hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家計消費行動における分離可能性・集合財の検証

本研究では、家計の消費行動における、商品間および異時点間の分離可能性、および集合財について検証する。具体的には、(1)Lewebel (1996)の提唱する一般化集計財定理(GCCT)および顕示選好に基づく分離可能性の検証アルゴリズムを用い、個別商品レベルのデータを基に、多様な商品グループの集合財としての性質、および分離可能性に関する検証を行う。また、(2)マクロとミクロで真逆の結果が得られている異時点間の消費モデルの統合家計の消費行動を詳細なミクロデータ分析とシミュレーション及びマクロの集計を用い、両者の違いがなぜ生じているのかを分析する。
末梢性運動神経麻痺に対する遺伝子治療および細胞治療の研究

運動神経軸索誘導のための標的筋へのエレクトロポレーションによる遺伝子導入神経支配される筋から分泌される神経栄養因子等により、軸索が標的筋に向かって誘導されるという、Target derived neurotrophic factorの概念を遺伝子治療に応用するため、ウイルスを使用しないために臨床応用が容易である、エレクトロポレーション法を用いた甲状披裂筋への遺伝子導入の検討を行った。ニュージーランドラビットを用い、まず至適電圧条件の設定を行った。次に、至適電圧条件下で、遺伝子発現期間について検討した。遺伝子発現は導入後1日目から見られ、5-10日目にピークに達し、14日目で減弱し、その後消退した。遺伝子発現強度は、エレクトロポレーションを行わないプラズミド注射のみに比べ、飛躍的に増大した。これらの予備実験の結果から、標的器官である甲状披裂筋に、再生軸策の誘導に充分な神経栄養因子を充分な期間にわたり、発現させることができると考えられた。疑核における内在性神経幹細胞についての検討疑核における内在性神経幹細胞の存在について、神経幹細胞あるいは神経前駆細胞の選択的マーカーであるNestinの遺伝子第2イントロン内の、同細胞に選択的に働くエンハンサー制御下にGFPを発現させるトランスジェニックラット(Nestin-GFPラット)を用いて検証した。同ラットの左迷走神経に、頚静脈孔付近で損傷を加え、反回神経麻痺モデルを作成。一定期間生存させた後に脳幹を摘出し、疑核の切片を作成し、GFP陽性細胞を観察した。迷走神経損傷から2日から30日後の患側の疑核において、GFP陽性細胞が認められたが、健側の疑核においては、GFP陽性細胞は認められなかった。神経損傷後の運動神経核において、神経幹細胞あるいは神経前駆細胞のような、幼若な神経系細胞が出現する可能性があると考えられた。
泌尿器がんにおける EBAG9 発現がもたらす微小環境変化と腫瘍増殖メカニズムの関係

マウス膀胱がん細胞を、Ebag9ノックアウトマウスまたはコントロールマウスの皮下に移植し腫瘍増殖を比較したところ、Ebag9ノックアウトマウスにおいて腫瘍増殖と肺への転移が制御されることが明らかになった。Ebag9ノックアウトマウスに形成された腫瘍内において、T細胞の浸潤が増大していることが示された。また、Ebag9ノックアウトマウスの皮下に形成された腫瘍内に浸潤したT細胞において免疫関連因子の発現を定量的PCR法によって解析した。本研究により、EBAG9は宿主側の免疫反応を制御することによりがん細胞の増殖と転移に関与していることが示唆された。EBAG9 (estrogen receptor-binding fragment-associated antigen 9)は性ホルモン応答遺伝子として同定された。さらにEBAG9の発現は前立腺がん、腎がんなどをはじめとする複数のがんにおいて、進行度と相関し予後予測因子となることが明らかになっている。がん細胞におけるEBAG9の作用として、がん細胞の免疫系からの回避に関与していると考えられている。一方で、CD8+ T細胞において発現するEBAG9は、グランザイムなどの細胞外放出を抑制し、細胞傷害活性を負に調節することが知られている。このようにEBAG9は、宿主側からもがん細胞に対して作用すると考えられているがそのメカニズムは不明な点が多い。本研究では、Ebag9ノックアウトマウスにがん細胞を移植して腫瘍を作製し、宿主側におけるEBAG9の役割をin vivoで解明することを目的とした。始めに、マウス膀胱がん細胞を、Ebag9ノックアウトマウスまたは正常マウスの皮下に移植し腫瘍増殖を比較したところ、Ebag9ノックアウトマウスにおいて腫瘍増殖が抑制されることが明らかになった。また、がん細胞の転移について解析したところ、肺への転移数が正常マウスと比べてEbag9ノックアウトマウスにおいて減少していることが判明した。形成された腫瘍内におけるCD8陽性細胞、CD3陽性細胞、CD4陽性細胞の数を免疫染色法にて定量したところ、Ebag9ノックアウトマウスに作製された腫瘍内において、これらT細胞の浸潤が増大していることが示された。また、Ebag9ノックアウトマウスに作製された腫瘍において免疫関連因子の発現を定量的PCR法によって解析した。EBAG9は悪性のがんにおいて上昇していることから、がんにおける病態生理に影響を与えていることが知られている。EBAG9のがん細胞増殖における機能解析の過程で、in vitroの細胞培養系においてEBAG9を過剰発現もしくは発現抑制しても細胞増殖に対する影響はないが、EBAG9を過剰発現させたがん細胞をマウスに皮下移植した場合、腫瘍形成が促進され、遊走能力が増加することが判明した。これらのことより、EBAG9は腫瘍増殖を直接制御しているのではなく、腫瘍周辺の環境を変えることによって、腫瘍増殖を促進していることが考えられるがそのメカニズムは明らかではない。前立腺がん細胞におけるEBAG9の発現がもたらす影響を解析するために、まずLNCaP、DU145、PC-3の細胞株を用いて、siRNAによる発現抑制系を構築し、in vitroの細胞培養系における細胞増殖に対する変化を解析したところ、LNCaPだけでなく、DU145、PC-3に対しても細胞増殖には影響を及ぼさないことを新しく明らかにした。そして、移動能を解析したところ、EBAG9の発現を抑えることによって前立腺がん細胞の移動能を抑えることがわかった。これらの結果より、EBAG9の発現抑制はアンドロゲン依存性・非依存性に関わらず前立腺がん細胞増殖には影響を及ぼさないが、がん細胞遊走能が抑えることがわかった。EBAG9はたんぱく質の糖鎖修飾に関与することが報告されていることから、細胞接着などの制御を介してがん細胞遊走能が抑えられていると考えられた。さらに、個体レベルにおけるEBAG9の機能を解析するために、我々が独自に構築したEBAG9-KOマウスに膀胱がんMB-49細胞を皮下移植した場合の腫瘍増殖、転移能への影響を解析している。これらより、EBAG9の発現がもたらす環境変化と腫瘍増殖メカニズムを解析した。前立腺がん細胞におけるEBAG9の発現がもたらす影響を、LNCaP、DU145、PC-3の細胞株を用いて、siRNAによる発現抑制系を構築し、in vitroの細胞培養系における細胞増殖と移動能に対する影響を解析した。これらの解析より前立腺がんと膀胱がんにおいてエストロゲン応答遺伝子EBAG9の発現が、がん細胞と周囲環境との相互作用に変化を生じさせ、作用するメカニズムをin vitroの細胞培養系とin vivoのEBAG9-KOマウスを用いて解析した。これらより、ほぼ計画通りに研究が進展していると考える。

