hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セミパラチンスク実験場周辺の白血病

セミパラチンスクの被曝者様式は、慢性の外部及び内部被曝であり広島の被爆様式とはまったく異なっていることから、白血病など悪性腫瘍の発生様式も異なっている可能性があるため調査研究を実施した。最近、セミパラチンスク市の蓄積線量は40cSv程度と高いことが明らかとなっているが、セミパラチンスク市の東に位置する州都ウスチカメノゴルスクの線量も高いと考えられた。そこでセミパラチンスク救急病院と東カザフスタン州立病院で新たに診断された白血病及び骨髄異形成症候群(MDS)についてカルテをレビューし、標本を収集し形態の分類を行った。収集した31例中、大気圏核実験が行われた19491963年の間に被曝を受けたのは18例と考えられる。内訳は男性7例、女性11例、人種ではカザフスタン人8例、ロシア人8例、ドイツ人2例、診断時年齢37才78才、診断は急性骨髄性白血病(AML)M1 6例、AMLM2 1例、AMLM6 2例、AML分類不能1例、急性リンパ性白血病(ALL)2例、急性白血病分類不能2例、慢性骨髄性白血病1例、MDSのRA 1例、RAEB 1例、RAEBt 2例である。これらの症例について白血病関連遺伝子であるAML1とp53をPCR-SSCPを用いて変異の解析を行った。18例中1例にAML1のラントドメインに変異を認めたが、本例は67才女性ロシア人のMDS-RAで1832才に被曝したと考えられる。また1例にp53エキソン6、コドン195にATC(Ile)→ACC(Thr)の点突然変異を認めたが、本例は42才女性ロシア人の急性白血病分類不能例で0才6才に被爆したと考えられる。AML1遺伝子変異は放射線被爆との関連性が示唆されており、今後症例を集積し解析する必要があると考えられる。平成10年8月にカザフ国セミパラチンスク市カザフスタン放射線医学環境研究所を訪れ、相手側研究者と放射線被曝の実態につき情報を収集した。放射能汚染の点からは、人口集中地域であるセミパラチンスク市の蓄積線量は過去に発表されたものより高いことが明らかとなっている。またセミパラチンスク州の南に位置する南セミパラチンスク州では中国での核実験による影響が加わり、汚染が進んでいると考えられた。次にセミパラチンスク市中央病院及びセミパラチンスク小児病院を訪問した。現在セミパラチンスク地域における小児急性白血病の発生状況は、全国統計からみると、むしろ低い方であり、本小児病院の症例数も1例のみであった。これには経済状態の悪化のため、郡部の村からセミパラチンスク市への移送の困難さが一因となっている。一方、成人白血病については、骨髄異形成症候群(MDS)症例が目につくようであり、最近の1年間に4例の入院がみられた。しかし全体としてはやはり、入院患者数の減少がみられている。最近の1年間の白血病症例のカルテをレビューし、血液標本の形態的分類を行った。また分子生物学的解析用のサンプルを収集した。これらのサンプルについてはp53,N-ras等の癌抑制遺伝子や癌遺伝子についての分子生物学的解析を予定している。本年相手側研究者の所属する研究所は、臨床部として、旧ソ連軍の核実験に関する研究都市で実験場に隣接した「コルチャトフ」に病院センターを設置したことにより、高度汚染地域における本白血病調査研究が進展することが期待される。平成11年6月にカザフ国セミパラチンスク市カザフスタン放射線医学環境研究所を訪れ、相手側研究者と放射線被曝の実態につき情報を収集した。

放射能汚染の点からは、人口集中地域であるセミパラチンスク市の蓄積線量は過去に発表されたものより高いことが明らかとなっているが、セミパラチンスク市の東に位置する州都ウスチカメノゴルスクでも汚染が進んでいると考えられた。ウスチカメノゴルスク市は比較的経済的に安定しており、市内の基幹病院である東カザフスタン州立病院には周辺地区からの患者の紹介が多い。そこで本病院を訪問し、白血病及び骨髄異形成症候群(MDS)について意見を交換した。平成11年11月、相手側共同研究者Dr.ガリッチを広島に招聘して、セミパラチンスク中央病院と東カザフスタン州立病院で新たに診断された白血病及びMDSについてカルテをレビューし、標本を収集し形態の分類を行った。これらのサンプルについてはp53,N-ras等の癌抑制遺伝子や癌遺伝子についての分子生物学的解析を予定している。平成12年1月共同研究者であるズマジーロフ原医研客員教授はセミパラチンスク現地で情報交換と資料の収集を行った。セミパラチンスクの被曝者様式は、慢性の外部及び内部被曝であり広島の被爆様式とはまったく異なっていることから、白血病など悪性腫瘍の発生様式も異なっている可能性があるため調査研究を実施した。前年度までの調査でセミパラチンスク市のみならず州都ウスチカメノゴルスク市の線量も高いと考えられた。そこで、本年度は平成13年2月に、相手側共同研究者Dr.ガリッチとDr.チャイジュノソバを広島に招聘して、セミパラチンスク救急病院と東カザフスタン州立病院で新たに診断された白血病及びMDSについてカルテをレビューし、標本を収集し形態の分類を行った。収集した31例中、核実験による被曝を受けたのは19例と考えられる。これらのサンプルよりDNAを抽出しAML1,p53,N-ras等の白血病関連遺伝子の異常についての解析を予定している。
造血器悪性腫瘍における小胞体ストレス応答蛋白の解析

小胞体ストレスは、蛋白質の構造異常によって引き起こされる細胞内ストレスである。最近、急速に小胞体ストレスの分子機構の解明が進み、このストレス蛋白の生理的機能が明らかになりつつある。アルツハイマー病やポリグルタミン病などの神経変性疾患にこのストレス蛋白が大きく関与していることが明らかにされている。しかしながら、悪性腫瘍においてこの小胞体ストレス蛋白がどの様に関与しているのか、未だ明らかになっていない。小胞体が種々の蛋白の品質管理に果たしている機能を考慮すると、腫瘍細胞が自律的に増殖し、浸潤していく機能に、分泌蛋白や膜蛋白の合成は必要であり、小胞体には過剰な負荷がかかっていることが予想される。また腫瘍細胞は自律的発増殖しているが故に、低酸素状態や低栄養状態下に暴露され、このような状況下は蛋白質の折り畳み(folding)に影響を及ぼし、そのため細胞は小胞体ストレス下にあることが推測される。そこで我々は血液悪性腫瘍における小胞体ストレス応答蛋白の機能について解析する。我々は、急性白血病や多発性骨髄腫患者の腫瘍細胞からRNAを抽出し、RT-PCR(定量的PCR)を行い、小胞体ストレス発関わる転写因子であるXBP-1、スプライシングを受けた活性型XBP-1、EDEM、CHOPなどの小胞体ストレス応答遺伝子のmRNA発現が亢進していることを確認した。さらに白血病原因遺伝子の1つBcr-Abl遺伝子発現細胞株発おいても同様に小胞体ストレス応答の活性化が認められ、この活性化を阻害する様な変異体を用いることにより、小胞体ストレス応答はBcr-Ablの細胞死抑制作用に貢献していることを明らかにした。また腫瘍細胞は自律的に増殖しているが故に、低酸素状態や低栄養状態下に暴露され、このような状況下は蛋白質の折り畳み(folding)に影響を及ぼし、そのため細胞は小胞体ストレス下にあることが推測される。我々は、急性白血病や多発性骨髄腫患者の腫瘍細胞からRNAを抽出し、RT-PCR(定量的PCR)を行い、小胞体ストレスに関わる転写因子であるXBP-1、スプライシングを受けた活性型XBP-1、EDEM、CHOPなどの小胞体ストレス応答遺伝子のmRNA発現が亢進していることを確認した。代表的な造血器悪性腫瘍癌遺伝子であるBcr-Ab1遺伝子を発現した細胞株を用いてさらに解析中である。

