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東アジア諸国の雁行形態的発展に関する計量経済分析

戦後東アジア諸国の経済成長について、先行する日本をアジアNIEsが追い、それをアセアンや中国が追うという「雁行形態的発展」を一般均衡型多部門モデル(CGEモデル)で数量的に検証するため、東アジア・日・米の10ケ国と9つの産業を対象とする国際リンク・システムが作成され、静学・動学の各種シミュレーションが試みられた。一般に、賃金コストの相対的上昇に伴い、労働集約から資本集約へと「技術」と「産業」の変化が起こり、比較優位が変化し、雁行形態的発展が生じるといった理論的分析がなされているが、各種シミュレーションによれば、比較優位の変化や雁行形態的発展が生じる最大の要因は、技術や産業の性質が労働集約から資本集約に変わるよりもむしろ、全般的な生産性(つまりTFP)が改善するかどうかにある。この意味で、クル-グマン教授の「まぼろしのアジア経済」における「TFPゼロ成長」仮説の検証を、多部門CGEモデルでさらに深めていく必要がある。この成果は、Discussion Paperの形で、California大学やBologna大学における国際会議で報告された。リンクCGEと平行して、中国のCGEモデルによるインフレ等の分析を試みる予定であったが、産業別価格分析に関する新しい方法論的枠組みを見出したため、CGEモデル分析は今後の課題とした。新しい方法論に基づき、1987年と90年の2つの産業連関表を使って価格の2時点比較を試みた結果、この期間の産業別価格の2桁上昇の原因の半分は賃金上昇にあり、残りの大半は各産業の「TFPの悪化」によること、そしてTFPの悪化は中間投入の非効率、資本投入の非効率によって説明されることが判明した。再びクル-グマン仮説の検証が中国についても必要である。この成果は、新しいDiscussion Paperとして、研究会・セミナー等で報告されつつある。(報告書2)江崎光男・伊藤正一・王名・板倉健「中国経済のインフレーションと価格競争力」,Discussion PaperNo.41,名古屋大学国際開発研究科,1996年3月。戦後東アジア諸国の経済成長について、先行する日本をアジアNIESが追い、それをASEANや中国が追うという「雁行形態的発展」を一般均衡型多部門モデル(CGEモデル)で数量的に検証するため、10ケ国(インドネシア・マレーシア・フィリピン・シンガポール・タイ・中国・台湾・韓国・日本・米国・その他世界)と9産業(農・鉱・軽工・重化工・ハイテクI・公益・建設・輸送・サービス)を対象とする国際リンク・システムがごく簡単なパイロット・システムの形で作成され、静学・動学の各種シミュレーションが実験的に試みられつつある。分析のポイントは、(1)東アジア各国および全体の産業構造変化のパターンが10年後20年後にどうなっているのか、(2)資源人口大国の中国が参入する場合とそうでない場合には雁行形態的発展パターンにどんな差異が生じて来るのか等である。このシステムとシミュレーション実験をあと3ケ月程かけて改善・精緻化し、6月末に米国カリフォルニア大学(デ-ビス校)で開催される国際シンポジウムで報告する予定である。報告論文は議事録(員文単行本)の1章に収録される予定である。リンクCGEシステムに平行して、中国に関するかなり詳細なCGEモデルの作成が試みられ、金融部門を含む9産業体系が1020年の長期シミュレーションに耐えることが確認された。この中国モデルを,インフレ・国際収支・租税政策等の分析に適用し、中国経済に関する論文を1編、平成7年度中に完成する予定である。

戦後東アジア諸国の経済成長について、先行する日本をアジアNIEsが追い、それをアセアンや中国が追うという「雁行形態的発展」を一般均衡型多部門モデル(CGEモデル)で数量的に検証するため、東アジア・日・米の10ケ国と9つの産業を対象とする国際リンク・システムが作成され、静学・動学の各種シミュレーションが試みられた。一般に、賃金コストの相対的上昇に伴い、労働集約から資本集約へと「技術」と「産業」の変化が起こり、比較優位が変化し、雁行形態的発展が生じるといった理論的分析がなされているが、各種シミュレーションによれば、比較優位の変化や雁行形態的発展が生じる最大の要因は、技術や産業の性質が労働集約から資本集約に変わるよりもむしろ、全般的な生産性(つまりTFP)が改善するかどうかにある。この意味で、クル-グマン教授の「まぼろしのアジア経済」における「TFPゼロ成長」仮説の検証を、多部門CGEモデルでさらに深めていく必要がある。この成果は、Discussion Paperの形で、California大学やBologna大学における国際会議で報告された。リンクCGEと平行して、中国のCGEモデルによるインフレ等の分析を試みる予定であったが、産業別価格分析に関する新しい方法論的枠組みを見出したため、CGEモデル分析は今後の課題とした。新しい方法論に基づき、1987年と90年の2つの産業連関表を使って価格の2時点比較を試みた結果、この期間の産業別価格の2桁上昇の原因の半分は賃金上昇にあり、残りの大半は各産業の「TFPの悪化」によること、そしてTFPの悪化は中間投入の非効率、資本投入の非効率によって説明されることが判明した。再びクル-グマン仮説の検証が中国についても必要である。この成果は、新しいDiscussion Paperとして、研究会・セミナー等で報告されつつある。
インクレチン産生細胞の形成機序の解明

本研究では、インスリン分泌促進作用をもつ消化管ホルモンであるGLP-1とGIPを産生する腸管内分泌L細胞およびK細胞の発生・分化・成熟のメカニズムを解明するために、腸管陰窩に存在するL細胞およびK細胞と腸管絨毛に存在するL細胞およびK細胞をそれぞれ回収し、その遺伝子発現パターンを比較することによりK細胞およびL細胞の発生・分化・成熟に関与する因子を探索するとともに、同定された因子の解析を通じてGLP-1とGIPの分泌制御の機序を明らかにすることを目的とする。L細胞とK細胞の可視化を目的にグルカゴン遺伝子(Gcg)下にGFPを挿入したGcg-GFPヘテロマウスとGIP遺伝子下にGFPを挿入したGIP-GFPヘテロマウスを使用してin vivoで直接腸管に赤色蛍光蛋白Cy3を絨毛上端に導入した。腸管内へCy3遺伝子導入には、絨毛上皮で発現させる実験系intestine-specific gene transfer (iGT)を用いた。
4-メチルアンモニウム基を含む硫酸アンモニウム系物質の強誘電性の研究

