hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
妊娠・出産の高年齢化の現状と課題ーこれからの出産を考えるー

インタビュー対象者の産科医療関係者を職種機能で4つに大別し、共通質問項目と職種別質問項目で構成した調査項目をインタビュー対象者へ尋ねた。産科医療関係者の種別は、1.産科・新生児科医師、2.助産師・新生児科看護師、3.自治体母子保健担当者、4.研究者(研究が主体の産婦人科教授)の4つとしている。質問項目では、1.高年齢妊娠・出産の現状、2.高年齢妊娠・出産の課題、3.高年齢妊娠・出産の支援の状況、4.高年齢妊産婦の経済的・心理的な課題、5.安心して産み・育てられる医療・保健体制、の5つについて聞き、職種別質問は半構造化インタビューにて実施した。インタビュー調査期間は2016年5月9月で実施。機縁法にて調査対象者を探し、調査協力への同意を得られた産科医療関係者24人に対してインタビュー調査を実施した。当初2014年度に計画していた妊産婦に対するインタビュー調査はアンケート調査が遅れたこため2015年度に延期し、2015年9月に大阪市大正区にて実施した。また、産科医療関係者に対するインタビュー調査も機縁法にて2016年5月9月に実施し、データを得た。アンケート調査、インタビュー調査2つと研究の目的の達成できているが、得られたデータの分析の方が遅れている状況のため、達成度はやや遅れている。3つの課題、1.妊産婦の産科医療機関の選択の意思決定、2.妊産婦の健康リスクの認知と医療介入の選好、3.産科医療関係者の妊娠・出産の高年齢化のリスク認知とその対処、の3つの課題に取り組んだ。課題1と2は、2015年に大阪市内の母親教室で実施したアンケート調査を実施。得られた結果より、35歳以上の妊婦は51.2%不妊治療を経験し、出産までにかかる金額で不妊治療分が追加負担となり、経済的負担の総額を重く予想していることが分った。また、医療機関を選択する際に、35歳以上妊婦はリスクマネジメントと自分のこだわりを実現することを重要視していることが明らかとなった。課題3については、2016年5月9月機縁法にて調査対象者に依頼をし、面接法にてインタビュー調査を実施した。妊娠期から育児期までの課題の同定のため、調査対象者は医師(産科医・新生児科医)・看護師(助産師)・保健師とした。質問は、職種間で共通する質問と職種間で内容の異なる半構造的質問の2つで構成した。140歳以上の初産妊婦の増加と不妊治療経験者の増加、2高年齢妊娠・出産の支援が不足、3強い育児不安を持つ高年齢妊娠・出産の母親が一定数存在、の3つが明らかになった。これまでの研究を通じて、高年齢妊娠・出産の母親が安心して産み育てるためには、現在の産科医療体制では不足している高年齢出産の母親の状況を考慮した支援と妊娠・出産・子育ての期間を通じた体制の整備が必要であることが明らかとなった。本研究では、高年齢出産が増加している日本において、1.妊産婦の産科医療機関の選択と意思決定、2.妊産婦の健康リスク認知と医療介入の選好、3.産科医療関係者の妊娠・出産の高年齢化のリスク認知とその対処方法の3つの課題に取り組んだ。調査では量的調査と質的調査の両方を行う混合研究法を採用した。母親教室に参加している妊婦に対する量的調査を行うことで妊娠・出産の高年齢化の状況を分析したのち、産科医療関係者への質的調査を実施した。
相関遺伝子クラスタの抽出に向けた複数グラフの比較手法の開発

遺伝子やタンパク質が構成する複数のネットワークの比較を行うツールを開発した。開発の動機は複数のY2H(Yeast Two Hybrid)実験で得られた相互作用のデータの再現性が低いように見えることである。しかしながら、実験毎に、相互作用を起こしたタンパク質の集合の重なりが、相互作用の集合の重なりよりも大きくなっていることがあることに注目した。これは、同一タンパク質間が異なる相互作用パスでつながっている可能性があることを示唆しているものである。本研究で開発・実装した手法は、階層型クラスタリングに基づいてネットワークの比較をすることによって、このようなタンパク質の例を網羅的に探し出すことを行う(処理の一部は並列実行可能)。得られた結果は、タンパク質間の相互作用マップとして描画(EPS形式)することが可能である。例として、公開されている2つのY2H実験の結果を実際に比較した結果、両実験で共通して直接相互作用しているタンパク質のペアの他に、複数のタンパク質を介在として間接的に相互作用しているタンパク質群の例が多数見出された。本手法は、2つのタンパクの1対1の関係について注目したものに加えて、タンパク群の多対多の関係にも注目して一般化していることが特徴の1つである。上記の2つのY2H実験に関してパラメータ(介在タンパク質の数の上限)を変えて処理した結果をデータベース化し、タンパク質の相互作用マップと併せて表示できるようにしたシステムをウェブ上に公開して参照できるようにした。
インスリン分泌における膵β細胞のブドウ糖認識機構に関する研究-ブドウ糖認識機構の障害と糖尿病発症の関連について-

