hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メタゲノム解析による海産栽培魚種の腸内細菌が初期放流減耗に与える影響評価

さらに、幸いなことに神奈川県水産技術センターと水産研究・教育機構増養殖研究所のご助力で、イラストマー標識のあるトラフグ人工種苗放流後1ヶ月の採捕個体と、同じ生産ロットで放流せずに追加1ヶ月間配合餌料で育てた個体を頂いた。これらの飼育条件の個体から、腸内細菌の「多様性」について16SrRNA遺伝子を指標としたアンプリコンシーケンスが実施でき、餌の違いで腸内細菌の多様性に変化があることを見出した。これらの事から、おおむね計画は順調に進展していると考えられる。平成30年度の研究で、餌の違いによって腸内細菌の多様性に違いが見出された。次年度では、腸内細菌が持つ「遺伝子構成」について、平成30年度で解析したマダイとトラフグの腸内細菌DNAをメタゲノム解析し、遺伝子の取得と構成の比較を実施する。平成30年度に計画した天然個体の買い入れがなかったことと、メタゲノム解析に用いる次世代シーケンス用の試薬を購入しなかったため、次年度使用額が生じた。次年度では、腸内細菌のメタゲノム解析を行うため、次世代シーケンス用の試薬類を購入する。
民主化後の「新しい」指導者の登場とグローバル化:アジアとロシア

本研究は民主化以後に登場した新しいタイプの指導者について、(1)その登場の背景ならびに(2)登場が民主化に与える影響について分析した。具体的に取り上げたのは、韓国の盧武鉉大統領、中国の胡錦涛国家主席、タイのタックシン首相、マレーシアの与党青年部副部長カイリー、インドネシアのユドヨノ大統領とゴロンタロ州知事ファデル、インドのインド人民党(BJP)、ロシアのプーチンである。(1)背景(a)民主化に伴い指導者が選挙を通じて選ばれるようになったことが新しいタイプの指導者の登場を可能にした。(b)1990年代に政治経済の激動を経験し(経済危機、長期政権の崩壊)、国民が危機からの脱却を可能にしてくれる強い指導者を待望した。(c)既存の政党組織よりも、個人的な人気によって、支持を調達している(自由で公平な選挙が実施されているとはいえない中国とマレーシアは例外)。(d)指導者は国民に直接訴えた。危機で傷ついた国民の自尊心の回復、危機の打撃を受けた経済再生とりわけ弱者の救済をスローガンとした。このいわゆるポピュリズムの側面は中国やインドにも共通していた。(c)(d)双方の背景には、放送メディアやインターネットの積極的な活用が宣伝を容易にしたという事情があった。2影響(a)強い指導力を発揮できた事例とそうではない事例がある。韓国とインドネシアでは期待外れに終わり、タイとロシアでは期待通りとなった。(b)強い指導力を制度化できるかどうかに違いが見られた。プーチンは成功したものの、タイでは強い指導者の登場を嫌う伝統的エリートの意向を受けたクーデタで民主主義が否定された。本年度は新しい指導者が登場してきた背景としてのグローバル化に伴う社会経済の変化の解明に重点を置いて研究した。1つはマス・メディアであり、そこに生じた変化、指導者による新たな活用といった点である。もう1つは政治指導者の資金調達が産業界とどう関連しているのかという点である。この枠組みのもとで、各自が個別に研究を進めつつ、4回の研究会を開催して意見や情報の交換を行った。マス・メディアや政治資金ルートに生じた変化が新しい指導者の登場に大きな影響を及ぼしていることが明らかになってきた。タイの事例として説明しよう。タックシンは2001年総選挙で大勝をおさめて政権を握った。彼の登場の背景には次のような事情があった。(1)グローバル化に伴う経済界の激変が政界地図を書き換えたそれまで大口の政治資金提供者となっていた業界が1997年の経済危機によって壊滅的な打撃を受け、既成政党は党勢の衰退を免れなかった。携帯電話会社を核として事業を急速に拡大したタックシンは、危機の打撃を免れてむしろタイ有数の富豪にのし上がり、独自の政党を立ち上げた。同党は経済界からの献金に依存しない点に特色がある。(2)グローバル化への反発としてのナショナリズム感情を支持動員に利用した経済危機後融資の見返りに厳しい条件を課したIMFへの怒りが渦巻く中、タックシンは自党を「愛国党」と命名したことに示されるように、ナショナリズムを支持調達に利用していた。(3)メディアの活用に格別の注意を払ってきたタックシンは自らを商品に見立ててその売り込みに熱心である。メディア関係者の饗応には定評があり、政権獲得後は毎週ラジオ放送を担当して有権者に直接に語りかける一方、広告契約を用いてメディアの政府批判報道を牽制している。これら3点は、細部や程度の違いはあるにしても、韓国、マレーシア、インドネシア、ロシアにも共通して観察される。

タイ(タックシン)、韓国(盧武鉱)、インドネシア(ユドヨノ)、ロシア(プーチン)を主たる対象、中国(胡錦涛)、マレーシア(バダウィとマハティール)、インド(人民党)を比較事例として、新しいタイプの指導者について、1.登場の背景、2.今後の民主化に与える影響、を研究した。次のことが明らかになった。1背景(1)民主化に伴い指導者が選挙を通じて選ばれるようになったことが新しいタイプの指導者の登場を可能にした。(2)1990年代に政治経済の激動を経験し(経済危機、長期政権の崩壊)、国民が危機からの脱却を可能にしてくれる強い指導者を待望した。(3)既存の政党組織よりも、個人的な人気によって、支持を調達している(自由で公平な選挙が実施されているとはいえない中国とマレーシアは例外)。(4)指導者は国民に直接訴えた。危機で傷ついた国民の自尊心の回復、危機の打撃を受けた経済再生とりわけ弱者の救済をスローガンとした。このいわゆるポピュリズムの側面は中国やインドにも共通していた。(3)(4)双方の背景には、放送メディアやインターネットの積極的な活用が宣伝を容易にしたという事情があった。2影響(1)強い指導力を発揮できた事例とそうではない事例がある。韓国とインドネシアでは期待外れに終わり、タイとロシアでは期待通りとなった。(2)民主化にはさほど大きな影響はない。有権者が民主主義の幻想から醒めることは、民主主義の定着に寄与しているように思われる。(3)タイだけは例外であり、民主主義の否定に帰着した。強い指導者の登場を嫌う伝統的エリートの意向を受けて、そうした指導者の再来を阻止するための新憲法起草が始まった。
MIFタンパク質をパイロットケースとした新規ペプチド阻害剤設計法の開発

