hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物の開花とストレス経路を統合制御する因子の解析とその育種的利用

塩処理から一週間後に耐塩性の評価として生存率と根長を計測した。その結果、全系統において塩濃度依存的に開花が早くなる傾向が認められ、ストレスによる早期開花経路に2つの遺伝子が関与している可能性が示された。<イネを用いた実験>日本晴晩生変異体(以下nip-late)は日長感受性を失い、野生型よりも開花が遅延する新規の表現型を示した。長日中温区と長日高温区において開花期を調査した結果、nip-lateは長日中温区では120日で開花したが、長日高温区では200日経過しても開花しない表現型を示した。これらのことから、Ehd2は先行研究で示された光周性開花経路で機能するだけでなく、温度依存的開花シグナルに関与している可能性が本研究によって示唆された。<ダイズを用いた実験>コアコレクション約80系統の解析を行った。幼若栄養生長期から成熟栄養成長期への移行は、葉の大きさの変化としてタイミングは異なるが、全ての系統において観察された。また、miRNA156とmiRNA172の発現パターンと相転移の移行が一致する系統も見られた。上記の結果から、miRNAの発現パターンと葉の変化は必ずしも一致しないが、指標の一部となる事が明らかになった。農学ストレス経路と開花経路を統合する候補遺伝子の一部について解析を行い、シロイヌナズナについては塩ストレス条件下で早期開花を促す条件を明らかにした。イネの晩生変異体の解析では、Ehd2の新しい変異アリルを単離し、このアリルが晩生ではあるが開花に至という新しいアリルであることが明らかとなった。また、ダイズにおける解析からは、幼若栄養生長期から成熟栄養生長期への移行に関わる時期と表現型を明らかにすることができた。以上のことから、当初計画していた研究は概ね遂行された。ストレス経路と開花経路を統合する候補遺伝子の一部について解析を行い、シロイヌナズナについては調査した3つの遺伝子は統合する経路には機能を果たしていないことが明らかとなった。イネの晩生変異体の解析では、表現型が調査した全ての日長条件で認められること、遺伝子発現解析ではHd3aという開花に最も重要な遺伝子の機能が異常になることで遅咲きになっていることが明らかとなった。シロイヌナズナを用いた開花経路とストレス経路の統合因子の解析では、開花に関わる因子の遺伝子とストレスに関わる遺伝子の発現パターンをデータベースで調査し、共発現する遺伝子群を同定、それらの変異体を解析することで、開花とストレスの相互関係を明らかにすることを目的に研究を推進する。イネにおける開花・ストレス経路の統合因子の検証では、既存の変異体と新たに入手した変異体の表現型を解析する。また、発現解析を合わせて分子レベルで説明する。また、相転移の分子マーカーとして近年同定されたmiR156, miR172の発現パターンを調査する。ダイズの研究では、コアコレクションを用いて幼若栄養生長期から成熟栄養生長期への移行に関わる表現型を調査し、ダイズにおいて一般的なことであるか否かを調査し、その因子の単離に向けた交配実験を行う。以上の結果から、環境変化に対して植物がどの様に表現型を変化させ、シグナル伝達を行っているかを検証し、その一般性や特異性を明らかにすることを明らかにする。シロイヌナズナを用いた開花経路とストレス経路の統合因子の解析では、高温、低温を処理し、昨年度同様の解析を行う。
腎内カルシウム輸送体と同センサー発現の成熟過程に関する発生学的解析

尿濃縮機構は鳥類と哺乳類にのみ存在する比較的新しい機能であり、それ以前の爬虫類や両生類には存在しない。その発生過程は、陸上生活に移行するためのツールとして一般的に捕らえられているにもかかわらず、陸上生活をするすべての生物が保有する機能でもなく、なぜ尿濃縮機構が必要だったのかに対して、いまだ明確な答えが出たとは言いがたい。われわれはこれまでの長年の研究により、尿濃縮の個体発生における機能変化が、とりわけ新生児期に焦点を当ててみると、単なる量的変化としての成熟ではなく、「質的転換」とも表することの出来る転換過程であることを明らかにした。その核心は、「NaCl単独貯留からNaCl尿素複合貯留システムへの転換」あるいは「鳥類型から哺乳類型への転換」とも表することが出来る。本研究課題では、新生児期に臨床的に起こりやすい低カルシウム血症に着目する中で、こうした新生児特有のカルシウム代謝のアンバランスが、実は尿濃縮時に起こるカルシウム輸送機序の尿細管各部位における調節の発達と密接な関係にあるのではないかという視点に立ち、とりわけ尿細管におけるカルシウム輸送の調節に重要な役割を果たすと考えられるカルシウムセンサーCaSRに着目し、その尿細管における作用機序と新生児期の発達過程を詳細に検討することとした。マウス腎より髄質外層ヘンレの太い上行脚(mTAL)を単離し、微小灌流した。CSR活性化を起こすNeomycinは、新生仔マウスでは血液側からわずかに細胞内Caを上昇させる傾向が見られたが、細胞内pHには影響を与えなかった。一方、成熟マウスのmTALでは、細胞内CaはNeomyc inによる明らかな反応を示さなかったが、細胞内pHはNeomycinを血液側から投与したときにははっきりとした酸性化を起こし、新生仔mTALとは異なる反応を起こすことが明らかとなった。この細胞内酸性化は管腔側に投与したアミロライドやDIDSでは抑制されなかった。さらに、成熟マウスmTALの細胞内Naは、Neomycinの投与による影響を受けなかった。レーザー共焦点顕微鏡を用いたCSRの免疫蛍光染色では、新生仔のいずれの時期にも明確なmTAL細胞膜でのCSRの存在が証明されなかった。以上の結果から、新生児期のマウスでは、尿濃縮機能の発達に重要な役割を持つmTALではCSRが十分に発達していないことが強く示唆された。また、CSRはmTALにおいては細胞内酸性化に関与することが明らかとなり、今後その機序に関して詳細な検討が必要と思われた。カルシウム代謝は尿濃縮機構に深く関与する。本年度の研究ではカルシウムセンサーの尿細管における発現の変化を成熟および新生児ラットで検討した。ラット腎をペントバルビタール麻酔下に摘出し、実体顕微鏡下に近位尿細管・ヘンレの太い上行脚・ヘンレの細い上行脚および集合尿細管を微小単離し、倒立顕微鏡下でNarishige製微小灌流マニピュレータを用いて灌流し、NaCl能動輸送および受動輸送の指標となる経上皮電位およびNaCl拡散電位を測定した。また、顕微蛍光装置をもちいて、細胞内カルシウムおよびpHの分布をHamamatsu Photonics製AquaCosmosにより計測した。