糖尿病の発症には環境要因に加えて遺伝素因が深く関与していることが知られている。しかしながら、若年発症成人型糖尿病(MODY)におけるグルコキナーゼ変異などの一部のものを除くとその原因については未知の部分が多い。一方、我が国におけるインスリン非依存型糖尿病患者(NIDDM)においては欧米における症例に比し、発症の早期からインスリン分泌が障害されている例が多いとされている。これらのことから、我が国におけるNIDDM発症の機序を解明するためには、グルコースに対するインスリン分泌の応答障害を招くような要素、すなわちグルコース・センサーの障害を検討することが必要と考えられた。そこで、肝・β細胞型糖輸送担体(CLUT2)遺伝子、グルコキナーゼ遺伝子、ATP感受性カリウム・チャネル遺伝子、電位依存性カルシウム・チャネル遺伝子などの代表的なグルコース・センサー候補遺伝子について糖尿病患者のゲノムを検索して変異の有無を検討した。まず、CLUT2遺伝子について検索した結果であるが、正常対照80例、糖尿病患者78例で検討したところ、CLUT2遺伝子の11個のエクソンのうち、エクソン10にコードされるPhe479のTTT(A1アリル)よりTTC(A2アリル)への置換が検出された。この置換はアミノ酸の変異を伴わず、遺伝子多型と考えられたが、A2アリルの頻度は正常対照では14.4%であるのに対し、糖尿病群では26.9%と有意に多く、かつ、A2アリルのホモ接合体は正常対照群では認められないのに対し、糖尿病群では9%がホモ接合体であった。このことから、CLUT2のアミノ酸変異は伴わないが、CLUT2の転写調節領域の変異ないしはこの遺伝子座の近傍に存在する他の遺伝子の変異と連関することが推定された。次に、電位依存性カルシウム・チャネル遺伝子についてはラット遺伝子の単離に引き続き、ヒト遺伝子を単離した。この情報に基づいて49個のエクソンのそれぞれについてPCR-SSCPにより糖尿病患者のゲノムと正常対照のゲノムを検索し変異の有無を検討した。正常対照ではエクソン1に7つのメチオニン残基が連続している部分が存在するが、糖尿病患者ゲノムにおいてこのメチオニン残基の繰り返しが8回に変化しているものが発見された。この様なアミノ酸残基の繰り返しの数の変化はハンチントン病においても報告されており、糖尿病においてもこのメチオニン残基の繰り返しの回数の変化が糖尿病発症の基序に連関することが示唆された。以上の肝・β細胞型糖輸送担体(CLUT2)遺伝子におけるアミノ酸変異を伴わない変異および電位依存性カルシウム・チャネル遺伝子のエクソン部分における変異以外に、一連のグルコース・サンサー候補遺伝子に新たな変異が存在するか否かを検索するために、グルコキナーゼ遺伝子、ATP感受性カリウム・チャネル遺伝子さらにはGIP受容体遺伝子の変異の有無を糖尿病患者のゲノムを用いて検索した。GIP受容体遺伝子については、これまでカルシウム・チャネルで行ったのと同様に、エクソン2からエクソン14までの蛋白をコードしている部分についてエクソン毎にPCRを行い、SSCP法により核酸の変異を検討した。この結果、エクソン7でグリシン残基がシステイン残基に置換する変異(Gly198Cys)が、エクソン12でグルタミン酸残基がグルタミン残基に置換する変異(Glu354Gln)がそれぞれ検出された。これらの2種類の変異について全長cDNAをCHO細胞において発現せしめ、機能解析も施行した。まず、エクソン12におけるGlu354Gln変異ではGIP負荷に対する細胞の応答に変化を認めなかったが、エクソンのGly198Cys変異を伴うcDNAを導入した細胞ではGIP負荷に伴う細胞内cAMPの上昇が障害されていた。GIPは膵β細胞に作用してブドウ糖存在下にインスリン分泌を促進するホルモンであり、その受容体の活性の低下はインスリン分泌の低下に結びつく。このGly198Cys変異のホモ接合体は糖尿病患者においてのみ認められる、正常対照では検出されなかったことからも、GIP受容体の変異も糖尿病発症の機序の一つとして考えられることが本研究から明らかとなった。

この置換はアミノ酸の変異を伴わず、遺伝子多型と考えられたが、A2アリルの頻度は正常対照では14.4%であるのに対し、糖尿病群では26.9%と有意に多く、かつ、A2アリルのホモ接合体は正常対照群では認められないのに対し、糖尿病群では9%がホモ接合体であった。このことから、CLUT2のアミノ酸変異は伴わないが、CLUT2の転写調節領域の変異ないしはこの遺伝子座の近傍に存在する他の遺伝子の変異と連関することが推定された。次に、電位依存性カルシウム・チャネル遺伝子についてはラット遺伝子の単離に引き続き、ヒト遺伝子を単離した。この情報に基づいて49個のエクソンのそれぞれについてPCR-SSCPにより糖尿病患者のゲノムと正常対照のゲノムを検索し変異の有無を検討した。正常対照ではエクソン1に7つのメチオニン残基が連続している部分が存在するが、糖尿病患者ゲノムにおいてこのメチオニン残基の繰り返しが8回に変化しているものが発見された。この様なアミノ酸残基の繰り返しの数の変化はハンチントン病においても報告されており、糖尿病においてもこのメチオニン残基の繰り返しの回数の変化が糖尿病発症の基序に連関することが示唆された。以上の肝・β細胞型糖輸送担体(CLUT2)遺伝子におけるアミノ酸変異を伴わない変異および電位依存性カルシウム・チャネル遺伝子のエクソン部分における変異以外に、一連のグルコース・サンサー候補遺伝子に新たな変異が存在するか否かを検索するために、グルコキナーゼ遺伝子、ATP感受性カリウム・チャネル遺伝子さらにはGIP受容体遺伝子の変異の有無を糖尿病患者のゲノムを用いて検索した。GIP受容体遺伝子については、これまでカルシウム・チャネルで行ったのと同様に、エクソン2からエクソン14までの蛋白をコードしている部分についてエクソン毎にPCRを行い、SSCP法により核酸の変異を検討した。この結果、エクソン7でグリシン残基がシステイン残基に置換する変異(Gly198Cys)が、エクソン12でグルタミン酸残基がグルタミン残基に置換する変異(Glu354Gln)がそれぞれ検出された。これらの2種類の変異について全長cDNAをCHO細胞において発現せしめ、機能解析も施行した。まず、エクソン12におけるGlu354Gln変異ではGIP負荷に対する細胞の応答に変化を認めなかったが、エクソンのGly198Cys変異を伴うcDNAを導入した細胞ではGIP負荷に伴う細胞内cAMPの上昇が障害されていた。GIPは膵β細胞に作用してブドウ糖存在下にインスリン分泌を促進するホルモンであり、その受容体の活性の低下はインスリン分泌の低下に結びつく。このGly198Cys変異のホモ接合体は糖尿病患者においてのみ認められる、正常対照では検出されなかったことからも、GIP受容体の変異も糖尿病発症の機序の一つとして考えられることが本研究から明らかとなった。糖代謝に関連した遺伝子の発現を検討するための指標として、まず各遺伝子の転写調節の機序を明らかにすることとした。GLUT1遺伝子については、既に我々が転写調節領域の塩基配列および転写開始部位を明らかにしており、新たに、転写調節領域のdeletion mutantを作製してルシフェラーゼ発現プラスミドに組み込み、HepG2細胞に導入してtransient expressionの系で転写活性を測定した。
電極活性な界面活性剤による有機薄膜作製

