hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
紫外線照射による全身性ループス増悪の病態解明

我々は、トール様受容体(TLR)7アゴニスト外用によってマウスにループス様自己免疫疾患を誘導することを発見し報告した。さらに、それがUVB照射によって促進された。この病態にHMGB-1の関与を想定したが、複数の実験系にて否定した。また、TLR7シグナル過剰の遺伝子改変マウスを用いた系では紫外線による効果が再現されず、TLR7アゴニスト外用誘導系のみでの特異な現象と結論づけた。TLR7アゴニスト外用による早期乾癬様症状とループス様自己免疫性炎症のキネティックス解析およびTLR7の関与につき詳細に解析し、それぞれの疾患で治療と増悪因子となるUVBの役目につき考察を加えた。我々は、トール様受容体(TLR)7アゴニストであるイミキモド(IMQ)やレジキモド(R848)の外用によって野生型マウスにループス様自己免疫疾患を誘導することを発見し、報告した(Arthritis Rheumatol, 2014,66:694)。本研究の成果は、経皮的ルートからのTLR7刺激によって発症する新規ループス様自己免疫疾患モデルとしてのみならず、皮膚からのTLR7を介するシグナルとSLEについての病因論的関連性を示唆する画期的な発見である。一般にSLEやその他自己炎症性症候群において、紫外線曝露が発症の環境要因となり、病状を悪化させることも知られている。TLR7径路はplasmacytoid dendritic cell (pDCs)依存性であり、皮膚からの刺激が効率的であることを示したが、同時に皮膚、とくに表皮を標的とする紫外線刺激がこの径路に作用する可能性を考えた。そこで、我々はBALB/cマウス耳介皮膚にR84850μg週3回外用後にUVB200mJ/cm2照射、4週後の血清中抗ds-DNA抗体を測定した。R848外用およびUVB照射群において、有意な抗ds-DNA抗体産生の増加を認めた。このとき、自己抗体レベルに伴って、腎臓糸球体への免疫複合体沈着の程度も相関が認められている。BALB/cマウス同様、C57BL/6マウスにおいてもR848外用群に比べUVB照射を加える事により、より早期より抗ds-DNA抗体および抗Sm抗体の出現を認めた。このように、経皮的TLR7刺激による自己免疫疾患は紫外線照射により発症が促進されることが明らかである。この研究においては、UVB照射による表皮へのシグナルからTLR7依存性の全身性ループス様症状を増悪させる病態解明を主な目的とした。1HMBG1はUVB照射によって障害された表皮細胞より分泌され、自然免疫の増悪driverとしてあるいはalarminとして作用することが知られている。この関与を検討するため表皮特異的HMBG1ノックアウトマウスを作製する目的でfloxedマウスの入手を試みたが、供与されなかった。2そこで、HMBG1の下流シグナルとして報告されているMyD88を標的とした解析を行った。表皮特異的にMyD88 KOマウスを作製するために、MyD88 floxedマウスを購入し、K5-Creマウスと交配し、解析を行った。しかし、MyD88-/-, MyD88+/-の2群間で、R848外用24週後の脾腫の程度、脾細胞数、構成細胞群、血清抗核抗体価、抗dsDNA抗体価、抗Sm抗体価に差が認められなかった。以上の結果、少なくともMyD88がTLR7リガンド刺激依存的な自己免疫疾患発症に関与していず、また紫外線照射による促進効果にも関与がないことが明らかになった。3HMBG1の阻害薬であるGlycyrrhizin(GC)を投与して、R848外用およびUVB照射を行い、投与による影響を検討した。C57/BL6マウスを用いて、GC腹腔内投与することでHMBG1を阻害して、UVB照射をおこなったが、無処理群にてR848外用による全身炎症がUVB照射で増強されず、陽性対照が確立できなかった。このため、GC投与の影響を判定できなかった。4TLR7アゴニストimiquimod(IMQ)クリームの長期外用によって誘導できる乾癬様皮膚炎とループス様全身炎症のtime courseを詳細に検討した。IMQクリームによる皮膚炎は1週目をピークとしてその後減弱に転じる一方、脾腫、脾細胞増加、骨髄系細胞の出現、抗核抗体など自己免疫性炎症は4週以降に出現、8週までさらに増悪する傾向を認めた。このように、IMQクリーム外用による皮膚症状とループス様症状の出現には誘導の時間差があることを確認した。連携研究者である東大医科研三宅健介博士から分与されたUnc93B1D34Aノックインマウスについて、現在検討をすすめている。

Unc93B1はエンドソーム内でのTLR9とTLR7の優位性バランスを制御している分子であり、このD34A変異によりTLR7優位となり、この変異をもつノックインマウスは脾腫をはじめ自己抗体の産生を通じて自己免疫疾患を自然発症する(Immunity 35,69,2011)。我々が報告したTLR7アゴニスト外用による自己免疫疾患モデル同様、TLR7KOバックグラウンドで症状が消失することより、いずれの系においてもTLR7シグナルが疾患発症に必要であることが共通している機序と考える。現在、このマウスを入手でき、自然発症する皮膚症状およびUVB照射による疾患発症の促進の有無、重症化につき検討中である。また、TLR7アゴニスト(イミキモドクリーム)外用による早期においては乾癬様病変が誘導できるが、およそ2週間以降には皮膚症状が改善し、その後入れ替わるように自己抗体などの全身性自己免疫疾患が発症することが明らかになった。現在、この異なる2病態の関連についてカイネティクス解析を施行している。我々は、トール様受容体(TLR)7アゴニストであるイミキモド(IMQ)やレジキモド(R848)の外用によって野生型マウスにループス様自己免疫疾患を誘導することを発見し、報告した(Arthritis Rheumatol, 2014,66:694)。本研究の成果は、経皮的ルートからのTLR7刺激によって発症する新規ループス様自己免疫疾患モデルとしてのみならず、皮膚からのTLR7を介するシグナルとSLEについての病因論的関連性を示唆する画期的な発見である。一般にSLEやその他自己炎症性症候群において、紫外線曝露が発症の環境要因あるいは悪化要因であることが知られている。我々は、UVB照射によってR848外用後自己免疫疾患がより早期に誘導されることを発見した。紫外線照射による表皮細胞HMBG1の関与を想定し、その阻害薬であるGlycyrrhizinを用いて検討したが予想される結果が得られなかった。TLR9-TLR7バランス制御分子Unc93B1のノックインマウス(D34Aと略)はTLR7優位となり自己免疫性炎症を自然発症する。紫外線感受性を比較したところD34Aマウス耳介皮膚においては野生型マウスに較べ急性紫外線障害がより強く誘導された。紫外線過敏症におけるTLR7分子の分子機構については現在も検討中である。IMQクリーム外用による乾癬様皮膚炎はそのピークが約1週間である一方、それに引き続くループス様自己免疫性炎症は4週以後に明らかになる。この二つの病態につき脾細胞の動向を詳細に検討した結果、自己免疫炎症誘導に際してマクロファージ、好中球など骨髄細胞が動員されること、これらの機序はTLR7依存性であることが明らかになった(J Dermatol Sci, 2018, in press)。その一方、乾癬様皮膚炎にはTLR7非依存的な急性炎症とRegnase-1によるIL-1, IL-36, IL-17など表皮炎症シグナルのdown-regulationが、一過性の皮膚炎の機序であることを突き止めた(J Invest Dermatol, in press)。我々は、トール様受容体(TLR)7アゴニスト外用によってマウスにループス様自己免疫疾患を誘導することを発見し報告した。さらに、それがUVB照射によって促進された。この病態にHMGB-1の関与を想定したが、複数の実験系にて否定した。
小児がん治療中の子どものきょうだいとの情報共有指針の開発と実践

