりその効果を検証した.その結果,設計で想定した負剛性特性が発現され,絶対応答の低減効果が得られた.5)研究代表者らが開発を進めてきたサブストラクチャー地震応答載荷試験を,リアルタイムで実施できる,高速度かつ数値制御可能な,油圧型加力アクチュエーターシステムを整備した.6)本研究に関連して,研究代表者らが管理する実大構造実験施設ならびに慣性力載荷型ダンパー試験装置を用いて,提案している負剛性ダンパーを試験するための制御プログラムの設備を行った.研究代表者は可変ダンパーの最適制御に関する解析的・実験的研究を行ってきたが、その結果、可変ダンパーが負剛性を発生しているときに、より高い制震効果が得られることを見出した。本研究の目的は、(1)出来得る限りセミアクティブの効率に近い、受動型負剛性ダンパーを開発し、その特性を検証した後、各種構造システムの制震装置として提案するとともに、(2)構造系の剛性を低下させて動的応答により発生する地震力を低減することに加えて,減衰性能を増大させて変形量を制御する新しい耐震設計法を開発するところにある.本年度においては、負剛性ダンパーを複数配置する場合についての考え方について整理し、数値的検証を行うとともに、負剛性ダンパーによる地震応答低減効果をリアルタイムハイブリッド実験の考え方に基づいて実験的に検証するため、そのためのダンパー試験装置の制御方式の検討および実験を実施し、自由度の高い構造系モデルについても提案する負剛性ダンパーの適用効果は理論的な予測通り発揮されることを明らかにした。

慣性力載荷試験装置を利用したハイブリッド実験システムを開発し、これをもってバリアブルダンパーにより実装されたセミアクティブ制御方式の制震装置の可能性の実験的検証を行った。その結果、構造全体系の動的数値計算に基づき実験対象制震装置に与えられる変位・速度・加速度の精度確保のため、電動式地震荷重発生装置の制御に付加的なPID制御ブロックを導入した。PIDパラメータの反復調整の手順により、高精度な載荷制御を実現できることを確認した。構築したハイブリッド実験システムの性能は、実験供試体なしの場合では低振動数領域での位相特性に課題が残るものの、1Hz以上の振動数の領域に関する限り高精度の実験が可能であることを確認した。バリアブルダンパーを実験供試体とした場合は、ダンパー荷重計測値を反映したハイブリッド実験の実施能力があることを示した。さらに、2自由度系モデルを構造全体系とし、基盤と構造物の間に擬似負剛性タイプの制御を実装したセミアクティブダンパーを設置した場合の実時間ハイブリッド実験を実施し、特に構造物上部自由度において極めて効果的な応答低減性能を有することを確認した。実際に観測された地震動(兵庫県南部地震神戸海洋気象台記録)を入力した場合についても同様の効果が発揮されることが見出された。
実験的癌性腹膜炎に対する温熱化学療法の抗種瘍効果とApoptosis発現に関する検討

当教室で確立した家兎癌性腹膜炎モデルを用いて、開腹下腹腔内潅流法による温熱化学療法の効果について検討した。日本白色家兎の腹腔内に1x10^6個のVx2腫瘍細胞を投与して癌性腹膜炎家兎を作成し、3週後に麻酔下に開腹し30分間の潅流実験を行った。潅流方法は38°Cの生食水のみ(コントロール群:A群)、43°C加温生食水(温熱療法単独群:B群)、A+CDDP 20mg(化学療法単独群:C群)、B+CDDP 20mg(温熱化学療法群:D群)を恒温槽とポンプを用いて潅流した。【結果】1)肉眼的効果判定ではA群は全例(n=6)PD、B群はPD11/15、NC4/15、C群はPD4/10、NC6/10、D群ではPDはなく、NC8/11、PR3/11を認めD群が最も有効であった。2)BrdU L.I.はA群では12.6±7.6、B群では13.8±4.8、C群では15.2±5.0、D群では20.6±4.0、D群でやや高い傾向にあったが統計学的には有意ではなかった。3)Ki-67 L.I.はA群29.3±6.2、B群32.0±7.6、C群29.2±3.7、D群42.8±5.2でD群が有意に(P<0.01>高値を示した。