本研究では、還元により機能の変化するアソベンゼン修飾界面活性剤を合成し、卑金属上への有機薄膜の無電解めっきへの応用を検討した。アゾベンゼンを疎水部とした界面活性剤(AZPEG)を合成し、用いた。吸光係数の濃度依存及び表面張力法より求めたAZPEGのCMCは約10μMであった。これらの界面活性剤の0.1M HC1水溶液のCVは-0.2V vs. SCE付近に非可逆な還元波を示した。この溶液にアニリンブルーを可溶化させ、定電位還元したところ、アニリンブルーの可溶化量が60分の1となり、AZPEGは還元により界面活性剤としての機能を失うことが明らかとなった。次に、1mMAZPEGの0.1M HC1水溶液に15mMβ型銅フタロシアニン(CuPc)を分散させ、銅板を20分間浸漬したところ、透明な緑青の薄膜が得られた。同様に、鉄、亜鉛、錫、ニッケル、アルミ等の卑金属上にも薄膜が生成した。一方、白金、パラジウム、銀等の貴金属上及びITO上には薄膜は生成しなかった。このことから、金属による界面活性剤の還元により薄膜の生成が進行すると考えられる。また、同様の方法でペリレンバーミリオン、ジアントラキノイルレッドなどの多数の顔料も薄膜化できた。CuPc薄膜のSEM写真より、膜厚は浸漬時間30分で約1μmで均一で粒子を積層したものであった。また、膜の粒子サイズ、結晶型は使用したものと一致していた。さらに、得られた薄膜を5mM Brij35の水溶液に分散させた分散液の可視吸収スペクトルは使用した顔料の分散液のものと一致していた。これらの結果より、被薄膜化物質は薄膜化の過程において化学変化せず、その結晶型も維持されることが明らかとなった。さらに、膜厚は浸漬時間により0.1から4μmの範囲で制御できることが明らかとなった。
アクセサリータンパク質を標的としたパラミクソウイルス感染症の新規治療戦略

センダイウイルス(SeV)Cタンパク質と宿主因子STAT1もしくはAlixとの間の結合を阻害する化合物は, SeVや類縁のヒトパラインフルエンザウイルスの阻害剤になりえる。本研究では, Cタンパク質とこれら標的因子(STAT1およびAlix)の結合阻害剤を安価で極めて高精度にスクリーニングするアッセイ系を構築することができた。また約20万種の低分子化合物ライブラリーを用いてスクリーニングを実施し, Cタンパク質とAlixとの間の結合を特異的に阻害するアクリドン構造を有するいくつかの化合物を取得することができた。センダイウイルス(SeV)Cタンパク質は,ウイルス高病原性の発現に関与しており,宿主因子STAT1と結合し,インターフェロンのシグナル伝達を阻害する。また, Cタンパク質はESCRT関連因子のひとつであるAlixと結合することで,子孫ウイルスの出芽を促進させる。Cタンパク質のN末ドメイン(Y3と命名)は, STAT1のN末ドメイン(STAT1ND)およびAlixのBro1ドメインとそれぞれ結合する。当研究室ではこれまでに, Y3:STAT1ND複合体およびY3:Bro1ドメイン複合体の立体構造をX線結晶構造解析より明らかにした。他方, Cタンパク質とこれら標的因子(STAT1およびAlix)間の結合を阻害する化合物はSeV阻害剤になる可能性を秘めている。本研究では, Cタンパク質と標的因子間の結合を阻害する化合物の探索を試みた。一次スクリーニングでは, FRETを利用したアッセイ法を用いた。具体的に述べると, Y3およびSTAT1NDもしくはBro1ドメインのそれぞれのペプチド末端に黄色蛍光タンパク質およびシアン色蛍光タンパク質を融合させた。Y3とSTAT1NDもしくはBro1ドメインが結合すると,それぞれの蛍光タンパク質が互いに接近しFRETが発生する。結合を阻害する化合物存在下では, FRETは発生しない。東京大学創薬機構が保有する約20万種の低分子化合物を用いたところ, Y3とSTAT1ND間の相互作用を阻害するフラーレン誘導体を見出した。またビアコア解析より,このフラーレン誘導体はCタンパク質に結合することが明らかになった。他方,一次スクリーニングの結果,いくつかの脂肪酸誘導体がY3とBro1ドメイン間の結合を特異的に阻害した。現在までに,一次スクリーニングにより複数の阻害剤候補化合物を得ることができている。また免疫共沈降法もしくはプルダウンアッセイ法により,阻害活性を示す化合物を見出している。センダイウイルス(SeV)はマウスに感染し呼吸器疾患を引き起こすが,ヒトへの感染例は報告されておらず,ヒトの風邪の原因であるヒトパラインフルエンザウイルスI型(hPIV1)と多くの性質が共通することから, hPIV1のモデルとして研究されてきた。SeVやhPIV1では,アクセサリー分子であるCタンパク質が病原性の発現に重要であり,宿主転写因子STAT1と結合することで,インターフェロン(IFN)-α/βおよびIFN-γのシグナル伝達を阻害し,自然免疫の回避に関与する。他方, Cタンパク質はESCRT関連因子Alixと結合し,これを原形質膜にリクルートすることでウイルス粒子の出芽を促進させる。Cタンパク質を欠失させると, SeVやhPIV1では増殖能が著しく阻害される。このため, Cタンパク質とこれら標的因子(STAT1およびAlix)間の結合を阻害する化合物は, SeVやhPIV1の阻害剤になりえると考えられる。本研究ではCタンパク質を標的とした阻害剤の開発を目的とした。Cタンパク質のC末(Y3と命名)はSTAT1のN末ドメイン(STAT1ND)およびAlixのBro1ドメインとそれぞれ結合する。Cタンパク質とBro1ドメイン間の結合様式は不明である。X線結晶構造解析を実施したところ, Y3は,分子表面上の異なる領域を用いてSTAT1NDおよびBro1ドメインとそれぞれ結合することが明らかになった。次に,約20万種の低分子化合物を用いて,阻害剤探索の一次スクリーニングを実施した。その結果, Y3とSTAT1もしくはAlix間の結合を特異的に阻害する約100種の化合物を見出した。これら化合物の阻害活性は低く,結合定数の算出には至っていない。今後はX線結晶構造解析より,標的タンパク質と化合物の複合体構造を明らかにしていく予定である。見出した阻害剤は,プルダウンアッセイより, Y3と標的因子間の結合を特異的に阻害するかどうかを解析する。ビアコア解析を実施し,阻害剤がY3と標的因子のどちらと結合するのかを解析し,結合定数を算出する。X線結晶構造解析を実施し, Y3と阻害剤の間の結合様式を明らかにする。東京大学創薬機構と協力し,阻害剤の構造最適化を試みる。他方, SeVは,ヒトの風邪の原因であるヒトパラインフルエンザウイルス1型(hPIV1)の近縁であり,モデルウイルスとして研究される。hPIV1 Y3は, SeV Y3と70%のアミノ酸同一性をもつ。

SeV Y3の阻害剤複合体構造を基にし,ホモロジーモデリングにより, hPIV1 Y3と阻害剤の複合体モデルを構築する。これを基に阻害剤の構造最適化を試みる。最終的に得られた阻害剤は,培養細胞を用いて, SeVもしくはhPIV1を感染させ,ウイルスの増殖を阻害するかどうかを解析する。構造生物学一次スクリーニングに予定していた予算が予定より少なく済んだため,スクリーニングに用いた低分子化合物の購入費,東京大学までの旅費にかかる予定であった費用の一部を次年度に持ち越すことができた。次年度に持ち越した助成金は,次年度分として請求した助成金と合わせて,本研究遂行のために使用する。
単一分子の光化学反応とナノケミストリの開拓