引き続き、前立腺がん細胞におけるEBAG9の過剰発現系または発現抑制系による細胞周期、細胞増殖、アポトーシス、移動能、そして細胞増殖や移動能に関与するシグナル伝達などを解析する。また、形成された腫瘍塊にEBAG9のsiRNAを投与した際の腫瘍細胞、ならびに周囲間質細胞や浸潤している免疫細胞への影響を解析し、腫瘍細胞と周囲の細胞に分けて遺伝子発現解析を網羅的に探索する。さらに臨床サンプルを解析する。以上の解析を前立腺がんと膀胱がんの両面から行い、前立腺がんと膀胱がんの両者におけるEBAG9の発現がもたらす微小環境変化と腫瘍増殖メカニズムの統合的な解明を進める。形成された腫瘍塊にEBAG9のsiRNAを投与した際の腫瘍細胞、ならびに周囲間質細胞や浸潤している免疫細胞への影響を解析するための実験動物とその飼育、床敷などの飼育代として使用する。前立腺がん細胞におけるEBAG9の過剰発現系または発現抑制系による細胞周期、細胞増殖、アポトーシス、移動能、そして細胞増殖や移動能に関与するシグナル伝達などを解析するための試薬類、プラスチックチューブ、血清・培地に充当する。また、論文投稿時の印刷代に使用する。
微小光共振器を用いたデュアルコム分光

本研究課題は,小型・高繰り返し周波数(数10 GHz程度)のデュアルコム光源に向けて,微小光共振器から低ノイズのマイクロコムを発生する研究である.マイクロコムとは,微小光共振器内の四光波混合を介して,1周波数入力から発生する多周波数出力の光を指す.本年度の研究実施状況は主に,(1)単一微小光共振器を用いた新たなデュアルコム発生法の提案,(2)ソリトンマイクロコム発生,であった.下記の(1)と(2)の技術を組み合わせることで,デュアルコム分光やLiDARに必要となる光源の開発が実現される事が期待できる.(1)デュアルコム応用では,繰り返し周波数のわずかに異なる二つのパルス列を利用するが,これに繰り返し周波数の高いマイクロコムを用いると,分光やLiDARにおいて速いスキャン速度が可能となる.本研究では,単一微小光共振器の二つの異なる横モードをポンプすることで,デュアルコムを発生させる系を提案した.この系では,二つのコムが同じ共振器(機械的振動や熱的揺らぎ)とフィードバック機構を共有することで,コム同士の相対的なコヒーレンスが維持される.本研究では,結合Lugiato-Lefever方程式を用いて,単一共振器中のデュアルコム発生についてシミュレーションと解析を行い,特にデュアルコム間のソリトン補足について詳細に調べた.(2)マイクロコムは微小光共振器から発生する多周波数出力の光を指すが,この各周波数成分の位相関係が揃っていれば,パルスレーザとして用いることが出来る.この光パルスは,共振器内でソリトン伝搬することからソリトンマイクロコムなどと呼ばれる.デュアルコム分光などの応用で,高い感度を得るためには,この光パルスの発生が必要となる.そこで,フッ化マグネシウム材料で作製された微小光共振器を用いることで,その発生を確認し,発生安定化のためのフィードバック系の構築を行った.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は小型,高繰り返し周波数のデュアルコム分光光源に向けて,シリカ材料微小光共振器から低ノイズのマイクロコムを発生する研究である.マイクロコムとは共振器を介して1周波数入力から発生する多周波数出力の光を指す.28年度は研究計画に沿って1.シリカロッド共振器の作製,マイクロコムの発生とその評価,を行った.また予備実験として2.シリカトロイド共振器を用いてマイクロコム発生と雑音に対する評価,を行った.本年度の主な対外的な実績は2.のシリカトロイド共振器に関連する内容である.1.28年度の達成課題として「シリカロッド共振器の作製」と「位相同期マイクロコムの発生」がある.前者に関して,所望の共振器サイズを持つ高Q値(高性能)シリカロッド共振器の作製に成功した.共振器のサイズはマイクロコムの繰り返し周波数を決定し,この制御性はマイクロコムの応用では非常に重要な要素である.後者に関して,100 GHzの繰り返し周波数を持つマイクロコムにおいては位相同期したスペクトルを実験的に観測したが,18 GHzのマイクロコムでは観測できていない.ただし,これは共振器の作製条件を更に最適化することで観測可能だと考えられる.2.シリカトロイド共振器を用いて,マイクロコムの雑音発生要因である共振器オプトメカニクスについて研究を行った.共振器オプトメカニクスは光と共振器構造の振動がエネルギーをやり取りする現象である.これまでの理論・実験結果においては,マイクロコムが安定して発生する条件では共振器オプトメカニクス由来の振動により雑音が生じると考えられていた.本研究ではこれまで別々に研究されていたマイクロコムと共振器オプトメカニクスを世界で初めて詳細に調査し,マイクロコムの安定発生条件においても振動を抑制する方法の提案,また実験的にそれを確認した.本研究結果は学術論文誌に投稿済みである.研究計画において,28年度の達成課題として1.シリカロッド共振器の作製,2.位相同期マイクロコムの発生,を挙げた.以下に主な進捗状況を記す.1.作製する微小光共振器は,共振器のサイズに対応する「共振器長」,光の閉じ込め効率「Q値」,屈折率に関連する「共振器分散」の指標で評価を行った.研究計画では,直径8mm・Q値10の7乗オーダー以上・共振モードが1550nm帯で異常分散となる共振器の作製としていた.共振器長に関して,研究計画では直径8 mmの共振器を作製予定であったが,直径3.5 mmに変更した.理由は用いる装置をSSB変調器から位相変調器に変更したためである.Q値に関して,作製した共振器のQ値を評価した結果,Q値10の8乗オーダーという非常に性能の良い共振器が作製できた.共振器分散に関して,シミュレーションによる計算から1550nm帯で異常分散が得られていることを確認した.またマイクロコム発生の実験結果より異常分散が得られていることが確認できた.以上の3点より本研究課題に必要なシリカロッド共振器の作製に成功した.2.シリカロッド共振器に関して,1.で作製した共振器を用いて18 GHzの繰り返し周波数を持つマイクロコム発生を確認した.