本研究の目的は、小児がん治療中の子どものきょうだいが、家庭、保育・教育期間等での生活、そして新たに加わる医療との関係の中で、自分らしく生活して行けるための情報共有指針を見出すことである。また、この情報共有指針を活用したきょうだいへの病気等説明の実施と、ワークショップへえの導入効果それぞれを分析する。小児がん診断以降、積極的な治療期にある子どものきょうだいが、さまざまな環境との関係性の中で体験していることと、自尊心やQuality of Lifeを含む心身の状態について、きょうだい自身と親の認識双方から明らかにし、支援への示唆を得るとともに、情報共有指針の作成と実践への応用に繋げる。
協同抽出を利用した複核錯体の創製とその蛍光特性

種々の金属イオンを導入したシッフ塩基とβ-ジケトンでユウロピウム(III)(Eu(III))を抽出したときの化学平衡とそのときの抽出種の蛍光挙動を詳細に調べた結果、Znイオンを含む水溶液からピバロイルトリフルオロアセトン(Hpta)とビス(サリチリデン)シクロへキシルジアミン(H_2salchn)でEu(III)を抽出すると高い蛍光強度をもつ、Eu(pta)_3Zn(salchn)錯体が得られた。特徴的な蛍光を示すユウロピウム(III)(Eu(III))の錯体分子の中に他の金属を導入することによってその特性を増幅させる、また、この2核錯体をβ-ジケトンとシッフ塩基による協同抽出を利用して調製したい、この2つの目的を持って本研究は進められた。本年度の主な成果を次に要約する。1) Zn(II)、Cu(II)、Pd(II)とEu(III)を含む2核錯体の蛍光特性:トリス(ピバロイルトリフルオロアセトナト)Eu(III)とビス(サリチリデン)トリメチレンジアミン(H_2(saltn))とそのZn(II)、Cu(II)もしくはPd(II)錯体を合成し、それらのCHCl_3溶液を調製した。Eu(pta)_3溶液とM(II)を導入したシッフ塩基を種々のモル比で混合して、蛍光スペクトルを測定した。Zn(II)の入った場合だけ、顕著なEu(III)の蛍光の増感が現れた。Eu(pta)_3とZn(II)シッフ塩基錯体が作る錯体の安定度定数、またこの複核錯体を合成してX線解析をして、Zn(II)が5配位を取ることが増感作用に寄与していることを示した。2)Zn(saltn)の溶解度の改善とEu(III)の抽出に与える効果:CHCl_3への溶解度とEu(III)の蛍光に対して増感作用の大きいシッフ塩基を見つけるためブチル基の導入、トリメチレン基のフェニル基、シクロヘキシル基、メチルエチル基、ブチル基による置換を試みた。溶解度を高め、増感効果の大きいシッフ塩基として、ビス(サリチリデン)シクロヘキシルジアミン(H_2salchn)が有望であることを見つけた。3)Zn(II)を含む塩基錯体は水と接するとZn(II)が脱離するので、抽出剤として使うことはできなかった。最後にEu(III)とZn(II)を入れた水相とHptaとH_2salchnを含むCHCl_3をはげしく振り混ぜることによって抽出種として複核錯体を調整することに成功した。ユウロピウム(III)(Eu(III))がβ-ジケトンと強いルイス塩基とによって協同抽出される際、生ずる三元錯体は非常に安定であり、また、Eu(III)の蛍光を著しく増感する。ルイス塩基としてビス(サリチリデン)トリメチレンジアミン(H_2(saltn))を使うと、配位原子が4つあるにもかかわらず、2,2'-ビピリジルより不安定な錯体を作り蛍光増感作用も小さい。これはH_2(saltn)が分子内水素結合を作るためであると結論した。従来、金属イオンの抽出種に他金属が混入する共抽出は分離効率を阻害する現象として避けるべきものであった。本研究でH_2(saltn)の代わりにZn(saltn)を使うと蛍光が著しく増加した。しかしながら、Zn(saltn)は水と接触すると亜鉛イオンがsaltnから抜け出す。そこで、水相に亜鉛イオンを過剰に加えて抽出を行ったところ、Eu(III)の抽出は改善されることを昨年度(19年度)に見つけた。しかしながら問題点として、Eu(III)を抽出した有機相の蛍光強度が同じ濃度の合成した錯体に比べて小さいことがあった。試行錯誤の結果、pHを高め、β-ジケトンの濃度を下げることによって、目的とする錯体の抽出効率を下げずに蛍光強度を合成した錯体と同程度にまで高めることに成功した。本研究により、わずか数分の振り混ぜによって蛍光体として有効な錯体を調製する方法が確立された。従来分離の観点から不利であった2種の金属イオンの共抽出によって有用な蛍光体を作り出すことができた。この意味で本研究は溶媒抽出法を分離分析以外に応用範囲を拡大することになり、分析化学の発展に貢献したことに特色があり、評価できる。
家族性筋萎縮性側索硬化症モデルマウスに対する神経幹細胞治療

筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis:ALS)は,運動ニューロン変性により進行性の筋萎縮を主症状とする疾患であり,未だ有効な治療法が確立されていない.これまでの検討で,我々はALSの新たな治療法を見出すため,運動神経系の再生・再ミエリン化,そして運動機能の回復を促進する事が報告されている嗅神経被膜細胞(olfactory ensheathing cell:OEC)を用いた細胞移植法の検討を行った.その結果,マウスにおける細胞移植法を確立し,脊髄へのOECの生着を確認することができた.さらに移植手技としては前回と同様な方法を用いて,ラット骨髄より採取した間葉系幹細胞(MSC)を移植片細胞として検討を行った.MSC移植群とコントロール群における発症日齢,死亡日齢,病期の比較では,いずれもMSC群が有効な傾向を示したものの有意差は認められなかった.しかし性別に解析を加えると,MSC移植雌マウスは,コントロール雌マウスに比べ有意に病気の延長が認められることが判明した.以上これまでの検討でMSC移植の有効性が示唆された.今年度は,前回までのラットではなく,マウスMSCを利用して,免疫抑制剤を使用することなく移植の効果を検討している.特に移植時期を検討することにより最大の効果を得られる移植のタイミングを検討している.現時点で最終結果は出ていないが,発症約一ケ月前,発症直前のいずれのじきに移植しても,有効性がみられている.OEC移植による明らかな副作用や運動機能障害は認められなかった。OECは移植後10日で多数が生存し、移植後30日までの生着が確認された。臨床評価においては、OEC移植マウスと対照マウスの間で有意な改善は見出せなかった。本検討において、マウスにおける細胞移植法を確立し、脊髄へのOECの生着を確認することができた。今後、マウスへの最適な移植時期の確立、OEC以外の神経幹細胞あるいは骨髄間葉系幹細胞等を用いた移植、移植細胞への遺伝子改変等を検討する必要がある。筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis:ALS)は,運動ニューロン変性により進行性の筋萎縮を主症状とする疾患であり,未だ有効な治療法が確立されていない.昨年度の検討で,我々はALSの新たな治療法を見出すため,運動神経系の再生・再ミエリン化,そして運動機能の回復を促進する事が報告されている嗅神経被膜細胞(olfactory ensheathing cell:OEC)を用いた細胞移植法の検討を行った.その結果,マウスにおける細胞移植法を確立し,脊髄へのOECの生着を確認することができた.今回は,移植手技としては前回と同様な方法を用いて,ラット骨髄より採取した間葉系幹細胞(MSC)を移植片細胞として検討を行った.MSC移植群とコントロール群における発症日齢,死亡日齢,病期の比較では,いずれもMSC群が有効な傾向を示したものの有意差は認められなかった.しかし性別に解析を加えると,MSC移植雌マウスは,コントロール雌マウスに比べ有意に病気の延長が認められることが判明した.本検討において,MSC移植の有効性が示唆された.今後,さらに詳細な検討を進めている.筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis:ALS)は,運動ニューロン変性により進行性の筋萎縮を主症状とする疾患であり,未だ有効な治療法が確立されていない.これまでの検討で,我々はALSの新たな治療法を見出すため,運動神経系の再生・再ミエリン化,そして運動機能の回復を促進する事が報告されている嗅神経被膜細胞(olfactory ensheathing cell:OEC)を用いた細胞移植法の検討を行った.その結果,マウスにおける細胞移植法を確立し,脊髄へのOECの生着を確認することができた.さらに移植手技としては前回と同様な方法を用いて,ラット骨髄より採取した間葉系幹細胞(MSC)を移植片細胞として検討を行った.MSC移植群とコントロール群における発症日齢,死亡日齢,病期の比較では,いずれもMSC群が有効な傾向を示したものの有意差は認められなかった.しかし性別に解析を加えると,MSC移植雌マウスは,コントロール雌マウスに比べ有意に病気の延長が認められることが判明した.以上これまでの検討でMSC移植の有効性が示唆された.今年度は,前回までのラットではなく,マウスMSCを利用して,免疫抑制剤を使用することなく移植の効果を検討している.特に移植時期を検討することにより最大の効果を得られる移植のタイミングを検討している.現時点で最終結果は出ていないが,発症約一ケ月前,発症直前のいずれのじきに移植しても,有効性がみられている.
二層カーボンナノチューブのナノからマクロへの展開

本研究では,熱化学気相成長法(CVD)により高速に成長した長尺・高密度カーボンナノチューブ(CNT)を成長し,バインダー無しの乾式紡糸で,高強度で高導電率を兼ね備えた連続繊維化可能な超軽量・長距離CNT線材を実現する.このため,基板温度および炭化水素ガスの導入・流量を最適化し,パーティクルサイズと触媒微粒子の構造を制御することで,紡糸可能な2層CNTの成長割合を高める.また,CNT線材はCNTを束ねたものであり,それぞれのCNTは分子間力で結合しているため,真空チャンバー中で導入するガスや圧力を制御し,CNT線材にバイアスを印加し結合を強固なものにすることで機械的および電気的特性向上を目指す.本研究は,長尺・高密度で紡糸可能な2層カーボンナノチューブ(CNT)を高含有率で成長するため,1触媒微粒子の制御,紡糸性を高めるためのCNTの成長方向制御する新規な成長概念を開拓する.そして,高強度と導電性を両立する線材にするため,CNT線材作製後2真空中でバイアス印加することでする技術をナノ領域とマクロ領域で開拓する.これらの目標を達成するために,平成26年度は主に2課題を実施した.1紡糸可能で2層CNTを高含有率で長尺・高密度に成長する技術の開拓CNTの成長中に極微量水分を添加する従来の方法とは異なり,熱化学気相成長法(CVD)により秒単位で温度やガスの切り替え制御により,水を用いることなく触媒金属の触媒性能を維持して,5分間で0.25mm程度の成長速度を再現性よく実現している.この長尺・高密度CNT基板から直接CNT線材を連続的に引き出すことを確認しており,平成27年度までの達成目標に向けた確かな一歩として大きな弾みとなる成果である.2ウォール数の少ないCNT間をシームレスに繋ぐ技術CNT線材はCNTを束ねたものであり,それぞれのCNTは分子間力で結合している.そのため,CNT線材の機械特性は理想的なCNTよりも劣る.このような結合箇所はCNT線材におい物性向上を阻んでおり,接合箇所を低減することによりCNT線材の機械特性の向上を見込める.接合箇所を低減する試みとして,CNT線材へのバイアス印加を行った.未処理,及び高真空下,低真空下でのバイアス印加処理を行ったCNT線材の歪み-応力特性の評価から.未処理のCNT線材の場合,破断強度は501MPa,ヤング率は15.7GPaを示した.高真空下でのバイアス印加処理によって,破断強度・ヤング率はそれぞれ833MPa,28.2GPaと,未処理の試料より大きく向上したことを確認しておいる.本研究は,化学気相成長法(CVD)により,水分を添加することなく高速成長したの長尺・高密度カーボンナノチューブ(CNT)を成長し,バインダー無しの乾式紡糸で,高強度で高導電率を兼ね備えた連続繊維化可能な超軽量・長距離CNT線材を実現する.このために,紡糸可能で2層CNTの成長割合を向上させるため技術開発,CNT線材の高強度化および高導電化する技術開発を行った.コンピュータにより独自の手法で基板温度やガス導入を高速に制御し,二層CNTアレー密度やその成長条件を最適化した.本研究開発から,0.060.07mm/minの高速成長でで,チューブ径の中央値が5nm程度の極細で二層CNTの成長確立を72%程度まで引き上げることに成功している.今回成長した長尺・高密度CNTアレーから,ドライプロセスによる連続紡糸が可能であることを確認している.CNT線材はCNTを束ねたものであり,それぞれのCNTは分子間力で結合している.そのため,CNT線材の機械特性は理想的なCNTよりも劣る.この問題を解決するため,CNT線材を真空チャンバーに導入し,チャンバー内に導入するガスや圧力を制御し,CNT線材をバイアスを印加することで機械的および電気的特性向上の実験を実施した.未処理のCNT線材の場合,破断強度は501MPa,ヤング率は15.7GPaを示した.高真空下でのバイアス印加処理によって,破断強度・ヤング率はそれぞれ833MPa,28.2GPaと,未処理の試料より大きく向上した.CNT線材は,金属よりも高強度で軽量である特性を活かすことで,電力や通信インフラとして実用化は,低炭素社会を実現する唯一のナノカーボン材料になり得る.本研究では,熱化学気相成長法(CVD)により高速に成長した長尺・高密度カーボンナノチューブ(CNT)を成長し,バインダー無しの乾式紡糸で,高強度で高導電率を兼ね備えた連続繊維化可能な超軽量・長距離CNT線材を実現する.このため,基板温度および炭化水素ガスの導入・流量を最適化し,パーティクルサイズと触媒微粒子の構造を制御することで,紡糸可能な2層CNTの成長割合を高める.また,CNT線材はCNTを束ねたものであり,それぞれのCNTは分子間力で結合しているため,真空チャンバー中で導入するガスや圧力を制御し,CNT線材にバイアスを印加し結合を強固なものにすることで機械的および電気的特性向上を目指す.1紡糸可能で2層CNTを高含有率で長尺・高密度に成長する技術の開拓この研究課題において,金属触媒の制御と成長シーケンス制御・最適化により,高い紡糸性を維持しつつ5分間で0.25mm程度の成長速度を再現性よく実現する基盤技術が開発できている.複数の透過電子顕微鏡像(TEM)の解析から,紡糸性を維持しつつ2層CNTの含有率を65%-70%(従来60%程度)まで高めることに成功しており,当初の目標がが達成できていると判断している.