まず、成熟ラットでは、これまでの報告と同様に、近位尿細管および集合尿細管では負の経上皮電位が観察され、ヘンレの太い上行脚では、正の電位が観察された。ヘンレの細い上行脚でも、NaCl拡散電位はCl優位を示した。新生児ラットでもこれまでの観察と同様の結果が得られた。カルシウムセンサーの機能を検討するため、成熟ラットヘンレの太い上行脚の経上皮電位に対する血液側Caの影響を検討した。その結果、preliminary dataとしてはCa活性を字上昇させると経上皮電位が抑制されるらしいことが明らかとなってきている。また、カルシウムセンサーの抑制薬であるneomycinをヘンレの太い上行脚に投与すると経上皮電位は、上昇するように思われた。新生児ラットでの検討は、現在進めており、これらの反応が成熟ラットに比較し、低い傾向にある可能性がでてきているが、今後さらにデータを増やすことにより、明確な結果を出すことが来年度の研究成果において期待される。1.レーザーキャプチャーによる微小単離細胞でのmRNA測定法によるcDNAの作製は、残念ながら単離技術的な問題点のために成功確立が低いことが明らかとなってきたため、方法論を修正した。本研究に代え、腎尿細管組織切片を固定し、Caセンサーのポリクローナル抗体を用いた研究手法により、直接的にCaセンサーの分布を詳細する研究に切り替え、とりわけ腎髄質部におけるCaセンサーの分布を、出生後のマウスの日齢との関係において考察した。その結果、太いヘンレの上行脚におけるCaセンサーの発現をはじめ、腎髄質部での発現が日齢とともに出現・増強することが明らかとなった。2.次に、近位尿細管における管腔内Caセンサーの機能を検討した。微小単離灌流近位尿細管において、蛍光色素Fura-IIによる細胞内Caを測定し、Caセンサー促進薬のNeomycinを管腔内に投与したが、細胞内に強いCa活性の変化を認めず、この部位において細胞内Caの調節が主にCaセンサーで行われているわけではないことが示唆された。新生児期マウスでは、細胞内Caの変化は見られなかった。3.ヘンレの太い上行脚でも同様に細胞内Caを測定するとともに細胞内pHもBCECFを用いて測定した。血液側に投与した高CaないしNeomycinは細胞内pHを強く低下させ、それらの効果は、出生直後のマウスでは観察されず、生後7日目以降に出現した。細胞内pHの低下は、管腔側に投与されたブメタニドやアミロライドでは抑制されず、Caセンサーの細胞内酸性化作用機序が管腔側のNa/K/2Cl共輸送体やNa/H交換輸送体に依存しないことが示唆された。
ミクロ空間を反応場とする色素増感した半導体光触媒の構築

半導体の表面に光増感剤である色素を固定し、色素に光吸収を、半導体に電荷分離を役割分担させることで、可視光応答性のある不均一系光触媒の開発を試みた。この場合、色素の励起状態寿命中の電子の空間的な広がりの内に、半導体の活性点が存在することが必要となるが、半導体の表面に光増感剤である色素を固定し、色素に光吸収を、半導体に電荷分離を役割分担させることで、可視光応答性のある不均一系光触媒の開発を試みた。これら開発した増感光触媒系を利用して、これまで不均一系光触媒反応で実現されていない、可視光を用いた炭酸ガスの水による還元反応を試みた。以下に具体的な研究過程を示す。ゼオライトや粘土にイオン交換法でチタンイオンを固定化したのち、ルテニウムビピリジル錯体やポリフィリン類を細孔内に“シップ-イン-ボトル"により固定することで、色素-半導体系をゼオライト細孔、粘土層間内に設計構築した。規定されたミクロ空間内では、色素の励起電子の空間的広がりと半導体の電子受け入れ準位の空間的広がりが交差する領域を効率よく実現でき、また、静電場やホストーゲスト相互作用により色素-半導体系の安定性の向上が実現できた。これを光触媒として可視光を利用した、炭酸ガスと水から、メタン、メタノールの定常的な合成を試みた。また、固定色素や半導体からの発光の収率と寿命の測定、光照射下でのESR測定やIR測定により反応中間体を検討し、ミクロ空間内での電子移動や光触媒反応機構を明確にすることで、ミクロ空間内に可視光応答の光触媒系を構築するための知見を得ることができた。
森林環境中の植物系廃棄物からの放射性Cs回収プロセスの開発と再資源化可能性の探究

森林環境の除染のため、福島第一原発事故により放射性セシウム(Cs)で汚染された落ち葉除去・伐採・枝打ち等が行われている。除染により発生する植物系廃棄物の量は莫大であり、保管場所の確保の難しさから、廃棄物の減容化や再資源化が求められているが、高減容化するためには廃棄物からのCs分離は不可欠である。そこで、本研究では、亜臨界状態の水で植物系廃棄物を洗浄することでCsを分離する手法を開発し、さらには、Cs分離後の廃棄物の再資源化の可能性を探索することにした。植物系廃棄物の組成や量、水添加量、温度、圧力などの水熱分解条件とCs分離率・糖類生成率の関係を調べることで、高いCs分離率、高い糖類生成率の両方を満たす水熱分解条件を明らかにするCs分離試験を初年度から継続して行い、研究期間全体を通して、「高Cs分離・高糖類生成の両方を満たす水熱分解条件」を実験的に確認した。また、植物系廃棄物からのCs分離メカニズムの検討の観点から、植物系廃棄物やその主要構成成分(セルロースなど)を水熱分解処理し、植物系廃棄物・主要構成成分の組成と構造の変化を実験的に調べることで、植物系廃棄物からのCs分離メカニズムを検討した。亜臨界状態の水の加水分解作用による「植物系廃棄物の低分子化」に伴う廃棄物の溶解がCs分離を引き起こすメカニズムとなることが明らかになった。そして、分離後のCsの固定化法に関する概念検討を行った。最後に、これまでの知見に基づいて、実規模の連続プロセスを概念設計し、規模、減容効果、処理後残物の廃棄体としての性状、再資源化について実用性の観点から本技術を評価した。今後、実用化のための処理の連続化研究など、より一層の研究開発が望まれる。福島第一原発事故により放射性セシウム(Cs)で汚染された森林環境の除染のため、住居等の近隣地域や人が日常的に立ち入る地域で落ち葉除去・伐採・枝打ち等が行われている。除染により発生する植物系廃棄物の量は莫大であり、保管場所の確保の難しさから、廃棄物の減容化や再資源化が求められている。高減容化するためには廃棄物からのCs分離は不可欠である。本研究では、汚染した植物系廃棄物からCsを分離するとともに、Cs分離後の廃棄物の再資源化の可能性を探索する。本年度は植物系廃棄物のモデルとして福島県に多く存在する広葉樹・針葉樹を選択し、非放射性Csを吸着させた模擬汚染廃棄物を作成した。温度、圧力などの水熱分解条件とCs分離率の関係を調べることで、Cs分離率は水熱分解処理後の液相への移行Cs量/廃棄物中の初期Cs量、そして、糖類生成率は水熱分解処理後の液相での糖類生成量/処理前廃棄物重量と定義し、高Cs分離・高糖類生成の両方を満たす水熱分解条件を文献調査また実験的に検討した。比較的に高温の200°C以上において植物系廃棄物の分解が進みCs脱離率の向上がみられることがわかってきたが今後高い糖類生成が見込める条件を継続的に調べる必要がある。研究計画通り、平成29年度内に半流通式水熱分解装置(試料回収部)を設計・依頼製作し試験に導入することができた。本装置が納入されるまでは既設の水熱分解装置のみで実験を進めたが本装置の導入により高Cs分離性・糖類生成特性が見込める条件探索の効率化が可能となった。平成29年度の研究を通して、植物系廃棄物の高Cs分離を満たす水熱分解条件を検討することができた。また、研究計画通り、平成29年度内に半流通式水熱分解装置(試料回収部)を設計・依頼製作し試験に導入することができ、本装置を各種実験に用いることで高Cs分離性・糖類生成特性が見込める条件探索の効率化が可能となった。一方で高い糖類生成が見込める条件を継続的に調べる必要はあるが全体としてはおおむね順調に進展しているものと考える。

