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経済哲学の現代的再構築

梅澤は、経済のグローバル化がすすむなかで「女性」もますます多様化し、女性にとっての「合理性」の多様な内実に即したミクロ的考察を強化しようというジェンダー論の動向に注目し、アジアの出稼ぎ女性移民家事労働者を素材に女性の多様化の一端を明らかにするとともに、「合理性」を叙述する言説そのもののなかに、したがって「合意」をつくりだす基本的ツールのなかに社会的、歴史的影響が色濃いことに目を向けた。なお、以上の研究成果は下記の論稿としてそれぞれ公刊されている。地球環境問題に象徴されるように時代がひとつの転換点を迎えているかにみえる現代において、経済学の主潮流を支えてきた功利主義思想にも変化が認められる。すなわち、功利主義思想は20世紀に入って形式的には洗練されながらもJ.ベンサムやJ.S.ミルらが保持していた社会哲学としての実質を希薄化せしめてきた感があったのだが、一方で「正義」をあらためて主題に掲げたJ.ロールズらの契約論、他方でF.A.ハイエクらの自然法アプローチに触発され、J.C.ハルシャーニ、R.ヘアー、D.パーフィットらが新たな展開を示し始めた。本研究はそうした現代功利主義の意義と限界を、現代の尖鋭な時代的課題に関わる諸論議と交錯させながら検証することで、経済哲学の現代的再構築の方向性を見定めようとしたものである。その成果は研究代表者である松嶋が準備中の著作『経済と倫理』に纏められつつあるが、既公刊のものでは松嶋の「福祉・相互性・道徳性」(『彦根論叢』第340/341号)が大凡の結論を提示している。すなわち、同論文は契約論と功利主義それぞれのキーワードである相互性と福祉(welfare)を手掛かりに、D.ゴティエ説の検討により得られた前論文の結論を敷衍して、道徳性の基礎づけには合理性に加えて正義感覚が必要であり、かつ正義感覚に対しては契約論と功利主義の二筋のアプローチがありうることを認めたうえで、後者に前者の契機を織り込む方向に現代的経済哲学の基礎が求められることを展望している。こうした松嶋の見解は、功利主義者P.シンガーが環境倫理学に関わり展開した「動物の権利」論の検討を大きな契機としているが、そのように松嶋の思索に刺激を与えた現代的課題の検討に関わっては研究分担者の梅澤も別掲のような諸論文を発表し、また吉川は別掲の論文とともに、「卓越主義についての一考察-センと共同体主義の比較から-」を準備中である。
歯ブラシの清掃効果に及ぼす基礎的要因に関する研究

本研究は、歯磨きの清掃効果がどのような要因によって影響を受けるかを調べ、その結果に基づいて高い清掃効果の得られる刷掃条件を求めることを目的として行った。日常の刷掃動作を再現できる刷掃試験機を設計、製作し、これを用いて被刷掃面の形態、歯ブラシ刷毛の剛さ、刷掃振幅、刷掃角度、ならびに刷掃力などの要因が清掃効果に及ぼす影響を摩擦仕事の観点から調べた。次に、歯ブラシ刷毛のばね係数、座屈強さならびに弾性回復時間を測定し、清掃効果との関係を検討した。また、臨床試験と刷掃試験機を用いた試験によって高い清掃効果が得られる刷掃条件の検討を行った。以上の実験結果から次の結論が得られた。1.清掃効果は、被刷掃面の形態、歯ブラシ刷毛の剛さ、刷掃振幅、刷掃角度、刷掃力、刷掃速度、および振動数によって影響を受ける。これらの要因のうち、一般に刷毛の剛さは大きいほど摩擦仕事としての清掃効果は高い。しかし、被刷掃面の形態、刷掃振幅、刷掃角度、ならびに刷掃力の要因間には交互作用があり、清掃効果に及ぼす影響は各要因が変化すると異なったものとなる。2.陥凹部歯面においては、要因の組み合せ(例:刷掃角度90°,刷掃力200gf)によって刷毛が歯面に到達しない。また、小臼歯や大臼歯の豊隆部歯面においては、要因の組み合せ(例:刷掃角度90°,刷掃振幅10mm,刷掃力400gf)によって刷毛の歯面接触は不良であり、刷毛の摩擦を起こり難い。これらが清掃不良の最大原因と考えられる。3.豊隆部と陥凹部の両歯面において、高い清掃効果が得られると考えられる刷掃条件は次の通りである。1)剛さの大きい刷毛を用い、刷掃角度を90°、刷掃力を300400gfにして、刷掃振幅を10mmと20mmに変化させる。2)剛さの大きい刷毛を用い、刷掃角度を90°、刷掃振幅を10mmにして、刷掃力を200gf400gfに変化させる。3)剛さの大きい刷毛を用いて、刷掃角度を45°、刷掃力を300400gfにする。この場合、刷掃時間を長くすることが必要と考えられる。作製した刷掃モデル試験機は刷掃振幅、刷掃速度、刷掃振動数、ならびに刷掃力を、それぞれ350mm、601800cm/min、100450回/min、02000gfの範囲で連続的に変化させて歯列模型の刷掃を行うことが可能であった。本試験機を用いて、歯列模型の刷掃を行い、低速ビデオ画像によって刷掃時の刷毛の移動・到達状態を調べるとともに、模型歯面に装着した微小応力センサーによって刷掃時に歯面が受ける力を測定した。刷掃時の刷毛の移動状態は、被刷掃部位、刷掃振幅、刷毛・歯面角度(刷毛の植毛方向と歯面の角度)、刷掃力、ならびに刷毛の剛さ(硬さ)によって影響を受けた。豊隆が大きい臼歯部頬側