この結果は,他の追随を許さないトップレベルの研究成果と言える.2ウォール数の少ないCNT間をシームレスに繋ぐ技術この研究課題において,CNT線材作製後に真空下においてバイアス印加することで線材内に多数存在するCNT間未接合箇所を接合する技術を提案している.高真空下でのバイアス印加処理によって,機械強度の指標である破断強度・ヤング率が未処理の試料より大きく向上したことを確認し,当初の目標がが達成できていると判断している.本研究の最終目標である,「高強度と導電性を両立する線材」を目指して研究を進めているが,平成26年度にはバイアス印加がCNT線材の電気物性にどのように影響するかに関する研究までには至らなかった.平成27年度には,機械物性評価に加え,電気物性の評価を重点的に研究を実施することで,最終目標を達成する.ナノ材料物性今後の研究の進め方において,特に研究計画の変更は予定していない.当初計画の,1紡糸可能で2層CNTを高含有率で長尺・高密度に成長する技術の開拓,2CNT同士のナノ溶接技術の開拓(ウォール数の少ないCNT間をシームレスに繋ぐ技術)について,平成26年度に引き続き研究を実施する予定である.1紡糸可能で2層CNTを高含有率で長尺・高密度に成長する技術の開拓この研究課題では,高い紡糸性を維持しつつ,2層CNTの含有率が70%を超え,5分間で0.25mm程度の成長速度を超える高速成長技術の確立を目指す.このために,熱CVD法による成長の際の触媒金属の形状制御,成長シーケンス制御の最適化を行う.2ウォール数の少ないCNT間をシームレスに繋ぐ技術この研究課題では,平成26年度に実施できなかった,バイアス印加がCNT線材の電気物性にどのように影響するかについて詳細に研究を進める.また,TEMの「その場観察手法」により,ナノ領域で二層CNT同士の再現性の良い接合技術の確立を目指す.本研究では,予想以上の研究成果が得られる見通しとなったため,平成26年度中に導入しようとした装置に関して仕様の変更をする必要があり,平成27年度の導入に先延ばしした.現在得られている研究成果に合わせ,導入しようとする装置の仕様を確定し,研究に支障がでないように速やかに導入する予定である.
糖鎖の動態追跡を目的とする質量同位体測定に基づく高速・高感度糖鎖解析法の確立