その帯域は1540 nmを中心として40 nm程度である.50 mWの1周波数入力光を低周波から高周波に掃引することで共振器内に入力し,共振器内の光パワーを大きくすることでマイクロコムを発生させた.本研究で必要となるマイクロコムの位相同期に関して,18 GHzの繰り返し周波数を持つマイクロコムでは確認できていないが,100 GHzの繰り返し周波数を持つマイクロコム発生においては,位相同期したと考えられるスペクトルが得られている.現在はスペクトル以外の測定により位相同期状態の確認を行っている.本研究課題は小型・高繰り返し周波数(数10 GHz以下)のデュアルコム光源に向けて,微小光共振器から低ノイズのマイクロコムを発生する研究である.研究計画では液体や気体の検出光源としてマイクロコムの利用を提案したが,LIDARや光波長多重通信光源への応用も期待することが出来る.分光やLIDAR応用に対して,高繰り返し周波数のマイクロコムは大きい繰り返し周波数差を許容できるため,高速に変化する現象をモニタリングするシステムの実現が期待できる.29年度の研究実施計画では,アセチレンの検出系を構築し,また直交した偏光成分を持つポンプレーザにより微小光共振器からデュアルコムを発生することを目標とした.これに対する研究成果は,前者はアセチレンガスセルを用いてその構築を行った.後者に対しては,微小光共振器の材料と構造の再検討,単一のマイクロコム発生,最適条件の特定のための計算モデルの構築とその計算を行った.ただし,デュアルコムの発生は未確認であるため,30年度の達成目標として研究を進める.先述した計算モデルでは,直交した偏光を持つソリトンパルスが微小光共振器内を伝搬する際に,相互位相変調によって互いの繰り返し周波数にどの程度影響を与えるかを検討した.本研究成果は国際学会に投稿済みであり,29年度に微小光共振器中で2つの独立したソリトンパルスを発生させる研究が他グループより数件報告されており,それらに対して重要な知見を与える結果となっている.また本研究課題を進める中で,当初の計画には無かった誘導ラマン散乱によるマイクロコム発生の知見とデータを得ることができたため,これに関する論文化・国際学会発表を行った.誘導ラマン散乱はマイクロコム発生と強く関連する非線形光学効果であり,マイクロコムの安定発生や繰り返し周波数,発生帯域に大きく影響を与えるため,本研究成果がそれらの理解を深める一助となる.本年度の研究実施状況は以下になる.(1)これまで用いているシリカロッド共振器に加えて,フッ化マグネシウム共振器の作製を行い,光の閉じ込め効率を表すQ値と共振器分散の評価を行った.フッ化マグネシウム共振器の作製を行った理由は,熱光学効果の影響が小さいので安定したマイクロコム発生が期待できるためである.作製された共振器は直径3.6 mm(FSR 18 GHz),Q値が10の9乗オーダーという非常に高い性能が得られた.低ノイズのマイクロコム発生に関して,その発生時の特徴として透過パワーがステップ状に変化することが挙げられる.本研究においても,透過パワーのステップ変化を確認することが出来ており,長時間の安定した発生に向けてフィードバック制御や条件の特定を進めている.(2)通常のマイクロコム発生は四光波混合を介して行うが,それに対し本年度はシリカロッド共振器を用いて誘導ラマン散乱によるマイクロコム(ラマンコム)発生について評価を行った.これまでラマンコムの発生過程やスペクトル形状制御,そのパラメータ依存性などはよく理解されていなかった.そこでシリカガラスの広帯域なラマン利得スペクトルを利用し,シリカロッド共振器中でのラマンコムのパラメータ依存性とその発生過程を明らかにした.本研究成果は査読付き論文誌に掲載された.
オートファジーの集学的研究：分子基盤から疾患まで

本新学術領域研究(研究領域提案型)「オートファジーの集学的研究:分子基盤から疾患まで」では、無細胞系構成生物学、構造生物学、細胞生物学、酵母・哺乳類・線虫・植物等モデル生物学、ヒト遺伝学、疾患研究などの多角的なアプローチに基づいたオートファジーの集学的研究体制を構築し、メカニズムの全容解明、ヒト疾患との関連解明などの重要な課題を推進することを目的とした。平成25年度から平成29年度まで研究を推進し、当初計画を上回る成果を得ることができた。本研究課題(成果とりまとめ)では、5年間の研究成果を総括した研究成果報告書を冊子体として作成し、班員および関連機関へ配布した。評価は、外部評価委員(総括班連携研究者(外部))にも依頼した。研究成果報告会はオートファジー研究会と合同で開催し、例年通り公開形式とした。会議は、平成30年11月19日(月)20日(火)に静岡県掛川市「つま恋リゾート彩の郷」で開催した(参加者約140名)。また、本領域における次世代の人材育成のために、若手によって運営・発表される若手の会を前日11月18日(日)に開催し、そちらでも活発な討議がなされた(参加者約80名)。領域内の情報交換の場であるWEBベースの「オートファジーフォーラム」は本年度も継続し、領域発足時からの論文スレッドは合計121件となった。これは領域内のコミュニケーションとともに、領域の研究成果の発信、オートファジー研究領域の拡大に貢献した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
甲状腺ホルモン受容体によるカテコールアミン合成酵素遺伝子の発現調節に関する研究