本研究は、疾患に関連するターゲットタンパク質を阻害するペプチド剤の合理的かつ汎用性をもった設計法を構築するための基盤研究である。本研究では炎症性サイトカインであるMIFタンパク質をパイロットケースとすることにより、ファージディスプレイ法、SPR法、およびX線結晶構造解析法を組み合わせた新規のペプチド阻害剤設計法を確立するための基盤となる技術的情報を集積することに成功した。本研究課題は、マクロファージ遊走阻止因子MIFをターゲットとしたペプチド阻害剤の設計を目指すものである.近年、各種タンパク質の阻害剤としてペプチド阻害剤が注目を集めているが、現在のところ合理的かつ系統的な開発手法は構築されていない.本研究では、ペプチド阻害剤の合理的な設計法の構築を目的として、ファージディスプレイ法、X線結晶構造解析法、およびSPR法を組み合わせることにより、汎用性をもった迅速かつ合理的なペプチド阻害剤開発法の確立を目指す.本研究においてはMIFをパイロットケースとして用いているが、このタンパク質は過度の炎症反応など諸疾患の治療を目指した創薬ターゲットとして非常に有用であるとともに、阻害ペプチドとの複合体の構造情報から当該タンパク質の生理学的機能を明らかにすることにより、新たな医薬開発を生み出す可能性もまた有している.MIFタンパク質の阻害ペプチドの候補として、本研究では5種類のペプチド鎖がファージディスプレイ法によって得られている.MIF-ペプチド複合体の結晶構造解析に向けたMIFタンパク質の調製には、大腸菌による大量発現系を用いた.ヒト由来のMIF遺伝子をpET22bベクターに挿入することにより発現ベクターを作製した.発現ベクターは、C末端側にHisタグを付加するベクターについてもまた作製した.大腸菌により大量発現された野生型MIFタンパク質は、陽イオン交換クロマトグラフィーおよびゲル濾過クロマトグラフィーにより単離精製を行い、約15mg/mLまで濃縮し、精製サンプルとした.5種類の候補ペプチドの中から、可溶性が最も高いと予測されるペプチド鎖を1種類選択し、MIFタンパク質との複合体形成実験を行った.得られた複合体溶液を用いて結晶化スクリーニングを行ったところ、いくつかの条件において結晶が成長し、その再現性が確認された.本研究課題は,ファージディスプレイ法, SPR法,およびX線結晶構造解析法を組み合わせることにより,汎用性をもった迅速かつ合理的なペプチド阻害剤設計法を構築することを目的としており,マクロファージ遊走阻止因子MIFをパイロットケースとして用いている, MIFは過剰発現することにより過度の炎症反応を引き起こすことから,各種炎症性疾患の治療を目指した創薬ターゲットとして非常に有用である.MIFタンパク質の候補阻害ペプチドとして,5種類のペプチド鎖がファージディスプレイ法によって得られている. MIF-ペプチド複合体結晶の作製およびMIF-ペプチド間の相互作用解析のため,ヒト曲来MIFの大量発現系および大量精製法を構築した.さらにSPR法を用いたペプチド-MIF間の相互作用解析法もまた確立した.5種類のペプチドのMIFに対する親和性をSPR法により評価した結果,これらのペプチドはMIFに対してマイクロモル・オーダーの解離定数を有しており,非常に親和性が高いことが明らかとなった.また,これら5種類のうち最も親和性が高いペプチドとMIFの複合体を形成したところ,X線回折データ収集が可能な大きさを有する単結晶を得ることに成功した.これらの実験結果から,ファージディスプレイ法により得られたペプチドがターゲットタンパク質に対して十分な結合親和性を有すること,およびペプチドの結合親和性評価法としてSPR法が効果的であることが明らかとなった.さらにSPR法によって評価されたペプチドとターゲットタンパク質の共結晶化が実現された.今後は, X線回折データを収集して構造学的情報を得ることにより,ファージディスプレイ法,SPR法,およびX線結晶構造解析法を組み合わせたペプチド阻害剤設計法の基盤構築が可能となる.
骨格筋を標的とした有酸素運動とEPAによるメタボリック症候群での介入の展開

2018年の研究結果で、メタボリック症候群のモデルとして使用した高果糖食負荷マウスでは、予測に反し、下肢筋過負荷実験モデルで筋肥大能の低下は見られなかった。しかしながら、このモデルマウスでは、内臓脂肪(精巣上体周囲脂肪)増加が、対象マウスと比較してみられなかった。そこで、メタボリック症候群のモデルとして、高果糖食ではなく、飲水負荷モデルでの内臓脂肪量を測定したが、やはり対照群と変わらず、高ショ糖食負荷より低値であった。そこで、本年度は、内臓脂肪の増加が明らかである高脂肪食負荷が骨格筋量に及ぼす効果と回転ホイールによる自発運動の効果を調べた。高脂肪食負荷により白色脂肪、褐色脂肪ともに対照群より増加したが、自発運動は、両者を有意に抑制した。腓腹筋と足底筋重量は、高脂肪食を負荷しても対照群と変化はなかったが、高脂肪食負荷群に自発運動を行わせることで、高脂肪食負荷単独群より増加した。下肢筋過負荷実験モデルでは、高脂肪食負荷で足底筋の筋重量が対照群より増加し、その効果は自発運動負荷においても高脂肪食群と変化はなかった。以上より、高脂肪食負荷はインスリン抵抗性の増加を引き起こすが、本モデルにおいては筋量の低下は引き起こさない。一方、自発運動は、有酸素運動であっても、機序は明らかではないが、筋量の増加を起こす可能性がある。本研究の主題であるサルコペニアと内臓脂肪蓄積の相互作用についての知見が得られていないため。Sarcopenic Obesityは、老化による筋量減少と内臓脂肪増加が併存する状態であり、両病態が相互に悪影響を及ぼす可能性がある。本研究では、若年モデルで内臓脂肪の増加が筋合成の低下を引き起こす可能性を考え検討してきたが、本モデルにおいてはその仮説は示すことができていない。そこで、今後は、サルコペニアモデルである老化促進マウス(SAMP1)を使い、内臓脂肪量の増加と筋蛋白合成の関係について検討をする予定である。本研究の目的は、メタボリック症候群にともなう骨格筋代謝異常が、加齢にともなう骨格筋障害(サルコペニア)の原因となるかを検討することと、有酸素運動とエイコサペンタエン酸(EPA)がその予防手段となるかを明らかにすることである。私たちの研究室では、下肢筋の過負荷モデルを用い、1)有酸素運動がII型筋(足底筋)の肥大を促進すること、2) EPA投与がI型筋(ヒラメ筋)の肥大を促進すること、を正常マウスで見出し、そのメカニズムを検討中である。この有酸素運動とEPA投与の効果をメタボリック症候群モデルで検討するために、平成29年度はメタボリック症候群のモデルとされる高果糖食負荷マウスの骨格筋障害について検討した。しかしながら、初年度に計画した高果糖食負荷(4週と10週)後の下肢筋過負荷実験では、筋肥大レベルは正常マウスと変わりなかった。また、16週の高果糖食負荷後の体組成を測定したが、筋量、内臓脂肪量とも、対照マウスと差がなかった。本結果は、私たちの予想と異なるものであった。これまで私たちは、高果糖食負荷ラットにおいて内臓脂肪量の増加やインスリン抵抗性の亢進を報告してきたが、今回の実験では、対照群と比較し内臓脂肪の増加がなくメタボリック症候群のモデルとしては不適切であった可能性がある。以前の実験と比較し、餌に含まれる脂肪量の違いが原因のひとつであったと考えている。平成30年度は、果糖の投与方法を、(餌ではなく)飲水に変更すること、脂肪の餌への追加などを試み、モデルを再検討した上で、有酸素運動とEPAによる予防効果を明らかにしていく。平成29年度に計画し実施した、高果糖食負荷マウスモデルが、予想と異なり、本来の特徴である内臓脂肪の増加などの特徴に乏しく、メタボリック症候群モデルとしては不適切な可能性がある。また、高果糖食負荷では、骨格筋の量や筋肥大能への影響が明らかでなかった。したがって、モデルを再検討する必要がある。