また腫瘍細胞は自律的に増殖しているが故に、低酸素状態や低栄養状態下に暴露され、このような状況下は蛋白質の折り畳み(folding)に影響を及ぼし、そのため細胞は小胞体ストレス下にあることが推測される。そこで我々は血液悪性腫瘍における小胞体ストレス応答蛋白の機能について解析する。我々は、急性白血病や多発性骨髄腫患者の腫瘍細胞からRNAを抽出し、RT-PCR(定量的PCR)を行い、小胞体ストレスに関わる転写因子であるXBP-1、スプライシングを受けた活性型XBP-1、EDEM、CHOPなどの小胞体ストレス応答遺伝子のmRNA発現が充進していることを確認した。さらに白血病原因遺伝子の1つBcr-Abl遺伝子発現細胞株においても同様に小胞体ストレス応答の活性化が認められ、この活性化を阻害する様な変異体を用いることにより、小胞体ストレス応答はBcr-Ablの細胞死抑制作用に貢献していることを明らかにした。
放射性核種標識ポルフィリン誘導体による癌放射線化学療法の効果判定に関する研究

放射性核種標識ポリフィリン誘導体(Tc-99m ATN-10)の放射線治療前後における腫瘍集積性をin vivoで検討した。担癌マウスモデル(SCC VII移植CDF1マウス)に対して電子線照射(6MeV,15Gy)を行い、腫瘍組織の変化とTc-99m標識ポリフィリン誘導体の腫瘍集積の変化との対応を、バンマカメラによる腫瘍イメージング、切除腫瘍組織切片を用いたオートラジオグラフィ法により検討し、ポルフィリン誘導体の腫瘍集積変化と腫瘍壊死の関連性を検討した。ガンマカメラでは、照射後3日目には、明らかな腫瘍集積の低減が認められた。オートラジオグラムでは、腫瘍壊死部でのポリフィリン誘導体の分布は少なく、主に腫瘍生存度の高い部分への集積が確認された。次に腫瘍細胞株(マウス白血病細胞P388)を用いて、in vitroでの腫瘍の代謝活性の変化とポルフィリン誘導体の腫瘍細胞への取り込みとの関連について検討するために、種々の代謝阻害剤の影響を検討した。ATP合成を阻害する2,4dinitrophenol,DNAを架橋し、細胞分裂を阻害するmitoxantrone,細胞分裂に際し紡錘糸の作用を抑制するcolchicine,細胞内へのendocytosisを阻害するmonensin、また抗癌作用を有するhydroxyureaについて検討したが、いずれの薬剤もP388とポルフィリン誘導体の結合を阻害し得なかった。しかしながら、incubation温度との関係では、5度では、腫瘍細胞との結合は抑制され、37度では促進された。また、細胞浮遊液中の蛋白濃度が高くなると、細胞との結合が阻害されることが判明した。以上の結果から、ポルフィリン誘導体の腫瘍親和性は、少なくとも細胞代謝との関連はなく、細胞表面上の物質(おそらく蛋白)との親和性によることが示唆された。
ELF帯電磁波観測システム構築と地殻活動検知への応用に関する研究

1.フェイズドアレーデータ収集システム網の整備観測点数を全国約40か所に増強した.ディジタルフィルタの導入により,観測周波数の狭帯域化を図った.GPSを用いることで,観測データのタイムスタンプは正確になった.2.高感度磁界センサー・アナログ系高利得フィルターアンプの開発センサコイルを小型軽量化し,耐候性ケースの中に収めることで設置の容易性と安定動作を確保した.安定した低雑音高利得フィルタアンプを実用化した.3. GPS同期型位相検波器およびデータロギング装置の開発フェイズドアレーを構成するための,全国的に同期したタイミング生成回路を開発した.リアルタイムLinuxをベースとしたデータロギングシステムを実現した.4.音響学的特徴を用いた統計的モデルによる地殻放射電磁波の異常検出システムの構築観測信号の線形予測誤差を監視することで異常電磁放射を自動検出する手法を提案した.福岡県西方沖地震発生前後において異常電磁波放射が検出され,地震前兆の存在を支持する重要な知見がえられた.5.観測データによる異常電磁波発生源の推定と確率モデルの検討Generative Topographic Mappingを用い,ケプストラム分析から得た特徴量を入力とした際のマップ上の位置によって観測波形を分類できることを確認した.6.観測データのフィルタリング手法の検討と放射異常検出の検討絶対値誤差を用いたテンソル積展開およびICAやNMFを用いた背景雑音除去を提案し,大域的雑音が良好に除去できることを見出した.7.ニューラルネットワークによる信号解析ウェーブレット変換により圧縮された観測信号を教師データとするニューラルネットを構築し,異常信号が検出可能であることを確認した.8.地殻放射電磁場の解析磁界偏角の分散を監視することで異常電磁波放射を自動検出できることを見出した.1.フェイズドアレーデータ収集システム網の整備観測点数を全国約40か所に増強した.ディジタルフィルタの導入により,観測周波数の狭帯域化を図った.GPSを用いることで,観測データのタイムスタンプは正確になった.2.高感度磁界センサー・アナログ系高利得フィルターアンプの開発センサコイルを小型軽量化し,耐候性ケースの中に収めることで設置の容易性と安定動作を確保した.安定した低雑音高利得フィルタアンプを実用化した.3. GPS同期型位相検波器およびデータロギング装置の開発フェイズドアレーを構成するための,全国的に同期したタイミング生成回路を開発した.リアルタイムLinuxをベースとしたデータロギングシステムを実現した.4.音響学的特徴を用いた統計的モデルによる地殻放射電磁波の異常検出システムの構築観測信号の線形予測誤差を監視することで異常電磁放射を自動検出する手法を提案した.福岡県西方沖地震発生前後において異常電磁波放射が検出され,地震前兆の存在を支持する重要な知見がえられた.5.観測データによる異常電磁波発生源の推定と確率モデルの検討Generative Topographic Mappingを用い,ケプストラム分析から得た特徴量を入力とした際のマップ上の位置によって観測波形を分類できることを確認した.6.観測データのフィルタリング手法の検討と放射異常検出の検討絶対値誤差を用いたテンソル積展開およびICAやNMFを用いた背景雑音除去を提案し,大域的雑音が良好に除去できることを見出した.7.ニューラルネットワークによる信号解析ウェーブレット変換により圧縮された観測信号を教師データとするニューラルネットを構築し,異常信号が検出可能であることを確認した.8.地殻放射電磁場の解析磁界偏角の分散を監視することで異常電磁波放射を自動検出できることを見出した.(1)フェイズドアレーデータ収集システム網の整備観測システムのフェイズドアレイ化のための新型観測装置を4観測点分を作成し,千葉県,三重県,岐阜県に設置した.来る4月には,伊豆大島に新たに設置予定.(2)高感度磁界センサー・アナログ系高利得フィルターアンプの開発ELF帯の電磁波を高い信号対雑音比で観測するため,低損失軽量小型センサーコイル,高利得,高遮断特性のフィルターの開発を行い,センシング部の耐候性を向上させた.さらに観測周波数は従前の17Hz,223Hzに加え,26Hz,1.3Hzが可能となった.(3)GPS同期型位相検波器およびデータロギング装置の開発フェイズドアレイを構成するための,全国的に同期したタイミング生成回路を開発した.リアルタイムLinuxをベースとしたデータロギングシステムを実現した.(4)音響学的特徴を用いた統計的モデルによる地殻放射電磁波の異常検出システムの構築電磁波の異常放射を自動検出するために,ケプストラム分析による特徴量抽出を検討した.(5)観測データによる異常電磁波発生源の推定と確率モデルの検討異常電磁波検出を地殻活動推定に結び付けるために,線形予測誤差による異常検知とそのレペル割合に基づく発生源推定法を検討した.(6)観測データのフィルタリング手法の検討と放射異常検出の検討ウェーブレット解析を用いて地殻異常放射成分の抽出を評価し地震前兆として特徴的な変動を見出した.さらに非線形な評価関数によるテンソル積展開により大域的雑音が良好に除去できることを見出した.(7)ニューラルネットワークによる信号解析従来から我々が研究して来た群遅延スペクトル解析と,短時間長時間の分解能を合わせ持つTDNNを組み合わせたシステムによって,一次元の時系列信号の中に含まれる共振周波数を,高精度に抽出するアルゴリズムについて検討した.(8)地殻異常診断の研究