まず、強誘電体【{N(CH_3)_4}_2】Zn【Cl_4】,【{N(CH_3)_4}_2】Co【Cl_4】の誘電性や熱異常、熱膨張の様相を詳細に報告した。また、組成式にN【(CH_3)_4】HS【O_4】の水溶液から得た結晶のうち、約40°Cで育成した結晶はN【(CH_3)_4】H【SO_4】・【H_2】Oであり、約90°Cで育成した結晶はN【(CH_3)_4】HS【O_4】とN【(CH_3)_4】H【SO_4】・【H_2】Oとの中間物質であることが判明した。前者は-104°Cと約40°Cの温度域で強誘電性を示すことが明らかとなった。未だ、完全なN【(CH_3)_4】HS【O_4】は得られていない。そのほかのN【(CH_3)_4】BS【O_4】型物質やN【(CH_3)_4】BZn【Cl_4】型物質の結晶育成にも努力した。これらすべての物質の単結晶は得ていない。しかし、いくつかの物質に相転移を見いだし、それらの誘電性の吟味を続行中である。通常、【{N(CH_3)_4}_2】Ni【Cl_4】の単結晶は有機溶剤蒸発法で育成される。約80°CのN【(CH_3)_4】Cl:Ni【Cl_2】=2:1の水溶液からはN【(CH_3)_4】Ni【Cl_3】の結晶が得られ、-106°Cと160°Cで明瞭に相転移することを見いだした。本研究では、4-メチルアンモニウム基を含む多種の硫酸アトモニウム系物質の結晶育成に努め、それらの相転移の様相を明らかにしてきた。今後は、特に、RbLi【SO_4】のようなABX【Y_4】型硫酸アンモニウム系物質群についての研究を進め、それらの誘電性、インコメンシュレート性などの原因を明らかにして行きたい。
投機的受信処理によるメッセージ転送の高速化

平成1213年度の研究成果を以下に要約する。(1)汎用プラットフォーム上でのメッセージ系列の取得・分析汎用的な環境における評価として、Message Passing Interface(MPI)ライブラリを使用して記述されたNAS Parallel Benchmark(NPB)プログラムを用い、そのメッセージ発生系列やメッセージ内容を詳細に分析した。それらの結果から、MPI関数の発生系列や、その内容について、規則性がみられることを明らかにした。さらに、MPIライブラリを変更することによって、メッセージ受信関数における受信処理の中断時から、実際にメッセージが到着するまでの「アイドル時間」を実測した。(2)予測アルゴリズムの設計・開発(1)の結果を基に、我々がこれまでに提案している「受信メッセージ予測法」に対するメッセージの予測アルゴリズムを提案した。具体的には、直前予測アルゴリズム、マルコフ連鎖アルゴリズム、および線形予測アルゴリズムとその誤差を用いたメッセージ予測アルゴリズムが挙げられる。一方、(1)で計測したアイドル時間の長さの系列を基に、アイドル時間の長さを予測し、予測アルゴリズムをそのアイドル時間長に応じて変更させるための手法を提案し、予備評価を行った。(3)予測アルゴリズムの実装(2)で挙げた各予測アルゴリズムを、WSクラスタおよびSun Enterprise3500上のMPIライブラリに対して実装し、その予測成功率や速度向上率などの初期評価を行った。(4)実装した予測アルゴリズムを用いた評価予測アルゴリズムを実装した後、NAS Parallel Benchmark(NPB)プログラムを用いた性能評価を行った。この結果、最大で6.8%の性能向上を達成できることが判明し、本提案手法の有効性を確認した。また、MPIライブラリに対して「動的予測アルゴリズム切り替え手法」及び「実行プロファイルに基づく静的な予測アルゴリズム選択手法」を導入した効果について実験的に明らかにした。今年度の研究成果として、大きく分けて(1)汎用プラットフォーム上でのメッセージ系列の取得・分析、(2)予測アルゴリズムの設計・開発、(3)予測アルゴリズムの実装の3つが挙げられる。一方、(1)で計測したアイドル時間の長さの系列を基に、(a)アイドル時間の長さを予測し、予測アルゴリズムをそのアイドル時間長に応じて変更させるための手法を提案し、予備評価を行った。(3)予測アルゴリズムの実装2で挙げた各予測アルゴリズムを、WSクラスタおよびSun Enterprise3500上のMPIライブラリに対して実装し、その予測成功率や速度向上率などの初期評価を行った。さらに、このMPIライブラリに対して(b)「動的予測アルゴリズム切り替え手法」を導入した。これは、プログラム実行時に予測成功率を求め、この予測成功率の経過を基に上記の予測アルゴリズムを動的に変更することによって、適切な予測アルゴリズムを選択し、予測成功率の向上および予測オーバヘッドの低減を図る手法である。今年度は受信メッセージ予測に関する前年度の成果を更に発展させるとともに、提案各手法をMPIライブラリに実装し、NAS Parallel Benchmarks(NPB)を用いることでより実応用に近い形で詳細な評価を行った。その結果、以下のような成果を得た。

(1)既提案のメッセージ予測手法をMPIライブラリに適用した場合の詳細な評価既提案のメッセージ予測手法である「直前予測」および「マルコフ連鎖」の各アルゴリズムをMPIライブラリ(MPICH ver.1.1.2)に実装し、WSクラスタおよびSun Enterprise 3500(8CPU)で実行することにより評価を行った。これにより通信コストの差による効果の違いを明らかにした。(2)メッセージ予測手法の選択・切り替え手法の検討受信メッセージの予測と同時に予測の効果を計測する機構を組み入れた「動的予測アルゴリズム切り替え手法」をMPIライブラリに実装し、上記NPBプログラムを用いて初期的評価を行った。また、プログラムを仮実行することでその挙動(プロファイリング)情報を収集し、より適切な予測アルゴリズムの選択を可能にすることを狙った「プロファイリング手法」を提案し、予備的な評価を行った。(3)新しい発想に基づくメッセージ予測手法の検討並列処理ノード間で送受されるメッセージデータの値を予測する「線形予測アルゴリズム」の基本アイディアを発展させた。まず上記NPB各プログラムに適用した場合の予測成功率および結果への影響について基礎評価を行い、問題の性質に対する適用可能性明らかにした。さらに同手法をMPIライブラリに実装し、WSクラスタ環境でNPBプログラムを用いての評価を行った。予測成功率や高速化率を明らかにするとともに、予測の許容誤差の大きさと高速化率に関し新たな知見が得られた。
本州南方海域における熱輸送に関する研究