そして、分離後のCsの固定化法に関する概念検討を行った。最後に、これまでの知見に基づいて、実規模の連続プロセスを概念設計し、規模、減容効果、処理後残物の廃棄体としての性状、再資源化について実用性の観点から本技術を評価した。今後、実用化のための処理の連続化研究など、より一層の研究開発が望まれる。高いCs分離率、高い糖類生成率の両方を満たす水熱分解条件を明らかにするCs分離試験を継続して行い、その再現性を含め実験的に確認する。また、植物系廃棄物からのCs分離メカニズムについて考察する。最後に、これまでの知見に基づいて、実規模の連続プロセスを概念設計し、規模、減容効果、処理後残物の廃棄体としての性状、再資源化について実用性の観点から本技術を評価する。半流通式水熱分解装置(試料回収部)の冷却部設計を改良することで物品費を当初予定の見積金額より安く抑えられたため。また、消耗品である水熱分解装置の内筒において現有のものを本年度において継続使用できたことで新規購入をとりやめたため。次年度使用額は実験用の試薬の購入費やガラス器具等の消耗品の購入費、そして、学会旅費に充てる計画である。
ミトコンドリア形成に関与するリン脂質の輸送と代謝、及びその損傷による病態の解明

ミトコンドリアは、細胞内のエネルギー(ATP)の大半を作る発電所であり、その機能障害が様々な疾患発症の原因となっている。ミトコンドリアの機能維持には、ミトコンドリアを囲む生体膜の主要構成成分であるリン脂質、カルジオリピンとホスファチジルエタノールアミンがミトコンドリア内で正常に合成される必要がある。本研究では、これらリン脂質のミトコンドリア内合成に必要な生体内反応と生理機能の解明を試みる。
Nepmucinによる白血球動態制御機構の解明

報告者らは、これまでにリンパ節の特殊な細静脈、高内皮細静脈(HEV)に発現する新規分子nepmucinを同定し、nepmucinはHEV上で、リンパ球のローリングおよび接着を媒介することを報告してきた。報告者は研究計画に従い、リンパ球動態におけるnepmucinの重要性について検討した。その結果、nepmucinはリンパ球上の未同定リガンドとヘテロフィリックに結合するだけでなく、ホモフィリックな結合様式を介してnepmucin自身と結合することが明らかになった。これまで、リンパ球の血管外遊走を制御する血管内皮細胞上の分子については不明な点が多かったが、報告者はin vitroにおいて、nepmucin-nepmucinのホモフィリックな結合が内皮細胞間の細胞接着を制御し、リンパ球の血管外遊走を促進することを見出した。さらに、nepmucinは内皮細胞の細胞膜上だけでなく、細胞膜近傍のvesicleにも存在し、細胞膜とvesicle間をリサイクルすることが明らかになった。単球などの血管外遊走を制御する接着分子CD31でも同様のリサイクル現象が報告されており、CD31のリサイクル現象は白血球の血管外遊走に深く関与する。したがって、内皮細胞上のnepmucinはCD31と同様の分子機構を用いてリンパ球の血管外遊走を制御する可能性が考えられる(投稿準備中)。以上より、HEV上のnepmucinは、リンパ球のローリング、接着および血管外遊走という複数の過程を制御することが示唆された。これらの知見は、リンパ球生体内移動の分子基盤を与える点で非常に意義深いと考えられる。
抗癌剤耐性胆膵癌における耐性獲得機序の解明とREIC遺伝子治療の有効性の検討

REIC/Dkk-3遺伝子(以下REIC)は、様々な固形癌において発現が低下しており、REIC遺伝子を強制発現させることにより、様々な固形癌において癌細胞特異的なアポトーシスを誘導することが報告され、前立腺癌、悪性中皮腫、肝癌については医師主導治験が開始されている。また新型アデノウィルスベクター(Ad-SGE-REIC)の開発により遺伝子導入効率も大幅に改善された。膵癌においては既にREIC遺伝子治療の有用性がin vitro、in vivoともに検証済であったが、胆管癌においてはREIC遺伝子治療の有効性の検証が実施されていなかったため、まずは複数の胆管癌細胞株に対してAd-SGE-REICによるREIC遺伝子導入を行ったところ、他の癌腫同様にアポトーシス誘導効果を認めた。次に胆管癌細胞における抗癌剤併用での効果、また膵癌、胆管癌細胞の抗癌剤耐性株における治療効果を検証した。胆管癌細胞に対するAd-SGE-REICと抗癌剤(Cisplatin)併用はAd-SGE-REIC単独と比べ有意に治療効果増強が見られた。抗癌剤耐性株については、膵癌細胞株にはGemcitabine、胆管癌細胞株にはCisplatinをそれぞれ低濃度から暴露し、徐々に濃度を高めながら継代を繰り返すことで耐性株を樹立した。これらの耐性株に対するAd-SGE-REIC治療においても通常株同様のアポトーシス誘導効果を認め、抗癌剤耐性腫瘍においてもREIC遺伝子導入治療が有効である可能性を示した。また抗癌剤耐性獲得にはE-cadherinの発現が関与している可能性がProteome arrayによって示唆された。当初の予定ではH29年度における計画は、1細胞表面マーカーの差異による治療反応性の検討、2胆膵癌臨床献体を用いた検討、3抗癌剤耐性胆膵細胞に対するREIC遺伝子導入治療の有効性の検討を行うこととしていた。1についてはE-cadherinが抗癌剤耐性獲得に応じて変化していることが示唆された。2に関しては1で得られたマーカーがE-cadherinのみであったことから再度マーカー検索を再検する予定としている。3に関しては抗癌剤耐性細胞株においても通常株同様のアポトーシス誘導効果が証明された。引き続き細胞マーカーの探索を継続するとともに、動物実験も推進していく。抗癌剤耐性細胞株を移植したxenograftモデルを作成し、Ad-SGE-REIC導入による腫瘍抑制効果、また種々の抗癌剤併用の際の治療効果などを検証していく。(理由)実験機材、試薬などを他研究のもので代用できたため、次年度に繰り越して使用することとなった。(使用計画)次年度は細胞株、抗体試薬、動物実験機材の購入にあてる他、研究成果を発表するための学会出張費などにあてる予定である。
粘性解理論の種々の距離空間への拡張