地震と前兆的な電磁放射異常との対応を過去の蓄積データについて各種事項(放射異常の種類,規模,地震の種類,場所,前兆期間)毎に詳細な知識となるようデータベース化を進展させた.1.フェイズドアレイデータ収集システム網の整備前年度に開発,製作したフェイズドアレイデータ収集システムを関東地区,東海地区に重点的に設置した.次年度は,紀伊半島南端地区に設置する予定.2.高感度磁界センサー・アナログ系高利得フィルターアンプの開発ELF帯電磁波を高い信号対雑音比で観測するため,低損失軽量小型センサーコイル,高利得,高遮断特性のフィルターを改良した.3.GPS同期型位相検波器およびデータロギング装置の開発フェイズドアレイを構成するための,全国的に同期したタイミング生成回路の評価・改良を行った.4.音響学的特徴を用いた統計的モデルによる地殻放射電磁波の異常検出システムの構築電磁波の異常放射を自動検出することを目標として,地殻放射電磁波のケプストラムに基づく特徴量抽出を行い,良好な成果を得た.5.観測データによる異常電磁波発生源の推定と確率モデルの検討異常電磁波検出を地殻活動推定に結び付けるために,(1)非線形分解による発生源推定,推定発生源と地震震央との統計的比較,(2)独立成分分析による複数発生源推定方式の確立を行う.6.観測データのフィルタリング手法の検討と放射異常検出の検討テンソル積展開を用いて地殻異常放射成分の抽出およびGAを適用した高速処理手法に関して検討し,安定したテンソル展開手法を確立した.またNMF (Non-negative Matrix Factorization)による大域雑音除去手法の特性を評価し,インパルス性雑音が混入した場合にも良好な特性が得られることを確認した.7.地殻異常診断の研究地震と前兆的な電磁放射異常との対応を過去の蓄積データについて各種事項(放射異常の種類,規模,地震の種類,場所,前兆期間)毎にデータベース化を進めている.1.「フェイズドアレイデータ収集システム網の整備」観測点追加整備と既設観測点の調整を行った。2.「GPS同期型位相検波器およびデータロギング装置の開発」フェイズドアレイを構築するための重要要素である,全国的に同期したタイミング生成回路の評価、改良を行った。次年度,各観測点の当該回路を交換予定。3.「音響学的特徴を用いた統計的モデルによる地殻放射電磁波の異常検出システムの構築」電磁波異常放射の自動検出を目標として,観測電磁波のケプストラムに基づく特徴量抽出として,2次以上の成分を特徴ベクトルとする信号分類手法を検討した。4.「観測データによる異常電磁波発生源の推定と確率モデルの検討」
一酸化窒素による金属結合蛋白質ニトロソ化とその金属代謝に与える影響