この研究の目的は表層混合層の貯熱量の維持機構を水温と流速の時系列測定と密度場の観測によって調べること及び熱輸送量とその変化の特徴を過去の資料を用いて求めることである。時系列測定のための表面ブイ係留のテストを鹿児島湾の重富沖水深135mの所で成層期に約2ケ月間行った。テスト期間中台風8911号が通過したため、強風による混合層の発達過程を追うことができた。約半日の間に混合層の厚さは5mから20mに増し、混合層内の水温は4°C下降し、20m深と40m深の水温は6°C近く上昇した。南方定点(29°N,135°E)で8日間の観測を行うことを予定していたが、台風8931号が接近したため、約20時間の時系列しか得られなかった。表層混合層内の水温は測定期間中わずかな逆転を維持しながら単純なわずかづつの減少を続けていた。季節水温躍層と主水温躍層内では水温と流速は復雑な変動をしていた。各々の躍層内における水温変動の深度方向の相関は高いが、躍層内の相関は低かった。又、流速変動の深度方向の相関は低かった。測定期間が短いため不明瞭であったが内部潮汐の卓越が見られた。この内部潮汐によって躍層付近の深度の水温の水平分布が著しく歪み、水平移流の評価に影響することが分かった。なお、混合層底部における鉛直流はベ-タ-スパイラル法によると上向き1.9×10^<-3>cm/sであった。資料解析からは次のことが分かった。表層の貯熱量は黒潮流域のほとんどの所で810年の周期が目立ち、1961年から1985年にかけてわずかづつ増加していた。南西諸島周辺海域では表面水温の季節変化は黒潮の運ぶ熱の効果が強く影響していて、下流に向かうに従い位相が遅れていた。この海域では1963年の冬に熱収支の異常が起こり、1980年以後には熱収支の異常が頻繁に起きていた。本年度は、係留系の設計とそのテスト、海象と気象に関する資料の収集とその解析、本観測の実施計画などをおこなった。表面ブイは航路標識用のものを改良して用いることにした。それに40マイル以上離れた所からブイの位置を知ることが出来る送受信器を取り付けて回収の際に発見し易くした。上層の測流には記録が安定して得られるので定評のあるアンデラ流速計を用いることにしていたが、ブイの揺れに伴う上下動の影響が記録に入るので、その影響がほとんどない電磁流速計に変更した。電磁流速計の外洋における長期間にわたる測流実績は昨年10月に北大理学部と東大海洋研とによって作られた。係留系のテストの結果、水温計と係留ロープに直接結び付ける方法はロープの延縮と動揺により長期間係留では水温計が脱落する恐れがあることが分った。現在水温計取り付けのための特別な金具を試作中である。本観測実施計画を立案するためと測定結果の解釈に役立てるため、過去25年間の海象と気象の資料を収集し、それを解析して次の結果を得た。1.海面から海が失う熱量の極大値は黒潮に沿って分布している。2.表面水温の季節変化の位相は黒潮の下流に向って遅れている。このことは東シナ海で特に顕著である。3.黒潮流域では海面を通しての熱収支が正になる前に表面水温が上昇する。4.東シナ海では海は北西側すなわち陸棚奥へ熱を運んでいない。結果1.2.3.は来年度実施する予定の海洋上層での水温と流速の時間連続測定から熱輸送の機構を検討するのに役立つ。結果4.については1988年度WCRPシンポジウムで報告した。結果2.3.については1989年日本海洋学会春季大会で報告する。なお、本研究の目的からはそれるが、以上の解析結果から東シナ海陸棚上の水塊の形成には海面を通しての熱収支が重要な役割を果していることが分った。

測定期間が短いため不明瞭であったが内部潮汐の卓越が見られた。この内部潮汐によって躍層付近の深度の水温の水平分布が著しく歪み、水平移流の評価に影響することが分かった。なお、混合層底部における鉛直流はベ-タ-スパイラル法によると上向き1.9×10^<-3>cm/sであった。資料解析からは次のことが分かった。表層の貯熱量は黒潮流域のほとんどの所で810年の周期が目立ち、1961年から1985年にかけてわずかづつ増加していた。南西諸島周辺海域では表面水温の季節変化は黒潮の運ぶ熱の効果が強く影響していて、下流に向かうに従い位相が遅れていた。この海域では1963年の冬に熱収支の異常が起こり、1980年以後には熱収支の異常が頻繁に起きていた。この研究の目的は表層混合層の貯熱量の維持機構を水温と流速の時系列測定と密度場の観測によって調べること及び熱輸送量とその変化の特徴を過去の資料を用いて求めることである。時系列測定のための表面ブイ係留のテストを鹿児島湾の重富沖水深135mの所で成層期に約2ケ月間行った。テスト期間中台風8911号が通過したため、強風による混合層の発達過程を追うことができた。約半日の間に混合層の厚さは5mから20mに増し、混合層内の水温は4°C下降し、20m深と40m深の水温は6°C近く上昇した。南方定点(29°N,135°E)で8日間の観測を行うことを予定していたが、台風8931号が接近したため、約20時間の時系列しか得られなかった。表層混合層内の水温は測定期間中わずかな逆転を維持しながら単純なわずかづつの減少を続けていた。季節水温躍層と主水温躍層内では水温と流速は複雑な変動をしていた。各々の躍層内における水温変動の深度方向の相関は高いが、躍層内の相関は低かった。又、流速変動の深度方向の相関は低かった。
血管内皮細胞の接着分子(E-セレクチン)発現に対する全身麻酔薬の影響

1.研究目的血管内皮上の接着分子(E-セレクチン)は好中球・単球との接着の第一段階であるローリングに関与するとされる。本研究の目的は、E-セレクチン発現に対する麻酔薬の影響を明らかにすることである。2.研究方法・研究成果(1)培養ヒト臍帯静脈血管内皮細胞を用い、蛍光標識された白血球によるadhesion asasayに適用した。多核白血球の血管内皮への接着は、IL-1により著明に増加した。また、この接着は抗E-セレクチン抗体よりも抗CD18抗体でよく阻害されたことから、この実験系ではIL-1刺激により接着因子としてセレクチンよりもICAM-1が多く関与していた。また臨床使用濃度の各種静脈麻酔薬(チオペンタール、ケタミン、プロポフォール、ミダゾラム)のpre-incubationではコントロールに対して有意な変化はなかった。少なくても静置条件下でのIL-1刺激による多核白血球の接着に対して静脈麻酔薬は機能的には影響がない。しかし、フローのある(ずり応力がかかる)状況での検討が更に必要である。(2)実際の臨床での影響を調べるため、低侵襲冠動脈バイパス手術(MIDCAB)に着目した。血漿E-セレクチン濃度の周術期の経時的変化について、撓骨動脈より採血し、ELISA法により測定し検討した。また、他の炎症性サイトカインマーカーとの関係をみる目的で、血漿IL-6濃度についても同様に測定した。血漿E-セレクチン濃度は、全症例の採血ポイントで測定可能であり、最大値は術後第1病日であった。しかし、その経時的な変化については有意差を認めなかった。一方血漿IL-6濃度は手術終了時、術後第1病日に有意に上昇した。血漿IL-6濃度の有意な上昇にかかわらず、E-セレクチン濃度は有意な上昇はなく、低侵襲性が維持されていた。その機序については麻酔薬の果たす役割を含め更に検討が必要である。1.研究目的本研究は、TNFもしくはIL-1刺激したヒト培養血管内皮細胞を用い、これに種々の静脈麻酔薬および吸入麻酔薬を負荷することにより、接着分子(E-セレクチン)発現に対する影響を機能的レベル、蛋白レベル及びmRNAレベルで明らかにすることを目的とする。2.研究方法・研究成果本年度は白血球の血管内皮への接着に対する麻酔薬の影響について、まず機能的側面から解析した。ヒト臍帯静脈内皮細胞を96穴プレートに5%CO_2,95%CO_2,air,37°Cで培養し、コンフレエントとなったものを用いた。静脈麻酔薬を含む培地で1時間pre-incubation後、更にIL-1(10U/ml)にて4時間刺激し、蛍光標識された白血球によるadhesion asasayに適用した。また、この接着は抗E-セレクチン抗体よりも抗CD18抗体でよく阻害されたことから、この実験系ではIL-1刺激により接着因子としてセレクチンよりもICAM-1が多く関与していると推察された。少なくても静置条件下でのIL-1刺激による多核白血球の接着に対して静脈麻酔薬は機能的には影響がないこと示唆された。3.今後の展開IL-1もしくはTNF刺激と麻酔薬の負荷によるE-セレクチン発現の解析について、蛋白レベル及びmRNAレベルで解析する。蛋白レベルでは抗体を用いたcell-ELISA法により、mRNAレベルについてはノーザンブロッティングにより解析する。また、血管内皮と白血球の細胞接着については流れのある条件下でも機能的解析をすすめる。