本研究では糖鎖の動態の生物学的意義を明らかにするため、質量同位体測定に基づいた糖ヌクレオチドと糖鎖の高速・高感度解析法を確立した。13C6-グルコースで標識したUDP-GlcNAcとCMP-NeuAcの質量同位体パターンはUDP-GlcNAcの代謝経路の流れを示した。13C2-グルコサミンで標識した糖鎖の質量同位体パターンは各糖鎖の代謝回転を示した。膵臓β細胞由来インスリノーマにおいてシアル酸代謝経路からシアル酸合成経路が遅いことが明らかになった。本法は細胞内における単糖の代謝動態を統合的に知るうえで有用なツールになりえる。糖鎖が様々な病態に深くかかわっていることが明らかになりつつあるが、これまで糖鎖の合成、あるいは分解だけに絞ったいわばスナップショット的な研究が多く、動的な解析は殆どなされていない。本研究は、単糖の安定同位体で代謝標識した糖鎖をMS測定する方法を確立し、糖鎖の合成から分解に至る一連の過程を代謝回転として動的に捉え、病態における糖鎖の新たな役割を明らかにすることが目的である。本年度は、昨年度までに検討した複合糖質の質量同位体分布解析法により、糖ヌクレオチドがどの糖鎖にどの程度取り込まれたか、その全貌を追跡した。糖鎖の合成過程が少ないハイマンノース型N型糖鎖は、複合型糖鎖に比べて高いラベル効率を示したことから、これらの結果は糖鎖の合成速度を反映することが明らかになった。生合成が細胞質で直接行われる合成過程が特に短いヒアルロン酸は特にラベル効率が高く、ゴルジ体内で修飾される他のプロテオグリカンと比べて高かった。興味深いことにスフィンゴ糖脂質への取り込みは低かった。N型糖鎖の分岐の程度、シアル酸の有無において違いにおいてラベル効率に違いは見られなかった。コアフコースの有無やシアル酸の結合様式(alpha2-3もしくはalpha2-6)の違いにより糖鎖のラベル効率が異なること見出した。糖転移酵素の影響を調べるため、コアフコース転移酵素(Fut8)欠損マウスの繊維芽細胞から調製した糖鎖の質量同位体を解析したところ違いは認められなかった。逆に糖タンパク質のエンドサイトーシス、いわゆる糖鎖の分解を制御している可能性があるシアル酸認識タンパク質(Siglec9)の過剰発現株も解析した。こちらも同様に違いは認められなかった。今後はコアフコースやシアル酸月糖鎖の動態と機能の発現という観点から、その生物学意義を探索する予定である。本年度は13C2-グルコサミン(GlcN)で標識した糖鎖の質量同位体測定に基づいて代謝回転を求めるプロトコルを確立した。代謝標識した細胞から糖タンパク質由来N結合型糖鎖、O結合型糖鎖を糖アルコール体としてキャピラリーLC-ESI-MSにより簡便に測定するシステムを立ち上げた。糖鎖試料はPVDF膜にDot-blotした全タンパク質画分をN-グリコシダーゼ消化とβ脱離によりN型糖鎖とO型糖鎖を遊離・回収した。13C2-GlcNは糖鎖のGlcNAc、GalNAcおよびシアル酸に取り込まれ、例えばハイマンノース型糖鎖は2つの13C2-GlcNが取り込まれてMSスペクトルがシフトしていることを確認した。糖鎖の合成速度は13C2-GlcNで標識された糖鎖の質量同位体をもとに取り込まれた個数とラベル効率から求めた。糖鎖構造が明らかな肝癌細胞株を用いてモデル実験を行った。各々の糖鎖の合成速度を構造別に比較した。具体的にはN型糖鎖とO型糖鎖、ハイマンノース型糖鎖と複合型糖鎖、フコースの有無が合成速度に与える影響を検討した。例えば、糖鎖の合成過程が少ないハイマンノース型N型糖鎖やO型糖鎖は、合成過程が複雑な複合型N型糖鎖に比べて、高いラベル効率を示すことがわかった。したがって本法により得られる解析結果は糖鎖の合成速度を反映することが明らかになった。糖鎖が糖尿病やがんなどの病態にかかわることが明らかになっているが、これまでは糖鎖の合成あるいは分解だけに絞ったいわばスナップショット的な解析の研究が多く動的な統合的な解析はなされてこなかった。

本研究は安定同位体単糖で標識した糖鎖を質量分析により高速・高感度に解析し、病態における糖鎖の代謝回転を捉えて生物学的意義を明らかにすることを目的とする。研究成果は以下のとおりである。1)13C2-グルコサミンで計時的に標識した糖鎖をキャピラリーLC-MSにより同位体測定するシステムを立ち上げ、糖鎖の合成速度と分解速度を簡便に測定することに成功した。代謝標識されたN型糖鎖、O型糖鎖、ヒアルロン酸、糖脂質糖鎖の質量同位体を測定した結果をもとにして、糖ヌクレオチドがどの糖鎖にどの程度取り込まれたのか相対的な寄与を明らかにした。2)コアフコースの有無やシアル酸の結合様式の違いによって糖鎖のラベル効率が異なることを見出し、これらが代謝動態の違いを反映していることを明らかにした。3)肝癌細胞と膵臓β細胞由来インスリノーマにおける糖ヌクレオチドと糖鎖の同位体比較解析により、膵臓β細胞ではUDP-GlcNAc分解経路すなわちCMP-NeuAc合成経路が遅いこと、シアロ糖鎖の合成速度が遅いことを見出した。シアル酸を含む糖タンパク質や糖脂質糖鎖の含量が少なかったことから糖ヌクレオチド代謝が律速となり糖鎖構造に影響を及ぼしていることを明らかにした。4)膵臓β細胞は糖尿病条件下においてヘキソサミン経路と解糖系のUDP-GlcNAc合成経路が亢進していることを明らかにした。本成果はグルコース代謝から糖ヌクレオチド、更に複合糖質糖鎖への合成を追跡した初めて研究例であり、今後更なる解析系の高速化によって単糖代謝、糖質代謝、脂質代謝の流れを追跡する手段として活用されることが期待される。生化学本研究は1糖鎖の質量同位体測定に基づく動態追跡法の確立、2モデル実験の実施、3高感度糖鎖解析法の確立、4疾患における変化の探索、という4つの計画から構成される。平成25年度は引き続いて、当初の計画どおり計画2と4の基礎的検討を行った。2モデル実験を行い糖鎖の代謝回転を構造にプロファイルした。糖鎖構造が明らかな肝癌細胞株を用いて、N型糖鎖とO型糖鎖、ハイマンノース型糖鎖と複合型糖鎖、フコースの有無が合成速度に与える影響を検討するとともに、他にグルコサミノグリカンやスフィンゴ糖脂質糖鎖の影響も検討した。4計画2で見出されたコアフコースの有無やシアル酸の結合様式(alpha2-3もしくはalpha2-6)のラベル効率への影響について、その原因を検討しており、疾患との関わりについて現在も検討を開始しはじめた。その一方で、質量同位体のデータを簡便に解析するシステムの開発、データベースの整備などは全く手つかずのままであり最終年度の課題として残された。本研究は1糖鎖の質量同位体測定に基づく動態追跡法の確立、2モデル実験の実施、3高感度糖鎖解析法の確立、4疾患における変化の探索、という4つの計画から構成される。平成24年度は当初の計画どおりに、計画1と2の基礎的検討を行った。1安定同位体標識グルコサミンで標識した糖鎖をキャピラリーLC-MSにより糖鎖の質量同位体を捉えるシステムを確立した。糖鎖の合成速度はグルコサミンが取り込まれた効率から求めることに成功した。本法により得られる解析結果は糖鎖の合成速度を反映していることが明らかになった。糖鎖構造が明らかな肝癌細胞株を用いてN型糖鎖とO型糖鎖、ハイマンノース型糖鎖と複合型糖鎖、フコースの有無が合成速度に与える影響を検討した。3高感度糖鎖解析システムの基礎検討を開始した。
口腔細菌によるベーチェット病の発症要因の探索－メタゲノム解析を用いて－