一酸化窒素(NO)およびそのS-ニトロソ体代謝物が脳内微量金属元素代謝と脳の機能に及ぼす影響を明らかにするために、NO過剰産生条件を作出し、脳内細胞外液Nox量と遊離微量元素の動態を解析した。具体的には、マウス(C57BL/6Cr)海馬CA3領域にマイクロダイアリシスを施し、その後にエンドトキシン100-1000μg/kgを腹腔投与し、マイクロダイアリシス灌流液に回収された細胞外液中のNoxをHPLCを利用したGriese法により、また微量金属元素である亜鉛と銅の濃度をプラズマイオン源質量分析装置(ICP-MS)により定量した。その結果、エンドトキシン1000μg/kgではNoxに加え、亜鉛と銅の濃度上昇が観察された。興味ある点はNoxは一過性の上昇であるにもかかわらず、微量金属濃度の増加は持続性であり、3時間ほど継続する現象であった。次に、メチル水銀曝露モデルにて、1)メチル水銀曝露に伴うマウスの情動、空間学習に関する神経行動学的な評価を実施しつつ、さらに2)その際の脳内海馬CA3領域のグルタミン酸代謝の変動を同じくマイクロダイアリシスにより解析した。その結果、情動ストレスの亢進に相関して、グルタミン酸濃度の絶対値に差は見られないものの、カリウム100mMによって動員されるグルタミン酸量が低下した。グルタミン酸代謝ではNOが受容体活性制御に関しており、グルタミン酸動員にかかわるNOと金属元素の関与が示唆される。しかしながら、このメチル水銀曝露モデルにおいてNOと金属元素のクロストークを上記と同様な方法で検討したが、有意な結果は得られなかった。この点は分析方法や検出感度に工夫を加え追試による確認が必要と考えられた。微量金属元素は、細胞内外で原則的に遊離型ではなくSHに適合した結合型として存在している。NOはそのSHを攻撃し金属元素を遊離せしめる。このメカニズムとその生物学的意義はまだ未解明であるが、本研究によってNOにより一部の元素で自由度が増加しマイクロダイアリシスで検出可能な形に移行することが示され、今後の研究が期待された。一酸化窒素(NO)が脳内微量金属元素代謝に及ぼす影響を明らかにする目的で、以下の実験を実施した。ラットを用いたエンドトキシンショックの予備実験では、エンドトキシン100ug/kg腹腔投与で十分な海馬NO_x産生が確認されていたが、行動解析などを意図してマウスにて同様な実験を実施した。C57BL/6Crマウスに脳海馬領域マイクロダイアリシスを実施、エンドトキシン量として1mg/kgまで腹腔に投与、経時的に灌流液を回収しNO_xおよび金属を分析した。海馬領域のNO_xの産生はマウスでは1mg/kgで顕著に増加し、量-反応関係が認められた。さらに、海馬灌流液中の亜鉛および銅はエンドトキシン処理により3-5倍に増加し、NO_x産生中は持続する傾向が観察された。従って、NOは脳の微量金属元素代謝に大きな影響を及ぼすことが示された。同様な実験を、NO産生刺激としてメチル水銀を用いた曝露実験として予備実験として進めている。

in vitroでの培養細胞を用いた実験系にて、各種NOドナー処理による金属元素の動態と蛋白質s-ニトロソ化の分析を開始しているが、分析感度の改善が必要と判明し、HPLC分析上の感度の改善、培養細胞数の増量または細胞株の変更などを試行錯誤した。ノックアウトマウスの繁殖を実施し、予備実験としてメチル水銀曝露の際の行動変容など基礎的な資料の収集を行った。一般的に129/Sv系マウスは行動解析に向かないとされるが、水迷路試験でもC57BL系に比べ遜色ない成績を示し、特にオープンフィールド試験など情動ストレス、探索行動に対しメチル水銀は大きな作用を有することが示唆され、行動解析が十分可能であることが示された。一酸化窒素(NO)が脳内微量金属元素代謝とその機能に及ぼす影響を明らかにするために、マウス(C57BL/6Cr)海馬CA3領域にマイクロダイアリシスを実施、その後にエンドトキシン100-1000μg/kgを腹腔投与し、マイクロダイアリシス灌流液に回収された細胞外液の微量金属元素である亜鉛と銅の濃度をプラズマイオン源質量分析装置にて定量した。その結果、100μg/kgでは反応しないものの(海馬Nox濃度も増加しない)、1000μg/kgでは持続的な亜鉛と銅の濃度上昇が観察された。興味ある点はNoxは一過性の上昇であるにもかかわらず、金属濃度の増加は持続性であり、現在その時間的変化を追跡中である。次ぎに、NOにより脳内金属元素の代謝が変動することが昨年度の研究を含め明確となり、NO関与が想定されているメチル水銀曝露モデルにて、1)メチル水銀曝露に伴うマウスの情動、空間学習に関する神経行動学的な評価を実施しつつ、さらに2)その際の脳内海馬CA3領域のグルタミン酸代謝の変動を同じくマイクロダイアリシスにより解析した。その結果、マウスの情動ストレスの亢進に相関して、グルタミン酸濃度の絶対値に差は見られないものの、カリウム100mMによって刺激・動員されるグルタミン酸量が低下した。グルタミン酸代謝ではNOが受容体活性制御に関与しており、今後このグルタミン酸動員にかかわるNOと金属元素の関与を解析し、NOと金属元素のクロストークの機能的な意義を解明する予定である。また、細胞内において亜鉛や銅は遊離では存在せず金属結合蛋白質のSH基に保有されると考えられる。そこで金属結合蛋白質であるメタロチオネイン-1,2ノックアウトマウスを用い、同様な実験を行うべく繁殖実験を継続中である。一酸化窒素(NO)およびそのS-ニトロソ体代謝物が脳内微量金属元素代謝と脳の機能に及ぼす影響を明らかにするために、NO過剰産生条件を作出し、脳内細胞外液Nox量と有利微量元素の動態を解析した。具体的には、マウス(C57BL/6Cr)海馬CA3領域にマイクロダイアリシスを施し、その後にエンドトキシン100-1000μg/kgを腹腔投与し、マイクロダイアリシス灌流液に回収された細胞外液中のNoxをHPLCを利用したGriese法により、また微量金属元素である亜鉛と銅の濃度をプラズマイオン源質量分析装置(ICP-MS)により定量した。その結果、エンドトキシン1000μg/kgではNoxに加え、亜鉛と銅の濃度上昇が観察された。興味ある点はNoxは一過性の上昇であるにもかかわらず、微量金属濃度の増加は持続性であり、3時間ほど継続する現象であった。次に、メチル水銀曝露モデルにて、1)メチル水銀曝露に伴うマウスの情動、空間学習に関する神経行動学的な評価を実施しつつ、さらに2)その際の脳内海馬CA3領域のグルタミン酸代謝の変動を同じくマイクロダイアリシスにより解析した。
体育科授業研究のための授業分析用アプリの開発と効果の検証