1.ラットTRa-1のcDNAをプローブに用いてノザンハイブリダイゼイションを行った結果3本のバンドが確認された。主要バンドは約3.8kbであり、その他に2本の弱いシグナル(約6.5kbと7kb)が観察された。現在、どのバンドがTRa-1、TRa-2、およびTR-bに相当するかを特異的なDNAプローブを作製して検討中である。さらに、THの5'上流のプロモーター領域にTRのレスポンスエレメント(TRE)の存在を確認するためにルシフェラーゼ遺伝子発現ベクターに結合したDNA(2.4Luc,773Luc)作製した。2.T3がTHの発現に与える影響を確認するためにT3をPC12細胞培養系に添加しmRNA量の変化を観察したところT3の濃度によるTH遺伝子の発現量に変化が認められなかった。TH遺伝子発現量以外の因子によりTH活性が変動しカテコールアミン合成に変化が生じることを想定して種々の濃度のT3をPC12細胞培溶系に添加した。そして1-tyrosineを基質にして1-dopa変化量を測定したところTH活性に変化は観察されなかった。3.現在は、TRa-1およびTRa-2のcDNAをクローン化して発現ベクターに挿入することを行っている。これをPC12細胞内に導入して過剰発現したTRa-1もしくはTRa-2の細胞を作製する。このシステムを用いてTHの5'上流のプロモーター領域にTRのレスポンスエレメント(TRE)の存在を明らかにする予定である。
運動負荷停止に対する骨のリモデリング-海綿骨骨梁の力学試験装置の開発-

生体骨のリモデリング現象の詳細は,臨床医学,バイオメカニクス,および設計工学に対し重要な情報となりうる.本研究では,骨格的に成熟したラットの下肢に作用する力学的負荷を15週間の走行運動により増大させた後,力学的負荷を停止して通常状態に戻した.運動中の0,3,7,15週,および運動停止後の16,22,30週(運動停止後1,7,15週)に脛骨を採取した.運動負荷と運動負荷停止に対する骨のリモデリング反応を,脛骨皮質骨の形態計測と力学試験・および骨幹端部の海綿骨の形態計測により調べた.また,これらの計測,試験と並行して,海綿骨の力学的特性を求めるための力学試験法を開発し,ブタ脛骨海綿骨骨梁の力学的特性分布を求めた.その結果,以下のことが明らかになった.1)骨幹部皮質骨は,運動負荷に対しては材料特性をわずかに向上させて適応し,運動停止後は材料特性を正常状態に戻して適応する.一方,骨幹端部海綿骨は,運動負荷に対しては骨梁幅を不変のままに保ち,骨梁数を減少させることによって骨量を減少させ,運動停止後は骨梁数を増加させて骨量を緩やかに増加させる.2)骨幹部皮質骨及び骨幹端部海綿骨の運動負荷に対する反応は成熟度にあまり依存しないが,運動停止に対する反応は成熟度に依存し,成熟骨では未成熟骨よりも反応が鈍い.3)運動負荷と運動停止に対する海綿骨の反応は皮質骨よりも鋭い.4)海綿骨の力学的特性は新たに開発した3点曲げ試験法で調べることができる.5)ブタ脛骨海綿骨骨梁の強度は骨梁位置に依存し,骨幹部近くに位置する骨梁よりも軟骨成長板近辺に存在する骨梁の方が弾性係数および強度とも高い.生体骨のリモデリング現象の詳細は,臨床医学,バイオメカニクス,および設計工学に対し重要な情報となりうる.本研究では,骨格的に成熟したラットの下肢に作用する力学的負荷を15週間の走行運動により増大させた後,力学的負荷を停止して通常状態に戻した.運動中の0,3,7,15週,および運動停止後の16,22,30週(運動停止後1,7,15週)に脛骨を採取した.運動負荷と運動負荷停止に対する骨のリモデリング反応を,脛骨皮質骨の形態計測と力学試験・および骨幹端部の海綿骨の形態計測により調べた.また,これらの計測,試験と並行して,海綿骨の力学的特性を求めるための力学試験法を開発し,ブタ脛骨海綿骨骨梁の力学的特性分布を求めた.その結果,以下のことが明らかになった.1)骨幹部皮質骨は,運動負荷に対しては材料特性をわずかに向上させて適応し,運動停止後は材料特性を正常状態に戻して適応する.一方,骨幹端部海綿骨は,運動負荷に対しては骨梁幅を不変のままに保ち,骨梁数を減少させることによって骨量を減少させ,運動停止後は骨梁数を増加させて骨量を緩やかに増加させる.2)骨幹部皮質骨及び骨幹端部海綿骨の運動負荷に対する反応は成熟度にあまり依存しないが,運動停止に対する反応は成熟度に依存し,成熟骨では未成熟骨よりも反応が鈍い.3)運動負荷と運動停止に対する海綿骨の反応は皮質骨よりも鋭い.4)海綿骨の力学的特性は新たに開発した3点曲げ試験法で調べることができる.5)ブタ脛骨海綿骨骨梁の強度は骨梁位置に依存し,骨幹部近くに位置する骨梁よりも軟骨成長板近辺に存在する骨梁の方が弾性係数および強度とも高い.生体の運動を機構的に保証している骨には大きな負荷が生じるため,骨におけるリモデリング現象は,整形外科およびバイオメカニクスの領域で以前から重要視されてきた.また,近年の手術手技やバイオマテリアルの飛躍的な進歩は,一方では骨への力学的作用を大きく変化させる可能性を有するために,不適当なリモデリングが生じて生体機能を損なう恐れのあることが明らかになってきた.これらの問題を解決する一助として,本研究では負荷の減少に伴うラット皮質骨および海綿骨の力学的特性および形態の変化を定量的に把握する方法を開発し,骨のリモデリングのメカニズムを探ることを目的とした.1)ラットを対象とした運動付与装置の製作ラットに跳躍運動および走行運動を行わせるための電気刺激装置を設計製作した.足部底面に微弱電流を与える仕組みとし,運動を行わせるのに適当な条件を予備実験により決定した.2)大腿骨および海綿骨のマイクロ力学試験大腿骨および海綿骨骨幹端部の皮質骨および海綿骨の力学特性を調べるための,圧縮力学試験装置を製作した.装置の駆動には既設の圧縮引張り試験機を用いた.3)未成熟ラットを対象とした実験未成熟ラットに対し,1)で製作した装置を用いて運動負荷を与えた.その後,適当な時間が経過した後に大腿骨,脛骨を採取し,骨幹部に対しては2)の力学試験を行い,骨端部に対しては2)の力学試験およびマイクロCT装置を用いた形態学的な観察・解析を行った.4)結果骨幹部では運動負荷とともに骨量が増大し,構造強度(破断荷重)と材料強度(接線係数)も増加した.負荷を停止すると骨量と構造強度は高値を維持したが,材料強度は比較的早期に正常値に戻った.骨端部では運動負荷により皮質骨と海綿骨がわずかに減少し,負荷停止後は両骨ともにわずかに増大した.また,負荷により高まった海綿骨の異方性は負荷停止後も高いままであった.