本年度は単一分子の物性を知る方法としてスピン偏極走査型トンネル顕微鏡(STM)の開発に取り組んだ。この装置の特徴は、超伝導性を示す物質をSTM探針として用いることである。この超伝導状態の探針を表面の構造や分子に近づけ、トンネルスペクトルを測定することにより、スピン偏極率を求めることができる。一般に、スピン偏極STMは磁性探針を用いるため、表面の磁化の向きに関する情報が得られるが、スピン偏極率を求めることができない。しかし、この超伝導探針を用いたSTMは局所的にスピン偏極率を測定することができるという大きな特徴を有している。これまで、この装置の開発に成功したグループは無い。本研究課題において今年度、Nbのワイアをケミカルエッチングして高分解能のSTM探針を得ることに成功した。我々のアプローチの独創的な点は、Nb探針先端の酸化物を除去する方法として電界イオン顕微鏡(FIM)を用いたことである。これにより、STM探針の表面にNbが出ている状態に調製することが可能となった。この成果により、今後トンネルスペクトルの信頼性が飛躍的に向上し、より正確なスピン偏極率を求めることが可能となる。さらに、STM探針としては原子分解能を有することが必要である。我々はこのNb探針を用いてSi(111)7x7表面の原子像を得ることに成功し、空間分解能の点でも優れていることを実証した。今後、得られた探針を低温環境下に置き、スピン偏極率の計測を試みる予定である。現在の化学は、10^<23>個ほどの分子同士を混ぜ合わせ、それら分子の偶然の衝突を契機とした化学反応プロセスが中心となっている。本研究はそのような大量の分子の混ぜ合わせというプロセスではなく、狙った単一分子のみに化学反応を起こさせ、新たなナノケミストリを開拓することを目標としている。このナノケミストリには走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いるため、表面上にあらかじめ分子を供給する技術の開発が不可欠である。本年度はC60やバッキ-フェロセンを蒸着する装置を作製してSTMに取り付け、Si(111)7×7表面上への蒸着を試みた。そして、この蒸着したC60同士を化学結合させることを目指した。C60の蒸着は安定に実現できるようになったが、現状ではSi(111)表面とC60の相互作用が強すぎ、安定にC60分子間の結合を生成することができない。したがって、Si(111)表面上にまず銀を蒸着してSi(111)表面を不活性にし、C60とSi(111)表面の相互作用が少なくすることに取り組んでいる。バッキ-フェロセンの蒸着では、蒸着可能温度範囲が非常に狭いことから、精密な温度制御が必要であることがわかった。今後、精度のよい蒸着法を確立していく。本年度はナノケミストリの開拓に向けた土台作りという位置づけである。その土台はできつつあるので、次年度以降は、単一分子の化学反応を実現し、さらに、光を導入して分子レベルの光化学反応についても研究を進めていく予定である。走査型トンネル顕微鏡(STM)を用い、単一分子レベルの化学(ナノケミストリ)に関する研究を行った。現在の目標は、STMを用いて、C_<60>分子が6員環となっている超分子を作り出し、その構造や電子物性に関する知見を得ることである。そこで、グラファイト上に成膜したC_<60>薄膜を舞台として、本年度は次の2点に取り組んだ。1.C_<60>分子同士の重合や、C_<60>分子の引き抜き。2.光照射によりC_<60>分子を重合させてC_<60>重合薄膜を作製し、STM観察を行う。1.に関してはC_<60>を重合、引き抜きに成功し、任意の位置に化学結合を作る下地を作ったといえる。しかし、その両者を引き起こす条件範囲は重なっており、独立して制御することが現状では難しい。今後パルス電圧の印加などの工夫を行い、自在な分子を作ることを目指す。2.に関しては重合薄膜のSTM像と報告されている第一原理計算を比較し、信頼度の高いSTM像を得ることに成功した。1.で開発した手法を重合薄膜のC_<60>間の結合を切断することに今後挑戦し、重合薄膜からC60超分子を"切り出す"ことに取り組む。

この成果により、今後トンネルスペクトルの信頼性が飛躍的に向上し、より正確なスピン偏極率を求めることが可能となる。さらに、STM探針としては原子分解能を有することが必要である。我々はこのNb探針を用いてSi(111)7x7表面の原子像を得ることに成功し、空間分解能の点でも優れていることを実証した。今後、得られた探針を低温環境下に置き、スピン偏極率の計測を試みる予定である。
大学で学生に自主的に企画させる物理学体験学習と評価法の開発