4)TUNEL法によりapoptosisの発見を見ると、A群のapototic indexは3.8±2.8、B群では11.0±6.3、C群では18.6±9.8、D群では38.0±29.4であり、D群はA・B両群に対して有意に(p<0.01>、C群はA群に対して有意に(p<0.05>高値を示した。5)血中Pt濃度はD群が、腫瘍内Pt濃度はC群が高い傾向にあった。6)副作用として血清creatinin、BUN、K値はC、D両群において有意に(p<0.05>高値であった。【考察】D群における増殖期細胞比率の増加とapoptotic indexの高値は、温熱化学療法が腫瘍細胞の細胞周期に変化を及ぼし、その結果抗腫瘍効果が増強しapoptosisが誘導されたものと考えられた。1.当教室おいて平成6年度科学研究費補助にて確立した癌性腹膜炎モデル家兎に対し、以下の4条件を設定し開腹下に30分間の腹腔内灌流による温熱化学療法を行った。免疫染色は6日後の播種結節を採取して行なった。

コントロール群(A群):CDDP(-),腹腔内38°C、温熱療法単独群(B群):CDDP(-),腹腔内43°C、化学療法単独群(C群):CDDP20mg灌流液内混入,腹腔内38°C、温熱化学療法群(D群):CDDP20mg灌流液内混入、腹腔内43°C。5.まとめ:1)CDDPの薬理動態では、温熱作用により、CDDPが灌流液から血中へ移行し、灌流液中濃度が低下したため、直接浸透の減少により播種結節内濃度が低下したと考えられた。2)温熱化学療法によりKi-67L.I.で観察されたG1,G2,M,S期の細胞比率が増加し、またApoptosis発現の増加も見られたことは、温熱と化学療法併用による抗腫瘍作用増強の機序が細胞周期の変化に依存したApoptosisの誘導によることが示唆された。平成8年度においては、教室にて確立したVx2株による家兎癌性腹膜炎モデル用いてコントロール群(A群)、温熱療法単独群(B群)、化学療法単独群(C群)、温熱化学療法併用群(D群)における肉眼的、組織学的抗腫瘍効果および血中、腫瘍組織内のPt濃度について検討し、その成果は既に報告した。平成9年度においては同実験モデルにおける播種結節腫瘍細胞内のapoptosisの発現についてTUNEL法を用いて検討した。その結果A群においてはapoptotic index(光顕下400倍10視野中の陽性細胞の総数)は3.8±2.77(Mean±S.D.)、B群では11.0±6.30、C群では18.6±9.76、、D群では38.0±29.41であった。統計学的な検討(Mann-Whiyney's U test)ではD群はA群に比し1%以下の危険率で有意に高値、B群に比しては5%以下の危険率で有意に高値を示した。またC群はA群に比し1%以下の危険率で高値を示した。以上家兎Vx2癌性腹膜炎実験モデルでは開腹下腹腔内潅流による化学療法および温熱化学療法は腫瘍細胞のapoptosisを誘導し、有効な癌治療法と考えた。
組織再構築におけるカスパーゼ活性化パターンの時空間的解析と生理的意義の解明

発生や病態にて観察される組織リモデリングは細胞の増殖、分化、移動、そして死といった様々な細胞の振る舞いを統合した現象である。その中で、細胞の「死」と「増殖」は最も基本的な振る舞いであり、組織を再構築し、恒常性を維持する上で互いに協調し合った両者のバランスが重要である。したがって細胞の死と増殖のバランスの破綻は発生異常にとどまらず、がんや神経変性といった疾患への関与が想定される。近年、組織リモデリングにおいて、カスパーゼの活性化を介した細胞死「アポトーシス」と細胞増殖が密接に関連し合うこと、その重要性が示唆されている。一方で、生理的条件下でアポトーシスと細胞増殖をつなぐメカニズムに焦点をあわせた研究はほとんどなく、生体内での両者の協調における細胞レベルの振る舞いや分子メカニズムに関して多くが未だ不明である。本研究では生理的に起こるアポトーシスを単一細胞レベルの解像度で可視化する系を構築し、組織内での時空間的なカスパーゼ活性化パターンを明らかにすることで、リモデリングにおけるアポトーシスの制御機構、そして周辺細胞との相互作用を解明することを目指した。