本研究の主題であるサルコペニアと内臓脂肪蓄積の相互作用についての知見が得られていないため。餌による高果糖食負荷と液体による負荷ではその影響に違いがある可能性がある。また、果糖のみにこだわらず、ショ糖や脂肪の負荷を試し、メタボリック症候群マウスとして適切なモデルを再検討し、当初の本研究の目的を果たして行く。Sarcopenic Obesityは、老化による筋量減少と内臓脂肪増加が併存する状態であり、両病態が相互に悪影響を及ぼす可能性がある。本研究では、若年モデルで内臓脂肪の増加が筋合成の低下を引き起こす可能性を考え検討してきたが、本モデルにおいてはその仮説は示すことができていない。そこで、今後は、サルコペニアモデルである老化促進マウス(SAMP1)を使い、内臓脂肪量の増加と筋蛋白合成の関係について検討をする予定である。
コンクリートの高性能化を目的とした非空気連行性・内部疎水多孔質粉体の開発

本研究では,通常のAEコンクリートで生じる連行気泡による強度低下を低減し,耐凍害性向上に寄与できる新技術の確立のために,非空気連行性の内部疎水多孔質粉体の開発を目的とした。その結果,多孔質粉体の基材としてALCを用いた場合には,シリコーンオイルの種類や添加率,紫外線処理,粉体表面への親水剤の吸着により,水蒸気の吸着性状および撥水性を制御することはできたが,表面親水性/内部疎水性のハイブリッド化は困難であった。一方,水セメント比の小さな硬化セメントペーストを基材として用いた場合に,撥水性を付与しなくても,空気連行がなく,強度低下を生じない,耐凍害性に優れるモルタルの作製が可能であった。本研究では,通常のAEコンクリートで生じる連行気泡による強度低下を低減し,耐凍害性向上に寄与できる新しい技術を確立することを目的としている。そのための方策として,コンクリートと類似な細孔構造を有し,高強度でかつ表面が親水性で非空気連行性であり,内部空隙が疎水性をもつ多孔質な粉体を作製し,コンクリート製造時に混入することで,水を含まない疎水空隙を保持することで,凍結作用時の凍結水率を低減し,AE剤で連行される気泡と同様に凍結時に生じる水圧を緩和する機能を持たせることで,高強度化と高耐久化を実現させることを目指した。本研究で得られた知見は以下の通りである。1)非空気連行性・内部疎水粉体の基材として,オートクレーブ処理ケイ酸カルシウム水和物(ALC)を用いた場合には,撥水性を制御するシリコーンオイルの種類,添加率によらず,表面を親水化することは困難であり,非空気連行性を実現することはできなかった。また,紫外線照射の表面処理を施しても,表面の親水化および非空気連行化はできなかった。しかしながら,これらの粉体による空気連行性は,通常のAE剤での空気連行性に課題のあるフライアッシュや収縮低減剤を用いたモルタル・コンクリートにおいて,耐凍害性確保に有効な気泡の導入に有効であることを確認した。2)非空気連行性・内部疎水粉体の基材として,水セメント比の小さなセメントペースト硬化体を微粉砕した粉体を用いた場合,シリコーンオイルによる撥水性を付与せずに乾燥させることで内部に水の侵入しにくい空隙を保持させた粉体を用いた場合に,空気連行がなく強度低下を生じず,耐凍害性に優れたモルタルを作製することができた。1)非空気連行性・内部疎水粉体の開発非空気連行性・内部疎水粉体の基材としてのオートクレーブ処理ケイ酸カルシウム水和物(ALC)の配合条件、内部空隙を疎水化するためのシリコーンオイル等の種類,添加率、紫外線を照射などの処理方法が粉体の撥水性およびモルタルへの空気連行性に及ぼす影響を検討した。現段階では、シリーコーンオイルの種類や紫外線処理により粉体表面の親水性および撥水性に変化が見られたものの、本研究で目標としている要求性能を満足する非空気連行性・内部疎水粉体の開発までは至っていない。今後、更なる検討が必要である。2)撥水性多孔質粉体による空気連行性の有効利用方法の検討空気連行性に課題のあるフライアッシュおよび収縮低減剤を用いたモルタルに対する撥水性多孔質粉体が有する空気連行性の有効利用の可能性を検討した。通常のAE剤の場合には未燃炭素がAE剤を吸着するために空気連行が困難となるフライアッシュモルタルでは、撥水性多孔質粉体の空気連行性が損なわれることなく耐凍害性向上に有効な気泡の導入が可能であることを確認した。一方、消泡作用を持つ収縮低減剤モルタルの場合には撥水性多孔質粉体で連行した空気泡も消泡される傾向が見られたが、粉体の撥水性の程度と混合率を適切に制御することで耐凍害性向上に寄与する気泡の連行が可能であることを確認した。本研究の最大の目標である粉体表面が親水性で空隙内部が疎水性であるハイブリッド性質をもつ撥水性多孔質粉体の開発が、当初想定していたスケジュールで進行していない。しかしながら、今後は粉体基材、処理方法に更なる検討を加えて、非空気連行性・内部疎水粉体の試作をスピードアップし、内部疎水粉体のもつ水の入らない空隙が凍結時の水圧を緩和することで耐凍害性の向上が可能であることと空気量低減による高強度化によるコンクリートの高性能化の可能性を検証していく。1)非空気連行性・内部疎水粉体の開発非空気連行性・内部疎水粉体の基材として、これまでのオートクレーブ処理

ケイ酸カルシウム水和物(ALC)に硬化セメントペースト粉体等も加えて、粉体基材、処理方法に更なる検討を加えて、非空気連行性・内部疎水粉体の試作を行う。2)非空気連行性・内部疎水粉体を用いたモルタル・コンクリートの基礎性状試験試作した非空気連行性・内部疎水粉体の粒度分布、混合率を変化させたモルタルおよびコンクリートを作製し、粉体の空隙構造、撥水性、物理的性質、粒度および混入率の違いがモルタル・コンクリートの基礎性状に及ぼす影響を把握する.さらに,本研究の目的である非空気連行性・内部疎水粉体によるコンクリートの高強度化,高耐久化を実現するための最適条件の検討を行う。粉体作製およびモルタル・コンクリート試験体作製のための材料費、型枠、ゲージ、細孔構造測定用の水銀等の薬品類購入のための消耗品費をして1000千円を、成果報告のための学会参加および研究打合せのための旅費として500千円を計上している。また、実験補助のための謝金を50千円、試験体廃棄、論文投稿料等として150千円計上している。
ペルオキシソーム膜ABC transporterとペルオキシソム病