本研究では、学校体育の授業の質的保証をするために、体育科の授業における代表的な授業分析法である期間記録法と教師相互作用行動記録法が実行できる「授業分析アプリ(Lesson Study Analyst for PE)」を開発した。このアプリはiOS用でiPad並びにiPhoneで作動する。観察者が入力するごとに、分析結果は逐次、集計され、また学習指導過程は色付けされたタイムラインの視覚情報によって明示される。アプリを学校現場の体育科授業研究や大学での模擬授業に活用することで、教師は自身の授業についてより客観的に理解でき、省察することができることが確かめられた。本研究は、学校体育の授業の質的保証をするために、体育科の授業における授業内容・学習過程、教師行動、学習活動等の授業データを、タブレットPCや携帯スマートフォンから簡易に入力でき、即時に集計・分析して結果を数値やグラフなどの視覚情報でフィードバックできるアプリを開発して、それを学校現場の体育科授業研究等に有効に活用する方法を実証することを目的とした。そのため、(1)これまで体育科授業用に実績のある組織的観察法に対応する授業分析用アプリを開発する。(2)大学・大学院の模擬授業において開発したアプリを試験運用して実施上の課題を検討する。(3)研究連携している研究校での体育科授業研究を対象に開発したアプリを実用して教師研修における活用法を検討した。平成27年度は(1)に関しては広く普及しているスマートフォン用OSであるAndroid版とiOS版があるが、本研究ではiOS版のアプリ開発をめざした。組織的観察法としては、体育授業期間記録法ならびに教師相互作用記録法を実行できるものとした。期間記録法は、授業場面を学習指導場面(I)、マネジメント場面(M)、認知学習場面(A1)、運動学習場面(A2)に分類して、それぞれの授業時間における割合や回数を記録できる。教師相互作用行動記録は、発問、励まし、フィードバック(肯定的、矯正的、否定的の3カテゴリーにそれぞれ一般的、具体的のフィードバックに分類)について、対象が全体、グループ、個人で記録することができる。開発アプリの特徴は、授業分析中ならびに直後に随時、記録データを確認できること、また別途に授業映像データと合わせると、再生画面下に期間記録タイムラインと、集計結果が表示できるなどである。平成27年度のアプリ開発はいくつか修正点を加えながら試作を繰り返してきた。そのため、実際の学内や校内研究授業において実用には至らなかった。しかし、年度末には実用の目処がたち、28年度に向けて、試験的実用の段階に入ることができたため。そのために次の3つの課題に取り組んだ。1.これまでの体育科授業用に実績のある組織的観察法に対応する授業分析用アプリを開発する。2.大学・大学院の模擬授業において開発したアプリを試験運用して実施上の課題を検討する。3.研究連携している研究校での体育科授業研究を対象に開発したアプリを実用して教師研修における活用法を検討する。平成28年度は、開発した授業分析アプリ「Lesson Study Analyst for Physical Education」を模擬授業や校内研究授業に実用して次のような改良を行った。(1)アプリの実用を通して入力・分析しやすいボタン配置に変更した。(2)分析した結果と映像データをリンクした「プロジェクト保存」の様式を追加した。(3)国際学会での発表に対応するために英語版を開発した。(4)著者が開発・運用する「e-Learning授業評価システム」とアプリとで分析データを連携できるようにシステムを変更した。これらの改良によって都内の複数の小学校で授業分析アプリを運用することができた。また茨城県北茨城市教育委員会との共同研究で授業アプリを使って校内研究授業の教員研修に活用することができた。これらの試みを平成28年6月にアメリカ・ワイオミング大学で開催されたAIESEP2016国際学会や平成28年12月に台湾・国立台湾師範大学で開催された台湾体育学会・第5回東アジアスポーツ教育学会で研究成果を発表することができた。平成28年度は開発したアプリについて、「Lesson Study Analyst for Physical Education」と命名して試験的実用を開始する。まずは大学内での模擬授業に適用して、順次、研究協力関係にある小学校、中学校、高等学校の教員に配布して効果的な実施方法やその成果について検討する予定である。体育科教育学アプリ開発に予定よりも時間がかかり、実際の試験的実用を次年度に実施することとなり、そのための旅費や謝金の支出ができなかったため。実際の体育授業での試験的運用のための旅費および謝金として使用する。
近赤外応答四重極共鳴局在表面プラズモンセンシングプレートの開発

作製したAuナノシェル表面に対して11-mercaptoundecanic acid、N-biotinyl-3、6-dioxaoctanediamine分子を用いた化学結合を利用することでStreptavidin (SA)分子を吸着・固定し、その際の局所的な誘電率変化に対するプラズモン共鳴波長シフトを測定することでセンシング素子への適性を示した。化学修飾プロセス後におけるナノシェルアレイの光学応答を測定し、極大消光ピーク位置が赤外方向へ最大67nmシフトすることを確認した。ここで、特定分子吸着現象を検出可能であることを示した。また、Langmuir吸着等温式を用いて算出したSA分子の溶液濃度一被覆率の関係を実験値と比較したところ、良く合致することを示した。結合定数が1.5x10^<12>mol/Lであることを実験的に明らかにし、検出限界感度5fMを達成した。これは市販レベルの数十倍に相当する検出感度であり、本研究において作製したナノ構造の優位性を示した。また、検出限界濃度におけるSA分子の被覆率は0.029であり、個々のナノシェル当たり50個以下のSA分子吸着に対して光学応答が変化することがわかった。同時に、X線光電子分光法および赤外吸収分光法を用いて化学修飾プロセス前後における表面を評価したところ、11-mercaptoundecani cacid分子、N-biotinyl-3、6-dioxaoctanediamine分子、SA分子が確実にナノシェル表面に対して吸着・固定していることを示した。上記のピークシフトが目的分子の吸着現象に由来することを確認した。本研究において提案したナノシェル配列構造はギャップ部分に誘起される増強電場を利用することで市販品と比較しても非常に高感度・高効率なLSPRセンシングプレートへの適応が可能であることを理論的・実験的に示した。将来、本研究において得られた成果や知見が簡便・安価・安心なセンシングプレートを早期実用化への牽引役となり、社会基盤の安定と発展の礎となることを期待する。(抄録なし)本研究課題では、アルツハイマー病等のバイオマーカー分子のピコmolレベルの超高感度検出を可能とする局在型表面プラズモンセンシングプレートの開発および早期実用化に向けた製造プロセスの設計に挑戦している。超高感度検出実現のためには、個々のナノ構造体表面に複雑かつ大きな電気分極を発生させ、プラズモン励起共鳴周波数分布の狭幅化が必要不可欠となる。このため四重極子を含む高次プラズモン振動モードが発現する非対称性構造に着目し、高精度かつ高効率なアレイ化を実現するための作製プロセスの設計と要素技術の構築に取り組んだ。自己組織化現象を用いることで、簡便な装置系でありながら大面積における薄膜作製が可能な水平駆動型ナノコーターを開発し、30x30mm^2の基板上において六方充填型の高品位なポリスチレンナノ粒子膜を実現した。ナノ粒子表面に大気圧ヘリウムプラズマを照射した後、上記のナノコーターを用いてマスク薄膜を作製した。再度ヘリウムプラズマを照射することでナノ粒子をエッチングした。電子顕微鏡を用いた観察により、粒子上部のみが先鋭化された非対称性ナノ構造体アレイの形成が確認された。表面に金超薄膜を作製し、光学特性を評価したところ、近赤外光領域にプラズモンピークを有することが明らかになった。独自に開発したプロセスを用いて局在型表面プラズモン共鳴に由来する光学ピークを有する非対称性金属ナノ構造体アレイを作製した。各要素技術は簡便なプロセスであるため、今後の実用化に向けての障壁も少ないといえる。本研究課題では、アルツハイマー病等のバイオマーカー分子のピコmolレベルの超高感度検出を可能とする局在型表面プラズモンセンシングプレートの開発および早期実用化に向けた製造プロセスの設計に挑戦している。このため四重極子を含む高次プラズモン振動モードが発現する非対称性構造やナノ構造間に誘起される、ホットスポットと呼ばれる増強電場に着目し、高精度かつ高効率なアレイ化を実現するための作製プロセスの設計と要素技術の構築に取り組んだ。独自に開発したプロセスにより、30x60mm^2サイズの基板上にナノシェル周期配列構造を作製した。大気圧プラズマエッチング技術により、ナノシェル間距離を数十ナノメートルに調整し、そのナノシェル間隙に増強電場が発生することを確認した。ナノシェルアレイ表面にリンカ-分子を介して生体分子を吸着・固定し、各吸着プロセス後において光学特性を評価したところ、プラズモン共鳴波長の赤外方向へのシフトがみられた。これは各分子がナノシェル表面に吸着することにより表面近傍の局所的な誘電率が変化したためであると考えられる。特定生体分子の検出限界感度を見積もったところ、5フェムトmol/Lであることがわかった。構造間に間隙を有するナノ構造とすることで、飛躍的に感度を向上させることに成功した。