しかし、その経時的な変化については有意差を認めなかった。一方血漿IL-6濃度は手術終了時、術後第1病日に有意に上昇した。血漿IL-6濃度の有意な上昇にかかわらず、E-セレクチン濃度は有意な上昇はなく、低侵襲性が維持されていた。その機序については麻酔薬の果たす役割を含め更に検討が必要である。
固体表面場-分子相互作用への磁場効果

吸着量の関数として吸着水の磁場応答性を調べたところ、一般に、第一層の水は磁場に応答せず、多分子層吸着水のみが層数にほぼ比例して応答した。しかし、疎水性表面上で弱く吸着した第一層の水は明らかに磁場応答する。また、スリット上細孔中の水はその細孔径に依存して磁場応答性を変えた。磁気吸着の磁場強度依存性は固体の種類によって3パターンに分類できた:実験した磁場強度範囲(<1T)で磁気吸着する(1)、磁気脱着する(2)、低磁場で脱着し、ある閾値以上で吸着に転ずる(3)。常磁性NOの磁気吸着の磁場強度依存性はパターン1および2に包含される。パターン3の逆(吸着-脱着転移)を示す系の有無に興味がある。ベンゼンーカーボンブラック系を手始めに有機物-固体系の磁気吸着は、ベンゼンやアルコールでパターン1を示した。また、77KでのO_2およびN_2の磁気吸着を調べるための装置を制作して同様に調べたところ、やはりパターン1を示した。磁気吸着のメカニズムの検討のために、磁気吸着現象を分子吸着に伴う磁化の変化によって説明しうるかを検討した。吸着水の磁化率を磁場強度の関数として測定したところ、磁化率の磁場強度依存性は磁気吸着量のそれと傾向が一致し、吸着水の磁化が磁気吸着に密接に関係していることがわかった。これらの磁化率の値を用いて熱力学式から実測値を再現するには、吸着相のなかにバルク相とは異なる磁気状態を仮定しなければならないことがわかってきた。吸着分子は吸着分子間および固体との相互作用を通じて磁気的性質を変え、磁場に応答するようにみえる。
核四重極共鳴を用いた爆発物遠隔探知のための感度向上技術の開発

本研究においては、核四重極共鳴(NQR)を用いた爆発物遠隔探知の性能向上を目的として、NQR信号受信感度向上およびNQR信号強度の増強を目的とした。NQR信号受信方法の感度向上としては、微弱磁場計測方法として近年注目されている原子磁力計およびインダクション磁気センサをNQRに適用することを試み、それぞれを適用する場合の課題を抽出した。NQR信号強度の増強としては、対象物質内に含まれる水素原子核に磁場をかけて生成させたプロトン分極を、交差緩和を利用してNQR核へ移動させることによるNQR信号強度の増強を試みた。はじめに対象物質中のプロトンを分極させた後にNQR信号を測定することで、効率的な検知が可能であることが示された。核四重極共鳴(NQR)は物質に固有の共鳴周波数を測定する方法であるため物質の特定が可能であり、X線検査装置のみを用いる場合よりも正確な爆薬検知を実現する技術として期待されているが、NQR信号は元来微弱なものであり、現在の計測方法では特に低周波数側に共鳴を持つ物質の検知が難しく、多くの爆薬に対応するには感度の向上が望まれる。本年度前半は、NQR装置計測制御プログラムの信号処理部分のアルゴリズム変更を行い、NQR測定装置の高速化を実現した。現在も、他ボード採用または計測プログラム変更による高速化を継続中である。また、原子磁力計の基礎実験として、カリウムセルを用いた原子偏極実験を行い、カリウム原子気体のレーザー励起による発光を確認した。さらに、偏光度測定体系として、偏光ビームスプリッターとフォトディテクターを用いた偏光度測定体系を製作し、フォトディテクター計測・解析の基本プログラムを作成し、計測した光出力を平均値として表示し時間変化を継続的に測定可能とした。今後は差分解析処理等を追加していく予定である。核四重極共鳴(NQR)は物質に固有の共鳴周波数を測定する方法であるため物質の特定が可能であり、X線検査装置のみを用いる場合よりも正確な爆薬検知を実現する技術として期待されている。しかしながら、NQR信号は元来微弱なものであり、現在の計測方法では特に低周波数側に共鳴を持つ物質の検知が難しく、多くの爆薬に対応するには感度の向上および信号強度の増強が望まれる。本年度前半は、NQR信号の増強について検討し、二重共鳴の一種である試料中の別の原子核のゼーマン分裂の緩和を利用した交差緩和によるNQR信号増強が可能であるかを実験により確認した。対象試料磁化後のNQR信号強度における時間変化を観測し、その特性を利用することNQR信号の増強が可能であることを示した。
顎運動異常に関わる高次脳の抑制機構をｉｎ‐ｖｉｖｏ単一運動ニューロンで解明する