さらに,これらの反応は,負荷が大きいぼど変化が大きかった.本研究では,骨格的に成熟したラットの下肢に作用する力学的負荷を15週間の走行運動により増大させた後,力学的負荷を停止して通常状態に戻した.運動中の0,3,7,15週,および運動停止後の16,22,30週(運動停止後1,7,15週)にラットを屠殺して,脛骨を採取した.運動負荷と運動負荷停止に対する骨のリモデリング反応を,脛骨皮質骨の形態計測と力学試験,および骨幹端部の海綿骨の形態計測により調べた.また,これらの計測,試験と並行して,海綿骨の力学的特性を求める押し込み試験法とせん断試験法を開発し,海綿骨骨梁の力学的特性分布を求めた.その結果,以下のことが明らかになった.1)骨幹部皮質骨は,運動負荷に対しては材料特性をわずかに向上させて適応し,運動停止後は材料特性を正常状態に戻して適応する.一方,骨幹端部海綿骨は,運動負荷に対しては骨梁幅を不変のままに保ち,骨梁数を減少させることによって骨量を減少させ,運動停止後は骨梁数を増加させて骨量を緩やかに増加させる.2)骨幹部皮質骨及び骨幹端部海綿骨の運動負荷に対する反応は成熟度にあまり依存しないが,運動停止に対する反応は成熟度に依存し,成熟骨では未成熟骨よりも反応が鈍い.3)運動負荷と運動停止に対する海綿骨の反応は皮質骨よりも鋭い.4)海綿骨の力学的特性は新たに開発した押し込み試験法とせん断試験法で調べることができる.5)海綿骨梁のせん断強度は骨梁位置に依存し,皮質骨周辺に位置する海綿骨の方が強度が高い.
エチレン非依存的な切り花の日持ち向上を目指したダリア老化メカニズムの解析

ダリアは主要花き品目になりつつあるが、花の日持ちの短さが欠点とされている。ダリアの観賞期間を延長するためには、花の老化機構を明らかにし、花の日持ちを延長する新たな技術や品種を開発する必要がある。多くの花き品目において、花の老化にはプログラム細胞死(PCD)が関与することが知られている。本年度は、(1)ダリアの花の老化においてもPCDが関与しているのかを解析するとともに、(2)花の老化に関連する遺伝子の探索を行った。(1)PCDの解析には、`かまくら',`黒蝶',`ポートライトペアビューティー',`ミッチャン'、`ムーンワルツ'を用いた。これらの品種について、開花後も株付き状態を維持した(intact)花の日持ちを調査したところ、`かまくら'は開花後4日程度で外花弁が萎凋したのに対し、`ミッチャン'では開花10日後も萎凋が確認されず、10日目以降に落弁する傾向にあった。この際に、`かまくら'では開花後2日程度でPCDが開始していたのに対し、`ミッチャン'ではPCDが起きていなかった。他の3品種は開花後58日程度で外花弁の萎凋やPCDが確認された。これらの結果から、intactの花でも日持ちに品種間差があり、花弁の萎凋とPCDにはある程度の相関があることが明らかとなった。(2)PCDおよび花の老化を誘導する遺伝子を探索することを目的とし、蕾から萎凋に至るまでのステージ別にRNA-seq解析を行った。RNA-seq解析には、`かまくら'のPCDが起こる前のステージである開花2日前、開花当日、PCDが開始する開花後2日目、花弁の萎凋が確認された開花後8日目の各花の外花弁を用いた。PCDに関連する転写因子としてはNAC転写因子が知られているが、今回のRNA-seq解析ではNAC転写因子と推定される配列が114種類得られ、この中には花の老化に伴って発現が上昇するものも存在した。本研究はダリアの花の老化メカニズムを明らかにすることによって、エチレン非依存的に老化する切り花の日持ち向上を目的とした。平成29年度は、(1)小花実験系の確立、(2)花の老化時の糖質の調査、(3)花の老化に関与する遺伝子の探索を行った。(1)ダリアは小花が集合して一つの花を構成している頭状花序であるため、小花を一つの花として扱い花の寿命を検定する小花実験系の有効性を検証した。12品種のダリアについて検証したところ、花序全体で老化に要する日数が長い傾向にある品種は小花単体であっても長い傾向にあり、小花実験系が有効であることが示された。これによって、実験材料と解析スペースの省力化が可能となった。(2)エチレン以外の花の老化要因の一つには糖質不足が挙げられる。そこで、10品種のダリアの花について糖質を調査したところ、全ての品種でグルコースとフルクトースが高い値で検出された。糖質量の変化を詳細に調査するため、2品種のダリアで外側の小花と内側の小花に分け、糖質の調査を行った。外側の小花では、グルコースとフルクトース含量が採花2日後から減少したのに対し、内側の小花ではこの減少は見られなかった。ダリアの花は外側から順に萎れるが、花序内での糖質の競合が花の外側からの老化の一因である可能性が示された。(3)エチレン非依存的に花の老化を促進する転写因子としてNAC転写因子ファミリーのEPH1遺伝子がアサガオで報告されている。ダリアにおいても同様の機能を持つ転写因子があることを推測し、NAC転写因子のディジェネレートプライマーと老化ステージのダリアの花のcDNAを用いてPCRを行い、シーケンス解析を行った。その結果、複数のNAC転写因子の部分配列が得られた。現在、全長配列のクローニングと、ダリアの品種別、花のステージ別の遺伝子発現解析により、老化に関与するNAC転写因子の同定に取り組んでいる。平成29年度は、実験材料と解析スペースの省力化のため(1)小花実験系を確立すること、小花における糖質の移行と老化の関連性について検証するために(2)小花の糖質濃度を測定すること、(3)花の老化に関与する遺伝子の探索を行うことを計画していた。(1)小花実験系の確立では、老化に要する日数を花序全体の場合と単離した小花の場合で調査し、小花実験系の有効性を評価した。12品種のダリアで調査した結果、花序全体で老化に要する日数の長い品種では小花でも長く、花序全体で老化に要する日数が短い品種では小花においても短い傾向にあり、小花実験系が有効であることを明らかにした。実験材料と解析スペースの省力化を可能としたため、当初の計画通りに進んでいる。(2)ダリアの花は外側から順に萎れることから、外側から内側の小花へと糖質が移行すると推測し、平成29年度の実施計画では小花における糖質の濃度測定を計画していた。10品種のダリアの小花に含まれる糖質を調査したところ、全ての品種においてフルクトースとグルコースが高い値で検出された。