これまでにショウジョウバエ蛹期における腹部表皮再構築を系として、FRET型のカスパーゼ活性化検出プローブを用いたカスパーゼ活性化パターンの詳細な記述を行った。本年度は、遺伝学的および人工的に周辺の増殖細胞に操作を施すことで、死にゆく細胞のカスパーゼ活性化パターンが増殖細胞との局所的な相互作用により制御されている可能性について検討し、実験的にその存在を示した。さらに増殖細胞の時空間的な細胞周期ダイナミクスとの相関を知るために、S/G2/M期をモニターする蛍光タンパク質プローブを導入し、細胞周期のS/G2期からM、G1期への進行が細胞非自律なアポトーシスを誘導するのに必要であることを見出した。本研究は組織リモデリングにおける細胞増殖とアポトーシスを結びつける細胞間協調の仕組みに新たなコンセプトを提示した。プログラム細胞死の生理的意義は細胞死変異体の解析から示唆されてきたが、時空間的な発生イベントとの関連性はほとんど明らかでない。本研究は、FRET型のカスパーゼ活性検出プローブSCAT3を用いて、生理的に起こるアポトーシスを一細胞レベルの解像度で可視化する系をショウジョウバエ変態期における腹部表皮の組織再構築をモデルとして構築した。これまでに、野生型でヒストブラスト近傍において幼虫表皮細胞でのカスパーゼ活性化が検出される、時空間的なパターンを明らかにし、パターンに異種細胞間での相互作用が寄与する可能性を示してきた。本年度は、ショウジョウバエ腹部表皮の組織再構築において、「ヒストブラストが増殖不能な変異体の使用」、および「ヒストブラストの増殖を直接操作(UV照射による細胞周期停止)」することで増殖能のあるヒストブラストとの相互作用が幼虫表皮細胞でのカスパーゼ活性化に必要であることを見出した。組織再構築は腹部表皮のみならず、唾液腺や消化管といった内部器官の多くで見られる現象であり、そこでは成虫前駆細胞と幼虫細胞の境界(相互作用する場)が存在する。現在、組織リモデリングにおける「増殖細胞・死細胞間コミュニケーションによるカスパーゼ活性化の開始制御」という仮説の一般性を示すことも検討中である。さらに、本系を用いることで、発生イベントに沿って非自律的に細胞死を誘導する因子が初めて同定可能となるスクリーニングシステムを構築中である。本研究の遂行により、生理的条件下で起こる細胞死の制御メカニズム、そして生理的意義が解明されることが期待される。なお、本研究の成果は「第41回日本発生生物学会(口頭発表)」をはじめとした複数の学会・研究会で発表した。プログラム細胞死の組織再構築における制御機構や、細胞死と他の細胞との相互作用の多くは不明である。本研究ではFRET型のカスパーゼ活性化検出プローブを用いて、生理的に起こるアポトーシスを単一細胞レベルの解像度で可視化する系を構築し、組織内での時空間的なカスパーゼ活性化パターンを明らかにしてきた。本年度は、組織再構築モデルにおいて、カスパーゼ活性化パターンの詳細な記述を行った。その結果、増殖細胞・死細胞間コミュニケーションにより細胞死が時空間的に制御されていることが示唆された。また、UV照射による人為的操作をすることで、増殖能のある細胞との局所的な相互作用が死にゆく細胞へのトリガーとなることを示した。これらの成果は現在投稿準備中である。また、本系を用いて、非自律的に細胞死を誘導する因子が同定可能なスクリーニングシステムを構築した。成虫および蛹期の表現型を指標に1^<st>スクリーニングとして1000系統以上を調べ終えた。現在、2^<nd>スクリーニングによる絞りこみを検討中である。本研究の遂行により、生理的条件下で起こる組織リモデリング過程での細胞死の制御メカニズム、そして生理的意義が解明されることが期待される。また、本研究の成果は「CSHL meeting "Cell death"」(ポスター発表)、「The 9^<th> Japanese Drosophila Research Conference」(口頭発表)等の国内外の複数の学会・研究会で発表した。