大脳皮質の中の無顆粒皮質外側部ばかりでなく、一次体性感覚野や前頭前皮質外側部(島皮質)の電気刺激でも、刺激部位特異性を持った顎運動が誘発されたが、無顆粒皮質内側部の電気刺激では誘発されなかった。神経トレーサー実験によって、これらの皮質部位から、興奮性または抑制性の三叉神経運動前ニューロン(運動前ニューロンは孤束核にも認められた。)が存在する三叉神経感覚核や運動核周囲の網様体への直接投射が認められた。これらの大脳皮質から三叉神経運動ニューロンへの間接投射によって、各大脳皮質が部位特異性を持った顎運動の発現に関わっており、この複数の間接投射が上手く働かないことで顎運動異常が生ずると考えられる。平成24年度は、23年度の実験1(大脳皮質の電気刺激にて顎運動を誘発する部位の同定と運動様態を記録)と実験2(開口筋運動ニューロンを抑制する大脳皮質部位の存在の解明と抑制性神経伝達物質の同定)を受けて行った。23年度末の報告書に書いた様に、実験1と2の遂行は容易ではない。その理由として、抑制性の回路の機構が当初の予想よりも複雑精緻である事が考えられる。そこで24年度は、実験1、2をより広範な大脳皮質に行った。その結果(1)大脳皮質二次体性感覚野(S2)から、抑制性の運動前ニューロンが存在する三叉神経運動核周囲の網様体、小細胞性外側網様体、三叉神経感覚核への投射が有ること、(2)その投射が、23年度に明らかになった大脳皮質一次体性感覚野(S1)からの投射と比較し、多くの共通点と相違が有る事が明らかになった。この結果はHaque et al. (2012)として公表した。さらに(3)島皮質から抑制性の投射が有り、(4)その投射が、S1とS2からの投射と比較し、多くの共通点と相違が有る事が明らかになった。特に(5)島皮質からの投射が口腔顔面痛が顎運動に及す影響を抑制する事が示された。この結果はSato et al. (2013)として公表した。また(6)大脳皮質運動野の刺激では単純開閉口運動が誘発され、(7)S1の刺激では自然咀嚼様の顎運動が誘発された。これはIsogai et al. (2013)として公表した。さらに実験3(実験1の回路に介在する抑制性開口筋運動前ニューロンを下位脳幹で同定する。その神経伝達物質を同定する)を開始した。運動前ニューロンの一つである三叉神経中脳路核ニューロンの入力機構の解明を試み、(8)抑制性の伝達物質であるGABAとグリシンを持つニューロンの入力が明らかになった。この結果は、Paik et al. (2012)として公表した。23年度、24年度に引き続いて行った。実験1では、大脳皮質の電気刺激によって顎運動を誘発する皮質部位が同定され、また、誘発される顎運動の様態が明らかになった。具体的には、前頭前皮質の外側部(島皮質に相当)電気刺激で、確かに顎運動が誘発された。しかし、誘発部位の正確な同定は現在行っている所で最終結果は得られていない。また、その刺激によって誘発される顎運動の詳細な様態も、継続して検討中である。実験2では、顎運動に関わる大脳皮質部位からの下行投射(抑制性回路を含む)の様態が明らかになった。具体的には、前頭前皮質の内側部からの投射を調べた所、背側脚皮質からのみ、三叉神経尾側亜核への投射が認められたが、三叉神経吻側亜核と主感覚核への投射は認められなかった。この投射様態は、23年度に行った実験1でAgmの刺激で顎運動が誘発できなかったことに関連すると考えられる。この成果はAkhter etal. 2014として発表した。実験3では、顎運動に関わる抑制性の運動前ニューロンの新たな存在部位が明らかになった。具体的には、島皮質が直接投射する事が既に知られている孤束核に、開口筋運動前ニューロンと閉口筋運動前ニューロンの両方が存在し、これらの運動前ニューロンが運動ニューロンに対して抑制性に働いている可能性が示唆された。この成果はOka et al. 2013として発表した。平成23年度は、実験(1)と実験(2)の遂行を企画した。実験(1)は「大脳皮質の電気刺激で顎運動を誘発する部位の同定と運動様態を記録する」

実験で、皮質の同定のため高頻度短刺激と低頻度長刺激を行った。無顆粒性島皮質内側部(Agm)のいずれの刺激でも筋活動と顎位変化のいずれも誘発されず、Agmは顎運動の少なくとも駆動への関与は低いことが示された。無顆粒性島皮質外側部(Agl)の吻外側部の高頻度短刺激では、反対側の顎二腹筋前腹から筋活動が認められた。低頻度長刺激では刺激点の38%で開口し、その18%では顎のリズミカルな運動も認められた。一次体性感覚野(S1)の吻外側部の吻高頻度短刺激では、Aglの刺激と同様に反対側の顎二腹筋前腹から筋活動が認められた。低頻度長刺激では、Agl刺激時と同様に開口が誘発され、AglばかりでなくS1も顎運動の駆動と制御に関与することが示された。S1の刺激点の57%でAgl刺激時に類似したリズミカルな顎運動がみられ、リズムを持った顎運動の発現とその制御には、AglよりもS1がより強く関与することが示された。以上の結果は、実験(1)に関しては、研究申請時に予想された以上の研究成果が順調に得られたことを示している。実験(2)は「開口筋運動ニューロンを抑制する大脳皮質部位の存在を明らかにする。同時に、抑制性神経伝達物質を同定する」ことであり、単一運動ニューロン内にガラス微小電極を刺入して細胞内電位を記録するという高度な技術が必要である。実験(1)に時間を要したので実験(2)はまだ数回しか試みておらず、この技術を取得するためのトレーニングをしている状態である。24年度もこれを継続する必要がある。23年度に開始した実験1と実験2が、予想以上に重要な計画であり、その遂行に時間を要しているため、本研究申請時の進捗計画に比べて確かに進捗は遅れている。24年度は、実験1と実験2の継続に加え、実験3を開始した所である。実験4(運動前ニューロンが抑制性であることを形態学的にも示す事)の着手には至っていない。しかし、実験1、2、3では、研究申請時に予想していた以上の研究成果が得られており、これまでの研究自体が非常に重要であることが再認識させられた。よって、研究全体の最終的な成果を考え、敢えて実験4を開始せずに、実験1、2、3をこのまま継続すべきと判断している所である。本研究の申請時にはモルモットを使う予定であったが、検討の結果、他の分野でもより頻繁に用いられているラットで申請内容の研究が出来るのであれば、得られる結果はより価値が高くなると判断し、実験(1)ではラットを使った。大脳皮質のうちの無顆粒性島皮質内側部(Agm)、無顆粒性島皮質外側部(Agl)、一次体性感覚野(S1)を電気刺激し、顎運動が誘発出来るか否か、出来るのであればそれぞれのどの部位の刺激が顎運動を誘発するのか、誘発される顎運動はどのような様態か、またその様態が刺激部位で異なるのか否か、異なるならばどのような差異があるのか、などの研究申請時に予定した内容が、充分に明らかに出来ている。これらの結果は、ラットを使っている多くの研究者に有益な情報となると思っている。しかし、予想以上に実験(1)に時間を要したので、実験(2)の開始が遅れてしまっている。また、実験(2)に必要な技術の取得をしている最中で有り、申請時に予想した結果を得るには至っていない。上述したように、本研究申請時の進捗計画に比べて、確かに進捗は遅れているが、実験1、実験2、実験3が予想以上に重要な計画であり、本研究申請時に予想していた以上の研究成果が得られており、これまでの研究自体が非常に重要であることが再認識させられた。計画の最終年度にあたる25年度には、具体的には(1)実験2を更に展開し、大脳皮質の前頭前野内側部から運動前ニューロンの存在する橋延髄への投射の様態を明らかにする、
塩生植物アイスプラントの塩ストレスに伴う光合成変換機構の解明