さらに2品種のダリアで、外側の小花、内側の小花について日数別の糖質の調査を行ったところ、外側の小花は採花後2日後から糖質の濃度が減少したのに対し、内側の小花は糖質が採花後4日目まで若干上昇した。これらの結果が得られたように、糖質の調査についても当初の計画通りに進んでいる。(3)エチレン非依存的な花の老化を促進する遺伝子として報告されているアサガオのNAC転写因子と、同様の機能を持つ遺伝子をダリアで探索することを計画していた。平成29年度においては、アサガオのNAC転写因子を参考に作成したディジェネレートプライマーを用いてPCRを行い、ダリアのNAC転写因子の部分配列が複数特定された。以上のように、ほぼ計画書の通りに実施されており、研究はおおむね順調に進行している。ダリアは主要花き品目になりつつあるが、花の日持ちの短さが欠点とされている。ダリアの観賞期間を延長するためには、花の老化機構を明らかにし、花の日持ちを延長する新たな技術や品種を開発する必要がある。多くの花き品目において、花の老化にはプログラム細胞死(PCD)が関与することが知られている。本年度は、(1)ダリアの花の老化においてもPCDが関与しているのかを解析するとともに、(2)花の老化に関連する遺伝子の探索を行った。(1)PCDの解析には、`かまくら',`黒蝶',`ポートライトペアビューティー',`ミッチャン'、`ムーンワルツ'を用いた。これらの品種について、開花後も株付き状態を維持した(intact)花の日持ちを調査したところ、`かまくら'は開花後4日程度で外花弁が萎凋したのに対し、`ミッチャン'では開花10日後も萎凋が確認されず、10日目以降に落弁する傾向にあった。この際に、`かまくら'では開花後2日程度でPCDが開始していたのに対し、`ミッチャン'ではPCDが起きていなかった。他の3品種は開花後58日程度で外花弁の萎凋やPCDが確認された。これらの結果から、intactの花でも日持ちに品種間差があり、花弁の萎凋とPCDにはある程度の相関があることが明らかとなった。(2)PCDおよび花の老化を誘導する遺伝子を探索することを目的とし、蕾から萎凋に至るまでのステージ別にRNA-seq解析を行った。RNA-seq解析には、`かまくら'のPCDが起こる前のステージである開花2日前、開花当日、PCDが開始する開花後2日目、花弁の萎凋が確認された開花後8日目の各花の外花弁を用いた。PCDに関連する転写因子としてはNAC転写因子が知られているが、今回のRNA-seq解析ではNAC転写因子と推定される配列が114種類得られ、この中には花の老化に伴って発現が上昇するものも存在した。次年度も研究計画通りに実験を遂行する。平成29年度には、ダリアの花の老化ステージで発現するNAC転写因子が複数得られた。平成30年度には、得られたNAC転写因子の部分配列からRACE法によって全長配列を決定する。配列決定後には、それぞれのNAC転写因子の発現解析を花のステージ別に行い、花の老化に伴って上昇するNAC転写因子を特定する。エチレン非依存的な花の老化を示す花きはプログラム細胞死によって老化が制御される場合がある。そこで、花の老化時にプログラム細胞死が起きているのかをDNAの断片化の検定等を行うことによって解析する。平成29年度に行った実験では、ダリアの花は老化時に、フルクトースとグルコースが減少すること、糖質処理を行うことによって退色の抑制、新鮮重減少の抑制が見られたダリア品種が存在することを明らかにした。平成30年度には、糖質処理時のNAC転写因子発現の比較やプログラム細胞死の解析を行う。
土壌環境基準の多様性のための地圏環境インフォマティクスの高度化