本年度は前年度に引き続き非線形方程式論特に粘性解理論と変分学および非ユークリッド的な距離構造のもとでの方程式について研究し、以下の分野で新たな成果を挙げた。1.距離空間上のハミルトン・ヤコビ方程式。ネットワークやフラクタルを含む一般の距離空間上の凸あるいは準凸なハミルトニアンを持つハミルトン・ヤコビ方程式に対してGangboとSwiechにより導入された粘性解の安定性を中心とした研究を行った。結果として一般的な安定性を示し、定常および非定常ハミルトン・ヤコビ方程式の性質を調べ、最終的に空間がコンパクトな場合の解の長時間挙動を正当化した。本研究は計画の距離粘性解理論の構築に関わるもので、計画よりも多くの成果を挙げることができた。2.特異拡散方程式。クリスタライン曲率流の研究を動機とする異方的な全変動流について勾配流的解釈と粘性解理論的解釈の関係性について考察した。主な成果としてエネルギー解と粘性解の整合性に関する部分的な結果を得た。また、結果を一般化する過程でエネルギー密度関数が区分的線形の場合を深く考察し、粘性解理論と適合させるためのエネルギー密度関数の新しい近似手法を開発した。本研究はワルシャワ大学のP. Rybka教授を訪問した際に行った。3.時間分数階微分方程式。土壌中の移流拡散現象のモデルを動機としてハミルトン・ヤコビ方程式の時間微分がCaputo微分に一般化された場合を考察した。以上の研究や関連するこれまでの研究は招待講演を引き受けるなどして計画より多い様々な研究集会、国際会議で発表した。多くの研究者からコメントを得て、今後の研究の方向性を決めることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は非線形方程式論特に粘性解理論と変分学および距離空間上の方程式について研究し、距離空間上のハミルトン・ヤコビ方程式、クリスタライン曲率流において新たな成果を挙げた。以下ではそれぞれの研究課題の内容と意義について記述する。凸なハミルトニアンを持つ一般の距離空間上の時間発展型ハミルトン・ヤコビ方程式の初期値問題に対してラグランジュ力学に基づいた粘性解の定式化を行い、解が一意存在することを示した。近年、連続体力学への応用で無限次元空間、前線伝播などへの応用から分岐のある空間上のハミルトン・ヤコビ方程式の研究が行われているが本研究はそれらの空間を包含する距離空間を扱っており、線分と平面のように異なる次元をもつ集合が張り合わせてできた空間についても対象としているためそのような応用も期待される。また、本研究は測地線の存在を仮定しないで議論を進めている点でも新しい。2.クリスタライン曲率流。結晶成長学において界面の運動を記述するクリスタライン曲率流の等高面法について研究した。応用上、空間非一様な駆動力付きの場合が重要であるが、対応する等高面方程式は二次元空間のときでさえ未解決問題が多い。本研究では二次元結晶成長で結晶線が関数のグラフで表される場合の1次元方程式に対して粘性解の存在性を示した。この方程式は拡散係数にデルタ関数が現れて非局所的な量になっているいわゆる強特異拡散型でさらに非線形、非発散型という従来の偏微分方程式論の対象から大きく外れるものである。本研究の成果である粘性解の存在性定理はそのような1次元非局所的強特異拡散型方程式で完全非線形であっても適用可能な一般性の高いものである。平成26年度は前年度に引き続き非線形方程式論特に粘性解理論と変分学および距離空間上の方程式について研究し、非凸非強圧的ハミルトニアン、距離空間上のハミルトン・ヤコビ方程式の安定性解析において新たな成果を挙げた。1.非凸非強圧的ハミルトニアン。非凸あるいは非強圧的なハミルトニアンはいくらかの物理的な背景があるが数学的には一般論が適用できず近年多くの研究者が研究を行っている対象である。今回の研究では非強圧的なハミルトニアンに対して周期的設定での均質化問題とその際に現れるセル問題を考察し、セル問題が解ける条件とハミルトニアンや初期条件によって均質化が起きる場合と起きない場合があることを示した。さらにその後、準凸なハミルトニアンに対してセル問題の数学定式化である加法的固有値問題の固有値の表現公式が凸の場合と同じ形で与えられることを示した。これらの結果は非凸非強圧的ハミルトニアンの弱KAM理論の発展に貢献するものである。2.距離空間上のハミルトン・ヤコビ方程式の安定性解析。凸なハミルトニアンを持つ一般の距離空間上の時間発展型ハミルトン・ヤコビ方程式に対して粘性解の安定性を示し空間がコンパクトな場合の解の長時間挙動を調べた。結果はユークリッド空間の場合から推察されるものであるが、有限なネットワークやシェルピンスキーのギャスケットのようなフラクタルといった対象にも応用できる点が新しい。また、無限次元空間の場合に安定性を正当化するための条件を明確化することができた。上記のほかに今年度はクリスタライン曲率流の研究を動機とする特異拡散方程式について勾配流的解釈と粘性解理論的解釈の関係性について考察しており、来年度での進展が見込まれる。本年度は前年度に引き続き非線形方程式論

特に粘性解理論と変分学および非ユークリッド的な距離構造のもとでの方程式について研究し、以下の分野で新たな成果を挙げた。1.距離空間上のハミルトン・ヤコビ方程式。ネットワークやフラクタルを含む一般の距離空間上の凸あるいは準凸なハミルトニアンを持つハミルトン・ヤコビ方程式に対してGangboとSwiechにより導入された粘性解の安定性を中心とした研究を行った。結果として一般的な安定性を示し、定常および非定常ハミルトン・ヤコビ方程式の性質を調べ、最終的に空間がコンパクトな場合の解の長時間挙動を正当化した。本研究は計画の距離粘性解理論の構築に関わるもので、計画よりも多くの成果を挙げることができた。2.特異拡散方程式。クリスタライン曲率流の研究を動機とする異方的な全変動流について勾配流的解釈と粘性解理論的解釈の関係性について考察した。主な成果としてエネルギー解と粘性解の整合性に関する部分的な結果を得た。また、結果を一般化する過程でエネルギー密度関数が区分的線形の場合を深く考察し、粘性解理論と適合させるためのエネルギー密度関数の新しい近似手法を開発した。本研究はワルシャワ大学のP. Rybka教授を訪問した際に行った。3.時間分数階微分方程式。土壌中の移流拡散現象のモデルを動機としてハミルトン・ヤコビ方程式の時間微分がCaputo微分に一般化された場合を考察した。以上の研究や関連するこれまでの研究は招待講演を引き受けるなどして計画より多い様々な研究集会、国際会議で発表した。多くの研究者からコメントを得て、今後の研究の方向性を決めることができた。当初の計画では来年度行う予定だった距離空間上のハミルトン・ヤコビ方程式の安定性解析について今年度のうちにおおむね満足のいく結果が得られ、関連する話題として非凸非強圧的ハミルトニアンの研究が進んだものの、本来行う予定だったクリスタライン曲率流の等高面法と距離空間での数値解析はあまり進まなかった。特に数値解析的アプローチは外部の研究者によってある程度の結果が得られたので今回の計画からは取り下げられる可能性がある。27年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き資料収集を進めつつ以下の研究課題について研究を進める。クリスタライン曲率流は二次元や高次元の場合め等高面方程式の粘性解の定式化および解の一意存在安定性を調べる。距離空間の中でも特にサブリーマン多様体やフラクタルを中心にその上の偏微分方程式を研究する。当初の計画では本年度は距離空間上のハミルトン・ヤコビ方程式について研究を行い、成果を論文にまとめる予定だったものの成果の公表には至らなかった。しかしながらクリスタライン曲率流に関して部分的な成果を挙げ順調に進展していることから、全体としてはおおむね順調に進展しているといえる。距離空間上のハミルトン・ヤコビ方程式に関しては論文を投稿状態にする。クリスタライン曲率流は二次元や高次元の場合の等高面方程式の粘性解の定式化および解の一意存在安定性を調べる。また、本年度の研究過程で非ユークリッド空間の一種であるハイゼンベルグ群上の非線形方程式について多くの未解決問題があることを知ったため、それらの問題にも取り組む。
物質循環様式の把握による植物プランクトン群集の遷移機構の研究