歯面では、中切歯唇面に比べ、刷毛先端の移動距離が小さかった。また、刷掃振幅の減少、刷掃力の増加、刷毛と歯面の角度の増加(最大90度)、刷毛の剛さの減少に伴って、刷毛先端の移動距離は減少した。刷掃振幅・刷掃力と刷毛先端の移動距離との関係は直線的ではなく、刷掃振幅が約10mm以下となり、刷掃力が300400gを越えると、刷毛の移動距離は極端に減少した。この変化は、刷毛を歯面に直角に接触させた場合に顕著であったが、刷毛先端は歯間空隙などの陥凹部により深く到達した。刷毛と歯面との角度が小さくなると、90度に比べて刷毛の移動距離は大きくなり、陥凹部への刷毛先端の到達も容易であった。刷掃速度の影響は、必ずしも明瞭ではなかったが、刷掃振幅が大きくなると、陥凹部へ到達し難くなる傾向が認められた。歯面が受ける力は、被刷掃部位、刷掃力、刷毛・歯面角度、ならびに刷毛の剛さによって変化した。刷毛の剛さ、刷掃力、ならびに刷毛と歯面の角度が増加すると、歯面が受ける力は増加し、隣接面部に比べ、唇頬側・舌口蓋側面部で大きかった。この関係は、刷掃力が比較的小さく(300400gf以下)、刷掃振幅が大きい(20mm以上)ときに成立した。刷掃力が大きくなり、刷掃振幅が小さくなる(10mm以下)と、唇頬側・舌口蓋側面部では、歯面の受ける力はあまり変化せず、場合によっては減少した。この場合、逆に隣接面部では歯面の受ける力は増加した。本研究は、歯磨きの清掃効果がどのような要因によって影響を受けるかを調べ、その結果に基づいて高い清掃効果の得られる刷掃条件を求めることを目的として行った。日常の刷掃動作を再現できる刷掃試験機を設計、製作し、これを用いて被刷掃面の形態、歯ブラシ刷毛の剛さ、刷掃振幅、刷掃角度、ならびに刷掃力などの要因が清掃効果に及ぼす影響を摩擦仕事の観点から調べた。次に、歯ブラシ刷毛のばね係数、座屈強さならびに弾性回復時間を測定し、清掃効果との関係を検討した。また、臨床試験と刷掃試験機を用いた試験によって高い清掃効果が得られる刷掃条件の検討を行った。以上の実験結果から次の結論が得られた。1.清掃効果は、被刷掃面の形態、歯ブラシ刷毛の剛さ、刷掃振幅、刷掃角度、刷掃力、刷掃速度、および振動数によって影響を受ける。これらの要因のうち、一般に刷毛の剛さは大きいほど摩擦仕事としての清掃効果は高い。しかし、被刷掃面の形態、刷掃振幅、刷掃角度、ならびに刷掃力の要因間には交互作用があり、清掃効果の及ぼす影響は各要因が変化すると異なったものとなる。2.陥凹部歯面においては、要因の組み合せ(例:刷掃角度90°,刷掃力200gf)によって刷毛が歯面に到達しない。また、小臼歯や大臼歯の豊隆部歯面においては、要因の組み合せ(例:刷掃角度90°,刷掃振幅10mm,刷掃力400gf)によって刷毛の歯面接触は不良であり、刷毛の摩擦も起こり難い。これらが清掃不良の最大原因と考えられる。3.豊隆部と陥凹部の両歯面において、高い清掃効果が得られると考えられる刷掃条件は次の通りである。1)剛さの大きい刷毛を用い、刷掃角度を90°、刷掃力を300400gfにして、刷掃振幅を10mmと20mmに変化させる。2)剛さの大きい刷毛を用い、刷掃角度を90°、刷掃振幅を10mmにして、刷掃力を200gf400gfに変化させる。3)剛さの大きい刷毛を用いて、刷掃角度を45°、刷掃力を300400gfにする。この場合、刷掃時間を長くすることが必要と考えられる。
自閉症におけるデフォルトモードネットワークの破綻とその物質的背景

自閉症者の病理メカニズムに関して脳活動・脳構造に着目し機能的MRIや核磁気共鳴スペクトロスコピー法を用いて検討を行った。神経細胞において化学組成の変異があれば機能的側面にも影響が現れると考えられる。そこでデフォルトモードネットワーク(DMN)と呼ばれる基礎的な脳活動や顔認知における脳活動が化学代謝物組成の異常によって影響を受けているとの仮説を立て検証を行った。現在、データの取得を終え、DMNに関する機能連関解析と顔認知課題における脳活動の検討を行っている。またMRSによる各化学物質組成の変異に関しても検討中である。本研究の目的は自閉症の病理を脳を通じて検討するものである。自閉症とは社会的相互作用の障害、コミュニケーション障害、こだわり行動などによって、日常生活に支障をきたしている症例である。自閉症の症例から脳における機能障害である可能性が高いことから、本研究では自閉症の病理要因として神経細胞の化学組成の異常を仮定し検討を行っている。脳内における化学組成が通常と異なる可能性があることから、magnetic resonance spectroscopy (MRS)という手法を用いて自閉症者の脳および健常者の脳を調べている。MRSでは神経細胞の密度や神経伝達物質の濃度、組織内のエネルギー代謝に関する化学物質の濃度を計測可能である。一方で、神経細胞における化学組成の異常があるとすれば脳機能的側面にも影響が現れると考えられる。機能的MRI(fMRI)という手法を用いて自閉症の脳機能について検討を行っている。一つには、デフォルトモードネットワーク(DMN)という脳内において安静時に活動が高い脳領域について検討を行っている。DMNとは現在、ヒト脳における基礎的な脳活動と考えられており、この基礎的な脳活動が神経細胞の化学組成の異常によって影響を受けていることが考えられるためである。また、他には、顔認知における紡錘状回の活動を計測している。顔は社会的に重要な役割を果たす。自閉症においては、顔から相手の心情読取が苦手であることが知られており、この顔認知を担う場所における脳構造・脳機能異常が考えられる。この顔認知おいてはfMRIだけでなくMRSも合わせて検討する事により、自閉症の脳機能と脳構造の両面からアプローチが可能である。本研究内容は自閉症における安静状態の脳活動における機能的ネットワークについて検討したものである。自閉症は一般に社会的相互作用の困難、他者とのコミュニケーション能力の欠如、一つの物事への反復という特徴を持つ。症例としては、一般に身体的な不備は特になく、主に脳機能の障害であると考えられている。現段階にて自閉症が引き起こされるメカニズムは未だに不明である。そして人口の約1%が自閉症スペクトラムとして診断されている。少なくない人々がこの症例に関わっており、この症例の原因を検討することは医学的にも社会的にも意義深いものであり、その原因解明は急務であると言える。近年では、脳内のネットワーク構造の異常ではないかと考えられてきており、本研究でもその事に注目して脳内の機能的ネットワークであるデフォルトモードネットワークについて検討している。デフォルトモードネットワークとは安静状態において働くと考えられている脳内ネットワークの事であり、自閉症者はこの領域の発達不全が疑われる。社会的な不適合はこの基礎的な脳領域の機能不全であると仮定し研究を行っており、これが明らかになることは自閉症に対して重要な知見をもたらすものである。本年度では、健常者と自閉症者のリクルートし実験を行った。自閉症者のリクルートでは研究協力者である辻井教授の元、アスぺの会の方々に協力して頂いた。実験は機能的MRIにおける顔認知課題、MSIT課題および安静状態の実験を行い、スペクトロスコピー法では内側前頭前野、楔前部、紡錘状回における神経化学組成の計測を行った。来年度は、引き続き実験を行いデータ取得を続けながら、これらのデータ解析を行う予定である。本研究の目的は自閉症の病理メカニズムに関して機能的MRI(fMRI)や核磁気共鳴スペクトロスコピー法(MRS)を用いて脳機能・脳構造を検討するものである。自閉症とは社会的相互作用の障害、コミュニケーション障害、こだわり行動などによって、日常生活に支障をきたしている先天性の障害であり、その具体的な発症メカニズムは未解明である。近年は自閉症児の割合が増加傾向にあり、その病態解明は臨床的に重要な意義を持つ。自閉症の症状より脳における機能障害である可能性が高いことから、本研究では自閉症の病理要因として神経細胞の化学組成異常と脳機能の変異を仮説とし検討を行ってきた。神経細胞における化学組成の異常があれば機能的側面にも影響が現れると考えられる。そこで安静時機能的MRIを用いてデフォルトモードネットワーク(DMN)という安静時の活動についての検討を行った。DMNとは、ヒト脳における基礎的な脳活動と考えられており、自閉症ではこの基礎的脳活動が化学組成の異常により影響を受けているという仮説を立てた。加えて顔認知における紡錘状回の活動についても検討を行った。自閉症では、顔から相手の心情を読み取る事が困難であることが知られており、この顔認知を担う場所における脳機能異常・脳構造変化が考えられる。