ベーチェット病は口腔内アフタ性潰瘍、眼のぶどう膜炎、皮膚症状、外陰部潰瘍を4大主症状とする難治性炎症性全身疾患である。ベーチェット病の原因は未だ不明のままであるが、これまでの研究により遺伝要因と環境要因が疾患発症に関連していると考えられている。現在までにプラークの初期付着に関与している連鎖球菌Streptococcus sanguinisの役割が注目されてきたが、原因や機構の解明には至っていない。本研究ではベーチェット病発症に先行してほぼ全例で口腔粘膜のアフタ性潰瘍が発症することに注目し、その環境要因解明のため次世代シーケンサーを用いたメタゲノム解析によって口腔細菌叢を調査し、疾患の原因解明に加え、将来的な予防および適切な治療法開発について検討することを目的とする。平成30年度はベーチェット病と同じくブドウ膜炎を発症するサルコイドーシス患者26名,Vogt-小柳-原田病患者17名の唾液を採取し、唾液から抽出したDNAを16s rRNAのV3-V4領域をPCRにて増幅し、そのアンプリコンをもとに次世代シークエンスを行った。唾液細菌叢を構成する細菌種については、やや健常者のほうが多く検出されたが、両群間の細菌種の数に有意差は認められなかった。また属レベルでの細菌種構成は,ベーチェット病と同様にVeillonella,Streptococcus,Prevotellaが多く,属レベルでの大きな差は認められなかった。来年度はβ多様性の解析を行い、群間の環境要因の関連性をPERMANOVA(Permutational multivariate analysis of variance)で比較検討する。サンプルが順調に採取できていること、次世代シーケンサーが所属機関において使用可能であることから、研究はおおむね順調に進展しているといえる。今後、β多様性の解析を行い、群間の環境要因の関連性に注目した比較検討を進める。平成29年度はベーチェット病患者27名および健常者30名、計57名の唾液を採取し、唾液から抽出したDNAを16s rRNAのV3-V4領域をPCRにて増幅し、そのアンプリコンをもとに次世代シークエンスを行った。ベーチェット病患者および健常者の唾液細菌叢を構成する細菌種については、やや健常者のほうが多く検出されたが、両群間の細菌種の数に有意差は認められなかった。現在までに口腔潰瘍を有するベーチェット病患者にはBifidobacterium concisus、Prevotella histicola、ClostridialesおよびNeisseria種を含む細菌が多く検出されるということが報告されているが(Seoudi N et al., 2015)、既存の報告に加え、環境要因に注目した新規の比較解析を行う。サンプルが順調に採取できていること、次世代シーケンサーが所属機関に導入されたことから、研究はおおむね順調に進展しているといえる。データの解析を進め、多角的に検討を行う。今後さらに被験者数を増やし詳細な細菌叢解析を行うと共に、患者の口腔内の状態を把握することも検討する。
キャビティ通電加熱金型の適用によるポリ乳酸の射出成形サイクルの短縮化

キャビティ部分だけを通電加熱により局所的に急加熱・急冷却できる金型を試作し,ポリ乳酸の射出成形サイクルの短縮化を試みた.また,結晶核剤として機能することが期待され機械的特性にも優れるカーボンナノチューブを添加したCNF/PLAナノコンポジットにより,更なる結晶化度および結晶化速度の向上と機械的特性の改善についても検討した.キャビティ部分だけを通電加熱により局所的に急加熱・急冷却できる金型を試作し,ポリ乳酸の射出成形サイクルの短縮化を試みた.また,結晶核剤として機能することが期待され機械的特性にも優れるカーボンナノチューブを添加したCNF/PLAナノコンポジットにより,更なる結晶化度および結晶化速度の向上と機械的特性の改善についても検討した.バイオプラスチックの代表格であるポリ乳酸樹脂は,結晶化速度が著しく遅いため通常の射出成形サイクルでは十分に結晶化せず,十分な耐熱性を得るためには長い成形時間が必要になるという問題点があり,それが適用範囲の拡大を妨げている.本研究課題は,その問題点を成形加工法の面から解決するために,金型のキャビティ部分のみを急加熱・急冷却することのできる金型(キャビティ通電加熱金型)をポリ乳酸樹脂の射出成形に適用し,その可能性を検証し,成形サイクルの短縮化を実現するものである.本年度は,提案するキャビティ通電加熱金型を試作し,試作金型の基礎特性について検討し,さらに,ポリ乳酸樹脂の熱処理による基礎的な結晶化挙動および結晶化度と成形品の機械的特性との関係について検討した.その結果,試作金型において,セラミックプレートで裏面を絶縁したキャビティ部表面のステンレス箔に低電圧の大電流を供給することにより,ポリ乳酸の結晶化に適した110°Cまで急加熱でき,電流の供給をとめると速やかに通常の金型温度である30°Cまで冷却されることを確認した.さらに,熱処理により結晶化させた成形品において,結晶化度の増加に伴い表面のダイナミック硬さ及び弾性率が線形的に増加することが確認され,成形品の機械的特性は結晶化条件によらず結晶化度のみで整理できることが示唆された.次年度は,本年度試作した金型を用いた成形実験と金型内等温結晶化実験を行い,キャビティ通電加熱金型の適用可能性を検証する予定である.バイオプラスチックの代表格であるポリ乳酸樹脂は,結晶化速度が著しく遅いため通常の射出成形サイクルでは十分に結晶化せず,十分な耐熱性を得るためには長い成形時間が必要になるという問題点があり,それが適用範囲の拡大を妨げている.本研究課題は,その問題点を成形加工法の面から解決するために,金型のキャビティ部分のみを急加熱・急冷却することのできる金型(キャビティ通電加熱金型)をポリ乳酸樹脂の射出成形に適用し,その可能性を検証し,成形サイクルの短縮化を実現するものである.本年度は,まず昨年度試作したキャビティ通電加熱金型を用いて,金型内で降温結晶化させた成形品と成形後に熱処理により昇温結晶化させた成形品との結晶化挙動の違いについて検討した.その結果,金型内で降温結晶化させた成形品のほうが,結晶化速度が速く飽和結晶化度の高い成形品が得られることを明らかにした.次に,ポリ乳酸にカーボンナノファイバーを添加したナノコンポジットを作製して成形・結晶化実験を行い,その結晶化挙動と機械的特性に及ぼすカーボンナノファイバー添加量の効果ついて検討を行った.その結果,カーボンナノファイバーを添加することにより急激に結晶化速度が向上し,飽和結晶化度も向上することが明らかになった.この原因としては,添加したカーボンナノファイバーが結晶核剤の役割を果たし,一次結晶核生成速度が著しく向上したことが考えられる.また,カーボンナノファイバーの添加量の増加に伴って成形品の機械的特性が向上するが,添加量の差による飽和結晶化度の違いは見られなかった.
低弾性インプラントの生体整合性に関する力学的・生物学的検討