本研究はNH_4回帰への一次生産の依存性が環境と群集構成で如何に変化するかを、時空間的に追求し、植物プランクトン群集の変動と安定化の機構を解明する事を目的とする。手法として、天然安定同位体比による解析と、安定同位体トレ-サ-法を併用して植物プランクトン増殖の律速過程を解析し、研究目的の達成を図った。長野県の深見池と木崎湖、愛知県の三河湾を主調査水域として用い、次の事実が明らかとなった。1.夏季に顕著な水温成層が発達する深見池では、植物プランクトン体有機物の天然炭素同位体分別は、生産層内では水深方向に増加する。光合成活性の鉛直分布から判断し、成層期間の植物プランクトン増殖の鉛直変化は光合成の光律速により引起されたと判断される。2.赤潮の頻発する三河湾では、植物プランクトンの光合成活性と天然安定同位体比は7月に最大で、かつ変動巾も大きいが、9月以降は小さくなる。この事実は、赤潮頻発期の7月は光合成が活発で増殖が活発に進むことを示す。しかし、同位体比と活性の変動の大きさから、7月の赤潮の頻発化は時空間的に不均一な栄養塩供給により、パッチ状の赤潮が短周期の増減を頻繁に繰返す結果と判断された。3.NH_4窒素同位体希釈法を用いて、木崎湖における植物プランクトンのNH_4の取込みと従属栄養生物によるその再生の変化を調べ、両者ともに時空間的に大きく変動した。しかし、取込みの変化巾は再生の変化巾より大きく、その変化には20μm以上の大型プランクトンが関与していた。この事実は、環境の変化は大型プランクトンの光合成により大きく影響し、再生にはより少なく影響する結果として、生産と回帰の間の非平衡状態と群集の変動が作り出されることを示す。今後は回帰に関与する生物群の内容と、それらの生産の植物プランクトンへの依存性の解析を、上記の研究と併せて進める必要がある。本研究は、生体の主要構成元素の炭素、窒素が、自然水域においてどのように植物プランクトンの増殖を律速しているかを明らかにするため、(1)安定同位体をトレーサーとして用い、藻体構成有機物の合成過程を定量的に追求する、(2)同位体希釈法により炭素、窒素のとりこみと回〓速度の同時把握を行う、の2つの方法により、自然水域の群集の安定化、変動をもたらす物質循環機構を解明することを目的としている。1.(1)については、長野県深見池を主フィールドに選び、1988年3月より10月にかけ、2mと5mの2層について、炭素、窒素の藻体構成有機物へのとりこみの様相を追うと共に、それら有機物の炭素安定同位体比の変動をしらべた。その結果、藻体の蛋白質へとりこまれる炭素、窒素には、新たに細胞外からとり入れられたものと、細胞内の貯藏性有機物由来のものとがあり、炭素は窒素にくらべて、貯藏性有機物に依存する割合が高かった。このような炭素、窒素の代謝の差が安定同位体比に如何に反映するかを明らかにするため、現在安定同位体比の分析を続けている。2.(2)の研究をすすめるに必要な水中のNH^+_4の^<15>Natom%の測定法の検討を進めた。

橋谷法で発色、クロロホルムに抽出したインドチモールをグラスファイバーフィルターに吸着せさ、同位体比を質量分析する方法の開発に成功し、70%の回収率を得た。木崎湖などNH^+_4濃度のうすい自然水における^<15>Natom%の測定への同上方法の検討を進め、Dowex50H型イオン交換〓脂の使用がほづ理想的濃縮法であることがわかった。また10μgatN/lのキャリアーの添加では、トレーサー実験において大きな誤差を生ずることなく^<15>NH^+_4同位体比測定が可能なことがわかった。現在、上記の研究結果をもとに、平成元年度における自然水域での炭素、窒素代謝速度の測定の具体案が殆んど確立された状態である。本研究は湖沼・内湾における従属栄養生物の活動による水中の栄養塩回帰が、植物プランクトン増殖を如何に支配しているか、その支配状況が如何に植物プランクトン群集の時空間的変動に関っているかを解析することにより、自然水域の植物プランクトン群集の発達と安定化の機構を解明することを目的とした。とくに、天然炭素安定同位体比による解析と、炭素・窒素安定同位体をトレ-サ-とする手法を併用して、植物プランクトンの増殖の律速状態と栄養塩回帰の把握を行い、目的達成をはかった。フィ-ルドとしては、木崎湖、三河湾でも調査を進め、次の事実が明らかとなった。1.三河湾では、植物プランクトンの光合成活性は赤潮頻発期の7月に最大となりその変動巾も最大となるが、9月以降は両者ともに小さくなる。懸濁物の炭素安定同位体比についても7月に値は最大で変動巾も大きいが、9月以降は小さくなる。これらの結果は、7月の赤潮発生時には一次生産が活発で増殖も活発におきているが、時空間的に不均一な栄養塩供給によって、パッチ状に赤潮が短周期の増減をくりかえしていることを示す。2.インドチモ-ル色素溶媒抽出法による水中NH_4窒素の同位体比測定法を確立した後、木崎湖における植物プランクトン群集のNH_4取込みと再生の時空間的変化とサイズ依存性を調べた。NH_4の取込みと再生は水深と季節により大きく変化し、変化巾は取込みでより大きかった。又、20μm以下の分画では再生が優古化するのに対し、取込活性が20μm以上の分画でより大きかった。この事実は、環境の変化は大型のプランクトンの光合成生産過程により大きく影響する結果として群集の変動がおこることを示す。20μm以下は環境の影響がより少なく、定常的にNH_4を植物に供給し、取込との非平衡ができると群集の衰退をもたらすと考えられる。
FGFR2を介する顎顔面骨格の成長発育機構の解析