ABC transporterに属するペルオキシソーム膜70kDaタンパク質(PMP70)の構造と機能を明らかにすることを目的として、(1)PMP70過剰発現CHO細胞を用いたPMP70の機能解析、(2)PMP70のペルオキシソーム膜上での存在状態の解析を行った。その結果、以下に示す新しい知見を得た。PMP70はペルオキシソーム増殖時、脂肪酸β酸化系酵素とともに顕著に誘導される膜タンパク質である。そこでPMP70と脂肪酸β酸化の関連性をPMP70過剰発現CHO細胞(PMP70の発現量が約8倍増加)を用いて解析した。すると過剰発現細胞で、培地に添加したpalmitateのβ酸化が約3倍亢進していることが明らかになった。一方、lignocerateのβ酸化は約半分に低下した。すなわち、PMP70は長鎖acyl-CoAに特異性を示す輸送担体である可能性が高い。2.単離ペルオキシソームを用い、acyl-CoAのペルオキシソーム内への輸送系を構築した。その結果、palmitoyl-CoAがATPに依存しペルオキシソームに取り込まれること、PMP70過剰発現ペルオキシソームでpalmitoyl-CoAの輸送が増加していることが明らかになった。3.架橋及び免疫沈降実験により、PMP70はペルオキシソーム膜上でhomodimerもしくはhomotrimer構造をとる可能性が示された。よって部位特異的変異導入PMPcDNA発現により、dominant negativeな細胞を獲得し、ペルオキシソーム機能障害を解析することが可能となった。今後、PMP70の基質特異性を含めた脂質輸送機構の詳細を明らかにするとともに、その異常によるペルオキシソーム病の解析を進めたい。
秋において植物が温度ノイズの中から冬を感知するメカニズム

本研究では、野外実験と室内実験を組み合わせることにより、植物の野外における秋から初冬にかけての冬季感知メカニズムの解明を目指す。特に、1)植物が温度ノイズの中から冬季感知に利用している環境パラメーターの特定、2)その分子メカニズムの解明、を目標とする。昨年度は1の項目に重点を置き、人工環境で育てた均一な状態の植物サンプルを用いて、1週間の低温馴化処理を直達日射の当たらない野外で行い(野外処理)、凍結耐性試験により馴化の深まりを測定してきた。野外処理は1週間に2回のペースで9月から始め、現在も継続中である。また、凍結耐性試験は大量の試験を行うため比較的簡便なFv/Fmを指標とした方法を用いた。この方法は実際の試験時は簡便である一方、得られたデータの画像解析に多少の時間が掛かり、現在、その解析を進めている。次に、サンプルの野外処理を行った同じ場所で気象データ(気温、光量、光の波長分布)の測定を分単位で行った。現在、気象データおよび凍結耐性試験の結果とをあわせ冬季感知に利用している環境パラメーターの特定を目指しているが、一部のデータに関しては解析が終了している。まず、気象データに関しては、これまでの報告では、秋から初冬にかけての赤光/遠赤光の比率の低下が低温馴化に影響する可能性が指摘されていたが、赤光/遠赤光の比率の季節変化は少なくとも盛岡では見られず、この気象パラメータによる季節感知の可能性が低いことが見出された。凍結耐性試験の解析ではシグモイド曲線による数理解析を導入し、一般的な耐凍性を示すLT50以外にもう一つのパラメータを抽出することに成功した。この解析により、晩秋から初冬にかけての馴化と真冬の馴化ではプロセスが異なる可能性があることが示唆された。2の項目の分子メカニズムの解明に関しては、5つのフィトクロム欠損株(phyAからphyE)を準備を進めているところである。本研究での要は「植物が温度ノイズの中から冬季感知に利用している環境パラメーターの特定」であり、この解析の母体となる野外における凍結耐性試験および気象データの収集は、少なくとも冬季感知の解析に必要となる9月半ばから4月終わりまでの期間で終了している。また、予定には無かった凍結耐性試験に関してもシグモイド曲線による数理解析の方法が確立し、耐凍性の指標となるLT50以外の新たなパラメータが得られ、これまでよりも詳細な解析が可能となった。5つのフィトクロム欠損株の準備に関しても3種に関しては終了しており、残り2種に関しても最終の戻し交配を行っているところである。本年度は予定通りに、1)凍結耐性試験および気象データの数理解析による冬季感知に利用している環境パラメーターの特定、2)野外実験から推定された環境パラメータの人工環境による確認実験、3)欠損株を用いたフィトクロムの影響の検証、4)マイクロアレイによる分子経路の確立、を目指す。

本年度は予定通りに、1)凍結耐性試験および気象データの数理解析による冬季感知に利用している環境パラメーターの特定、2)野外実験から推定された環境パラメータの人工環境による確認実験、3)欠損株を用いたフィトクロムの影響の検証、4)マイクロアレイによる分子経路の確立、を目指す。
ω-3系多価不飽和脂肪酸による心保護作用についての研究