ここで、特定分子吸着現象を検出可能であることを示した。また、Langmuir吸着等温式を用いて算出したSA分子の溶液濃度一被覆率の関係を実験値と比較したところ、良く合致することを示した。結合定数が1.5x10^<12>mol/Lであることを実験的に明らかにし、検出限界感度5fMを達成した。これは市販レベルの数十倍に相当する検出感度であり、本研究において作製したナノ構造の優位性を示した。また、検出限界濃度におけるSA分子の被覆率は0.029であり、個々のナノシェル当たり50個以下のSA分子吸着に対して光学応答が変化することがわかった。同時に、X線光電子分光法および赤外吸収分光法を用いて化学修飾プロセス前後における表面を評価したところ、11-mercaptoundecani cacid分子、N-biotinyl-3、6-dioxaoctanediamine分子、SA分子が確実にナノシェル表面に対して吸着・固定していることを示した。上記のピークシフトが目的分子の吸着現象に由来することを確認した。本研究において提案したナノシェル配列構造はギャップ部分に誘起される増強電場を利用することで市販品と比較しても非常に高感度・高効率なLSPRセンシングプレートへの適応が可能であることを理論的・実験的に示した。将来、本研究において得られた成果や知見が簡便・安価・安心なセンシングプレートを早期実用化への牽引役となり、社会基盤の安定と発展の礎となることを期待する。目的である非対称性ナノ構造体アレイを作製し、近赤外光領域にプラズモンピークを有することを確認できたため、研究は順調に遂行できたと考えられる。現在のナノ構造体形状を用いることで超高感度検出が達成可能かどうかを検討する必要がある。当初の計画ではピコmolレベルでの検出感度を目標としていたが、ナノギャップ構造を採用することでフェムトmol/Lレベルでの検出限界感度に達することが明らかになったため。今後は作製した作製したセンシングプレートに生体分子を吸着させ、実際の検出感度を算出する。現在得られているナノ構造体は申請当初の形状とは異なるため、超高感度検出達成のための構造最適化に関して更なる検討が必要である。有限時間領域差分法等の数値解析手法を用いた理論的なアプローチにより実現可能な非対称性構造設計をおこなう。また、プレートの大型化も必要不可欠である。現在の基板作製方法では30x30mm^2以上の領域ではプロセスの途中で溶液内のナノ粒子が枯渇し、連続した粒子膜が得られない問題がある。このため、粒子膜作製部分にナノ粒子を連続的に補填する機構を追加し、この問題を解決する予定である。今後は更なる検出限界感度の達成のため、ナノ構造の最適化に取り組む。具体的には非対称性構造を作製することによる複雑なプラズモンモードの誘起を検討している。また、センシングプレートの早期の実用化を図るため、線センシングプレート基板の大型化、シェル部分を高価でない金属へ代替することを検討する。(抄録なし)
電子化がコンテンツ価格に与える影響

本研究の目的は、パソコンと新モバイル端末(スマートフォン・電子書籍端末・タブレット端末)に展開される、娯楽コンテンツ(ゲーム)と実用的コンテンツ(書籍)における、価格形成要因を導くことである。特に、新モバイル端末における新しい市場について、学術研究の切り口を見出すことが、本研究の新規性であり意義である。本年度は、新モバイル端末で提供されるソーシャルゲームについて定量的な実証分析、すなわち大規模アンケート調査を行った。ソーシャルゲーム・ユーザーについて質の高いデータを得るために、アンケート調査会社の選定を留意して行った。まず予備アンケート調査を行い9万人のアンケートのパネリストからスクリーニングを行い、本調査に耐えうる回答者を選定した。その結果、有料利用ユーザーと無料利用ユーザーあわせて4000サンプルを得ることができた。当初の予定よりも大きなサンプルになったが、これは有料利用ユーザーの回答を得ることが難しく(有料利用の割合が10%ほどになるため)、十分な有料利用者の回答を得るために全体の募集数を大きくしなければならなかったからである。有料利用者の分析は、本研究の仮説を立証するためにもっとも重要なことである。有料利用の要因そして価格形成について知ることは、学術研究が追い付いていないデジタルコンテンツという新興産業について分析をする意義がある。実証調査の結果については分析途中であり、次年度にペーパーにまとめ発表をする予定である。また、前年度に引き続き、企業サイドの価格形成要因について調査をするため、カンファレンス参加や業界ヒアリングも適宜すすめ、質的な調査を並行して行った。これらの定性的な調査をうけて、産業の変化について記述論的にまとめた。野島(2013)「ゲーム業界におけるオンライン化とカジュアル化」『変貌するコンテンツ産業』ミネルヴァ書房(2013年8月出版予定)。おおむね順調だが、一部について研究計画の若干の修正が必要となる。順調である点は、ソーシャルゲームについての大規模定量調査(アンケート)が実施完了し、分析作業に入っている点である。また、カンファレンス参加や業界ヒアリングも適宜すすめ、質的な調査を並行して行った。訂正が必要な点は、2点ある。ともにアンケート調査の実施に関する訂正である。第一に、本年度実施したソーシャルゲームのアンケートについて、約180万円という大きな支出をした点である。ソーシャルゲームを利用しているユーザー・サンプルをもつアンケート会社は大手に絞られ、さらに本研究に必要な詳細なスクリーニングをかけられる業者を選定したところ一社(マクロミル)であった。本研究のテーマである有料利用者の消費行動の分析(価格決定)に耐えられるだけの、有料利用者のサンプルを集めることがむずかしい。というのも、ソーシャルゲームを利用する人のうち約9割が無料利用者であるからである。第二に、本年度実施する予定であった電子書籍についてのユーザーアンケートを、次年度に繰り越した点である。その理由は、前年度の実施報告書に記したように、電子書籍の日本市場の形成が当初の期待にくらべてかなり遅れ、シャープのガラパゴス端末の生産中止など、市場形成が遅れたことで消費者側の行動(電子書籍に対するニーズや利用行動など)についても定性的な観察がさらに必要となり、大規模アンケート調査をするための準備が多くかかったからである。早急にアンケートを実施することにより、アンケート回答者のサンプル偏りなどの懸念があるため、慎重にユーザーのスクリーニングできる業者を選定し行う準備をしている。ソーシャルゲームと電子書籍の二つのデジタルコンテンツについて、定量調査(アンケート調査)の分析を行い発表を行う。電子書籍のアンケート調査については早い時期に実施するように準備をしている。消費者のコンテンツ利用行動と支払行動について約50項目の質問からなるアンケートを行う。モバイル端末でのコンテンツ利用特性を明らかにするために、パソコン利用者との比較を行う。アンケートはパネリストをもつ調査会社に実施を委託する。複数の調査会社に見積もりを出してもらい、適切なパネリストを確保でき、予算内で多くのサンプルを集められる業者を選定する。今年度に行ったソーシャルゲームのアンケートについては分析を終えた後、日本デジタルゲーム学会あるいは海外ジャーナルへの発表を予定している。電子書籍のアンケートを終えて、デジタルコンテンツの価格形成についての総論的な研究発表を行う。次年度の研究費の最も大きな支出は、電子書籍のアンケート調査の実施である。その他の区分で80万円を予定している。また、文献調査を引き続き行うため、図書費を計上する。特に、消費者の心理学的な要因を掘り下げるための心理学関係の書籍が必要である。また、これまでの定性調査・予備的な定量調査の結果をまとめて発表を行う。その際に、学会発表のための旅費交通費、外国語校閲費を計上する。消耗品・物品費として研究遂行上必要な、印刷トナーや記録媒体や文具などを購入する。