頭蓋,上顎を含む中顔面,および下顎における先天性形成異常を示す疾患として,クルーゾン症候群やアペール症候群を含む頭蓋骨縫合早期癒合症の他に,トリーチャー・コリン症候群などがある。これらの疾患のうちいくつかは,既にその原因遺伝子が同定されている。合併症のない単なる舟状頭や斜頭においても,またクルーゾン症候群やアペール症候群などの症候群性頭蓋骨縫合早期癒合症においても線維芽細胞増殖因子受容体2(FGFR2)遺伝子の変異が同定されている。特に,アペール症候群においては,特異的な2つの変異が患者全体の95%を占めており,この疾患の変異の特異性は東洋人においても同様な傾向を認める。われわれは,FGFR2のアペール症候群型の変異(S252W)を持つ患者の指骨を仮骨延長する際に、早期骨形成を認めた。この臨床的な変化は,アペール症候群患者に由来する骨芽細胞(S252W変異)は,対照群と比較して,骨芽細胞分化マーカー遺伝子の発現の増加や石灰化能の亢進を示したという基礎的な培養実験の結果から裏付けされる。このようにFGFR2遺伝子は,器官発生期のみならず出生後も骨組織の形成に深く関与しているため,骨形成能に強く影響される仮骨形成術などの治療においては,FGFR2遺伝子変異の有無も検討した上で,それぞれの患者に最も適合した治療のプロトコールを作成することが大切である。また,将来的にはFGFR2を介したシグナル伝達系を刺激することにより骨形成を促進させる治療の開発も待たれる。
現代日本における少子化の傾向が先祖供養に与える影響及びその対応策についての考察

1.市民運動として自然葬を行っている「葬送の自由をすすめる会」、跡継ぎのいない人でも入れる合祀墓「もやいの碑」の会員を対象に参与観察及びインタビューを行いました。また、「葬送の自由をすすめる会」の会員を対象に郵送によるアンケート調査を行い、71通の回答を得ました。2.葬送の新しい動きの一部として「生前葬」の調査を行いました。3.少子化と先祖供養の存続に関する地域差を明らかにするため、全国8地方で葬送習俗の調査を行いました。4.首都圏での「家の墓」の成立、変容に関する実証的データをえるため、雑司ヶ谷墓地にて墓石調査、墓参の観察を行いました。5.祭祀継承者のいない場合の祭祀に関する歴史的背景を明らかにするため、明治時代以降を中心に、無縁仏に関する文献調査を行いました。研究分担者は、本研究によって得られた調査結果を分析し、近年の新しい葬送形態は、少子化の対応策として、従来の先祖祭祀を行うことが難しい人々に新しい選択肢を与えるだけでなく、子孫に頼らず、自分の祭祀形態を自分で選択するという新しい価値観を育み、実践する機会を与えていることを明らかにしました。
限られた教師データを用いて衛星画像中の対象物を高精度に識別する半教師つき手法

教師つきカテゴリー分類には十分な量のトレーニングデータが必要であるが,実際にはその条件を満たすことは難しい.半教師つきカテゴリー分類は,少数のトレーニングデータを用いて高い精度の分類をめざすものである.昨年度までに,クラスタリングに基づいてトレーニングデータの拡張を行った後,教師つき分類を行う方法において,まず,特徴空間におけるトレーニングデータの偏りによる影響を解決するために,他クラスとの距離が近いカテゴリーに対してはトレーニングデータの拡張を行わず,クラス間距離が近いカテゴリーが存在しなければトレーニングデータの拡張を行う手法を開発した,さらに,トレーニングデータの空間的な配置,空間的な偏りについて考慮するために,まず空間的な領域分割を行い,分類処理にあたって領域分解をおこなった領域ごとにカテゴリーを決定する方法を開発した.本年度は,これらの知見を総合して,分光特性と空間的な配置を同時に考慮して領域分割を行い,その結果を画素のクラスタリングに利用してトレーニングデータを拡張する方法を開発した.隣接する画素間の距離を評価して統合を行い,さらに領域間の距離が閾値α以下の場合に統合を繰り返して領域分割の結果を得たのち,それらの領域に対して初期トレーニングデータからカテゴリーが推定できる場合に,領域内の全画素をトレーニングデータに追加した.拡張されたトレーニングデータを用いて実験をおこなった結果,分類の正解率が平均的に向上することが確認できた.教師つきカテゴリー分類には十分な量のトレーニングデータが必要であるが,実際にはその条件を満たすことは難しい.半教師つきカテゴリー分類は,少数のトレーニングデータを用いて高い精度の分類をめざすものである.現在までに,クラスタリングに基づいてトレーニングデータの拡張を行った後,教師つき分類を行う方法を開発したが,トレーニングデータを拡張しても拡張を行わない場合よりも必ずしも分類性能がよくならない場合があるという問題があった.これは特徴空間上で分離が難しい複数のクラスにおいて,クラスタリングに基づくトレーニングデータの拡張をおこなうと,誤ったカテゴリーのデータに対して拡張されるために,適切な教師データが得られないことが原因と考えられる.そこで本研究では,初期トレーニングデータを用いて各カテゴリー間のクラス間距離を求め,他クラスとの距離が近いカテゴリーに対してはトレーニングデータの拡張を行わず,クラス間距離が近いカテゴリーが存在しなければトレーニングデータの拡張を行う手法を提案した.提案手法の有効性を確認するため,クラス間距離が近いカテゴリーと遠いカテゴリーを抽出してそれぞれ実験をおこなったところ,教師つき分類と半教師つき分類をそれぞれ適用したときの,精度が高いほうとほぼ同等の結果が得られた.さらに,実際のマルチスペクトル画像を用いて実験をおこなったところ,提案手法は,一律に教師つき分類または半教師つき分類を適用したときよりも,高い分類精度が実現できることがわかった.「時空間情報を考慮したマルチスペクトル画像のクラスタリングに基づく教師データの拡張」に関しては,特に半教師つき手法で結果が改善しない場合に着目し,その解決方法としてクラス間距離を評価して,カテゴリーごとに教師データの拡張をおこなうかどうかを選択する方法を新たに開発した.この方法によって,半教師つき手法を一律に適用しても結果が改善しない場合があるという大きな問題を解決する手がかりが得られた.教師つきカテゴリー分類には十分な量のトレーニングデータが必要であるが,実際にはその条件を満たすことは難しい.半教師つきカテゴリー分類は,少数のトレーニングデータを用いて高い精度の分類をめざすものである.現在までに,クラスタリングに基づいてトレーニングデータの拡張を行った後,教師つき分類を行う方法にもとづき,トレーニングデータを拡張しても拡張を行わない場合よりも必ずしも分類性能がよくならない場合があるという問題の解決をめざして,他クラスとの距離が近いカテゴリーに対してはトレーニングデータの拡張を行わず,クラス間距離が近いカテゴリーが存在しなければトレーニングデータの拡張を行う手法を昨年度に開発した.上記の方法は,いわば特徴空間におけるトレーニングデータの偏りによる影響を解決しようとするものであるが,トレーニングデータの空間的な配置,空間的な偏りについては考慮していなかった.そこで今年度は空間的な偏りも考慮した方法への拡張を試みた.トレーニングデータを拡張した後の分類方法として現在用いているのは,基本的な画素単位の分類方法であるが,カテゴリーの空間的な連続性を考慮した分類を行うために,まず空間的な領域分割を行い,分類処理にあたって領域分解をおこなった領域ごとにカテゴリーを決定する方法を開発した.提案手法の有効性を確認するため,昨年度と同じ画像データに対して実験をおこなったところ,対象領域に対する一様性が大きく向上することが確認できた.昨年度開発したクラス間距離を評価してカテゴリーごとに教師データを拡張するかどうかを選択する方法の適用にあたり,特徴空間だけでなく地表における教師データの偏りにも対応するために,事前の領域分割を取り入れる方法を開発した.これにより,分類精度を一段と向上させることをめざした.