平成17度は平成16年度に見出した光合成変換に対する活極酸素の影響及びCAM化関連遺伝子の転写制御について検討した.得られた成果は以下のとおりである.1)CAM化に及ぼす活性酸素の影響.ストレス環境下で発生するとされる活性酸素がアイスプラントのCAM化に及ぼす影響を明らかにするために,塩ストレス処理前後の個体について,活性酸素種の含量,CAM化関連遺伝子,及び活性酸素消去関連遺伝子の発現量等を測定した.また塩処理とあわせて過酸化水素消去剤のPyrrolidine Dithiocarbamate,スーパーオキシドジスムターゼ活性阻害剤のDietthyldithiocarbonate,及びグルタチオン合成阻害剤のL-buthionine-S, R-sulfoximineを葉身に施してCAM化程度の変動を調べた.その結果,括性酸素によつてCAM関連遺伝子の発現が誘導されること,また過酸化水素とグルタチオンの含量に閾値が存在し,葉身内における両者の総量が一定量を超えたときにCAM関連遺伝子が誘導されるこどを明らかにした.2)CAMの誘導に関わる転写調節領域の解析.CAMの発現調節機構を転写レベルで解析するために,CAMの日変化を制御するPEPCキナーゼ遺伝子(Ppck)の転写調節領域をTAIL-PCR法によりクローニングし,転写開始点上流約2300塩基対を単離することができた.構造解析の結果,単離したPpckの転写開始点上流にはアブシジン酸,エチレン及びNaClに対する応答反応,及び概日リズムに関与するシス因子が含まれていることが明らかになった.さらにレポーター遺伝子の一過性発現解析によって,この領域がPpckの転写を制御するプロモーター活性をもつこと,及びその活性の大小がCAMの日変化パターンど一致することを示した.以上のように今年度は当初の計画どおり研究を進展きせることができた.平成15年度の研究実績は以下の通りである.1)CAM型欠損突然変異体の単離と生理学的特性の調査種子に中性子線を照射した個体を,葉身の酸性度を指標にスクリーニングし,CAMにならないCAM型欠損突然変異体を単離した.3世代自殖させた変異株について葉身細胞液中のpH,滴定酸度の日変化を測定し,変異株においてはCAMが誘導されていないことを確認した.クエン酸およびリンゴ酸の含量を測定し,リンゴ酸が葉身の酸性度を左右する主要因であること,変異株はリンゴ酸合成経路が欠失していることを明らかにした.2)遺伝子発現様式の調査-マイクロアレイ法による網羅的解析-マイクロアレイ法を用いて約1600個の遺伝子の発現量を網羅的に調べ,変異株では塩ストレスによって17個の遺伝子の発現量が増加すること,その中にはタウマチン様タンパク質や抗病原体タンパク質のような防御機構や、オーキシン結合タンパク質のような植物ホルモンに関するもの、および細胞骨格のアクチン遺伝子等が含まれていることを明らかにした。また65個の遺伝子の発現が抑制されること,それらはCAMの鍵酵素であるホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ遺伝子や,プロテアーゼ、及びピニトール合成に関わる遺伝子であることを明らかにした。3)形質転換技術の確立アイスプラントの形質転換法を確立するために、培養細胞にアグロバクテリウムを感染させる方法によって胚軸由来カルスに遺伝子を導入することに成功した.またアグロバクテリウム溶液に花器を浸漬する花器浸潤法の確立を試み,最適な処理条件を決定して100を超える個体に浸潤処理を行うことができた.以上のように,今年度は当初の計画どおり研究を進展させることができた.平成16年度の研究実績は以下のとおりである.1)形質転換技術の確立アグロバクテリムを介する方法を適用した.まず花器浸潤法,及び培養細胞を用いる方法を試みたがいずれも形質転換体が得られなかった.そこで子葉節にアグロバクテリウムを感染させる方法を試みることにし,まず再分化法を確立した.4種類のサイトカイニンを試したところ,チジアズロンが最も有効であることがわかった.これを元にアグロバクテリムの感染・除菌条件,及び再分化条件をさらに詳細に検討し,形質転換された完全個体を得ることに初めて成功した.2)塩ストレスにともなう光合成の変換に及ぼす活性酸素の影響ストレス環境下で発生するとされる活性酸素がアイスプラントのCAM化にどのような影響を及ぼしているのかを明らかにするために,塩処理にともなう過酸化水素の含量,活性酸素消去系関連酵素の活性,CAM化関連遺伝子の発現量,CAMの指標である葉内酸度,及び活性酸素消去物質(グルタチオン)の含量等を測定した.その結果,過酸化水素含量はCAM化に先んじて増加し,ついでグルタチオン含量が徐々に増加すること,またそれに付随してCAM化関連遺伝子の発現が増加することが明らかになった.また活性酸素消去系酵素の活性を測定したところ,スーパーオキシドデスムターゼ,アスコルビン酸ペルオキシダーゼ,及びグルタチオンレダクターゼの活性は増加したが,カタラーゼ活性は逆に低下することがわかった.さらに阻害剤実験によって過酸化水素とグルタチオンがCAM化に強く関与することを明らかにした.以上のように,今年度は当初の計画どおり研究を進展させることができた.平成17度は平成16年度に見出した光合成変換に対する活極酸素の影響及びCAM化関連遺伝子の転写制御について検討した.得られた成果は以下のとおりである.1)CAM化に及ぼす活性酸素の影響.

ストレス環境下で発生するとされる活性酸素がアイスプラントのCAM化に及ぼす影響を明らかにするために,塩ストレス処理前後の個体について,活性酸素種の含量,CAM化関連遺伝子,及び活性酸素消去関連遺伝子の発現量等を測定した.また塩処理とあわせて過酸化水素消去剤のPyrrolidine Dithiocarbamate,スーパーオキシドジスムターゼ活性阻害剤のDietthyldithiocarbonate,及びグルタチオン合成阻害剤のL-buthionine-S, R-sulfoximineを葉身に施してCAM化程度の変動を調べた.その結果,括性酸素によつてCAM関連遺伝子の発現が誘導されること,また過酸化水素とグルタチオンの含量に閾値が存在し,葉身内における両者の総量が一定量を超えたときにCAM関連遺伝子が誘導されるこどを明らかにした.2)CAMの誘導に関わる転写調節領域の解析.CAMの発現調節機構を転写レベルで解析するために,CAMの日変化を制御するPEPCキナーゼ遺伝子(Ppck)の転写調節領域をTAIL-PCR法によりクローニングし,転写開始点上流約2300塩基対を単離することができた.構造解析の結果,単離したPpckの転写開始点上流にはアブシジン酸,エチレン及びNaClに対する応答反応,及び概日リズムに関与するシス因子が含まれていることが明らかになった.さらにレポーター遺伝子の一過性発現解析によって,この領域がPpckの転写を制御するプロモーター活性をもつこと,及びその活性の大小がCAMの日変化パターンど一致することを示した.以上のように今年度は当初の計画どおり研究を進展きせることができた.
アルツハイマー病における書字障害の発現機構と神経基盤の解明