日本の地質は多様で活火山国であるが故に土壌中の重金属類のバックグラウンドは欧米と比べると高くなる傾向がある.本邦の自然環境の特殊性を勘案し,科学的合理性に基づいた環境基準の策定が不可欠である.本研究は,多元的な土壌環境基準の策定のための計測・計量方法の考案と,リスク評価手法の技術開発を行う.主として秋田県小坂町小坂川流域をモデルフィールドに選定し,流域をポリゴンに分割し,各ポリゴンや支流の水質を定点観測し,あわせてGIS(地理情報システム)を用いて,各ポリゴンの土地の利用状況を解析し,河川水の重金属濃度の変化と各ポリゴンでの土地利用との関係を明らかにした.その結果,小坂川流域では,土地利用(田畑,建設用地,森林等)の状況よりも,休止鉱山や工場からの排水が河川水の重金属濃度に大きく影響していた.さらに,現在鉱山廃水処理が行われていない休廃止鉱山が,河川水の環境に大きく影響していることを定量的に明らかにすることができた.日本の地質は多様で活火山国であるが故に土壌中の重金属類のバックグラウンドは欧米と比べると高くなる傾向がある.本邦の自然環境の特殊性を勘案し,科学的合理性に基づいた環境基準の策定が不可欠である.本研究は,多元的な土壌環境基準の策定のための計測・計量方法の考案と,リスク評価手法の技術開発を行う.主として秋田県小坂町小坂川流域をモデルフィールドに選定し,流域をポリゴンに分割し,各ポリゴンや支流の水質を定点観測し,あわせてGIS(地理情報システム)を用いて,各ポリゴンの土地の利用状況を解析し,河川水の重金属濃度の変化と各ポリゴンでの土地利用との関係を明らかにした.その結果,小坂川流域では,土地利用(田畑,建設用地,森林等)の状況よりも,休止鉱山や工場からの排水が河川水の重金属濃度に大きく影響していた.さらに,現在鉱山廃水処理が行われていない休廃止鉱山が,河川水の環境に大きく影響していることを定量的に明らかにすることができた.活火山国である本邦は,自然環境で既に土壌環境基準を超える重金属類を含有する地層があるが,これらの地層は天然環境では容易には重金属を溶出しない場合もある.水や大気と異なり,土壌を経口摂取するリスクはきわめて低い.本邦の自然環境の特殊性を勘案し,科学的合理性に基づいた環境基準の策定が不可欠である.本研究は,多元的な土壌環境基準の策定のための計測・計量方法の考案と,リスク評価手法の技術開発を目的としている.本年度は,世界自然遺産の白神山地(秋田県-青森県),秋田県小坂地域および玉川地域(秋田県)をモデルフィールドにして,河川および河川底質土壌中の重金属の季節変化をとらえた.また,現地でのサンプリング方法を工夫し,フィルタリング(0.2mm,0.45mmおよび500KD限外ろ過)による水採取に加え,渇水期,雪解け期など季節変化に河川流量を実測した.その結果,全く人為的影響のない白神山地において,地層からの重金属類の溶出モデルとシミュレーターの開発ができ,この結果を基に,人為汚染を含む鉱山地帯での鉱山廃水の河川に対する影響を定量的に評価することが可能となった.また小坂地域においては,最上流部から米代川合流までの間に6箇所の定点観測点を設けて,小坂川本流および定点観測点間に流入する支流の全てについて,重金属量と流量を季節ごとに計測し,河川における重金属溶出,移動モデル構築のための基礎的データの集積を行った.この結果を解析することにより,自然由来と人為由来の重金属量の発生と移動のモデルと評価シミュレーターの開発に結びつけることが可能と考えられる.本邦は,自然環境で既に土壌官許基準を超える重金属類を含有する地層があるが,これらの地層は天然環境では容易には重金属を溶出しない場合もある.水や大気の場合と異なり,土壌を経口摂取するリスクはきわめて低い.本邦の自然環境の特殊性を勘案し,科学的合理性に基づいた環境基準の策定が不可欠である.本研究は,多元的など状環境基準の策定のために計測・計量方法の考案と,リスク評価手法の技術開発を目的としている.本年度は,秋田県小坂地域および玉川地域(秋田県),北アルプス地域,秋田県大舘地域をモデルフィールドにして,河川および河川底質土壌中の重金属類の季節変化をとらえた.また現地でのサンプリング方法を工夫して,フィルタリングによる水採取に加え,渇水期,雪解け期などの季節変化による河川流量を実測した.この結果を基に,人為汚染を含む鉱山地帯での鉱山廃水の河川に対する影響を定量的に評価することが可能となった.たま,山岳地帯や人為的汚染に影響のない地域での重金属類の溶出挙動の野外観察と実験的検討を行った.小坂地域においては,最上流部から米代川合流までの間に6点の定点か測点を設けて,小坂川本流および定点観測点間に流入する支流全てについて,重金属量と流量を季節ごとに計測し,河川における重金属類の溶出,移動モデル構築のための基礎的データの集積を粉って,シミュレーションコードを開発した.この結果,この流域には,鉱山廃水処理を行っている廃止鉱山やPRTR法の届け出義務のある工場以外の未知の汚濁源があることが明らかとなった.平成15年に施行された土壌汚染対策法に基づき,全国の人為的土壌汚染問題に法規制の網がかぶせられた.この法律により,水,大気,土壌の自然環境にかかわる環境基準が整備されたが,土壌環境基準は,自然由来の重金属類だけで既に環境基準を大きく逸脱する地層や地域がある.

この現象の根本原因は,土壌環境基準が,土壌を食した時の人の健康被害という観点から整備されている点にある.水や大気と異なり,土壌を経口摂取するリスクはきわめて低い.一方で,日本の地質は多様で活火山国であるが故に土壌中の重金属類のバックグラウンドは欧米と比べると高くなる傾向がある.本邦の自然環境の特殊性を勘案し,科学的合理性に基づいた環境基準の策定が不可欠である.本研究は,多元的な土壌環境基準の策定のための計測・計量方法の考案と,リスク評価手法の技術開発を行う.本年度は,前年度に引き続き秋田県小坂町小坂川流域をモデルフィールドに選定し,上流域から下流域までの,流域をポリゴンに分割し,各ポリゴンや支流の水質を定点観測し,あわせてGIS(地理情報システム)を用いて,各ポリゴンの土地の利用状況を解析し,河川水の重金属濃度の変化と各ポリゴンでの土地利用との関係を明らかにした.その結果,小坂川流域では,土地利用(田畑,建設用地,森林等)の状況よりも,休止鉱山や工場からの排水が河川水の重金属濃度に大きく影響していた.さらに,現在鉱山廃水処理が行われていない,休廃止鉱山が,河川水の環境に大きく影響していることを定量的に明らかにすることができた研究最終年度の24年度に実測結果と科学的合理性に基づいたシミュレーションコードを開発する予定であったが,23年度にシミュレーションコードの開発がほぼ完成し,小坂川流域での未知の汚濁源があることをほぼあきらかにすることができた.この結果を基に最終年度の24年度に未知汚濁源の特定を行うなうことができるため,当初予定より進捗が早い.24年度が最終年度であるため、記入しない。季節変動を鱈得る野外調査を引き続き続行させるとともに,研究最終年度として,シミュレーションコードの完成度を高めるとともに,研究結果の公表に努める.24年度が最終年度であるため、記入しない。
虚血に対する心筋保護における非心筋細胞の役割　STAT3シグナル制御の視点から