近年、組織リモデリングにおいて、カスパーゼの活性化を介した細胞死「アポトーシス」と細胞増殖が密接に関連し合うこと、その重要性が示唆されている。一方で、生理的条件下でアポトーシスと細胞増殖をつなぐメカニズムに焦点をあわせた研究はほとんどなく、生体内での両者の協調における細胞レベルの振る舞いや分子メカニズムに関して多くが未だ不明である。本研究では生理的に起こるアポトーシスを単一細胞レベルの解像度で可視化する系を構築し、組織内での時空間的なカスパーゼ活性化パターンを明らかにすることで、リモデリングにおけるアポトーシスの制御機構、そして周辺細胞との相互作用を解明することを目指した。これまでにショウジョウバエ蛹期における腹部表皮再構築を系として、FRET型のカスパーゼ活性化検出プローブを用いたカスパーゼ活性化パターンの詳細な記述を行った。本年度は、遺伝学的および人工的に周辺の増殖細胞に操作を施すことで、死にゆく細胞のカスパーゼ活性化パターンが増殖細胞との局所的な相互作用により制御されている可能性について検討し、実験的にその存在を示した。さらに増殖細胞の時空間的な細胞周期ダイナミクスとの相関を知るために、S/G2/M期をモニターする蛍光タンパク質プローブを導入し、細胞周期のS/G2期からM、G1期への進行が細胞非自律なアポトーシスを誘導するのに必要であることを見出した。本研究は組織リモデリングにおける細胞増殖とアポトーシスを結びつける細胞間協調の仕組みに新たなコンセプトを提示した。
魚類の種分化におけるUVオプシン遺伝子の継承・消失とその環境適応的意義

魚類、両生類(サンショウウオ)、爬虫類(ヤモリ、カメレオン)、鳥類(カナリヤ)さらには哺乳類の一部(ラット、マウス)も紫外線視覚(UV Vision)を持ち、摂餌、配偶者選択、コミュニケーション等に利用する(Yokoyama 2000)。初年度(H14)にショウワギスとボウズハゲギスの網膜を調べ、それらが紫外線視覚に関与するUV CONEを多数網膜底部に持つことを明らかにした(Miyazaki et al. 2002)。また、タペータムを持つカイワリ(アジ類)は紫外線視覚に関与するUV CONEを持たないことがわかった(Takei & Somiya 2002)。次年度(H15)にはテッポウウオが空中を見るにもかかわらず紫外線視覚に関与するUV CONEを持たないことがわかった。最終年度(H16)にはヨツメウオの視覚特性を探求し、それらが紫外線視覚を持つことがわかった。また、ヨツメウオの網膜特性の研究の結果、従来いわれていたように、ヨツメウオは腹側網膜で空中視を行い、背側網膜で水中視せずに水平Visual streakで空中視も水中視も受容していることを証明できた。しかし、ヨツメウオ紫外線視覚の機能については解明することが出来なかった。当初、研究の方針は、網膜の博物学的組織学と分子生物学の二本建てで進める予定であったが、分子生物学学的研究が思うようにはかどらず現在も継続中である。しかし、現時点で、今回の研究結果をまとめると次のようになる。魚類の祖先がすでに紫外線視覚を持っていたことは良く知られている。一般に紫外線の無い環境に生息する魚類、たとえば、シーラカンスは紫外線視覚を持たない(Yokoyama et al. 1999)。紫外線の多い環境にすむ魚種でもテッポウウオのように紫外線視覚を利用しない魚種もいる。おそらくそれは、紫外線が網膜に悪影響を与えることに関係しているかも知れない。UV-coneは組織学的にAccessory corner cone (ACC)であるとされている。南極産のノトセニア科魚類に関する研究では、ボウズハゲギスとショウワギスにおいて網膜上の視神経細胞分布とACC分布との関係を調べた。視神経細胞は、両種ともに網膜の側頭部に最も密集していた。しかしボウズハゲギスにおいて、ACCは視神経細胞分布と一致して側頭部に密集していたが、ショウワギスでは赤道線上で水平にACCが広がっていた。これらの種のUV感覚は餌の発見に役立てられていると考えられた。すなわち、遊泳性であるボウズハゲギスは遊泳する動物プランクトンを捕らえるために前方向に紫外線感覚を持つ一方で、底生性のショウワギズは海底面の餌生物を幅広く見わたすために水平方向に紫外線感覚を発達させていると考えられた。