(基礎研究)分化H9c2細胞のパルミチン酸(PAL)への暴露は、caspase活性化、ミトコンドリア膜電位脱分極、細胞内ATP枯渇と活性酸素種産生を促進し、ミトコンドリア細分化とdynamin-related protein 1の増加をきたした。エイコサペンタイン酸(EPA)は、AMP依存性経路を介してPALの脂肪毒性を軽減した。(臨床研究)冠動脈疾患患者にて、魚摂取3回/週以上では3回/週未満よりEPA、DHA値、EPA/AA比が高かった。魚摂取励行とEPA内服は、2年後のMDA-LDLを低下させたが、両群で差はなく、ω-3不飽和脂肪酸の増加と酸化LDLの低下に同等の効果であった。培養心筋細胞における飽和脂肪酸負荷によるmitochondria機能障害とinsulin抵抗性に及ぼすω-3 PUFAの保護効果【結論】EPAはPALによるDrp1の増加とmitochondria動態を抑制し、脂肪毒性を軽減させる可能性がある。1.培養心筋細胞における活性酸素種、飽和脂肪酸負荷によるmitochondria機能障害とinsulin抵抗性に及ぼすω-3 PUFAの保護効果2.冠動脈疾患症例における脂質分画と魚摂取習慣の関連性の検討【方法】外来通院中の冠動脈疾患患者143名において、脂質、糖質を測定し、魚摂取習慣により計測値を比較した。【結果】魚摂取習慣3回/週以上の患者は、3回/週未満の症例に比較して、EPA, DHA値、EPA/AA比が高く、αリノール酸値が低かった(EPA: 79.6±44.3対57.8±38.9&#61549;g/ml、DHA:137.1±50.6対118.9±33.4&#61549;g/ml、EPA/AA: 0.50±0.260.34±0.20, p<0.01)。【結論】魚摂取習慣により脂質分画に差がみられることが証明された。基礎研究において、PALの脂肪毒性に対するEPAの保護効果の研究をほぼ終えている。Westernblottingによる細胞内インスリン信号の検討、ドコサヘキサエン酸(DHA)の効果についての検討も順調に進んでいる。臨床研究では、患者の登録、割り付け、EPA, DHA製剤投与前の血圧、心拍数、脂質プロファイル、サイトカイン、心機能などの測定を終えている。研究実績の概要1.培養心筋細胞における活性酸素種、飽和脂肪酸負荷によるmitochondria機能障害とinsulin抵抗性に及ぼすω-3 PUFAの保護効果【方法】ウシ血清培養による分化H9c2細胞を使用した。飽和脂肪酸のパルミチン酸(PAL)単独または、エイコサペンタイン酸(EPA)をPALと同時に投与した。Mitochondria形態と膜電位は、蛍光色素を負荷し、レーザー顕微鏡にて評価した。【結果】(1) H9c2細胞がPALに暴露されると、caspase3/7が活性化され、脂肪毒性が示された。PAL処理心筋細胞は、dynamin-related protein 1(Drp1)の増加とmitochondriaの細分化、膜電位の脱分極を認め、mitochondriaの動態変化と機能障害を示唆した。PAL処理細胞にEPAを付加すると、caspase 3/7は減少し、Drp1の発現とmitochondria細分化は低下し、膜電位は保持された。3) EPAはAMPKを活性化しており、AMPK活性化剤よってもEPAと同様の抑制効果が得られた。【結論】EPAはAMPKを介してPALによるDrp1の増加とmitochondria動態を抑制し、脂肪毒性を軽減させる。2.冠動脈疾患症例における魚類接種とEPAのLDLに対する効果の比較【方法】外来通院中の冠動脈疾患患者84名において、脂質4分画と酸化LDLを測定し、魚類摂取の励行群(n=44)とEPA(1800mg/d, n=40)投与群に分けて2年後の計測値を比較した。【結果】両群ともEPA値、EPA/AA比は増加したが、EPA群の方が増加は大きかった。両群ともにLDL-cは不変であったが、MDA-LDLは減少し、その程度に群間で差はなかった。【結論】魚類摂取の励行は酸化LDLに対してEPA服用と同等の効果を有する。

臨床研究では、患者の登録、EPA, DHA製剤投与前の血圧、心拍数、脂質プロファイル、サイトカイン、心機能などの測定を終えている。基礎研究では、EPA, DHAの培養細胞における効果の研究をさらに進めるとともに、灌流心の心機能における効果を研究する。臨床研究では、低EPA/AA患者群においてEPA製剤、EPA+ DHA製剤の6か月以上の投与による、脂質プロファイル、サイトカイン、心機能の変化を検討する。循環器内科基礎研究では、EPA, DHAの培養細胞における効果の研究をさらに進めるとともに、灌流心の心機能における効果を研究する。臨床研究では、EPA, DHA製剤の6か月以上の投与による、脂質プロファイル、サイトカイン、心機能の変化を検討する。基礎研究で使用する細胞培養機器、蛍光色素、western blotting用薬品、灌流実験で使用する実験動物、Langendorff装置、薬品の購入が必要である。臨床研究は、可能な限り保険診療の範囲内で行うが、解析に必要なコンピュータソフトの購入を行う。基礎研究で使用する細胞培養機器、蛍光色素、western blotting用薬品、灌流実験で使用する実験動物、Langendorff装置、薬品のが必要である。臨床研究は、可能な限り保険診療の範囲内で行う。細胞培養機器、蛍光色素、western blotting用薬品、灌流実験で使用する実験動物、Langendorff装置、薬品を購入する。また、臨床研究の解析に必要なコンピュータソフトの購入を行う。培養心筋細胞作成に必要な、薬品、培養液、蛍光色素、Western blotting用機材、薬品、灌流実験用の装置、薬品、灌流液、データ解析ソフトを購入する。
変位制御型ブレースを用いた鋼構造骨組の地震時過大変形抑止法

鋼材を用いた変位制御型ブレース架構として丸鋼ブレースを用いた形式を検討した。門型骨組の繰り返し載荷実験を通じて基本性能を明らかにするとともに,低層鋼構造骨組の地震応答解析を種々の条件下で実施し変位制御型ブレースを有する架構の基本耐震性能を分析した。ラーメンのエネルギー吸収性能を高めるためにダンパーを用いた制振部材を構築し,数値解析等により性能を明らかにした。本研究では,ラーメン架構としてのエネルギー吸収能力を維持しつつブレース架構としての強度を保持できる変位制御型ブレースを用いて,大地震時に鋼構造骨組に生じる過大変形を効率よく抑止する方法を構築することを目的としている。本年度の研究成果を項目別にまとめる。(1)既往の研究ではワイヤロープをブレース部材に用いていたが,それに代わる材料として鋼棒で構成されるテンションロッドの適用を試みた。接合部にリングジョイントを利用し,ブレース作用開始点の調整を可能とした。なお,ブレース交差部にはクロスターンバックルを利用しブレースに偏心が生じることを回避した。(2)テンションロッドを用いた変位制御型ブレースの構造性能を確認するために繰返し載荷実験を行った。3通りのブレース作用開始点を想定し,それぞれについて5回ずつ実験を行った。実験結果を分析しターンバックルによるブレース長の調節によるブレース作用開始点の調整が,十分な精度で実現できることを確認した。(3)変位制御型ブレース構造の特徴はブレース作用開始を遅らせてラーメン架構のエネルギー吸収能力を発揮させることであるが,さらに架構のエネルギー吸収性能を高めるため鋼材ダンパー(U形ダンパー)を用いた制振構造を検討した。チェビシェフの近似直線運動機構を導入し,ブレースに圧縮軸力が作用しない構造形式を構築した。門型骨組にダンパーを組み込んだ試験体の繰り返し載荷実験を行いダンパー付き架構の構造性能を確認した。さらに,3層骨組の有限要素解析により実大規模での構造性能を明らかにした。(1)変位制御型ブレースを架構に取り付けるためのガセットプレートおよびブレース交差部のクロスターンバックルの設計法について検討し,有限要素解析により設計法の妥当性を確認した。(2)テンションロッドを用いた変位制御型ブレースの実大実験を行い変位制御精度などの特性を明らかにした。(3)変位制御型ブレースによる耐震性能向上および過大変形抑止効果を明らかにするために,2層3スパン鋼構造骨組の地震応答解析を実施した。一般のブレースを用いた場合と解析結果を比較し提案ブレースの有効性を明らかにした。(4)ラーメン架構のエネルギー吸収能力に加えてさらにエネルギー吸収能力を高めるために,U形ダンパーを用いた制振構造の検討を行い,この制振構造を多層多スパン骨組に適用するための設計法を構築した。(5)前述の制振構造において,U形ダンパーの部分に粘弾性ダンパーを用いた場合についても検討した。3層3スパン骨組の地震応答解析を通じて制振効果を明らかにした。(6)テンションロッドの材料に高張力鋼を用いることで最初からブレースを作用させる場合においても,変位制御型ブレースと同等の性能を発揮できる場合があることを示した。変位制御型ブレースをテンションロッドで構成しブレース端部をリングジョイントで接合する場合,ガセットプレートとリングジョイントの間はピン接合となる。ピン接合部の終局状態を把握するため,接触要素を用いた有限要素解析を行い接合部の変形および応力状態を検討した。さらに,添え板によるガセットプレートの補強について検討し,補強部の耐力評価式を導出するとともに有限要素解析により評価精度と添え板による補強効果を明らかにした。変位制御型ブレースを耐震補強に用いる場合,ブレース接合部周辺の補強が重要となる。そこで,ガセットプレート接合部を縦スチフナと補強リブで補強する場合を対象とし補強部材の必要性能を検討した。角形鋼管柱とH形鋼梁との接合部にガセットプレートを溶接する場合を想定し,鋼管の面外変形抑止のために補強リブ,梁の補強のために縦スチフナを設置した場合の変形および応力状態を有限要素解析により分析した。その結果,想定した補強形式がガセットプレート接合部の補強方法として効果的であることを確認した。変位制御型ブレースではエネルギー吸収はラーメンに期待するため,ラーメンのエネルギー吸収性能を高めるためにダンパーの利用が有効である。前年度までに検討しているダンパーを有する架構の剛性と耐力評価および応答特性を詳細モデルを用いて検討するとともに,ダンパー付き架構の構造設計・耐震設計に有効である簡易力学モデルを構築した。簡易力学モデルの妥当性を周期外乱に対する動的応答解析結果を用いて確認した。
ナノチャネル・ヘテロエピタキシャル薄膜成長法の開発と応用