軽度認知機能障害(以下MCIとする)25名、軽症アルツハイマー病(以下ADとする)38名、健常者22名を対象とし、漢字・仮名単語の書取、漢字の写字、文章書字課題を行い、対象群間の比較を行った。その結果、仮名単語書取と写字において対象群間に有意差はなかったが、漢字単語書取において軽症ADが有意にMCI、健常者よりも書き誤りが多くみられた。文章書字に関しては、軽症AD、MCIが健常者よりも有意に成績が低下していた。課題によって対象群間の違いが明らかとなり、漢字単語の書取にみられる書字障害はADになってはじめて明瞭となり、文章の書字はMCIにおいても障害がみられる可能性があることが示唆された。本研究では、アルツハイマー病(以下AD)の失書症状の特徴を把握するために、書字と他の言語機能との関連、さらに記憶や構成といった認知障害間の関連性を見出し、どのような認知機能障害に伴って書字の障害が出現するのかを検討することを目的として研究を行ってきた。ADの書字障害の特徴から、脳損傷患者で得られてきている失書症状との異同から失書の発現機序について検討し、欧米語圏で得られている知見とともに日本語に特有な失書の特徴についても検討することで書字のメカニズムを心理学的に解明し、脳機能画像検査データとの相関も用いることにより神経基盤との関連についても考察を行った。老年・初老期発症AD、AD以外の認知症群に関して、横断的に被験者に書字課題の評価、その他の認知課題を行なった。縦断的変化についての検討を行ない、視覚、構成、記憶、注意といったいくつかの認知機能的側面と失書症状の関わりについて考察をしており、症例群としての特徴を調べている。症例検討として、非典型的な老年発症・初老期発症AD例の2症例に関して失書症状を検討する検査を施行した。これらの症例は漢字が思い出せず、字形想起困難が強い症例と漢字の形態はかなり想起可能ではあるものの構成障害が強い症例である。これら2例には他の症例とは異なり、軽症であるにもかかわらず形態的な錯書が多くみられた。この錯書と漢字の形態的処理障害、記憶障害、構成障害、書字運動覚の障害などとの関連から症例間の違い、他の症例との違いについて検討をおこなった。どのような認知機能障害が書字に影響をもたらしているのかについて考察を進め、書字障害の特徴、経時的な変化についてもまとめる。研究の遂行に当たっては十分に配慮するとともに被験者の同意書を徴し、プライバシーを厳重に保護して研究を行なった。本研究では、アルツハイマー病(以下AD)の失書症状にみられる質的特徴を把握するために、書字と他の言語機能との関連、さらに記憶や構成といった認知障害間の関連性を見出し、どのような認知機能障害に伴って書字の障害が出現するのかを検討した。さらに、ADの書字障害の特徴から、脳損傷患者で得られてきている失書症状との異同について考察し、失書の発現機序について検討した。欧米語圏で得られている知見とともに日本語に特有な失書の特徴についても検討することで書字のメカニズムを心理学的に解明し、脳機能画像検査データとの相関も用いることにより神経基盤との関連についても考察する。縦断的変化についての検討を行ない、視覚、構成、記憶、注意といったいくつかの認知機能的側面と失書症状の関わりについて考察し、症例群としての特徴について検討している。今後、縦断的変化についての検討を行ない、視覚、構成、記憶、注意といったいくつかの認知機能的側面と失書症状の関わりについて考察し、症例群としての特徴を調べる。

症例検討として、非典型的な老年発症・初老期発症AD例の2症例に関して失書症状を検討する検査を施行した。これらの症例は漢字が思い出せず、字形想起困難が強い症例と漢字の形態はかなり想起可能ではあるものの構成障害が強い症例である。これら2例には他の症例とは異なり、軽症であるにもかかわらず形態的な錯書が多くみられた。この錯書と漢字の形態的処理障害、記憶障害、構成障害、書字運動覚の障害などとの関連から症例間の違い、他の症例との違いについて検討をおこなった。どのような認知機能障害が書字に影響をもたらしているのかについて考察を進め、書字障害の特徴、経時的な変化についてもまとめる。研究の遂行に当たっては十分に配慮するとともに被験者の同意書を徴し、プライバシーを厳重に保護して研究を行なった。本研究では、アルツハイマー病(以下AD)の失書症状にみられる質的特徴を把握するために、書字と他の言語機能との関連、さらに記憶や構成といった認知障害間の関連性を見出し、どのような認知機能障害に伴って書字の障害が出現するのかを検討した。さらに、ADの書字障害の特徴から、脳損傷患者で得られてきている失書症状との異同について考察し、失書の発現機序について検討した。欧米語圏で得られている知見とともに日本語に特有な失書の特徴についても検討することで書字のメカニズムを心理学的に解明し、脳機能画像検査データとの相関も用いることにより神経基盤との関連についても考察する。老年・初老期発症AD、AD以外の認知症群に関して、横断的に被験者に書字課題の評価、その他の認知課題を行なった。視覚、構成、記憶、注意といったいくつかの認知機能的側面と失書症状の関わりについて考察し、症例群としての特徴を調べた。どのような認知機能障害が書字に影響をもたらしているのかについて考察を進め、書字障害の特徴、経時的な変化についてもまとめている。新たに進行性失語症の特徴を呈するAD例に、その言語・意味障害の特徴と書字障害とのかかわりについて検討を行っている。欧米語圏で得られている知見とともに日本語に特有な失書の特徴についても検討することで書字のメカニズムを心理学的に解明し、脳機能画像検査データとの相関も用いることにより神経基盤との関連についても考察を行った。
成長ホルモンの拍動性分泌におけるアンドロゲンの意義