歯科インプラントに関する研究の一つの流れは,インプラント体に加わるメカニカルストレス,そしてインプラント体を通して生体骨に伝達される応力を積極的に制御しようとする領域に進み,メカノバイオロジカルな観点から生体と調和し得るインプラント体の開発が視野に入れられている.本研究は,生体との力学的整合性を達成し得る低弾性チタン製インプラントの生体力学的およびメカノバイオロジカルな効果を検証することを目的として,生体骨に近似した弾性を有するチタン製インプラント体がその周囲骨に与える経時的・空間的な応力を,オッセオインテグレーション獲得過程のマイクロモーションと獲得後のストレスシールディング効果を加味した生体力学的観点から評価するとともに,応力によるメカノバイオロジカルな骨組織の応答を組織学的に評価することを目的としている.初年度は研究計画に基づき,純チタンと低弾性チタン合金であるTi-Nb-Sn合金製のシリンダー型ミニインプラントを作製しラット大腿骨に埋入後,その組織切片を作製した.組織学的に生体骨と純チタンやTi-Nb-Sn合金との界面は良好であり,オッセオインテグレーションの獲得が確認された.この組織切片は今後に負荷させる種々の荷重タスクのコントロールとして使用する.現在は荷重タスクの最適条件を検索しており,今後は荷重負荷とその荷重がインプラント周囲骨に与える動態を詳細に検討していく予定である.初年度は概ね研究計画通りに実験を終了した.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
遍在コンピュータ環境におけるマルチメディア通信アーキテクチャ

1.研究所の背景と目的遍在コンピューティング(Ubiquitous Computing)環境において、移動する個人の位置の情報を利用することによって、様々なコミュニケーションサービスが行うための通信アーキテクチャを研究する。2.主要な成果1)位置情報の取得には、追跡法と検索法があるが、プライバシあるいは情報の利用価値の点から、ネットワークが位置情報を管理しない、検索法がすぐれている。現在移動体の追跡で採用されている小ゾーン方式では、収容能力を高めるため、ゾーンは益々小さくなり、移動端末の検索コストが高くなっている。これを解決するため非対称ゾーン方式を提案した。非対称ゾーン方式では、大ゾーンは呼出しにのみ用い、接続のリンクは極小ゾーンのみに存在するので、呼出しコストを大幅に下げることができ、かつ収容数を著しく多くすることが可能となる。2)位置ブローカの概念を導入し、複数のセンサエージェントによる信頼性の高い位置情報の取得と、位置ブローカが位置情報の利用者であるアプリケーションに対し位置情報の引渡しを制御するアーキテクチャを提案した。これによって、プライバシを守る立場とと位置情報の利用をする立場との調和をとることができる。3)ISDN実験交換機により、個人の移動先への接続パスの切換えを、D-チャネルを利用して行うことを試みた。実験システムは、ダウンリンクに電波をアップリンクに赤外線を用いた能動バッチによる位置追跡システムとソフトウェアで制御されるディジタル交換機からなってる。1.研究の背景遍在コンピューティング(Ubiquitous Computing)環境では、その環境の中で移動する個人の位置の情報を利用することによって、様々なコミュニケーションサービスが行なえるようになる。移動体の位置追跡技術は、携帯電話、ポケットベル等の移動体通信技術の基本技術として完成したレベルにある。遍在コンピュータ環境で付け加えるべき機能は、特定の端末に対面した個人の認識と位置情報の検出機能である。これらの機能については、非接触のICカードなど実現方法が確立されつつある。2.取り組んだ課題以上のような前提に立つとき、行動する個人にとって、位置情報をどのように管理し、どのように利用するかが問題となる。特に個人の位置情報は、プライバシそのものであり、集中管理には問題が多いばかりでなく、位置情報を利用する側すなわち個人にとって利益がない。これに対して個人管理を考えてみると位置情報収集のトラヒックも問題を除けば望ましい性質ばかりである。3.得られた知見問題となる位置情報収集のトラヒックについて、行動モデルを想定し、分析してみると、数分間に数10バイト程度でありネットワークへの負荷は軽微である。この情報はISDNのDチャネルを用いて送ることが可能である。以上のの分析の上で、位置情報管理の個人エージェントを導入した。さらに、行動モデルから、個人エージェントを複数の閉領域対応に複数のエージェントで構成し、エージェント間での分散処理を行なわせる方法が、トラヒックの軽減と、応答速度の改善に有効であることを明らかにした。4.今後の研究の展開今年度整備した実験環境の上で、上記アーキテクチャの有効性を実証していく。1.研究の背景と経過偏在コンピューティイグ(Ubiquitous Computing)環境では、その環境の中で移動する個人の位置の情報を利用することによって、様々なコミュニケーションサービスが行なえるようになる。昨年度は個人位置管理は、プライバシあるいは情報の利用価値の点から、個人単位の分散管理が優れていること示した。2.取り組んだ課題以上の結果をもとに、位置情報管理の個人エージェントを導入し、個人エージェントを複数の閉領域対応に複数のエージェントで構成し、エージェント間での分散処理を行なわせる方法を発展させ、個人エージェントの領域間の移動(エージェント・マイグレーション)を試みた。マイグロレーション先は、個人の権利のあるホストであるので、セキュリティの問題がない。また、ホストのアーキテクチャやオペレーティングシステムが異なる問題に対しては、バーチャルマシン・アプローチによって解決することを試みた。3.得られた知見上記課題に対し、具体的な処理系の設計を進めた。位置管理エージェントそのものは、極めて簡単であるが、問題は、管理している位置をサービスアプリケーションへ知らせる方法である。アプリケーションによって「問合わせ型(query type)」と「告知型(notify type)」とのいずれがよいかが異なる。位置管理エージェントとアプリケーションとのインタフェースは、そのいずれにも対応できる設計とした。

4.今後の研究の展開今後は、実装をすすめ、性能上、あるいは機能上の問題点をあらいだしていく。特に、「応答性」すなわち、エージェントの移動速度が人間の移動速度に追随できない場合の、位置情報の矛盾の発生をどのようにして抑えるが課題である。1.研究の背景遍在コンピューティング(Ubiquitous Computing)環境では、その環境の中で移動する個人の位置の情報を利用することによって、様々なコミュニケーションサービスが行なえる。2.研究の経過7年度は個人位置管理は、プライバシあるいは情報の利用価値の点から、個人単位の分散管理が優れていること示した。8年度は位置情報管理の個人エージェントを導入し、個人エージェントを複数の閉領域対応に複数のエージェントで構成し、エージェント間での分散処理を行なわせる方法を発展させ、個人エージェントの領域間の移動(エージェント・マイグレーション)を試みた。3.取り組んだ課題と得られた知見現在移動体の端末追跡には小ゾーン方式が採用されているが、収容能力を高めるため、ゾーンは益々小さくする方向にあるが、移動端末の位置検索コストが高くなっている。これを解決するのが非対称ゾーン方式による接続制御である。非対称ゾーン方式では、着信の場合、まず大ゾーンで呼出を行ない、端末が極小ゾーンで端末IDを応答する。網側の接続制御がこのIDを検出し、端末の存在する極小ゾーンを特定し、その極小ゾーンで再度端末呼出を行ない、接続を完了する。この方法によれば大ゾーンは呼出しにのみ用い、接続のリンクは極小ゾーンのみに存在するので、呼出しコストを大幅に下げることができ、かつ収客数を著しく多くすることが可能となる。また極小ゾーンには微弱電波あるいは赤外線を利用することが可能となり、規制の対象外となり設置場所が自由にできる。
淡水カジカ類の生活史進化に関する遺伝学的・生態学的研究