Si電子デバイスとSi光デバイスの融合を目的として、Si基板上に作製した極薄Si酸化膜を利用して超高密度のナノドット形成し、これらナノドットを種結晶に用いる良質の薄膜をヘテロエピタキシャル成長するためのナノチャネル・ヘテロエピタキシャル薄膜成長法を開発した。さらに、この薄膜成長法を用いて、Si基板上に結晶性の良いGeやGeSn薄膜とGaSbやGaAlSb薄膜を成長し、これらの結晶構造と発光特性を評価した。本研究では、Si基板上に作製した極薄Si酸化膜を利用してナノドットを形成し、さらにこれらのナノドットを種結晶として良質の薄膜をヘテロエピタキシャル成長するためのナノチャネル・ヘテロエビタキシャル薄膜法を開発する。これらの研究により、Si基板上に発光効率の大きい化合物系(GaSb,GaAISb,GeSn)の薄膜デバイスを開発し、Si電子デバイスとSi光デバイスの融合を目指す。本年度は、Si基板表面上にGaSb薄膜とGeSn薄膜を作製する研究を行い、以下に示す結果を得た。極薄SiO2膜を形成したSi基板表面に比較的高温で少量のGeを蒸着し、Ge+SiO2→GeO+SiOの化学反応を用いてナノドットの成長核となるSi開口部を形成した後、200°C程度の低温でGaとSbを蒸着して、Si基板上に超高密度のGaSbナノドットを形成した。これらのナノドットを種結晶として、GaとSbを前半は400°Cの基板温度で、後半は450°Cの基板温度で蒸着するという2段階蒸着法によって、表面が平坦で結晶の良い発光効率の高いGaSb薄膜がSi基板上に成長できることが分かった。本試料断面の透過電子顕微鏡によって得られた格子像から、界面における極薄Si酸化膜の存在により、Si基板直上で格子定数の違い(SiとGaSbの格子定数の違い:12%)によって発生する歪が殆んど緩和されることも明らかとなった。同様に、極薄Sio2膜を形成したSi基板表面に比較的高温で少量のGeを蒸着し、上記の化学反応を用いてナノドットの成長核となるSi開口部を形成した後、Snの表面偏析を防止するために、200°C程度の低温でGeとSnを蒸着して、Si基板上に超高密度のGeSnナノドットを形成した。Snの表面偏析を防止するために、200°Cと300°Cの基板温度でGeとSnを蒸着することによって、300°Cのときに比較的表面が平坦なGeSn薄膜が成長することが分かった。今後は、透過電子顕微鏡によるGeSn薄膜結晶構造の評価が必要である。以上の結果から、本年度はナノチャネル・ヘテロエピタキシャル薄膜成長法の開発に目処をつけることができたと考えている。本研究では、Si基板上に作製した極薄Si酸化膜を利用してナノドットを形成し、さらにこれらのナノドットを種結晶として良質の薄膜をヘテロエピタキシャル成長するためのナノチャネル・ヘテロエピタキシャル薄膜法を開発する。これらの研究により、Si基板上に発光効率の大きい異なる物質(GaSb,GaAISb,Ge,GeSn)の薄膜デバイスを開発し、Si電子デバイスとSi光デバイスの融合を目指す。本年度は、Si基板表面上にGaSb薄膜とGe薄膜を作製し、その物性を評価する研究を行い、以下に示す結果を得た。極薄SiO_2膜を形成したSi基板表面に比較的高温で少量のGeを蒸着し、Ge+SiO_2→GeO+SiOの化学反応を用いてナノドットの成長核となるSi開口部を形成した後、200°C程度の低温でGaとSbを蒸着して、Si基板上に超高密度のGaSbナノドットを形成した。これらのナノドットを種結晶として、GaとSbを前半は200°Cと300°Cの基板温度で、後半は450°Cの基板温度で蒸着するという3段階蒸着法によって、表面が平坦で結晶の良い発光効率の高いGaSb薄膜がSi基板上に成長できることが分かった。以上の最適成長条件を用いて形成した試料から、強度の大きいフォトルミネッセンス(PL)とエレクトロルミネッセンス(EL)を観測し、室温においてもPLとELが観測できることを確認した。同様に、極薄SiO_2膜を形成したSi基板表面に540°Cの温度でGeを蒸着し、上記の化学反応を用いて成長核となる約5nm径のGeナノドットをSi開口部に形成した。その後、複数のGeナノドットを効率的に合体させ薄膜状にするために、200°C程度の低温でGeを60nm程度の厚さで蒸着した。さらに、結晶性の向上のために500°C程度の高温でGeを60nm程度蒸着することによって、表面が平坦で結晶性の良いGe薄膜が成長することが分かった。本試料の透過電子顕微鏡による格子像の観察から、結晶欠陥はわずかに界面付近に存在しているが、界面における極薄Si酸化膜の存在により、SiとGeの格子定数の違い(4%)によって発生する格子歪が殆んど緩和されることも分かった。