教師つきカテゴリー分類には十分な量のトレーニングデータが必要であるが,実際にはその条件を満たすことは難しい.半教師つきカテゴリー分類は,少数のトレーニングデータを用いて高い精度の分類をめざすものである.昨年度までに,クラスタリングに基づいてトレーニングデータの拡張を行った後,教師つき分類を行う方法において,まず,特徴空間におけるトレーニングデータの偏りによる影響を解決するために,他クラスとの距離が近いカテゴリーに対してはトレーニングデータの拡張を行わず,クラス間距離が近いカテゴリーが存在しなければトレーニングデータの拡張を行う手法を開発した,さらに,トレーニングデータの空間的な配置,空間的な偏りについて考慮するために,まず空間的な領域分割を行い,分類処理にあたって領域分解をおこなった領域ごとにカテゴリーを決定する方法を開発した.本年度は,これらの知見を総合して,分光特性と空間的な配置を同時に考慮して領域分割を行い,その結果を画素のクラスタリングに利用してトレーニングデータを拡張する方法を開発した.隣接する画素間の距離を評価して統合を行い,さらに領域間の距離が閾値α以下の場合に統合を繰り返して領域分割の結果を得たのち,それらの領域に対して初期トレーニングデータからカテゴリーが推定できる場合に,領域内の全画素をトレーニングデータに追加した.拡張されたトレーニングデータを用いて実験をおこなった結果,分類の正解率が平均的に向上することが確認できた.今後は,前年度に開発した方法をさらに多くの実データに適用して効果を確認するとともに,方法の改善を図る.さらに,クラスタリングにもとづく手法以外の半教師つき分類法についても,分類精度がかえって低下することのない,実用的な方法を開発していく.最終年度として,これまでに開発してきた方法をさらに発展させ,特徴空間および地表における教師データの偏りに対応する半教師つき方法を開発し,実データに適用して効果を検証する.当初,解析ソフトウェアENVIの購入を計画していたが,翌年度に最新版がリリースされてから購入したほうが研究に有効に活用できると判断し,平成28年度中は現有の旧版ソフトウェアを使用することとしたため,次年度使用額が生じた.(理由)実験に必要な物品や出張旅費について支出を計画していたが,当初の予定よりも価格が安価であったことにより,15万円程度の未使用額が生じた.(使用計画)当初予定額と合わせて次年度の実験や出張に使用する予定であり,研究内容をより充実させるために有効に使用する.次年度使用額は,前年度に導入予定であった解析ソフトウェアについて,最新版がリリースされた後に購入する計画である.合わせて,ソフトウェアに必要なコンピュータやメモリ,ストレージなどの購入に使用する.
ナチュラルキラー細胞活性化レセプターおよびその認識するリガンドの解析

ナチュラルキラー(NK)細胞は、活性化レセプターならびに抑制性レセプターを用いて標的細胞の認識を行う。しかしながら、活性化レセプターについては未知の点が多い。本研究では、リガンドが明らかにされていないいわゆるオーファントレセプターであるNK細胞活性化レセプターNKR-P1ならびにNKp46についてそのリガンドを明らかにすることを目的として研究を行った。NKR-P1ならびにNKp46について、細胞外領域を大腸菌で発現後、試験管内でリフォールディングを行い、可溶型レセプターを作成することに成功した。このうち、可溶型(s)NKR-P1について50種類以上の培養細胞株におけるNKR-P1リガンドの発現を検索したところ、あるBリンホーマ細胞株にのみsNKR-P1が結合し、NKR-P1リガンドを発現しているものと考えられた。この細胞上のNKR-P1リガンドの性状を明らかにするため、sNKR-P1の細胞への結合を阻害する抗NKR-P1リガンド抗体H19を作製した。H19抗体が認識する分子を免疫沈降法で解析したところ、Bリンホーマ上のNKR-P1リガンドは膜型IgMであることが明らかになった。また、sNKR-P1はこのBリンホーマ細胞の他、マウスB細胞のうち先天性免疫を担うとされるB1B細胞の一部に結合した。今回の発見により、NK細胞とB1B細胞という先天性免疫を担う2つのリンパ球集団の間に予期しなかったネットワークが存在する可能性が示唆された。今後、今回の発見の生理的意義を解明することが必要とされる。また、NKp46について可溶型レセプターが作製されたことにより、今後のリガンド探索の基盤が確立できた。NK細胞活性化レセプターに対する抗体を得るため、ラットをマウスNK細胞で免役した後、脾臓細胞を採取し、ハイブリドーマを作成した。1500クローンのスクリーニングの結果、NK細胞に結合し、Tリンホーマ細胞に結合しない8種の抗体を得た。これらの抗体のうち一つは、NK細胞による細胞障害を抑制し、認識分子の性状解析の結果、β2インテグリンであることが推定された。またもう一つの抗体はNK細胞による細胞傷害を増強した。性状解析によりその認識分子はセマフォリン4Dである可能性が示唆され、その異同について現在検討中である。NK細胞活性化に関わるオーファン(リガンドが未知の)レセプターのリガンドを同定するための予備的実験として、NK細胞抑制性レセプターLy49Aをモデルとして検討を行った。Ly49A細胞外ドメインを大腸菌で発現させ、in vitroでリフォールディングし、リガンドであるMHCクラスI分子に結合活性を有する可溶型レセプターを作成することに成功した。これを用いた解析により、MHCクラスI分子上のLy49A結合部位の同定に世界に先駆けて成功した。また、Ly49AによるMHCクラスI多型の識別における序列を明らかにし、さらに多型性識別の機構についても明らかにした。上記で確立された手法を用いてNK細胞活性化に関わるオーファンレセプターNKR-P1の可溶性組換え体を作成した。これを用いて現在、NKR-P1リガンドを発現する細胞株のスクリーニングを行っている。また、他のオーファンレセプターNKp46については、リフォールディングの効率が非常に低かったため、現在、バキュロウィルスを用いた発現を試みている。