大学初年次の物理学の授業において、学生に一連の系統的な物理学実験を企画させ、物理法則を自ら再発見させる体験学習の方法と、その教育効果の測定方法を開発した。学生の自主性を引き出すため、物理法則を発見する一連の実験内容と手順を自分たちで企画させた。そのために適切な実験素材を提供し、得られた実験結果について互いに議論させ、次に行うべき実験を企画させた。このとき必要に応じて適切な忠告を行った。また学生の議論の様子を観察し、理解の進展を追跡調査した。成果は物理学会の口頭発表と論文3編で発表した。開発した実験教材を冊子にまとめて関係者に配布するとともに、英文及び和文のWEBサイトで公開している。把握し難い物理的概念や法則を理解させるため、力学と電磁気学の分野で学生に系統的な実験を企画させ、測定結果を互いに発表して議論し、理解を深めた。例えば、慣性モーメントの概念をつかむため、さまざまな直径や形状の回転体を斜面で転がし、転がる速度の加速状況を観察させた。これまでは比較する回転体の種類や、転がす順番を教員が指定していたが、学生の自主性に任せて自由に実験させた。その結果、「慣性モーメントの大きさと形状の関係」を把握するまでの時間が延びたものの、学生が自ら考える姿勢を導くことができた。また、セミナーで3人ずつの班に分け、身近な現象の加速度を実測させたところ、感覚とは大きく異なる結果が得られ、その原因について熱心に議論ができた。測定したのはエレベーターの加速度と、人の頭部が歩行時に受ける加速度である。歩行時の加速度は重力加速度gの約60%もあるのに、全く自覚されない。一方、エレベーターの加速度はgのわずか6%であるのに、明確に自覚できた。その原因について提出された学生の仮説は、「自発的な運動は自覚され難いのでは」、「歩行時の眼には、何らかの揺れを消す補正機能が働いているのでは」などであった。単に力学的に解釈できる問題ではないが、偶然に自ら発見した現象について考察し、議論できた意義は大きい。更に、エントロピー増大の法則を可視化する実験を開発した。拡散現象を気体格子模型で可視化する試みで、物理系の学生たちは結果を正確に予想でき、実験方法についても提案があった。これらの結果の一部は26年度に物理学会で4回、発表した。また、開発した実験教材などをWEBサイトで公開すると共に、DVDとして関係者に配布した。WEBサイトを効果的に教育に利用する研究も進めている。さらに近隣大学から講師を招いて物理教育改善のためのワークショップを開催し、互いの実践を披露して意見交換を行った。把握し難い物理的概念や法則を理解させるため、学生に系統的な実験を企画させ、測定結果を互いに発表して議論し理解を深めた。授業の初めに、学生が誤解する傾向を調査するため「力学概念調査」を実施した。その結果「運動の方向に力が働いている」という誤解が7割程度と、最も多かった。調査の対象は、「高校で物理を履修、未履修の学生、及び放送大学の受講者である。高校で物理を履修した集団では誤解がほとんど無かったが、未履修の学生と社会人では、ほとんど同じ傾向が見られた。その結果を元に力学の授業を行った結果、誤解が半減させることができた。しかし、目標とした「誤解が2割以下」には達せず、日常生活から来る「直観的な誤解」が根強いことが分かった。また、セミナーでは測定精度の向上と精度を評価する方法を実践的に考察させた。具体例として、学内のエレベーターの加速度を測定した。加速度センサーを直接エレベーターの床に置くと振動の影響を受け、加速と減速を測定する障害となった。そこで、センサーを柔らかく支えることにより、細かな振動の影響を排除できた。しかし、あまりに柔らかい場合、正しい加速度の測定ができなかった。この結果から、現象の速さ(時定数)と最適なセンサーの保持方法を議論した。さらに、加速度を積分して、エレベーターの最高速度と、登った高さを計算し、測定精度を評価した。また、力学法則の基本である「慣性質量と重量の違い」を予備知識の無い人たちに説明する方法を考案させた。これらの結果の一部は27年度に物理学会で口頭発表を4回、論文一編にまとめ発表した。また、開発した実験教材などをWEBサイトで公開しているが、世界に向け発進するため、サイトの英訳を進めている。さらに東海地区の大学教育改善のシンポジウムにおいて、ポスター発表すると共に、物理教育改善のためのワークショップを開催し、互いの実践を披露して意見交換を行った。学生の主体性を発揮させるため、系統的な実験を自ら企画させ、その測定結果を互いに発表して議論することを目標としている。その計画は、おおむね順調に進んでいる。この方法は教育効果の向上が期待できるが、学生が試行錯誤しながら進めるため、時間がかかる。そのため、通常の授業では扱う事項が多いため実践は困難である。そこで、授業内容に関連した事項について課題としてレポート提出させ、次回の授業で議論するなど、授業時間を有効に使う工夫をしている。レポート課題として、物理法則に直接関連した事項を考察させるだけでなく、一般報道された複数の科学記事を比較検討させた。その結果、書いた記者が理解していないと思われる例や、理解に必要な事項が欠けている記事も見つかり、記事を批判的に読み取る練習になった。この試みは、将来学生が明快な論文を書くための教訓にするためである。

慣性モーメントを理解するための「転がし実験」では、異なる回転体を教材として与えて、課外に学生が自由に実験させる方法も試みられた。実験の前後で科学的推論能力の向上を調査し、論文にまとめ発表した。グループで実験する場合は、他者に引きずられる傾向が問題となった。学生が実際に行動すると、測定に支障が出る状況に直面する。エレベーターの加速度測定の場合は、移動中の振動が問題になり、その低減方法について議論された。これは計算機のシミュレーションでは経験できないことであり、現実の問題を主体的に解決する体験は、将来の研究活動に大いに役立つと期待される。通常の講義では実感を持って理解することが困難な物理的概念や法則を伝えるため、演示実験を開発すると共に学生に系統的な実験を企画させた。そして実際に測定して結果について互いに議論し、理解を深めた。日常の経験から来る直観的な誤解が、物理法則の理解を妨げている場合がある。力学概念調査(FCI)を行った結果、「常に運動の方向に力が働く」という誤解が特に多かった。そこで、両者の方向が異なる場合を学生に多数挙げさせ、誤解を解く実験を企画させた。この力学概念調査(FCI)では、正解しても、必ずしも理解しているとは限らないことが指摘されている。そこで、関連する複数の設問の回答を分析して、真に理解されているか、測る方法の開発も進めている。また、物理現象を身近に感じるよう、測定器を使用せず、自らの感覚をセンサーとした実験も行った。例えば、二つのスピーカーから発信された音波の干渉効果を、聴覚をセンサーとして測定した。音の強弱地点を求め、音源までの距離を測定して音波の波長を求めた。その際、計算に合わない地点でも音の強弱が観察された。その原因を議論した結果、教室の壁からの音の反射によるものと結論された。このように、実際に測定して困難に直面し、その原因を突き止め、解決する、という一連の重要な手順を学ぶことができた。また、異なる元素気体の放電管からの発光スペクトルを回折格子を使って目視し、原子のエネルギー準位を理解した。さらに空手などの武道を力学的に解析し、力積と運動量の関係を実感する実験も行い理解を深めた。これらの結果の一部は28年度に物理学会で口頭発表2回、論文2編にまとめて発表した。東海地区の大学教育改善のシンポジウムにおいて講師を招待し意見交換した。開発した実験教材などを冊子にまとめ物理学教育の関係者に配布している。冊子の内容に動画も加え、英文及び和文のWEBサイトで公開している。大学初年次の物理学の授業において、学生に一連の系統的な物理学実験を企画させ、物理法則を自ら再発見させる体験学習の方法と、その教育効果の測定方法を開発した。学生の自主性を引き出すため、物理法則を発見する一連の実験内容と手順を自分たちで企画させた。そのために適切な実験素材を提供し、得られた実験結果について互いに議論させ、次に行うべき実験を企画させた。このとき必要に応じて適切な忠告を行った。また学生の議論の様子を観察し、理解の進展を追跡調査した。成果は物理学会の口頭発表と論文3編で発表した。
明治初期の日本人のリテラシーに関する調査研究

本研究の目的は、戦前の日本人のリテラシー(literacy)を明かにすることである。本研究においては、明治初期(明治20年ごろまで)に焦点をしぼって、主に以下の三つの資料にもとづいて、戦前の日本人のリテラシーを明かにする。1)『文部省年報』に掲載されている明治初期5県(青森県・群馬県・滋賀県・岡山県・鹿児島県)の識字調査2)明治14年に筑摩県北安曇群常盤村(現長野県大町市)で行われた識字調査の結果3)明治17年に起きた秩父事件の被疑者に対する教育程度調査の結果今年度は上記の1)、2)の調査の行われた現地に行き、資料の補充を行った。特に、これらの調査がどのような理由で、そしてどのような方法で行われたものであるかを調査した。また、3)については、『秩父事件史料集成』をもとに、被疑者の教育程度(識字程度)と社会的な属性などをデータベースに入力しつつある。
Lewis酸-Lewis塩基協奏的触媒を用いるエナンチオ選択的ジハロゲン化反応