本研究では、Si基板上に作製した極薄Si酸化膜を利用してナノドット形成し、これらのナノドットを種結晶として利用して良質の薄膜をヘテロエピタキシャル成長するためのナノチャネル・ヘテロエピタキシャル薄膜成長法を開発する。さらに、この薄膜成長法を用いて、Si基板上に結晶性の良いGeやGeSn薄膜および、GaSbやGaAlSb薄膜を成長し、これらの結晶構造と発光特性を評価する。これらの研究により、Si基板上に発光効率の大きい薄膜デバイスを開発し、Si電子デバイスとSi光デバイスの融合を目指す。本年度は、Si基板上にGe,GeSn,GaSbとAlGaSb薄膜を作製し、以下に示す結果を得た。極薄Si酸化膜を形成したSi表面にGeを蒸着してGeナノドットの種結晶を形成した後、200°C程度の低温で中間層を成長し、さらに500°C程度の温度で薄膜層を成長することにより、表面粗さが約0.4nmという平坦なGe薄膜(厚さ:130nm)を作製することに成功した。エッチング法により結晶欠陥密度を調べた結果、欠陥密度は10^4/cm^2と他の手法により作製したGe薄膜に比較して非常に少ないことが分かった。さらにこの薄膜から0.8eV付近にピークを持つフォトルミネッセンス(PDを観測し、良質のGe薄膜であることを確認した。同様に、極薄Si酸化膜を形成したSi表面に少量のGeを蒸着しSi開口部を形成し、その後GeSnを200°C程度の温度で蒸着してナノドットの種結晶を形成した後、300°C程度の温度でGeSn薄膜を60nm成長した。しかし、薄膜表面はファセット化し表面が平坦な薄膜を得ることができなかった。最適な成長条件を探索することが今後の課題として残された。また、極薄Si酸化膜を形成したSi表面に少量のGeを蒸着しSi開口部を形成し、その後GaSbを200°C程度の温度で蒸着してナノドットの種結晶を形成した後、300°C程度の温度で中間層を成長し、さらに450°C程度の温度で薄膜層を成長することにより、表面粗さが3.2nmという平坦なGaSb薄膜(厚さ130nm)を作製することに成功した。基板Siとの格子ミスマッチが12%と非常に大きいにも関わらず、薄膜の成長が可能となった。この薄膜から、0.75eV付近にピークを持っ強度の大きいPLと、電流注入による強度の大きいエレクトロルミネッセンス(EL)の観測に成功した。さらに、同様な方法によりSi基板上にAlGaSb薄膜の作製にも成功した。この薄膜から、0,8eV付近にピークを持つ強度の大きいPLを観測することができた。以上の結果から、本研究によりナノチャネル・ヘテロエピタキシャル薄膜成長法の開発と応用に関して、目標を達成したと考えている。
GFP融合蛋白を用いた分泌顆粒形成機構および放出機構の解析

クロモグラニン・セクレトグラニン蛋白群(グラニン蛋白群)は、その生理的機能に関してはいまだ不明の点が多いが、内分泌細胞の分泌顆粒内に局在するという共通の性質を有している。本研究ではこの性質に着目して、特別なcofactorなしに緑色螢光を発する発光クラゲの細胞質中の蛋白、GFP(Green Fluorescent Protein、238アミノ酸残基)とグラニン蛋白との融合蛋白のcDNAを構築し、蛋白分泌性の内分泌組織由来の培養細胞株に導入して、「光る分泌顆粒」を持つ細胞の作製を試みた。まず、この蛋白群に属する主要な3種類の蛋白、クロモグラニンA(CgA)、クロモグラニンB(CgB)、およびセクレトグラニンII(SgII)のカルボキシル末端にそれぞれGFPを融合させた蛋白のcDNAを構築し、ラット褐色細胞腫由来の培養細胞株PC12細胞に遺伝子導入法によって発現させた。融合蛋白の発現の程度はNorthern Blot法で確認し、内因性のグラニン蛋白に匹敵する発現量をもつクローンを単離することができた。この樹立された細胞クローンにおける融合蛋白の細胞内局在を抗GFP抗体による免疫染色で調べたところ、GFPをどのグラニン蛋白に融合させた場合でも、融合蛋白は内因性のグラニン蛋白と同様に分泌顆粒に局在していた。また免疫沈降法によって、融合蛋白が分泌刺激に応答して培地中に放出されることも確認された。ところが、生きたままのPC12細胞でGFPの発光が観察できないかどうか、螢光顕微鏡及びレーザー共焦点顕微鏡を用いて検討しているが、今までのところ成功していない。この原因として、分泌顆粒内のpHやカルシウム濃度などの微小環境が今回使用したGFPの発光に適切でない可能性が考えられたため、融合蛋白中のGFPを発光強度が高い改変型GFPに置換して、現在さらに検討を続けている。なお、以上の研究成果の一部は、第102回解剖学会総会(1997年3月、愛知)で報告した。
海馬体場所ニューロンによる空間情報処理の移動様式依存性