これらに関しfMRIおよびMRSを組み合わせて検討する事により、自閉症の脳機能と脳内化学組成の両面からアプローチを行った。検証の結果、自閉症者は顔認知においてエラーが高い傾向が見られた。また顔認知時の脳活動では紡錘状回の一部にて低い活動が見られたが、典型者との群間比較では統計的な有意差は見られなかった。一方、紡錘状回におけるMRS解析および安静時機能的MRIにおける機能的ネットワーク解析とMRS解析に関しては現在データ解析中であり、今後はこれら解析結果をまとめていく予定である。神経科学、認知科学これまでの先行研究より脳機能不全が自閉症の主要症状である社会性・コミュニケーション障害の要因であることが示唆されている。これに対して、fMRIやMRSという手法を用いて自閉症者の脳機能について検討を行ってきた。本研究においては、DMNの機能的破綻が、自閉症者の振る舞いを影響を与えていると仮定し検討している。現段階では、とりわけ自閉症者における紡錘状回の働きについて焦点を当ててきた。本研究目的は、自閉症者の生体脳内での代謝物質の生成異常を捉えることである。そしてそれに付随する機能的破綻を認知実験を行うことで明らかにすることである。この目的のため、実験当初は実験遂行するための技術的基盤を固める段階からスタートし、現段階では実際に被験者を呼んで計測する段階に進んでいる。また実験の結果も出始めており、実際に自閉症者において機能的な脆弱性が紡錘状回にあることが明らかになってきた。当初の目的であるDMNの機能や神経細胞の化学組成についても合わせてデータ取得を継続している。これらより研究目的の達成という観点から言えば研究はおおむね順調に進展していると言える。実験計画では、今年度は被験者の選定、パイロット実験および実際のデータ取得に到達するまでが目標であった。MRI装置準備としてデータ取得における実験パラダイムの作成、実験装置のパラメータの選定、いくつかのパイロット実験を行った。実験にはいくつかの課題(顔認知課題、MSIT課題および安静状態の実験)を設定し、化学組成の計測部位(内側前頭前野、楔前部、紡錘状回)を選定した。テストを重ねた結果、パラメータ調整によりデータの質の向上を図ることが出来た。それから、基準(過剰な投薬を行っていない・煙草を吸わない等)を満たす被験者のリクルートを行い、適応する被験者の選定を行った。自閉症者には、感覚過敏や多動傾向を示す者がおり、そのためまずMRI装置における実験が可能かどうかが問題である。現在までにおいて、自閉症者のうち数人が実験への不適合にて実験参加を見合わせているが、実験は順当に進んでいると考えている。また健常者に対しても同様の基準にて選考を行い実験を進めており、データの取得は順調である。
後期高齢者の増加がマクロ的な貯蓄率および社会保障政策に与える影響

従来の研究では、日本における急速な高齢化が後期高齢者が中心となる本格的な高齢社会において発生する問題を先送りしていることが見落とされてきた。事実、65歳以上の高齢者に焦点を当てれば、日本の高齢化率(総人口に占める65歳以上の人口比率)は2000年ですでに17.3%、高齢者数も2,200万人に達していた。しかし、その内訳をみると前期高齢者(6574歳)が1,300万人と6割を占め、自立的な生活が次第に困難になる後期高齢者(75歳以上)は900万人、同4割と少なかった。しかし、国立社会保障・人口問題研究所によれば、2015年前後をピークにして前期高齢者は減少に転じる一方で、後期高齢者は増加を続け2020年前後には両者の比率が逆転すると予測されている。20世紀末における日本の高齢化は、本格的な高齢社会への移行期に過ぎなかった。ここに、欧米諸国では高齢化に伴い低下する傾向があった貯蓄率が、日本では高齢化が進展した1990年代に入ってからも低下せずに高水準で推移したり、医療や介護の需要が増える後期高齢者を対象にした社会保障政策の整備が遅れたりした理由があったと考えられる。そこで、今回の研究では前期高齢者と後期高齢者の間の経済、健康面などの相違に焦点を当て、本格的な高齢社会の到来が貯蓄率や社会保障に与える影響の分析を行った。その結果、日本の貯蓄率が最近低下している背景には無職の比率が高い後期高齢者の増加が影響していること、また医療や介護および年金制度の改革においても後期高齢者の増加を考慮に入れる必要があることが明らかになった。さらに長期的な出生率の低下に歯止めをかけることは本格的な高齢社会への対応としても重要だが、そのためには働く女性に対して出産・育児と仕事の両立を難しくさせている日本社会特有の「雰囲気」も改善する必要がある。こうした「雰囲気」の解明も含めて、今後はより具体的な政策の研究を行っていきたい。1.申請時の計画に示した通り、16年度は前期高齢者と後期高齢者の比較に配慮したうえで、日本における人口構造の高齢化、高齢者の所得・消費・貯蓄、高齢者の就業・世帯状況、高齢者の健康や生活不安、および医療・年金・介護・生活保護に関する高齢者政策などの実態にして、参考文献や電子媒体のデータなどを利用して問題点の洗い出しを行うことに重点を置いた。2.データの収集と整理に関しては、日本全体の実態や変化だけではなく、地域別の相違や格差に関しても焦点を当てるように心がけた。例えば、今後の人口構造の変化に関しては、高齢化比率の水準とは別に変化率の面で、大都市圏と地方圏の間に相違があることが、地域別人口予側などで明らかにされている。実際、高齢化率の水準自体は、現段階では地方圏よりも大都市圏のほうが低いが、今後2030年をみると、東京圏などは全国平均をはるかに上回るスピードで高齢化が進展すると予測されている。社会保障政策などのあり方を研究する際には、高齢化の水準だけではなく、その変化率も重要となるため、データの整理段階からそうした諸点に配慮を行うように努めた。また、地域別の相違や比較をデータ面から整理しておくことは、高齢化率の変化が貯蓄率に与える影響を分析する際に、過去の時系列変化だけではなく、地域間の相違にも配慮したクロス的な解析も可能になるため、多様な視点からの比較分析行う際の準備作業としての意味も備えるものである。