本研究では、リガンドが明らかにされていないいわゆるオーファントレセプターであるNK細胞活性化レセプターNKR-P1ならびにNKp46についてそのリガンドを明らかにすることを目的として研究を行った。NKR-P1ならびにNKp46について、細胞外領域を大腸菌で発現後、試験管内でリフォールデイングを行い、可溶型レセプターを作成することに成功した。このうち、可溶型(s)NKR-P1について50種類以上の培養細胞株におけるNKR-P1リガンドの発現を検索したところ、あるBリンホーマ細胞株にのみsNKR-P1が結合し、NKR-P1リガンドを発現しているものと考えられた。この細胞上のNKR-P1リガンドの性状を明らかにするため、zNKR-P1の細胞への結合を阻害する抗NKR-P1リガンド抗体H19を作製した。H19抗体が認識する分子を免疫沈降法で解析したところ、リンホーマ上のNKR-P1リガンドは膜型IgMであることが明らかになった。また、sNKR-P1はこのBリンホーマ細胞の他、マウスB細胞のうち先天性免疫を担うとされるB1B細胞の部に結合した。今回の発見により、NK細胞とB1B細胞という先天性免疫を担う2つのリンパ球集団の間に予期しなかったネットワークが存在する可能性が示唆された。今後、今回の発見の生理的意義を解明することが必要とされる。また、NKp46について可溶型レセプターが作製されたことにより、今後のリガンド探索の基盤が確立できた。
栄養とインスリン様成長因子IIの遺伝子発現-パラクライン因子としてのインスリン様成長因子-II-

離乳直後の去勢雄メンヨウに通常飼料または低タンパク質飼料を給与した。血清中尿素態窒素濃度により低タンパク飼料給与区がタンパク質欠乏となっていることを確認の後に、肝臓および肋骨成長板軟骨の一部を採取した。肝臓および成長板軟骨より全RNAを抽出し、IGFs特異的なプライマー対を用いてRT-PCRを行った。成熟したIGF-Iをコードするエクソン4-6の転写産物は、肝臓において低タンパク飼料給与区で減少したが、成長板軟骨では通常飼料給与区との間に差は認められなかった。成熟したIGF-IIをコードするエクソン8-10の転写産物は肝臓においては低タンパク飼料給与区で減少したが、成長板軟骨では通常飼料給与区との間に差は認められなかった。一方、各IGFの転写産物サブクラス変化は一定ではなく、各サブクラスの転写が異なるメカニズムで調節を受けていることが示された。以上の結果から、内分泌的に作用する肝臓におけるIGFs産生はタンパク質栄養の影響を強く受けるが、パラクライン的に作用する軟骨成長板でのIGFs産生はタンパク質栄養の影響を受けない可能性が示唆された。次いで、肥育ならびに卵巣摘出が血漿中IGF-IおよびIGF-II濃度の及ぼす影響を肥育牛を用いて検討した。卵巣摘出は血漿中IGFs濃度に影響を与えなかった。肥育が進行するにつれ血漿中IGF-I濃度および体重増加速度は低下し、両者の間に正の相関関数が認められた。一方、血漿中IGF-IIは肥育に伴う変化を示さなかった。以上の結果から、ラットやヒトとは異なり、卵巣摘出はウシの血漿中IGF-I濃度に影響を及ぼさないこと、内分泌的に産生されるIGF-Iは肥育期における体重増加を促進するが、IGF-IIの関与は明らかとはならなかった。異なる月齢の肉用雌牛において、卵巣摘出が体量増加ならびに血漿中インスリン様成長因子(IGF)-Iに及ぼす影響を16ヶ月間にわたり検討した。7ヶ月齢の雌牛14頭と10ヶ月齢の雌牛16頭を供試した。7ヶ月齢のウシ8頭、10ヶ月齢の牛9頭に卵巣摘出を施した。いずれの月齢のウシにおいても卵巣晶出は術後2ケ月間における体重増加を促進した。しかし、卵巣摘出2ヵ月以降ではこの促進作用は認められなかった。その結、果16ヶ月間における体重増加に卵巣摘出は有意な影響を及ぼさなかった。卵巣摘出2カ月以降において血漿中IGF-I濃度は摘出手術の影響を受けなかった。肥育が進行するにつれ血漿中IGF-I濃度および体重増加速度は低下し、両者の間に正の相関関係が認められた。以上の結果から、卵巣摘出の肉用雌牛の体重増加に及ぼす影響は一時的であり、肥育後期に卵巣摘出を行うことにより体重増加が向上することが示唆された。離乳直後のメンヨウにタンパク質欠乏飼料または対照飼料を4週間給与した。体重増加および骨成長は低タンパク質区で著しく抑制され、血漿中IGF-I濃度は低下した。一方、血漿中IGF-II濃度に差は認められなかった。供試したメンヨウを屠殺し、肝臓、骨、軟骨ならびに筋肉を採取した。現在、採取した組織から全RNAを抽出し、RT-P,CR法によりこれら組織で発現しているIGF-1およびIGF-IIの各クラスごとの転写産物量の定量を行っている。離乳直後の去勢雄メンヨウ8頭を2区に分け、通常飼料または低タンパク質飼料を給与した。20日目に血液を採取し、血清中尿素態窒素濃度が低タンパク飼料給与区において80mg/l以下になっていることにより、タンパク質欠乏状態を確認した。

ヒツジは全身麻酔下で肝臓および肋骨成長板軟骨の一部を採取した。肝臓および成長板軟骨より全RNAを抽出し、IGFs特異的なプライマー対を用いてRT-PCRを行った。PCR産物はアガロースゲル電気泳動で分離し、PCRの各サイクルごとのバンドの蛍光発色量を測定し、カイネテックス分析により初期cDNA量の推定を行った。成熟したIGF-Iをコードするエクソン4-6の転写産物は、肝臓において低タンパク飼料給与区で減少したが、成長板軟骨で通常飼料給与区との間に差は認められなかった。成熟したIGF-IIをコードするエクソン8-10の転写産物は肝臓においては低タンパク飼料給与区で減少したが、成長板軟骨では通常飼料給与区との間に差は認められなかった。エクソン1を含むIGF-I転写産物は肝臓では差はなかったが成長板軟骨においては低タンパク飼料給与区で減少が認められた。IGF-IIの各サブタイプの転写産物は、肝臓、成長板軟骨とともにエクソン3,5,6については差は認められなかったが、肝臓のエクソン7は低タンパク飼料給与区で増加する傾向がみられた。総IGFsのmRNAの検討から、肝臓における内分泌的に作用すると考えられるIGF-IおよびIGF-IIの発現はタンパク質栄養不足により抑制されるが、パラクライン的に機能していると思われる成長軟骨中のIGF-IおよびIGF-IIの発現はタンパク質栄養不足の影響を受けないことが示唆された。しかしながらこの差の原因は転写産物各サブタイプの発現量からは明らかにならなかった。