本研究では、キラルLewis塩基-Lewis酸協奏的触媒によりハロゲン分子の制御を行い、エナンチオ選択的ジハロゲン化反応の開発を研究課題とする。エナンチオ選択的ジハロゲン化反応の中でも、1)エナンチオ選択的ヨードクロロ化反応および2)エナンチオ選択的ブロモクロロ化反応への適応できる触媒システムの開発を主なターゲットとした。アルケンのヨードクロロ化反応やブロモクロロ化反応は、海洋性の生理活性物質に見られる1,2-ジハロゲン化合物を1ステップで構築することのできる最も効率的な方法の一つである。一方、高い反応性を有するハロゲン分子(一塩化ヨウ素および一塩化臭素)の特性から、官能基耐性に乏しく副生成物が生じやすい。また選択性の発現のためには、官能基を持たないハロゲン分子を制御する必要がある。そこで、申請者は副反応を抑制したジアステレオ選択的ヨードクロロ化反応の開発に重点を起き、研究を実施した。その結果、副反応の併発しやすいヨードクロロ化反応を円滑に進行させることのできるシステムの開発に成功した。本触媒システムの鍵は、ハロゲンLewis酸-カルコゲンLewis塩基によりハロゲン分子を挟み込むことで反応性の制御を行う点である。その結果、ハロゲン分子の反応性に依存した副生成物を抑制し、ジアステレオ選択的ヨードクロロ化反応の開発を行うことができた。この研究成果は、アメリカ化学会誌ACS Catalysisに掲載され月間のアクセス数がTop10にランクインする注目度の高い論文となった。エナンチオ選択的ジハロゲン化反応の中でも、エナンチオ選択的ヨードクロロ化反応およびエナンチオ選択的ブロモクロロ化反応への適応できる触媒システムの開発を主なターゲットとした。そこで、初年度はまず1)副反応を抑制したジアステレオ選択的ヨードクロロ化反応の開発に重点を起き、研究を実施した。平成30年度は引き続き官能基耐性の高いヨードクロロ化反応の開発を行うとともに、2)エナンチオ選択的ヨードクロロ化反応の開発を行っていく予定である。当初の計画どおり、初年度はジアステレオ選択的ヨードクロロ化反応の開発を重点的に実施した。Lewis塩基部位にチオウレアを有する触媒を用いることで、系中での一塩化ヨウ素(I-Cl)の生成に成功し、ヨードクロロ化反応の開発に成功した。本触媒システムでは、I-Clのみでは副反応が進行してしまう基質でも円滑にヨードクロロ化反応を進行させることができた。また官能基耐性も高く、複数の官能基の存在下でも副反応を進行させることなく対応する生成物を高い収率で与えた。X線結晶構造解析やNMR解析を基にした反応活性種の解析から、触媒システムのI-Clの制御メカニズムも明らかにした。その結果、本触媒システムは系中で徐々にI-Clを生成できることに加えて、Lewis塩基-Lewis酸とのハロゲン結合を形成することによりI-Cl反応性を制御できていることがわかった。すなわちLewis塩基およびハロゲンLewis酸によるI-Clの捕捉により、I-Clそのものの反応性を制御できていた。

初年度の研究において、Lewis塩基・Lewis酸協奏的触媒のヨードクロロ化反応での有用性を見いだすことができた。今後はその知見をもとにブロモクロロ化反応の開発を行う。より反応性の高い一塩化臭素を用いても、副反応の進行を抑制することのできる触媒システムの開発を目指す。またキラルな触媒を設計し、高エナンチオ選択的反応の開発を目指す。キラルチオウレア触媒はこれまで複数の合成の報告がなされている。こうした既存のキラルチオウレアの合成知見をもとにヨードクロロ化反応に適用可能な新規キラルチオウレア触媒を設計し触媒反応に用いる。また反応後に得られるジハロゲン化生成物を化学変換することで、海洋性の生物活性天然物や医薬品へと誘導する。
教室における規範逸脱行動に対する個人要因および状況要因の影響

コンピュータ・シミュレーションと質問紙調査によって,規範逸脱行動の拡散過程を検討した。その結果,規範逸脱行動が拡散する条件として,以下の3つが挙げられた。1「個人要因」と「状況要因」の双方を基にして,個々人が自分の行動を決定すること。2「逸脱」の行動基準を持つ者の数が,「遵守」の行動基準を持つ者の数よりも多いこと。3規範を逸脱している者の(周囲の学生に対する)影響力が,遵守している者の影響力よりも大きいこと。また,シミュレーションの出力(推定値)と,質問紙で測定された逸脱頻度(実際の値)の間に,正の関連が複数示された。つまり,本シミュレーションは一定の妥当性を持つことが示唆された。「なぜ,多くの人たちは規範逸脱行動に対して否定的であるにもかかわらず,それが行動に反映されないのか」という問題について,「個人要因」と「状況要因」に着目して検討した。まず,ゲーム理論(e.g.Axelrod, 1984)およびダイナミック社会的インパクト理論(DSIT ; Latane et al., 1994)を援用したセル・オートマトン法によるシミュレーションを行うためのコンピュータ・プログラムを作成した。そして,(個人要因に関するデータである)質問紙調査によって測定された規範逸脱行動に対する態度,および実験的に作成されたデータを,シミュレーションに入力した。その結果,個人要因によって自らの行動を規定する確率を示す「M-prob」と,平均逸脱率の関係は,以下の3つのタイプに大別されることが示された。A.M-probの上昇と共に,平均逸脱率が直線的に増加するタイプ。B.最初はM-probの上昇と共に平均逸脱率も増加するが,次第に変化の度合いが緩やかになるタイプ。C.最初はM-probの上昇と共に平均逸脱率も増加するが,次第に増加の度合いが緩やかになり,その後は,M-probが上昇するにつれて平均逸脱率は減少するタイプ。Cのようなタイプが示されたことから,教室における規範逸脱行動が伝搬・拡散するためには,「個々人が,自己の態度(個人要因)と周囲の人々の行動(状況要因)の双方によって自己の行動を決定すること」が,重要な役割を果たしている可能性が示唆された。なお,ダイナミック社会的インパクト理論には,前述の研究で援用された「累積的影響モデル」(Latane et al., 1994)の他に,「派閥サイズモデル」(Nowak et al., 1990)も存在する。そこで,後者のモデルに確率論的な規則を加えた場合のセルの振る舞いを検討し,その援用可能性について考察した。ダイナミック社会的インパクト理論(DSIT;Latane et al.,1994)を基に,ゲーム理論(e.g.Axelrod,1984)における利得行列(自己と他者における行動の組み合わせによる利得を示したもの)を組み合わせたコンピュータ・シミュレーションを行った。具体的には,メール,内職飲食,音楽(の試聴),授業と無関係の私語,授業に関する私語,という教室における6つの規範逸脱行動を扱った。そして,「自分も周囲も遵守(R)」「自分は遵守,周囲は逸脱(S)」「自分は逸脱,周囲は遵守(T)」「自分も周囲も逸脱(P)」という4つの状況に関する満足度等を質問紙調査によって測定したデータをシミュレーションに入力し,逸脱行動の頻度や学生(セル)の適応度を算出した。その結果,「授業に関する私語」における逸脱率の最大値は,他の5つの規範逸脱行動に比べて高い値を示した。さらに,「授業に関する私語」と「内職」においては,逸脱率が高い試行ほど適応度も高い,という正の相関が示された。ただし,「授業に関する私語」では,「遵守」の行動基準を持つ者は,逸脱率と適応度の間に負の相関が示された。つまり,行動基準によって両者の関係が異なる可能性も示唆された。また,質問紙調査によって得られたデータの分析により,「内職」や「授業に関する私語」では「逸脱」という行動基準を持つ者の数が,他の逸脱行動に比べて多い傾向も示された。そして,「逸脱」という行動基準を持つ者の逸脱頻度は,他の行動基準(「同調」等)を持つ者に比べて高い値を示した。以上のことから,本研究におけるシミュレーションは一定の妥当性を有すると考察された。なお,これらの結果は,今年度の学会等で発表する予定である。この他,DSITのモデルの1つである「派閥サイズモデル」の特性について分析するために,「仲間集団」の影響などに着目した基礎的な検討も行った。ゲーム理論およびダイナミック社会的インパクト理論を基に,個々人の態度が,周囲の人々との相互作用を通して規範逸脱行動に至る過程や,逸脱行動と適応感の関連について検討した。