3.日本のマクロ的な貯蓄率は、研究計画の申請時に予想しいたよりも、早いテンポで低下しはじめていることが最近のデータから明らかになっており、その理由に関して、後期高齢者の増加といった本研究の視点とは別の観点からの分析も行われ始めている。こうした先行研究を整理し、本研究の特徴を明らかにするために、マクロおよびミクロ経済学の両面から貯蓄理論や統計分析のサーベイに必要な文献の収集や整理も併せて行った。(以上)1.申請時の計画に示した通り、17年度は、16年度にデータベース化した統計や資料の解析を行い、前期高齢者と後期高齢者の生活や経済条件、健康状態などの相違を明らかにし高齢社会の成熟化に伴い、これまでの前期高齢者中心の高齢社会で観察されていた高齢者の貯蓄行動に対する研究結果や、それに基づく政策運営のあり方がどのように修正されるかに関して研究を行った。その成果の一部については、図書(『少子高齢化の死角』)として出版した。2.前期高齢者と後期高齢者の収入、消費、家族構成、健康状態、生活意識などの相違について、16年度に整理したデータベースを利用し、両者の相違が貯蓄行動(積み立てだけでなく取り崩しに関しても)にどのような影響を与えるかについて分析を試みた。その結果、今後、後期高齢者が増加し、日本における高齢社会の成熟化が進んでいくに伴い、日本における高齢者の貯蓄率が、マクロ的な日本の貯蓄率に対してマイナスに寄与する可能性があることを、主として統計的に検討した。また、日本における高齢化の主因が、かつての長寿化から出生率の低下による少子化に移行していると見られることから、少子化の要因および政府・企業による出産・育児支援策について国際的な比較も視野に入れて文献中心に調査を行った。3.高齢社会の成熟化に伴う社会保障のあり方については、「高齢者は平均的にみれば収入や資産面で『裕福』である」という通説について批判的に検討するとともに、福祉政策をめぐる「小さな政府論」の陥穽についてグローバル化とマクロ経済政策の視点から研究を行い、その成果の一部を図書(『グローバル化と日本の課題』)として出版した。4.なお、日本における「ライフサイクル仮説」が今後成立するか否かについては、これまでの議論を整理する目的で、マクロ経済および所得分配政策に関する文献をサーヴェイした。・18年度が当該研究テーマに関する研究費補助の最終年度となるため、これまで行ってきた分析結果の検証や、高齢者政策の見直しに関する政策提言、および報告書の作成に向けた作業中心研究に努めた。・対外的には、参議院の少子高齢化社会に関する調査会に参考人として出席して、これまでの研究成果を踏まえ「高齢期の生活保障基盤について」意見を述べたり、滋賀県知事との懇談会で「後期高齢者の増加に伴う政策対応」について報告を行ったりしたほか、北海道大学および早稲田大学での研究会や日本経済研究センター主催のセミナーなどで、高齢化による格差や社会保障への対応などについて報告し討論を行った。特に、今後日本において進展する高齢化が、経済的かつ健康的にも前期高齢者と比較して相対的に「劣る」面が多い後期高齢者を中心であることを強調したうえで、従来の高齢者対策の再検討が必要なことをデータに基づき提言した。・ただ、研究をとりまとめているなかで、これまで構造的に低下してきた合計特殊出生率が反転する兆候が表れたり、2002年に実施した国勢調査の結果をベースにした新しい将来人口推計が国立社会保障・人口問題研究所から発表されたりしたことから、これまでの分析結果を再検討する必要性も生じた。取り急ぎ、新しいデータの収集を行い、解析したうえで最終報告書には可能なかぎり新しい研究成果を反映させるようにした。
細胞競合の分子機構の遺伝学的解明

多細胞生物はその発生過程において、遺伝子突然変異や環境変化といった多様なストレスにさらされるが、正常な機能やサイズを有する個体へと成長しようとするロバストな性質を示す。しかしながらこれまで、このようなロバストな正常発生を保証する分子機構は依然不明のままである。本研究員は、この分子メカニズムを明らかにするため、ショウジョウバエMinute変異体を用いて解析を行ってきた。Minute変異体はリボソームタンパク質をコードする遺伝子に変異を持ち、幼虫期での成長遅延を示すが、最終的に正常個体を形成する。前年度までに、Minute変異体の幼虫期の細胞動態を調べ、翅成虫原基において細胞死と細胞増殖が劇的に亢進していること、およびこの細胞の入れ替え(細胞ターンオーバー)がMinute変異体の正常発生を実現していることを見いだした。また、細胞ターンオーバーがモルフォゲンWingless(Wg ; Wntのホモログ)依存的な細胞競合によって引き起こされていること、およびこのWg依存的な細胞競合に個体の成長遅延も関与していることを明らかにした。そこで本年度は、このWg依存的な細胞競合の分子メカニズムを解析した。その結果、Minute変異体の翅原基ではEcR(Ecdysone Receptor)の発現が上昇し、それによりがん抑制経路Hippo経路が不活化してWgの発現が亢進していることが分かった。さらに興味深いことに、EcRの発現上昇がJNK(c-Jun N-terminal Kinase)依存的に個体の成長遅延を引き起こすこと、およびこの成長遅延がWgの発現上昇と協調することでWg依存的な細胞競合が強く誘発されることが分かった。本研究は、「細胞競合を介してロバストな正常発生を実現する」という新たな恒常性維持のメカニズムを示したものである。27年度が最終年度であるため、記入しない。多細胞生物はその発生過程において、環境変化や遺伝子変異、損傷など様々なストレスを受けるが、そのようなストレスの存在下でも正常な形・大きさの組織を構築しようとする傾向がある。しかし、このようなロバストな発生過程を成立させる機構は未だ明らかになっていない。我々は、発生ロバストネスを支える分子メカニズム明らかにするため、リボソームタンパク質をコードする遺伝子に変異を持つショウジョウバエMinute変異体の発生過程を解析した。Minute変異体は特に幼虫期に発生遅延を示すが、最終的には正常な個体を構築する。そこで、幼虫期における翅成虫原基を構成する個々の細胞がどのように振る舞い、正常な個体発生を保証しているのか解析を行った。その結果、Minute変異体において細胞ターンオーバー(細胞死と細胞増殖による細胞の入れ替え)がさかんに起こっていること、またこの細胞ターンオーバーにより正常な翅形成が実現されていることを見いだした。さらに、細胞ターンオーバーが成長速度と関わりがあることを見つけ、細胞ターンオーバーがモルフォゲンWnt/Wingless依存的な細胞競合(環境適応度の高い細胞が低い細胞を組織から排除し、その空間を占有する細胞間の適者生存競争)により引き起こされる可能性を見いだした。これらの結果は、発生過程における時間軸の揺らぎを調節する機構に細胞競合が関わる可能性を初めて示したものであり、今後の研究の進展が期待される。本研究は、多細胞生物がその発生過程において、種々の内的・外的ストレスの中でも正常に発生しようとするメカニズムの解明を目的とする。この目的を達成するために、研究代表者らは、幼虫期の成長遅延を特徴とするMinute変異体に着目し、幼虫期における組織中の細胞の振る舞いを解析した。その結果、個体の成長遅延が翅原基において細胞ターンオーバーを引き起こすという新規概念を提示することに成功し、さらには、それを誘発するメカニズムとしてWg依存的な細胞競合が関わる可能性を見いだすことができた。