本研究の目的は,海馬体ニューロンの場所応答に対する動物の移動様式や行動課題の空間認識要求の影響,および,海馬体ニューロンの場所応答の動物種差(サルとラット)を明らかにすることである.平成11年度には,自己の居場所を認識する必要のある課題を遂行中のサルの海馬体と海馬傍回からニューロン活動を記録し,1.自己の居場所を認知している時だけ場所応答するニューロンのあること,および,2.これらニューロンは,サルが環境内を受動的に移動させられたときには場所応答を失うことを報告した。また平成12年度には,ラットが,自由行動下で自己の居場所を認識する必要のある課題を遂行している時,および,拘束下で位置移動装置により受動的に移動させられている時に海馬体からニューロン活動を記録し,1.記録した約半数のニューロンが自己の居場所を認知している時だけ場所応答すること,および,2.記録した殆どのニューロンでは,ラットが拘束下で受動的に移動させられると場所応答を失うことを明らかにした.さらに平成13年度は,サルを用いて,実験室内を自由に歩き回ることを訓練し,海馬体内に脳波用電極とニューロン活動記録用電極を慢性的に埋め込んで,これら神経活動を同時記録した.その結果,サルでも,自由行動下で歩行を開始すると一過性に周期性徐波が出現するが,モンキーチェアに拘束された状態で同じ軌跡を移動させられても周期性徐波は出現しないことを明らかにした(ニューロン活動に関しては,これまで5個のニューロンから単一活動が記録できているが,さらにデータを集めニューロン集団としての振る舞いを解析する予定である).以上の結果より,霊長類であるサルにおいても,げっ歯類であるラットにおいても,海馬体ニューロンの場所応答には,動物が環境内の空間的な手掛かり刺激を認知して進行方向を自ら決定し能動的に移動することが重要であるとの結論に至った.本研究の目的は,海馬体ニューロンの場所応答に対する動物の移動様式や行動課題の空間認識要求の影響,および,海馬体ニューロンの場所応答の動物種差(サルとラット)を明らかにすることである.平成11年度には,自己の居場所を認識する必要のある課題を遂行中のサルの海馬体と海馬傍回からニューロン活動を記録し,1.自己の居場所を認知している時だけ場所応答するニューロンのあること,および,2.これらニューロンは,サルが環境内を受動的に移動させられたときには場所応答を失うことを報告した。また平成12年度には,ラットが,自由行動下で自己の居場所を認識する必要のある課題を遂行している時,および,拘束下で位置移動装置により受動的に移動させられている時に海馬体からニューロン活動を記録し,1.記録した約半数のニューロンが自己の居場所を認知している時だけ場所応答すること,および,2.記録した殆どのニューロンでは,ラットが拘束下で受動的に移動させられると場所応答を失うことを明らかにした.さらに平成13年度は,サルを用いて,実験室内を自由に歩き回ることを訓練し,海馬体内に脳波用電極とニューロン活動記録用電極を慢性的に埋め込んで,これら神経活動を同時記録した.その結果,サルでも,自由行動下で歩行を開始すると一過性に周期性徐波が出現するが,モンキーチェアに拘束された状態で同じ軌跡を移動させられても周期性徐波は出現しないことを明らかにした(ニューロン活動に関しては,これまで5個のニューロンから単一活動が記録できているが,さらにデータを集めニューロン集団としての振る舞いを解析する予定である).以上の結果より,霊長類であるサルにおいても,げっ歯類であるラットにおいても,海馬体ニューロンの場所応答には,動物が環境内の空間的な手掛かり刺激を認知して進行方向を自ら決定し能動的に移動することが重要であるとの結論に至った.本研究はの目的は,海馬体ニューロンの場所応答性に対する動物の移動様式や行動課題の空間認識要求性の影響,および,海馬体ニューロンの場所応答性の動物種差(サルとラット間)などを明らかにすることである.このため本年度は、まず、われわれが独自に開発した特殊駆動装置(サル用の一種の自動車:キャブ)にサルを乗せ,1)周囲にある空間的な手掛かり刺激を認識してジョイスティックを操作することにより,キャブの進行方向を自ら決定し能動的に移動する課題,および,2)目の前に置かれたLCDディスプレイ上に示されているポインター(自分の居場所を意味する)の位置を認識してジョイスティックを操作することによりキャブを移動する課題を学習させた。これら課題を遂行中のサル海馬体からニューロン活動を記録し、両課題間で場所応答性を比較解析した。本研究では、サル海馬体および海馬傍回から総数389個のニューロン活動を記録した。これらニューロンのうち119個は上記1)の課題、31個は上記2)の課題で場所応答性を示した。また、コントロール課題(実際にはキャブは動かないがディスプレー上の自分の居場所を示すポインターだけが仮想的に動く課題)では16個のニューロンがディスプレー画面上のポインターに位置依存的な応答性を示した。またこれら海馬体ニューロンは、受動的に移動させられたときには場所応答性を示さなかった。以上より、海馬体ニューロンの場所応答には、動物が環境内の空間的な手掛かり刺激を認識して進行方向を自ら決定し能動的に移動することが重要であることが明らかとなった。さらに現在は、海馬体ニューロン場所応答性の動物種差を明らかにするため、能動的または受動的にオープンフィールド内を移動しているラットの海馬体からニューロン活動を記録・解析している最中である。

本研究の目的は,海馬体ニューロンの場所応答性に対する動物の移動様式や行動課題の空間認識要求性の影響,および,海馬体ニューロンの場所応答性の動物種差(サルとラット間)などを明らかにすることである.前年度は,自己の居場所を認識する必要のある課題を遂行中のサルの海馬体および海馬傍回からニューロン活動を記録し,1)自己の居場所を認知している時だけ場所応答を示すニューロンのあること,および,2)これらニューロンは,サルが環境内を受動的に移動させられたときには場所応答性を失なうことを報告した。そこで今年度は,この知見がラットにも当てはまるかどうか調べるため,われわれが現有しているラット用の場所学習・記憶行動解析システムを用い,ラットが,自由行動下で自己の居場所を認識する必要のある課題を遂行している時,および拘束下でコンピュータ制御位置移動装置により受動的に移動させられている時に海馬体からニューロン活動を記録し,この2条件間で応答性を比較・解析した.総数16個の場所細胞(環境内のある特定の場所にラットが来ると放電頻度が増加するニューロン)を記録したが,1)その半数(8個)が自己の居場所を認知している時だけ場所応答を示すこと,および,2)そのほとんど(15個)では,ラットが拘束下で位置移動装置により受動的に移動させられると場所応答性を失なうことがわかった.以上より,前年度のサルの研究で得られた「海馬体ニューロンの場所応答には,動物が環境内の空間的な手掛かり刺激を認識して進行方向を自ら決定し能動的に移動することが重要である」との結論はラットにも当てはまることが明らかとなった。現在は、本研究テーマにおける第3(最終)の申請課題事項,すなわち,自由行動下サルにおける海馬体ニューロンの場所応答性に関する研究の準備(サルのトレーニングとデータ解析システム作製)を行っている最中であり,来年度はこの研究を重点的に行う予定である.本研究の目的は,海馬体ニューロンの場所応答に対する動物の移動様式や行動課題の空間認識要求性の影響,および,海馬体ニューロンの場所応答の動物種差(サルとラット間)を明らかにすることである.平成11年度には,自己の居場所を認識する必要のある課題を遂行中のサルの海馬体および海馬傍回からニューロン活動を記録し,1.自己の居場所を認知している時だけ場所応答するニューロンのあること,および,2.これらニューロンは,サルが環境内を受動的に移動させられたときには場所応答を失うことを報告した。また平成12年度には,ラットが,自由行動下で自己の居場所を認識する必要のある課題を遂行している時,および拘束下で位置移動装置により受動的に移動させられている時に海馬体からニューロン活動を記録し,1.記録した約半数のニューロンが自己の居場所を認知している時だけ場所応答すること,および,2)記録した殆どのニューロンでは,ラットが拘束下で受動的に移動させられると場所応答を失うことを明らかにした.最近ラットの研究より,海馬体ニューロンの場所応答は海馬体脳波の周期性徐波と密接に関連し,さらにこの周期性徐波は動物の移動様式に依存していることが明らかにされた.そこで本年度は,1頭のサルを用いて,実験室内を自由に歩き回ることを訓練し,海馬体内に脳波用電極とニューロン活動記録用電極を慢性的に埋め込み,これら神経活動を同時記録した.
温度トリガーで疎水性/親水性が可逆変化する新規レジンの創製と歯科医用材料への展開

転移温度の上下で疎水性/親水性が可逆的に変化するN-イソプロピルアクリルアミド(NIPAm)を、重合体としてポリメチルメタクリレート(PMMA)に配合し、特定の温度を境に表面の疎水性/親水性が可逆的かつ転移的に変化する、機能性レジンの新規創製を試みる。設計どおりの温度誘起の疎水/親水転移が確認された場合、材料自身の温度調節のみで親水性被着体との親和性をコントロールできる、プライマーフリーの全く新しい汎用接着性レジンとして利用できるかについても検討する。