当該年度は,昨年度までの研究をふまえ,生徒や大学生の教室における規範逸脱行動について,質問紙調査やシミュレーションを基に考察した。また,研究で得られた知見を基に,「教室における規範逸脱行動に関する授業案」を作成した。シミュレーションは,実験的に作成した利得行列を用いたものだけでなく,質問紙で測定した「規範逸脱行動に対する態度」に関するデータ(利得行列)をコンピュータ上の各セルに代入する,という方法を用いたものも行った。シミュレーションの際,「セル」は「生徒」を表すものとした。各セルは,周囲のセルが持つ状態と自分の利得行列に従って,自己の状態を変容させた。実験的に作成した利得行列を用いたシミュレーションの結果,逸脱行動の拡散には「閾値」のようなものがあり,規範が守られていたクラスであっても,自分の態度を反映させた行動の頻度が僅かに増えるだけで,急激に逸脱行動が広がる可能性があることが示された。また,中学生を対象とした測定による利得行列を用いた「シミュレーションの出力」(逸脱行動拡散の度合い)と,質問紙によって測定された「実際の拡散の度合い」を比較したところ,授業中の私語等の逸脱行動については,両者に正の相関が示された。これは,シミュレーションの妥当性を示すものと考えられる。さらに,利得行列の種類と適応感の関連についても検討したところ,学業に関する適応感については,「遵守」が最も高い適応感を示した。これらの研究結果は,学会や学術雑誌上で発表(掲載が決定したものも含む)した。「教室における規範逸脱行動に関する授業」については,授業の受講者を対象として質問紙調査を実施した。現在,得られたデータを分析中である。大学生および中学生を対象として,規範逸脱行動に関する質問紙調査を行った。さらに,ダイナミック社会的インパクト理論(DSIT; Latane et al., 1994)を基に,ゲーム理論(e.g. Axelrod, 1984)における利得行列(自己と他者における行動の組み合わせによる利得を示したもの)を組み合わせたコンピュータ・シミュレーションを行った。規範逸脱行動については,授業と無関係の私語,授業に関する私語等について扱った。そして,「自分も周囲も遵守(R)」「自分は遵守,周囲は逸脱(S)」「自分は逸脱,周囲は遵守(T)」「自分も周囲も逸脱(P)」という4つの状況に関する満足度等(利得行列)をシミュレーションに入力し,逸脱行動の頻度等を算出した。その結果,「遵守の生徒数」「遵守と逸脱の差」と「逸脱行動の頻度」の間に,有意ないし有意傾向の負の相関がいくつか示された。しかし,「逸脱の生徒数」と「逸脱行動の頻度」の間には,「内職」を除いて,顕著な関連は示されなかった。このことから,「学級内に『遵守』の生徒が何人いるのか」「学級では,『遵守』の生徒と,『逸脱』の生徒とでは,どちらの生徒が多いのか(多数派なのか)」ということが,逸脱行動を規定していると考えられた。さらに,シミュレーションによって出力された規範逸脱行動の頻度と,質問紙調査によって測定された逸脱行動の頻度の一部には,正の相関が示された。また,利得行列の種類によって,逸脱行動の頻度や適応感が異なるだけでなく,逸脱行動の頻度と適応感の関連も異なる可能性も示された。このことから,シミュレーションのモデルは,一定の妥当性を有することが示唆された。
反芻家畜の卵胞発育制御機構におけるニューロキニンＢおよびダイノルフィンＡの役割