個体の成長遅延に応じて翅原基でWgシグナルに依存した細胞競合を誘発するメカニズムを明らかにする。その目的を達成するために、候補遺伝子に着目した遺伝学的解析および網羅的遺伝学的スクリーニングを展開する。網羅的遺伝学的スクリーニングは、具体的には、Minute変異体の翅成虫原基pouch領域に様々なRNAiを発現させ、これにより細胞競合に異常をきたす遺伝子を単離・同定する。次に、同定した遺伝子が細胞競合に果たす役割を遺伝学的に明らかにする。27年度が最終年度であるため、記入しない。
遺伝子どうにゅうによる音響性聴覚障害の予防に関する研究

音響性聴覚障害においてははじめに蝸牛有毛細胞が障害され、その後ラセン神経節細胞等、蝸牛神経の障害が発現するとされている。GDNFはこのような音響性聴覚障害に対して予防効果を有することが報告されている。一方、遺伝子導入は蝸牛内へGDNFなどを持続的に発現させる方法として注目されている。今回の実験でははじめに遺伝性難聴のモデルであるShaker-2マウスを用いて蝸牛内への遺伝子導入の可能性について検討した。その結果、遺伝性難聴モデルにおいても正常マウスと同様に感染し、遺伝子導入が行われることが確認された。蝸牛支持細胞への導入はP1、P3、P5で不変だったが、その一方、導入された有毛細胞の数は日齢とともに減少した。導入パターンにおいてホモ(変異)型、ヘテロ型、正常マウスの3者間に差異は認めなかった。発達過程において、アデノウイルスによって遺伝子導入された有毛細胞の数が減少していくことが確認された。マウスにおいて、P5でもなお蝸牛支持細胞に対する導入が認められることから、アデノウイルスベクターを用いた遺伝子導入は、有毛細胞の前駆細胞である支持細胞に標的を絞った再生医療などの治療戦略にも適応を拡大できる可能性があると考えられた。次に、このアデノウイルスベクターを用いてGDNFの導入を試みた。ウイルスベクターを用いてGDNFは注入側に強く発現を認めた。GDNFを注入することで、有毛細胞消失後に生ずる、ラセン神経節細胞に対する予防効果は注入側よりも非注入側に非常に強く見られた。また注入側では基底回転により強く効果を認めた。遺伝子導入の技術がラセン神経細胞数の減少を食い止めることが判明した。内耳に対する遺伝子治療には解決すべき問題点は非常に多いが、まず期待されるのは、現存するベクターよりもさらに感染、遺伝子導入効率の高い新しいウイルスベクターの開発が望まれる。同時にウイルスベクターの内耳毒性や臨床応用に向けた投与法の改善についても検討していく必要があるだろう。音響外傷による難聴では内耳の感覚細胞である有毛細胞が障害され、さらにその中枢側に存在する蝸牛神経が2次的に変性によることが知られている。神経栄養因子の1つであるGDNF(glial derived neurotrophic factor)は、このような音響性聴覚障害における有毛細胞の保護作用や神経変性の予防効果があると考えられている。GDNFは内服による全身投与は不可能であり、内耳に直接投与する必要がある。遺伝子導入によるGDNF投与はGDNFの持続的投与ができるという点で優れている。今年度はGDNFを発現するヘルペスウイルスベクターをモルモットに投与し、GDNFの発現について検証した。GDNFの発現の観察には正常モルモットと感音難聴モデルとしてアミノグリコシド系薬剤カナマイシン投与モルモットを用いた。5μlのGDNFを発現するヘルペスウイルスベクターを投与した。ウイルスが作動する確証は得られたが(線維芽細胞のcell lineにおけるGDNF発現は確認された)、内耳組織内でGDNFが発現した確証は得られていない。現在マウスを用いた同様の実験でGDNFの発現を観察中である。

GDNFは内服による全身投与は不可能であり、内耳に直接投与する必要がある。遺伝子導入によるGDNF投与はGDNFの持続的投与ができるという点で優れている。今年度は内耳にGDNF遺伝子を発現させることで、GDNFがどの範囲にまで分布しているかを調査した。また、有毛細胞損失後のラセン神経節変性に対するGDNFの長期効果について検討した。その結果、GDNFは基底回転から頂回転までのコルチ器において柱細胞に発現が認められた。また、神経節においてもGDNFの発現を認めた。なお、反対側耳には発現が見られなかった。さらに、GDNF投与5週後のラセン神経節に対する効果を見たところ、全回転において非投与側に比べて150から200%以上の神経節細胞数の生存が確認され、統計学的有意差が認められた。以上の結果から、GDNFの発現がラセン神経節生存に効果があることが示唆された。また、GDNFの発現はコルチ器にもみられたことから、これはコルチ器にもGDNFが運ばれ、影響を及ぼすことが想定された。
生殖系幹細胞の自己複製制御機構の解明