ラットでは成長ホルモン(GH)の分泌パターンに顕著な性差がある。卵巣摘除した(OVX)ラットにジヒドロステロン(DHT)を2週間投与するとGHの分泌パターンが雄化する。アンドロゲンがsomatotropic axisと相互作用する部位は視床下部だと考えられる。しかし、その作用機序の詳細は不明である。この現象を理解するために次のような検討を行った。(1)OVXラットに無麻酔下で0.01-1mgのDHTを皮下投与したところ、GH分泌パターンは6から12時間後には雄型に変化した。しかし、このような変化は正常な雌ラットでは認められなかった。(2)視床下部基底部前側方離断術(ALC)をおこないソマトスタチンの影響を取り除いたOVXラットにDHTを投与しても拍動性のGHの分泌あるいはGH濃度の変化は起きなかった。(3)ラットの視床下部に微量のDHTを局所投与して、GH分泌パターンが雄化するDHTの作用部位を調べた。DHTを視索前野内側領域に投与したときにGH分泌パターンは雄化した。(4)視索前野内側領域にDHTが作用することを確認するために、DHTの静脈内投与に反応してc-fos遺伝子発現が誘導されるかin situ hybridizationで観察した。GH投与2時間後に視索前野内側領域にc-fos mRNAの発現が観察された。これらの結果は、アンドロゲンは視索前野内側領域に作用してGHの分泌パターンの雄化をもたらすこと、エストロゲンがDHTの雄化に対する効果を阻害することを示唆する。成長ホルモン(GH)の中枢性分泌調節機構として重要なのは、分泌リズム形成機構とGH自身による視床下部へのフィールドバック調節機構である。ラットではGH分泌パターンに著明な雌雄差があり、これはアンドロゲンによるソマトスタチンの分泌修飾作用によって生じると考えられる。本年度研究の目的は、NPYを介するGHのオートフィードバック機構の検討、およびGH拍動性分泌に関与する脳内アンドロゲン作用部位を明らかにすることにある。1.新生児期にグルタミン酸Naを投与したラット(MSGラット)では視床下部弓状核細胞が破壊され、GH分泌が著減し、NPY細胞もほとんどなくなる。GHのオートフィードバックにおけるNPY細胞の意義を検討する目的で、MSGラットにヒトGHを投与して、c-fosの遺伝子発現をin situハイブリダイゼイションで観察した。MSGラットではNPYの減少に比例してc-fos遺伝子発現誘導も減少していた。GHのオートフィードバック作用におけるNPY細胞の重要性が示唆された。2.卵巣摘出雌ラットにジヒドロテストステロン(DHT)を静脈内投与すると6時間以内にGH分泌パターンは雄化した。卵巣摘出ラットにDHTを静脈内投与し、経時的にラットの脳内に誘導されるc-fos遺伝子発現をin situハイブリダイゼイションで観察した。アンドロゲン受容体の存在部位にほぼ一致してc-fos遺伝子発現が誘導された。これらの部位にDHTを微量局所投与してGHの分泌動態に与える効果を観察した。卵巣摘出雌ラットの視索前野に投与した時にはGH分泌パターンは雄型に変わったがその他の部位-BST、視床下部室周囲核、腹内側核-に投与した時には変化を認めなかった。アンドロゲンは視索前野に作用して雄型のGH分泌パターンをつくり出すことが示唆された。

しかし、このような変化は正常な雌ラットでは認められなかった。(2)視床下部基底部前側方離断術(ALC)をおこないソマトスタチンの影響を取り除いたOVXラットにDHTを投与しても拍動性のGHの分泌あるいはGH濃度の変化は起きなかった。(3)ラットの視床下部に微量のDHTを局所投与して、GH分泌パターンが雄化するDHTの作用部位を調べた。DHTを視索前野内側領域に投与したときにGH分泌パターンは雄化した。(4)視索前野内側領域にDHTが作用することを確認するために、DHTの静脈内投与に反応してc-fos遺伝子発現が誘導されるかin situ hybridizationで観察した。GH投与2時間後に視索前野内側領域にc-fos mRNAの発現が観察された。これらの結果は、アンドロゲンは視索前野内側領域に作用してGHの分泌パターンの雄化をもたらすこと、エストロゲンがDHTの雄化に対する効果を阻害することを示唆する。
X染色体のメチル化を利用したPCR法による性別判定

ヒトの性別判定は、法医学の領域において個人識別を行う場合に非常に重要である。DNA分析の盛んになった現在でも、Y染色体DNAプローブを利用した男性判定しかなかったと言ってよい。女性特異的プローブのなかったこれまでは、女性であるかどうかを積極的に判断するのは極めて難しく、ここが大きな問題点となっていた。そこで本研究では、X染色体のメチル化に性差があることに注目して、女性判定用のDNAプローブを開発することを目的とした。女性は、2本のX染色体を有しているが、そのうちの1本は不活性化されており、もう一方の男女共通にみられる活性X染色体とはメチル化の程度が異なっている。本研究ではこの女性だけが持っている不活性X染色体に由来する女性に特異的なDNAバンドをPCR法(DNA増幅法)により検出する方法に成功し、法医試料や臨床面での応用を検討した。まとめ(1)この女性判定法は、約50pgのDNA量で分析でき、女性判定(DXZ4領域)と男性判定(SRY領域)を併せて行うので信頼性が高い。(2)比較的高分子DNAの保存された試料についてはフレッシュな血液から得られたDNAと同じ操作で、正しく性別が判定された。(3)分解の進んだDNAについてはそこに少量含まれていた高分子DNAを低融点ゲルで回収することにより性別が判定可能であった。(4)この方法をいくつかの染色体異常の例、たとえば男性と同じようにX染色体を1本しか有していないターナー症候群(45,X)の女性など、に応用したところ、それぞれで判定が可能であった。今後は、性染色体異常のDNA診断法としても期待できる。ヒトの性別判定は、法医学の領域において個人を識別する上で非常に重要である。DNA分析の盛んになった現在でも、Y染色体をターゲットとするDNAプローブを利用した男性判定しかないと言ってよい。女性特異的プローブのなかったこれまでは、女性であるかどうかを判断するのは極めてむずかしく、ここが大きな問題点となっている。我々は、X染色体のDNAメチル化に性差があることに注目し、積極的に女性を判定する方法を開発するために研究をおこなった。女性は2本のX染色体を有しているが、そのうち1本は不活化X染色体と呼ばれ、もう一方の男女共通にみられる活性X染色体とは異なっている。X染色体長腕に存在するDXZ4領域(3kbを基本単位とする50100の繰り返し構造)において、メチル化されているCpGが活性X染色体で多く、女性だけが有する不活化X染色体では非常に少ない。そこでメチル化感受性の酵素(HpaII)で、約200ngのゲノムDNAを消化し、Nusieveゲル上で3つに分画した後、PCR分析を行うと、女性では短いDNA分画に不活化X染色体由来のPCRターゲットのバンドが検出され、女性の判定が可能であった。同時にY染色体に特異的なSRYの有無を検出し、併せて性別を判定した。この女性判定法は繰り返し配列を利用するため感度が高く、約50pgのDNA量で分析可能であった。また、本判定では女性判定と男性判定を併せておこなうので信頼性が高い。今年度は、この判定法の法医試料への応用と臨床面での応用を試みた。まず、分解されたヒトDNAに応用可能であるかどうかを検討するために、解剖時に採取した組織などの試料からDNAを抽出し性別判定を行った。その結果、比較的高分子DNAの保存された試料についてはフレッシュな血液から得られたDNAと同じ操作で、正しく性別が判定された。一方、分解の進んだDNAについてはそこに少量含まれていた高分子DNAを低融点ゲルで抽出した後、本方法を行うことにより性別が判定可能であった。

また、この方法を用いて1993年に海岸で発見された右手について実際に性別が判定され、法医試料への有用性が示された。さらに、この方法は、たとえば男性と同じようにX染色体を1本しか有していないターナー症候群(45,X)の女性などの診断にも極めて有用と考えられ、いくつかの染色体異常の例に応用したところ、それぞれで判定が可能であった。今後は,性染色体異常のDNA診断法としても期待できる。