視床下部から分泌される性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)のパルス状分泌は、卵巣における卵胞発育および精巣における精子形成に必要不可欠である。視床下部弓状核に局在するKNDyニューロンはキスペプチン、ニューロキニンB、ダイノルフィンAの3つの神経ペプチドを含有しており、GnRHパルス発生中枢(GnRHパルスジェネレーター)であることが示唆されている。本年度は、採用第1年度でGnRHパルスジェネレーター活動を促進することが明らかとなったセロトニンに着目し、シバヤギKNDyニューロンにおけるセロトニン受容体の発現解析を目指した。セロトニン受容体のうち、促進性のGタンパク質共役型受容体であるセロトニン受容体2C(HTR2C)に着目した。採用第2年度で明らかにしたヤギHTR2C全長mRNA配列からcRNAプローブを設計し、in situハイブリダイゼーション法によりシバヤギ視床下部におけるHTR2C mRNAの局在解析を試みたが、良好な染色結果が得られず、KNDyニューロンにおけるセロトニン受容体の発現の確認には至らなかった。上述の通り、KNDyニューロンにおけるセロトニン受容体の発現解析には至らなかった。しかし、ヤギ弓状核においてHTR2C mRNAが検出できたことからGnRHパルスジェネレーター活動に対するセロトニンの促進効果がHTR2Cを介していると仮説を立てた。そこで、GnRHパルスジェネレーターの活動をリアルタイムで観察できる多ニューロン発火活動(MUA)記録法を用い、卵巣除去メスシバヤギにHTR2C作動薬を脳室内投与し、GnRHパルスジェネレーター活動におよぼす影響を評価した。HTR2C作動薬を脳室内に投与すると投与直後にMUAボレーが誘起されたことから、GnRHパルスジェネレーター活動へのセロトニンの促進効果がHTR2Cを介していることが示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。視床下部から分泌される性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)のパルス状分泌は、卵巣における卵胞発育制御に必要不可欠である。GnRHパルスジェネレーターの活動はニューロキニンBにより促進され、ダイノルフィンAによって抑制されるが、詳細なメカニズムは不明である。本研究の目的は、反芻家畜の視床下部におけるNKB受容体およびDyn受容体の局在を解明し、GnRHパルスジェネレーターの活動制御におけるNKBおよびDynの役割を明らかにすることである。今年度は、GnRH分泌に影響をおよぼすことが過去に報告されている因子としてセロトニンに着目した。GnRHパルスジェネレーターの活動をリアルタイムで観察できる多ニューロン発火活動(MUA)記録法を用い、卵巣除去メスシバヤギにセロトニンを脳室内投与してGnRHパルスジェネレーターの活動におよぼす影響を評価した。黄体形成ホルモン(LH)のパルス状分泌に同期して発生する一過性のMUAの上昇(MUAボレー)をGnRHパルスジェネレーター活動の指標として解析した。低用量および高用量のセロトニンをヤギ脳室内に投与すると、セロトニン投与直後にMUAボレーが誘起された。溶媒の投与はMUAボレーを誘起しなかった。セロトニンおよび溶媒投与から次のMUAボレーが発生するまでの時間(潜時)を各群で比較したところ、セロトニンの投与は用量依存性に潜時を短縮した。以上の結果より、セロトニンはGnRHパルスジェネレーターの活動を促進し、パルス状のGnRH/LH分泌を刺激する作用を有することが示唆された。研究計画では、ニューロキニンB受容体およびダイノルフィンA受容体を発現する細胞をin situ hybridizationにより可視化した後レーザーマイクロダイセクションにより単離し、これらの細胞における遺伝子発現をRT-PCRにより解析する予定であった。しかし、レーザーマイクロダイセクションにより単離した細胞からのRNA抽出およびcDNA合成のための条件設定に相当の時間を要することが判明したため、以下のように推進方策を変更した。まず、GnRHパルスジェネレーターの活動をリアルタイムで観察できる多ニューロン発火活動(MUA)記録法を用い、GnRHパルスジェネレーターの活動に影響をおよぼす神経伝達物質を同定し、次に、同定された神経伝達物質とニューロキニンBおよびダイノルフィンAとの相互作用メカニズムを解析することをめざした。上記の研究方策に従い、GnRHパルスジェネレーターの活動に影響をおよぼす因子としてセロトニンを同定した。次年度には、GnRHパルスジェネレーター活動の新たな制御因子として同定したセロトニンと、ニューロキニンBおよびダイノルフィンAとの相互作用メカニズムを解明する予定である。視床下部弓状核に局在するKNDyニューロンはキスペプチン、ニューロキニンB(NKB)、ダイノルフィンA(Dyn)の3つの神経ペプチドを含有しており、GnRHパルス発生中枢(GnRHパルスジェネレーター)であることが示唆されている。GnRHパルスジェネレーターの活動はNKBにより促進され、Dynによって抑制されるが、詳細なメカニズムは不明である。

本研究の目的は、反芻家畜の視床下部におけるNKB受容体およびDyn受容体の局在を解明し、GnRHパルスジェネレーターの活動制御におけるNKBおよびDynの役割を明らかにすることである。今年度は、GnRHパルスジェネレーター活動を促進することが明らかとなったセロトニンに着目し、シバヤギKNDyニューロンにおけるセロトニン受容体の発現解析を目指した。セロトニン受容体のうち、促進性のG蛋白質共役型受容体であるセロトニン受容体2C(HTR2C)に着目し、in situハイブリダイゼーション法によりシバヤギ視床下部におけるHTR2C mRNAの局在解析を試みた。また、これまでに得られた知見を応用するために、シバヤギにおいてNKB受容体拮抗剤の経口投与技術の確立に取り組んだ。農作物生産現場ではニホンジカなどの野生害獣による農作物への被害が深刻化しており、シカの個体数を制御し農作物への被害を軽減することは急務である。そこでニホンジカのモデル動物としてシバヤギを用いて、NKB受容体拮抗剤の経口投与が精巣ホルモンであるテストステロン分泌および精巣における精子形成におよぼす影響を解析した。KNDyニューロンにおけるセロトニン受容体の発現解析ヤギにおいてHTR2C遺伝子の塩基配列情報が明らかとなっていないため、HTR2C遺伝子のmRNA配列の決定を行った。ヤギ弓状核から全RNAを抽出し、cDNAを合成した。次にデータベース上のヤギHTR2C予想配列からプライマーを設計し、RACE法を用いて全長mRNA配列を決定した。次にHTR2C cdsを含む領域にcRNAプローブを設計し、in situハイブリダイゼーション法によりシバヤギ視床下部におけるHTR2C mRNAの局在解析を試みた。現在、良好な染色結果を得られておらず条件検討を行なっている。次年度にはシバヤギ視床下部におけるHTR2C mRNAの局在解析および弓状核KNDyニューロンにおけるセロトニン受容体の発現解析を完了する見込みである。ニホンジカの個体数管理への応用を目指したNKB受容体拮抗剤の経口投与技術の確立実験には雄シバヤギを用いた。濃厚飼料にNKB受容体拮抗剤を添加し、7日間給餌した。経口投与開始前日および投与終了日に採血を行い、血中テストステロン濃度を測定した。また投与終了翌日に精巣組織を採取した。NKB受容体拮抗剤の経口投与群では対照群と比べてテストステロン濃度が減少した。また、NKB受容体拮抗剤の経口投与群において精巣内の精細管の萎縮が観察された。本研究の成果から、ニホンジカの個体数制御においてNK3R拮抗剤の経口投与が有効であり、新たな害獣被害対策となりうることが示唆された。視床下部から分泌される性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)のパルス状分泌は、卵巣における卵胞発育および精巣における精子形成に必要不可欠である。視床下部弓状核に局在するKNDyニューロンはキスペプチン、ニューロキニンB、ダイノルフィンAの3つの神経ペプチドを含有しており、GnRHパルス発生中枢(GnRHパルスジェネレーター)であることが示唆されている。