ポリコーム群蛋白質はクロマチン修飾因子としてエピジェネティックな遺伝子発現抑制を担う分子群であり、核内でPRC1とPRC2の2つの複合体を形成する。今回、我々はPRC1構成因子Bmi1とRing1Bの精子幹細胞における機能解析を行った。Bmi1ノックアウト(KO)マウスの精巣は形態的には野生型と変わりなく、精子への分化も正常に見られた。前回の班会議ではBmi1KOマウス由来の精子幹細胞移植において再構築能の異常を報告したが、今回W/W^vを用いて再評価したところ、特に異常は認められず、Bmi1KO精子幹細胞の自己複製能はほぼ正常であると考えられた。一方、生殖幹細胞におけるRing1Bの役割を検討するため、Ring1B^<FL/FL>マウスとTNAP-Creマウスを交配し得られたコンディショナルノッククアウト(Ring1B^<FL/FL>;TNAP-Cre)の精巣を経時的に解析した。この結果、生後3週からRing 1B^<FL/FL>;TNAP-Creの一部の精細管に形態異常が認められ始め、10週では約4割の精細管において生殖細胞が消失していた。Ring1B^<FL/FL>;TNAP-CreにおけるRing1Bの発現は、胎生期より減少・消失していると考えられるが、生後1週では、コントロールマウスとRing1B^<FL/FL>;TNAP-Creの精巣の形態やPLZF陽性細胞数に大きな違いが認められなかった。従って、成獣で認められる異常は、胎生期における発生異常ではなく、生後の精子幹細胞の増幅異常によるものと考えられる。しかし、25週令のマウスにおいても約6割の精細管では生殖細胞が維持されていることから、Ring1Bは幹細胞の維持に必ずしも必要ではないと考えられる。以上の結果は、Ring1B欠損精子幹細胞の異常が環境側の要因による可能性も示唆しており、今後、発現がより精子幹細胞に限局しているngn-3-Creを用いたRing1B遺伝子欠損による効果を検討する予定である。ポリコーム群蛋白質はクロマチン修飾因子としてエピジェネティックな遺伝子発現制御に関与する。近年、遺伝子欠損マウスの解析からその幹細胞維持機能が明らかとなり、造血幹細胞を始めとした幹細胞制御分子として注目を集めている。我々はポリコーム遺伝子Bmi1とRing1Bが精子幹細胞の自己複製に関与するものと考え解析を進めている。Bmi1ノックアウト(KO)マウスの精巣は形態的には野生型と変わりなく、精子への分化も正常に見られたが、週齢を重ねるにつれて精原細胞の減少が見られた。Bmi1 KOマウス由来の精子幹細胞は精子幹細胞移植において再構築能をほとんど示さず、自己複製能に異常があることが示唆された。Bmi1 KOマウスでは野生型と比較して体細胞型細胞増殖の遅延が認められるが、Bmi1 KO精原細胞では細胞周期制御遺伝子の発現の変化に加えて、本来分化した細胞に発現する遺伝子が異所性に発現していた。さらに、培養系の精子幹細胞であるGermline stem cell(GS細胞)においてRNAiによりBmi1の発現を抑制すると細胞増殖能が著明に抑制され、分化が亢進する傾向が認められた。これはBmi1が精子幹細胞において分化関連遺伝子の発現を抑制していることを支持する所見である。実際GS細胞にBmi1を強制発現させると、c-Kit陰性未分化型GS細胞の割合の増加が認められた。また、精子幹細胞の自己複製に重要である転写抑制因子PLZFとBmi1がc-Kit陰性の未分化なGS細胞特異的に共局在することが確認され、Bmi1を過剰発現させたGS細胞ではBmi1とPLZFの共局在がより強く認められた。以上の所見より、Bmi1は精子幹細胞において分化関連遺伝子や細胞周期制御遺伝子の発現を抑制することで、未分化性の維持を制御しているものと考えられ、その機能の一部はPLZFとの協調作用により発揮されるものと想定される。一方Ring1B KOマウスの精巣における異常はBmi1 KOより明らかに強く、幹細胞の自己複製および分化について解析を進めている。われわれの解析結果は、ポリコーム蛋白が精子幹細胞の自己複製制御分子としても機能していることを示すものと考えられる。

Ring1B^<FL/FL>;TNAP-CreにおけるRing1Bの発現は、胎生期より減少・消失していると考えられるが、生後1週では、コントロールマウスとRing1B^<FL/FL>;TNAP-Creの精巣の形態やPLZF陽性細胞数に大きな違いが認められなかった。従って、成獣で認められる異常は、胎生期における発生異常ではなく、生後の精子幹細胞の増幅異常によるものと考えられる。しかし、25週令のマウスにおいても約6割の精細管では生殖細胞が維持されていることから、Ring1Bは幹細胞の維持に必ずしも必要ではないと考えられる。以上の結果は、Ring1B欠損精子幹細胞の異常が環境側の要因による可能性も示唆しており、今後、発現がより精子幹細胞に限局しているngn-3-Creを用いたRing1B遺伝子欠損による効果を検討する予定である。
異方透水性の発現メカニズムと異方浸透流特性に関する研究

まず、土の異方透水性がダムや地盤中の浸透流にどのような影響を及ぼすかについて数値解析的に考察した。そして、異方性の値が大きくなると、流量の増大、浸潤線や浸出点の上昇、等ポテンシャル線分布の拡大、浸透破壊に対する安定性の低下が起こることを明らかにした。そして、地盤中の異方浸透流特性は、数学的な特性だけではなく浸透領域の形状や境界条件によって著しく影響されることがわかった。この成果については、第56回農業土木学会京都支部研究発表会にて論文発表を行った。また、二次元異方性土に関して室内透水試験における供試体中の浸透流特性すなわち異方透水性の発現メカニズムを数値解析的に明らかにした。そして、圧力型の透水試験における透水楕円、誘導動水勾配の発生と挙動についてまとめ論文発表した。地盤の異方透水特性や異方性発現メカニズムは数値解析的には次第に明らかになってきたが実際の地盤においてそのような現象が起こるかどうかについて検証する必要がある。今後、本研究初年度に試作した異方透水性試料作製装置を用いて、理論的考察や数値解析結果から得られた一次元拘束流れの概念、一次元拘束流れの透水係数、誘導動水勾配が実際に存在するのかどうかについて実験的に考察を進めて行く必要があると考えられる。また、現場で実地盤の透水係数テンソル成分を求める手法を理論的・実験的に明らかにして行く必要がある。土粒子が水中で堆積し圧密して生成された自然地盤や締固めて造られた盛土地盤は方向によって透水係数が異なることが知られている。このような地盤や土構造物中に浸透流が生ずると特異な流れを起こし流量や安定性に大きな影響を及ぼすことが知られている。ここではまず、異方浸透流に関する文献を収集・整理し自然地盤、人工地盤、実験地盤などにおいてどの程度異方透水性が存在するのかについて考察した。次に、土が異方性を有することによりダムや地盤中の浸透流にどのような影響を及ぼすかについて数値解析的に考察した。そして、異方性の値が大きくなると、流量の増大、浸潤線・浸出点の上昇、等ポテンシャル線の広がり、浸透破壊に対する安定性の低下が起こることを明らかにした。次に、異方透水性の発現マカニズムを明らかにするために、二次元異方性土に関して透水試験における供試体中の浸透流特性を数値解析的に明らかにした。そして、一次元拘束流れの概念、流れ方向の透水係数、誘導動水勾配について明らかにした。圧力型の透水試験における透水楕円の形状、誘導動水勾配の発生と挙動については第33回地盤工学研究発表会にて論文発表する予定である。地盤の異方透水特性や異方性発現マカニズムは数値解析的には次第に明らかになってきたが実際の地盤においてそのような現象が起こるかどうかについて検証する必要がある。ここでは、新たに異方透水試験装置を試作した。現在異方透水性を有する供試体作製方法を考案中であり、試料の選定を行っているところである。この装置を用いて、理論的考察や数値解析結果から得られた一次元拘束流れの概念、流線方向の透水係数、誘導動水勾配が実際に存在するのかどうかについて実験的に明らかにして行く予定である。地盤や土構造物は一般的に力学的・水理学的に異方性を有する。土の中の水の流れに関しても方向によって透水係数が異なることが知られている。まず、土の異方性がダムや地盤中の浸透流にどのような影響を及ぼすかについて数値解析的に考察した。また、三角形地盤のような特殊な地盤では安定性の増加が認められた。地盤中の異方浸透流特性は浸透領域の形状、境界条件によって著しく影響されることがわかった。次に、二次元異方性土に関して透水試験における供試体中の浸透流特性すなわち異方透水性の発現メカニズムを数値解析的に明らかにした。そして、圧力型の透水試験における透水楕円の形状、誘導動水勾配の発生と挙動について第33回地盤工学研究発表会にて論文発表した。現在、新たに試作した異方透水試験装置を用いて、理論的考察や数値解析結果から得られた一次元拘束流れの概念、流線方向の透水係数、誘導動水勾配が実際に存在するのかどうかについて実験的に考察を行っているところである。