魚類のUV感覚の調査において、新たにヨツメウオを用いた。この種は水中のみでなく水上に対する視覚も可能とし、紫外線が豊富である光環境で生息しているために紫外線視覚を持つと考えられる。また観賞魚として流通されているために生体の入手が容易である。網膜の水平切片を作成したところ、UV-coneと思われるACCが存在した。これを確認するため、UV感覚の所有が報告されているメダカを比較として用し、in situハイブダリゼーション(ISH)法による検討を開始した。方法として、Hisatomi et al.(1994)が設計したメダカの色覚オプシン遺伝子をもとに45塩基のオリゴプローブを作成し、33Pを用いたRI ISH法を選択した。

メダカを用いた対照実験においてUV-coneの発現が確認され、現在はヨツメウオを用い調査中である。今後はUVオプシン遺伝子の単離、精製を行ない、さらには単離したUVオプシン遺伝子からRNAプローブを作成し、DIGを用いた非RI ISH法を試みる予定である。現在のところ、UV(紫外線)を感受する錐体細胞はAccessory corner-coneとされている(Avery et al. 1983)。昨年度はスズキ目ノトセニア科のボウズハゲギスとショウワギスがUV(紫外線)を感受する錐体細胞を持つことを報告した(Miyazaki et al.2002)。本年度は、スズキ目テッポウウオ科とダツ目ヨツメウオ科魚類がともに空中視覚に優れていることから、それらの網膜にUV(紫外線)を感受するAccessory corner-coneがあるかどうかを調査研究した。テッポウウオ(Toxotes jaculatrix)は水中から空気中にいる昆虫類を見つけ、水を口から吹き付けてその昆虫を水面に落として捕食する。網膜の伸展標本を作成し、テッポウウオの視軸を調べた。その結果、視軸は前方45度の方向にあることがわかった。つまり、テッポウウオの中心野は網膜の腹側部にあった。しかし、予想とは異なり、テッポウウオは紫外線を感受する錐体細胞を持たないことがわかった。ヨツメウオ(Anableps anableps)は常に眼を水面上に出して泳ぐ汽水魚である。その網膜には紫外線を感受する錐体細胞が観察された。それらの紫外線細胞は網膜の中心部に多くみられ、周辺部には存在しなかつた。視軸は前上方にあり、ヨツメウオは水面上を注視することがわかった。現在、ヨツメウオからmRNAを抽出し、単離したUVオプシン遺伝子からRNAプローブを作成し、in situハイブリダイゼーションを試みている。尚、表層魚シイラ、深海魚シマガツオに紫外線を感受する錐体細胞があるかどうかを険討したが、少なくとも成魚には紫外線細胞が確認できなかった。魚類、両生類(サンショウウオ)、爬虫類(ヤモリ、カメレオン)、鳥類(カナリヤ)さらには哺乳類の一部(ラット、マウス)までもが紫外線感覚を持ち、摂餌、配偶者選択、コミュニケーション等に利用している。一般に紫外線感覚を持つとされる動物群(例えば、魚類)でも、そのすべてが紫外感覚を持つわけではなく、深海性のシーラカンスは紫外部感光色素を持たない。多くの表層魚は紫外線にさらされる可能性があるので、スズキ亜目テッポウウオ科テッポウウオ(Toxotes chataleus)とカダヤシ目ヨツメウオ科ヨツメウオ(Anableps anableps)の2種を使ってその視覚特性と紫外線感覚について組織学、分子生物学の両面から検討した。テッポウウオは空気中の昆虫等を水鉄砲で撃ち落とす。網膜進展標本から、テッポウウオは網膜の腹側頭部中心野を持つことがわかった。また、水平線上と下方向をまったく無視し、雑食性(魚食、昆虫食)の強い魚であることが推測された。不思議なことに、テッポウウオは紫外線感覚に関与するUV-CONE(ミニチュアーコーナーコーン)を持たないことがわかった。一方、ヨツメウオは良く発達した水平状のvisual streakを持ち、そのvisualstreakの側頭部と網膜底部を用いて水面の前方と側方に注意を向けていることがわかった。