当初の予定よりも大きなサンプルになったが、これは有料利用ユーザーの回答を得ることが難しく(有料利用の割合が10%ほどになるため)、十分な有料利用者の回答を得るために全体の募集数を大きくしなければならなかったからである。有料利用者の分析は、本研究の仮説を立証するためにもっとも重要なことである。有料利用の要因そして価格形成について知ることは、学術研究が追い付いていないデジタルコンテンツという新興産業について分析をする意義がある。実証調査の結果については分析途中であり、次年度にペーパーにまとめ発表をする予定である。また、前年度に引き続き、企業サイドの価格形成要因について調査をするため、カンファレンス参加や業界ヒアリングも適宜すすめ、質的な調査を並行して行った。これらの定性的な調査をうけて、産業の変化について記述論的にまとめた。野島(2013)「ゲーム業界におけるオンライン化とカジュアル化」『変貌するコンテンツ産業』ミネルヴァ書房(2013年8月出版予定)。本研究の目的は、パソコンと新モバイル端末(スマートフォン・電子書籍端末・タブレット端末)に展開される、娯楽コンテンツ(ゲーム)と実用的コンテンツ(書籍)における、価格形成要因を導くことである。特に、新モバイル端末における新しい市場について、学術研究の切り口を見出すことが、本研究の新規性であり意義である。本年度は、新モバイル端末で提供されるソーシャルゲームと電子書籍について、探索的な調査を行った。まず、企業サイドの価格形成要因についての仮説を立てるため、シンポジウム等の参加に加えて、9社の企業について個別にヒアリング調査を行い情報収集した。これらの事例分析についてペーパーにまとめているところであるが、その一部はインターネットのビジネス誌にて発表を行った。野島(2011)「ソーシャルゲームにおける日本型データ・ドリブンのあり方とは」『ITMediaビジネス誠9月・10月号』次に、消費者の需要要因に関する仮説を立てるため、35人の学生を集い、ソーシャルゲームの利用行動について定性調査を行った。具体的には、ゲーム画面の遷移毎に所要時間を計測し、各フェーズでの操作性や満足度等についてコメントを得た。この知見を次年度の定量調査の指標作成の土台とする。さらに、消費者の需要要因について深く切り込むため、心理学的な要因を探る調査を、共同研究者と始めた。当初の計画には入れていなかったが、重要な価格形成要因が得られるからである。Ueda,Y.&Nojima,M.(2011)
ネット理論の体系化と応用に関する総合的研究

本総合研究は,同時進行並列処理型システムを表現・解析・設計方法を確立するため,ペトリネットを中心とするネット理論の体系的発展と各種分野への応用上の方法論の体系化を目的として実施された.2年間を通じて5回の公開の研究会を開催して研究成果を公表した.この研究会には研究分担者以外からも多くの研究報告があった.この研究会は海外においても高く評価され,ヨーロッパ,アメリカに引き続き,第3回の「ペトリネットモデルとシステム評価」の国際ワークショップが,我国で1989年12月に開催される端緒となった.研究成果報告書は4部9章33編の論文から構成されている.1.ネットによる離散事象システムのモデル化,では,ネットモデルによる離散事象システムをモデル化と,モデルの性質について明らかにしている.2.ネットモデルにおける各種問題の解析,では,ネットモデルにおける重要な問題である,可達性,不変性,活性,有界性などについて得られた結果を述べている.3.ネットモデルにおける操作,では,ネットモデルを用いてシステムの解析・合成などを進める上で必要となるネットの縮約・分解・接続などの操作に関して不変に保たれる性質について研究した結果を述べている.4.ネット理論とネットモデルの応用,では,スケジューリング,生産システム,通信・回路・その他のシステムのモデル化と解析に,ネット理論とネットモデルを適用する方法論を明らかにしている.本総合研究は,同時進行並列処理型システムを表現・解析・設計方法を確立するため,ペトリネットを中心とするネット理論の体系的発展と各種分野への応用上の方法論の体系化を目的として実施された.2年間を通じて5回の公開の研究会を開催して研究成果を公表した.この研究会には研究分担者以外からも多くの研究報告があった.この研究会は海外においても高く評価され,ヨーロッパ,アメリカに引き続き,第3回の「ペトリネットモデルとシステム評価」の国際ワークショップが,我国で1989年12月に開催される端緒となった.研究成果報告書は4部9章33編の論文から構成されている.1.ネットによる離散事象システムのモデル化,では,ネットモデルによる離散事象システムをモデル化と,モデルの性質について明らかにしている.2.ネットモデルにおける各種問題の解析,では,ネットモデルにおける重要な問題である,可達性,不変性,活性,有界性などについて得られた結果を述べている.3.ネットモデルにおける操作,では,ネットモデルを用いてシステムの解析・合成などを進める上で必要となるネットの縮約・分解・接続などの操作に関して不変に保たれる性質について研究した結果を述べている.4.ネット理論とネットモデルの応用,では,スケジューリング,生産システム,通信・回路・その他のシステムのモデル化と解析に,ネット理論とネットモデルを適用する方法論を明らかにしている.本年度の研究計画の各項目に対応してネット理論の応用的側面(1),(3),(6)(7)および理論的側面(2),(4),(5),(8)における成果を示す。(1)モデリングとシミュレーション:ペトリネットを待ち行列システム,通信プロトコル,分散システム,論理システム,スイッチング回路,および人間の集団行動,を表現するモデルとして用いること、ならびにそのときに解析できる問題を明らかにした。(2)活性・有界性とネット構造:ペトリネットの階層表現および複合ネットにおける活性の保存性を明らかとした。(3)制御と可達性:ペトリネットをFMSおよび生産スケヂューリングの制御システムを表現し、表現,解析,および設計に用いる方法を与えた。(4)モデルの等価性とシステム表現:ペトリネットを活性および有界性を保存するように縮約あるいは合成する方法を検討し、それらの間の等価性を検討した。(5)システムの階層性と動作表現:複合ネットを用いて分散システムの動作検証する方法を与え、階層性と活性の関係を明らかにした。(6)資源共用における効率性と同期:繰り返しスケジューリング工程における同期化問題に時間ペトリネットを用いる方法を提案し、事故時の復旧方策を立てることについて検討した。(7)時間ペトリネットによるシステムの性能評価:生産スケジューリングに時間ペトリネットを、また、シーケンス制御系に色付きペトリネットを用いて性能評価を行う方法を与えた。(8)この他、離散事象システムにおける初期に必要な資源量をペトリネットを用いて決定する問題,ネットのガロア体による代数的表現,自由発火ペトリネットの言語受理能力と表現能力,ペトリネットにおける状態不変性、など理論的成果をえた。理論を主とする研究者と応用を指向する研究者の間の交流が良く行われ、総合研究の実があがったものと考える。
神経ホルモンによるサケの産卵回遊およびマウスの春期発動制御の比較分子内分泌学