地盤の異方透水特性や異方性発現メカニズムは数値解析的には次第に明らかになってきたが実際の地盤においてそのような現象が起こるかどうかについて検証する必要がある。今後、本研究初年度に試作した異方透水性試料作製装置を用いて、理論的考察や数値解析結果から得られた一次元拘束流れの概念、一次元拘束流れの透水係数、誘導動水勾配が実際に存在するのかどうかについて実験的に考察を進めて行く必要があると考えられる。また、現場で実地盤の透水係数テンソル成分を求める手法を理論的・実験的に明らかにして行く必要がある。
根粒共生系の老化遅延と環境ストレス耐性付与を目的とした植物ヘモグロビンの応用

本研究は、ミヤコグサの植物ヘモグロビン(LjGlb1-1)の一酸化窒素(NO)除去能に着目し、「老化や環境ストレスに起因するNOの制御とLjGlb1-1の関係」を検討し、「根粒の機能改善へのLjGlb1-1の応用」が可能かどうか明らかにすることを目的とする。目的達成のため4つのサブテーマを設け、そのうち、本年度に取り組んだ3サブテーマの実施状況は、次のとおりである。1.LjGlb1-1の老化関与の解明および高発現による老化遅延の試み:LjGlb1-1高発現・低発現型系統、野生型系統の根粒の老化進行度を評価し、LjGlb1-1の高発現が根粒老化の遅延に寄与するか検討した。高発現系統では老齢根粒でも窒素固定活性が高く、根粒NOレベルが低く、老化関連遺伝子の発現を低く保っていた。以上の結果から、LjGlb1-1高発現によるNO制御の強化が、根粒老化の遅延に寄与すると結論付けた。2.NOと老化・環境ストレスの関与の詳細:根粒の老化とNOの関係の詳細について検討した。根粒をNO供与剤(SNAP)、NO除去剤(cPTIO)及び、根粒老化に関与する植物ホルモン(ABAとエチレン)で処理し、窒素固定活性、老化関連遺伝子の発現、根粒NO量、感染細胞の形態等を検討した。いずれの実験でも、NO、ABA、エチレンによる老化の誘導はcPTIOにより抑制されため、ABAとエチレンによる根粒老化は、NOを介していると考えられた。3.LjGlb1-1の環境ストレス関与の解明と高発現によるストレス耐性の試み:低温または冠水処理した植物について、窒素固定活性、NO産生、感染細胞の形態等を指標とし、共生系のストレス耐性を評価した。いずれのストレス処理でも、高発現系統では窒素固定活性を高く維持した。冠水処理に関しては、高発現系統で植物と根粒のNO量が低く維持され、感染細胞のダメージが抑制されていることを確認した。現在までに、サブテーマ13を実施し、サブテーマ1, 2については完了した。ミヤコグサと根粒菌の根粒共生系において、ミヤコグサのクラス1植物ヘモグロビン遺伝子を高発現する形質転換系統は、根粒の着生数は野生型系統と差は無いものの、根粒の窒素固定活性が高く、活性の持続期間が長いという、農業生産上極めて有益な特徴を有することを見出した。さらに、植物体内で生産される一酸化窒素(NO)の量や植物ホルモンと老化関連遺伝子の発現との関係を精査し、高活性・長寿命の分子的背景を明らかにした。この成果は、学術誌Plant and Cell Physiologyに掲載された。サブテーマ3についても順調に進行中である。高発現系統の根粒は、冠水耐性を示すことを見出し、根粒共生系の冠水耐性にもNO量調節が深く関与していることを明らかにした。この成果は、学術誌Antioxidantsで企画されている「植物NO特集」への寄稿を依頼されており、平成31年5月に投稿予定である。高発現系統の根粒が低温耐性を示すことも確認済みであるが、低温処理時は冠水処理時と異なり、低発現系統が高発現系統と対照的な表現型を示さなかった。この原因として、低温耐性と冠水耐性とでストレス緩和への作用機序に差異があると考えられたが、その詳細は不明である。以上のように、これから考察を必要とする課題はあるものの、計画通りに進捗していることから、「おおむね順調に進展している」と評価した。基本的な推進方策に変更はない。これまでに、研究目的達成のために設けた4つのサブテーマのうち、2つのサブテーマが完了している。次年度は着手中のサブテーマである「LjGlb1-1の環境ストレス関与の解明および高発現によるストレス耐性の試み」を完遂し、残るサブテーマ「根粒の老化遅延や環境ストレス耐性が収量増加に寄与するか」についても着手・完了することを目指す。1. LjGlb1-1の環境ストレス関与の解明および高発現によるストレス耐性の試みLjGlb1-1の高発現系統が冠水ストレスを示すことや、その分子的背景については既に検討済みであるため、次年度は低温ストレスについて検討する。高発現系統の根粒が低温ストレス耐性を示すことは確認済みであるが、その分子的背景は不明であるため、低温処理時のNO量の変化、必要に応じて活性酸素種量の変化も調べる。また、根粒だけでなく、全身的な応答の違いについても詳細に調査し、冠水耐性と低温耐性の作用機序の違いに言及することを目指す。2.根粒の老化遅延や環境ストレス耐性が収量増加に寄与するかこれまでに、LjGlb1-1の高発現系統が、根粒の老化遅延、冠水耐性、低温耐性を示すことが明らかとなった。これらの表現型が、収量増加・減収抑制に寄与するか評価する。植物は3ヶ月の長期栽培を行い、経時的なデータを採取する。また、栽培開始から1週、1及び2ヶ月後にそれぞれ12週間の低温または冠水ストレスを与え、影響を検討する。生長、開花数、結実数、種子重量及び種子の窒素含有量を主な評価の指標とし、LjGlb1-1高発現・低発現系統と野生型系統とで比較する。