日本産淡水カジカ属6種の生活史進化の過程とその生態的要因を明らかにするために、生化学的遺伝質に基づく遺伝的類縁関係の推定と繁殖・生活史形質についての種間・種個体群内での比較研究を行い、以下のことが解明された。1,アイソザイム遺伝子をマ-カ-にして集団遺伝学的解析を行った結果、日本産淡水カジカ類はシベリア由来群(ハナカジカ、エゾハナカジカ、カジカ)と朝鮮半島由来群(カンキョウカジカ、ウツセミカジカ)の2類縁群に大別された。2,淡水カジカ類の生活史は降河回遊型、両側回遊型、湖沼陸封型・河川陸封型の順に淡水環境により適応する方向で進化したとみなされたが、このうち両側回遊生活史から湖沼または河川陸封生活史の進化が各由来群内で独立して起こった(生活史の平行進化)と推測された。3,集団間の遺伝的分化に関する結果から、両側回遊魚エゾハナカジカから河川陸封魚ハナカジカへの種分化は、北海道南部と中部・東部で異時的に独立して起こったことが、集団の遺伝的類縁関係の結界から示唆された。この種分化は二つ以上の場所で河川陸封と相前後して起こり、しかも各河川集団は形態的・生態的に極めて類似した形質を有することから、従来の種分化と異なるユニ-クさをもち、多所的・平行的種分化と呼んで新たに提唱した。4,両側回遊性の生活環をもつ同一種の河川個体群の中にも生活史変異が存在することが明らかになった。すなわち、河川の下流から上流に沿ったカンキョウカジカの生息場所集団間には、下流では小型・若齢で性成熟するのに対して、上流に向かうにつれてより大型・高齢化して成熟するという変異が認められた。その傾斜的変異の度合は、雌雄間で異なり、雄でより顕著であった。このような生活史変異は、流程に沿った生息環境の異質性に起因するものであり、またその変異の度合が雄でより著しいのは、本種の一夫多妻的繁殖システムにおける大型雄ほどより多くの雌と番うという繁殖戦略と関係すると推測された。日本産淡水カジカ属5種の生活史進化の過程と生態的要因を推定するために、アイソザイム遺伝子をマーカーにした遺伝学的解析と生活史についての種間・固体群間の比較研究を行い、以下のことが解明された。1)これら5種は遺伝学的解析によって、シベリア系群(ハナカジカ・エゾハナカジカ・カジカ)と朝鮮系群(カンキョウカジカ・ウツセミカジカ)の2類縁群に大別される。このことは、各種の生活史進化の道筋がその属する系群内で独自に進んだことを示唆する。2)両側回遊型のエゾハナカジカと河川陸封型のハナカジカは、同一河川に共存する場合にも遺伝的交流をまったく欠くことから、厳密な生殖的隔離があると判別された(Andon & Goto,1988)この結果は両種が別種であるとする見解(Goto,1980,1983)を支持する。3)北海道内におけるエゾハナカジカとハナカジカの遺伝的類縁関係を推定した結果、道南部の2種の個体群は極めて近縁な関係(遺伝的距離D=0.022)にあるのに対して、ハナカジカの道南部の個体群と中部・東部の個体群との間には著しい遺伝的分化(D=0.175)が見出された。

この結果は、これまで1種とされてきたハナカジカに別種と分類しうる2集団が存在することを示唆する。また、両側回遊型のエゾハナカジカから河川陸封型のハナカジカか集団への分化が多所的・平行的に起こったことを示唆する。それ故、多所的・平行的種分化節を提唱すると共に、河川陸封型の生活史は両側回遊型の生活史から多所的・異時的に進化したと考えられる(Goto & Andoh,in press)4)両側回遊型のカンキョウカジカには河川の流程に沿った生活史変異が認められるが、その変異は雄に顕著であるのに対して(Goto,1987a)雌では極めて小さい(Goto,in press)この雌雄差は、本種が1夫多妻の婚姻システムをもち、大型の雄ほどより多数の雌と番うという繁殖戦略(Goto 1987d)と関連して由来したと考えられる。日本産淡水カジカ属5種の生活史進化の過程とその生態的要因を明らかにするために、集団遺伝学的解析に基づく遺伝的類縁関係の推定と生活史についての種間・種内個体群間での比較研究を行い、以下のことが解明された。1.アイソザイム遺伝子をマ-カ-にして集団遺伝学的解析を行った結果、日本産淡カジカ類はシベリア由来群(ハナカジカ、エゾハナカジカ、カジカ)と、朝鮮由来群(カンキョウカジカ、ウツセミカジカ)の2類縁群に大別された。2.淡水カジカ類の生活史は降河回遊型、両側回遊型、湖沼陸封型・河川陸封型の順により淡水環境に適応する方向で進化したとみなされ、それは各由来群内で独立して起こった(生活史の平行進化)と推測された。3.両側回遊魚エゾハナカジカからの河川陸封魚ハナカジカの河川陸封に伴う種分化は、北海道南部と中部・東部で異時的に独立して起こったことが、集団の遺伝的類縁関係の結果から示唆された。。それ故、従来の種分化説とは異なるユニ-クな多所的・平行的種分化説を提唱した。4.生活史型の異なる種間て、集団間での遺伝的分化を比較した結果、両側回遊種では分化の程度が著しく低いのに対して、河川陸封種では大きい分化を遂げていることが示された。これは、前者では海を通しての集団間の遺伝的交流があるが、後者では各河川に隔離されているために変異が蓄積されやすいことによると考えられる。5.同じ生活環をもつ同一種の個体群の中にも生活史変異が存在することが明らかになった。すなわち、河川の下流から上流に沿ったカンキョウカジカの生息場所集団間には、下流では小型・若齢で性成熟するのに対して、上流に向かうにつれてより大型・高齢化して成熟するという変異が認められた。この流程に沿った生活史変異は、本種の一夫多妻的繁殖システムにおける大型雄ほどより多くの雌と番うという繁殖戦略を基盤にして進化したのであろうと推測される。