平成20年度は,成長因子IGF-Iと脳内GnRH系の相互作用に着目し,IGF研究の第一人者であるCunming Duan教授の研究室でゼブラフィッシュを用いた研究を進めた.また,これまでにシロザケで得た研究成果を順次公開した.1.ゼブラフィッシュでは受精後約24時間でGnRHの発現細胞が出現する.IGF-Iの役割を調べるため,細胞内シグナルドメインを欠損したIGF-I受容体を強制発現させIGF-Iシグナルを阻害したところ,GnRHの発現細胞の出現が6時間以上遅延することが分かった.現在は,GnRHニューロンが視床下部へと移動する時期のIGF-Iの役割を調べている.2.GnRH分泌の制御因子KiSSの受容体GPR54に注目し,ゼブラフィッシュとマウスの脳からcDNAクローニングを行なった.ゼブラフィッシュから6種類,マウスから2種類のバリアントを単離した.これらは選択的スプライシングにより産生され,膜貫通ドメインの一部を欠損したGPR54をコードすると考えられる.現在,培養細胞を用いた機能解析を進めている.2月のアラスカ湾のシロザケでは,6-7月のベーリング海の個体より,前脳のほぼ全ての部域でGnRH mRNA量が高かった.すなわち,ベーリング海から産卵回遊を開始する数ヶ月前にGnRHの遺伝子発現が高まることを示した(北米神経科学学会で発表,投稿準備中).さらに成長・摂食および生殖に関わるホルモン,グレリンの遺伝子発現を調べた.シロザケでは母川の遡上時にGnRH遺伝子の発現量が高まるが,対応して脳内でグレリンのmRNA量が変動することが分かった(未発表,投稿準備中).今年度の研究課題は,シロザケの産卵回遊にともなう脳内のGnRH遺伝子およびグレリン遺伝子の発現変動の解明であり,そのため「母川回帰の開始」に先立つ脳・下垂体・生殖腺系の動態を明らかにすることを中心に研究を進めた.今年度は,これらの成果を原著論文2報として公表した.内容を以下に示す.1)水産庁の調査航海に参加し,2006年冬季のアラスカ湾のシロザケから凍結試料を採取した.雌雄とも,未熟な個体と性成熟開始の兆候が見られる個体が混在することが分かった(North Pacific Anadromous Committeeにて公表).2)Northwest Fisheries ScienceCenterのP.Swanson博士の研究室に約3ヶ月滞在し,下垂体・血液中の濾胞刺激ホルモン(FSH)および黄体形成ホルモン(LH)の含量をRIA法により測定した.母川へと回帰する成熟個体では未成熟個体に比べ,下垂体中のFSHとLH量100-1000倍,血中FSH量は2倍程度に高まることが分かった(日本比較内分泌学会にて公表,投稿準備中).3)GnRHとグレリンの遺伝子発現を解析するため,シロザケの凍結脳試料を切り分け,total RNA抽出を行った.現段階で約3000の試料調製を終えている.4)シロザケの胃および脳よりcGnRH-2およびグレリンの前駆体cDNAの部分配列をクローニングした.グレリンについては二種類のcDNAを入手した.この配列をもとに,定量リアルタイムPCR法を確立した.5)サクラマスの下垂体細胞を用いてsGnRHとステロイドホルモンがゴナドトロピン遺伝子の転写調節因子FF1およびERαの遺伝子発現に及ぼす効果について調べた結果を公表した(General and Comparative Endocrinology,印刷中).なお3)の脳試料の調整については当初の計画より遅れているが,19年度早々に完了できると考えている.平成19年度は,産卵回遊時のシロザケ脳内におけるGnRH遺伝子の発現変動についてデータ採取を完了した.また母川回帰の開始期に,成長を制御するインスリン様成長因子I(IGF-I)が性成熟の促進と産卵回遊行動の発現に重要な役割を持つことを示した.主な成果を以下に示す.1)シロザケの凍結脳試料を切り分け,約4000の試料からtotal RNAを抽出し,cDNA合成を完了した.リアルタイムPCR法によりsGnRHおよびcGnRH-IIのmRNA量を測定した.これまでの結果とあわせ,産卵回遊時の脳_下垂体_生殖腺におけるホルモンmRNA量の動態を明らかにした.2) 6-7月の夏のベーリング海には母川へと回帰する成熟個体と未成熟個体が混在する.成熟個体では,下垂体のゴナドトロピン(GTH)量が未成熟個体の100倍以上に達していた(論文投稿中).一方,脳内のGnRH mRNA量には,成熟度による差は見出せなかった(第32回日本比較内分泌学会で発表).3)そこでGnRHの遺伝子発現は夏以前に高まると予測し,2月のアラスカ湾のシロザケを調べた.その結果,未熟魚に加えて配偶子形成を開始している個体が見られ,この成熟開始個体では,夏のベーリング海の個体よりGnRH mRNA量が高かった(未発表,投稿準備中).4)成長因子IGF-Iの血中量を測定したところ,2月,6-7月とも,成熟魚では未熟魚の2,3倍に達していた.産卵回遊の開始に先立ち血中IGF-I量が上昇することを示した(第32回日本比較内分泌学会で発表).平成20年度は,成長因子IGF-Iと脳内GnRH系の相互作用に着目し,IGF研究の第一人者であるCunming Duan教授の研究室でゼブラフィッシュを用いた研究を進めた.また,これまでにシロザケで得た研究成果を順次公開した.