本研究は、ミヤコグサの植物ヘモグロビン(LjGlb1-1)の一酸化窒素(NO)除去能に着目し、「老化や環境ストレスに起因するNOの制御とLjGlb1-1の関係」を検討し、「根粒の機能改善へのLjGlb1-1の応用」が可能かどうか明らかにすることを目的とする。目的達成のため4つのサブテーマを設け、そのうち、本年度に取り組んだ3サブテーマの実施状況は、次のとおりである。1.LjGlb1-1の老化関与の解明および高発現による老化遅延の試み:LjGlb1-1高発現・低発現型系統、野生型系統の根粒の老化進行度を評価し、LjGlb1-1の高発現が根粒老化の遅延に寄与するか検討した。高発現系統では老齢根粒でも窒素固定活性が高く、根粒NOレベルが低く、老化関連遺伝子の発現を低く保っていた。以上の結果から、LjGlb1-1高発現によるNO制御の強化が、根粒老化の遅延に寄与すると結論付けた。2.NOと老化・環境ストレスの関与の詳細:根粒の老化とNOの関係の詳細について検討した。根粒をNO供与剤(SNAP)、NO除去剤(cPTIO)及び、根粒老化に関与する植物ホルモン(ABAとエチレン)で処理し、窒素固定活性、老化関連遺伝子の発現、根粒NO量、感染細胞の形態等を検討した。いずれの実験でも、NO、ABA、エチレンによる老化の誘導はcPTIOにより抑制されため、ABAとエチレンによる根粒老化は、NOを介していると考えられた。3.LjGlb1-1の環境ストレス関与の解明と高発現によるストレス耐性の試み:低温または冠水処理した植物について、窒素固定活性、NO産生、感染細胞の形態等を指標とし、共生系のストレス耐性を評価した。いずれのストレス処理でも、高発現系統では窒素固定活性を高く維持した。冠水処理に関しては、高発現系統で植物と根粒のNO量が低く維持され、感染細胞のダメージが抑制されていることを確認した。現在までに、サブテーマ13を実施し、サブテーマ1, 2については完了した。ミヤコグサと根粒菌の根粒共生系において、ミヤコグサのクラス1植物ヘモグロビン遺伝子を高発現する形質転換系統は、根粒の着生数は野生型系統と差は無いものの、根粒の窒素固定活性が高く、活性の持続期間が長いという、農業生産上極めて有益な特徴を有することを見出した。さらに、植物体内で生産される一酸化窒素(NO)の量や植物ホルモンと老化関連遺伝子の発現との関係を精査し、高活性・長寿命の分子的背景を明らかにした。この成果は、学術誌Plant and Cell Physiologyに掲載された。サブテーマ3についても順調に進行中である。高発現系統の根粒は、冠水耐性を示すことを見出し、根粒共生系の冠水耐性にもNO量調節が深く関与していることを明らかにした。この成果は、学術誌Antioxidantsで企画されている「植物NO特集」への寄稿を依頼されており、平成31年5月に投稿予定である。高発現系統の根粒が低温耐性を示すことも確認済みであるが、低温処理時は冠水処理時と異なり、低発現系統が高発現系統と対照的な表現型を示さなかった。この原因として、低温耐性と冠水耐性とでストレス緩和への作用機序に差異があると考えられたが、その詳細は不明である。以上のように、これから考察を必要とする課題はあるものの、計画通りに進捗していることから、「おおむね順調に進展している」と評価した。基本的な推進方策に変更はない。これまでに、研究目的達成のために設けた4つのサブテーマのうち、2つのサブテーマが完了している。次年度は着手中のサブテーマである「LjGlb1-1の環境ストレス関与の解明および高発現によるストレス耐性の試み」を完遂し、残るサブテーマ
ラットの学習能力に及ぼす長期食餌制限の効果

長期にわたる食餌制限がラットの身体機能に与える効果については多くの研究によって示されているが、認知機能に与える効果については先行研究間で一貫した結果が得られていない。本研究では、長期食餌制限が認知機能に与える効果の不一致の原因を食餌制限強度の違いと仮定し、モリス型水迷路課題の訓練に与える食餌制限の効果を年齢縦断的に検討した。被験体は自由摂食群とその体重の40%、60%、80%に体重を維持する3食餌制限群の合計4群であった。その結果、9、12、19ヶ月の各月齢で行われた訓練において、食餌制限強度と課題遂行成績の間には逆U字型の関数関係が認められた。このことから、食餌制限はその強度によって空間認知能力に与える効果が異なることが示唆された。この結果は「行動科学」で印刷中である。また、3から6ヶ月齢の成年ラットを対照として食餌制限が認知機能に与える効果を検討した研究は少ない。そこで、2.5ヶ月齢以降の体重を280gに維持した食餌制限群(訓練終了時に自由摂食群の体重の約50%)と自由摂食群に対し、3ヶ月齢から参照記憶課題(モリス型水迷路課題)と作業記憶課題(遅延場所合わせ課題)の訓練を行った。その結果、モリス型水迷路課題と遅延場所合わせ課題の30秒訓練では両群の成績に差は見られなかったが、遅延場所合わせ課題の30分訓練では食餌制限群の成績が劣っていた。このことから、記憶負荷の高い作業記憶課題の場合に限り食餌制限の効果が見られることが示唆された。この結果は、「動物心理学研究」で印刷中である。さらに、これらの成年ラットの被験体のうち各群半数の被験体について訓練終了後にBrdUを投与し、食餌制限が神経細胞の新生(neurogenesis)に与える効果を検討した。その結果、食餌制限によって歯状回顆粒細胞層における新生細胞数が減少していることが示された。この結果は現在投稿準備中である。長期にわたる食餌制限がラットの身体的側面によい影響を与えることは古くからの研究によって示されているが、認知的側面に与える影響については研究により異なっており、一貫した結果が得られていない。この不一致の原因として、研究間で食餌制限強度が異なっていたことが考えられる。そこで、今年度は自由摂食群の40%、60%、80%、100%のいずれかに体重を維持する4食餌制限強度を設定した。各強度に対応する4群(40%群、60%群、80%群、100%群=自由摂食群)を被験体とし、食餌制限強度がモリス型水迷路課題の遂行に与える効果を年齢縦断的に検討した。訓練は食餌制限開始前の2ヶ月齢と、食餌制限開始後の3、7、9ヶ月齢で行った。9ヶ月齢の訓練2週間後、逃避台位置を移動し、台移動後場所課題を行った。さらに、12ヶ月齢、19ヶ月齢でもそれぞれ新しい逃避台位置で台移動後場所課題を行った。結果、食餌制限の効果は3回行われた台移動後場所課題において有意であり、40%群の成績は他の3群と比較して有意に劣っていた。さらに、これらの課題について食餌制限強度を独立変数、学習測度を従属変数とする回帰分析を行ったところ、二次回帰曲線の一致係数は一次回帰直線よりも高いことが示された。この結果は、学習成績は食餌制限強度の二次関数として表されることを示唆しており、この観点から先行研究で得られた結果の不一致を説明することが可能と考えられる。また、二次回帰曲線の極限値に対応する独立変数の値を空間学習に最適な食餌制限強度と考え、月齢ごとに最適食餌制限強度を算出した。その結果、空間学習に最適な食餌制限強度は9ヶ月齢では98.3%、12ヶ月齢では88.9%、19ヶ月齢では84.1%であった。このことから、被験体の中年期以降の発達に伴って徐々に食餌制限を強めることにより、老齢期に認知能力を保持できる可能性が示唆される。

その結果、モリス型水迷路課題と遅延場所合わせ課題の30秒訓練では両群の成績に差は見られなかったが、遅延場所合わせ課題の30分訓練では食餌制限群の成績が劣っていた。このことから、記憶負荷の高い作業記憶課題の場合に限り食餌制限の効果が見られることが示唆された。この結果は、「動物心理学研究」で印刷中である。さらに、これらの成年ラットの被験体のうち各群半数の被験体について訓練終了後にBrdUを投与し、食餌制限が神経細胞の新生(neurogenesis)に与える効果を検討した。その結果、食餌制限によって歯状回顆粒細胞層における新生細胞数が減少していることが示された。この結果は現在投稿準備中である。