本研究では線維芽細胞と平滑筋細胞特異的なSTAT3もしくはSOCS3のノックアウトマウスに、再灌流心筋障害と梗塞後心不全モデルを作成し、虚血性心筋障害の病態におけるSTAT3/SOCS3の経路の役割を明らかにし、虚血再灌流心筋障害と梗塞後心不全の新たな治験を見出すことを研究目的とする。平滑筋・線維芽細胞特異的遺伝子欠損マウスにおける心筋梗塞モデルの解析平滑筋特異的SOCS3ノックアウトマウス(SOCS3-smKOマウス)の左前下行枝結紮により心筋梗塞後心不全モデルを作成し、時間経過での経過観察を行った。その結果、野生型マウス(WTマウス)に比べ、SOCS3-smKOマウスは心筋梗塞発症24時間以内に優位に高い死亡率が観察された。この心筋梗塞後早期の突然死は、心室性の致死性不整脈の可能性が考えられ、モデル作成後に心電図で不整脈を観察したところ、経過中に心室頻拍から心室細動への移行と共に突然死が観察された。一方で、WTマウスのうち34割のマウスが心筋梗塞後35日目に心破裂を呈することに対し、SOCS3-smKOマウスでは心破裂が全く観察されなかった。このように、平滑筋細胞のJak/STAT経路とその制御分子であるSOCS3が、心筋梗塞後の致死性不整脈の発症、突然死や心破裂に重要な働きを持つ可能性が示唆されている。なお、SOCS3-smKOマウスが構造的な異常や心機能異常を有している可能性も考えられたが、生後12週目までのSOCS3-smKOマウスの心臓をHE染色やシリウスレッドで形態学的に評価したところ、WTマウスと比較し炎症細胞浸潤や血管壁の肥厚などの優位な差は観察されず、さらに心エコー図検査においても、心肥大や左室収縮能および拡張能にWTマウスとの差は認めなかった。従って、SOCS3-smKOの若年マウスは構造的な異常や心機能は特に問題ないと考えている。生後12週目までのSOCS3-smKOマウスの心臓をHE染色やシリウスレッドで形態学的に評価したところ、WTマウスと比較し炎症細胞浸潤や血管壁の肥厚など優位な差は観察されなかった。心エコー検査においても、心肥大や収縮能、拡張能にWTマウスとの差は認めなかった。従って、SOCS3-smKOの若年マウスは構造的な異常や心機能は特に問題ないと考えられた。しかし、左前下降枝結紮による梗塞後モデルを作成したところ、SOCS3-smKOマウスの約6割が心筋梗塞発症後24時間以内に突然死起こし、心電図で心室頻拍・心室細動が観察された。WTマウスにおいては、心筋梗塞発症後24時間以内に突然死するマウスは観察されなかった。一方、WTマウスは心筋梗塞発症後、35日目までに約3割のマウスが心破裂で死亡したが、SOCS3-smKOマウスにおいて心破裂は全く観察されなかった。1.SOCS3-smKOマウスが心筋梗塞発症後に致死性の心室性不整脈によって突然死することをnを増やして確認する。致死性心室性不整脈についてもテレメトリーを用いて詳細に評価する。また、平滑筋細胞のSTAT/SOCS3系が虚血時にどのように心室性不整脈の発症に関わっているのかその機序も明らかにする予定である。SOCS3-smKOマウスでは、平滑筋細胞意外の筋線維芽細胞などにおいてもSOCS3が欠失している可能性があり、Cre recombinaseに対する抗体を用いた免疫染色を行い解析を進める。2.虚血再灌流心筋傷害モデルを作成し、再灌流障害時における致死性心室性不整脈の発現や梗塞範囲についても、SOCS3-smKOマウスとWTマウスで比較評価する。3.ペリオスチンCreノックインマウスとSOCS3-floxマウスとSTAT3-floxマウスをそれぞれ交配し、線維芽細胞特異的SOCS3欠損マウス(SOCS3-fibKO)とSTAT3-fibKOマウスを作成する。これらのマウスに急性心筋梗塞モデルや虚血再灌流心筋傷害モデルを作成し、同様に解析を進めていく。

このように、平滑筋細胞のJak/STAT経路とその制御分子であるSOCS3が、心筋梗塞後の致死性不整脈の発症、突然死や心破裂に重要な働きを持つ可能性が示唆されている。なお、SOCS3-smKOマウスが構造的な異常や心機能異常を有している可能性も考えられたが、生後12週目までのSOCS3-smKOマウスの心臓をHE染色やシリウスレッドで形態学的に評価したところ、WTマウスと比較し炎症細胞浸潤や血管壁の肥厚などの優位な差は観察されず、さらに心エコー図検査においても、心肥大や左室収縮能および拡張能にWTマウスとの差は認めなかった。従って、SOCS3-smKOの若年マウスは構造的な異常や心機能は特に問題ないと考えている。生後12週目までのSOCS3-smKOマウスの心臓をHE染色やシリウスレッドで形態学的に評価したところ、WTマウスと比較し炎症細胞浸潤や血管壁の肥厚など優位な差は観察されなかった。心エコー検査においても、心肥大や収縮能、拡張能にWTマウスとの差は認めなかった。従って、SOCS3-smKOの若年マウスは構造的な異常や心機能は特に問題ないと考えられた。しかし、左前下降枝結紮による梗塞後モデルを作成したところ、SOCS3-smKOマウスの約6割が心筋梗塞発症後24時間以内に突然死起こし、心電図で心室頻拍・心室細動が観察された。WTマウスにおいては、心筋梗塞発症後24時間以内に突然死するマウスは観察されなかった。一方、WTマウスは心筋梗塞発症後、35日目までに約3割のマウスが心破裂で死亡したが、SOCS3-smKOマウスにおいて心破裂は全く観察されなかった。1.SOCS3-smKOマウスが心筋梗塞発症後に致死性の心室性不整脈によって突然死することをnを増やして確認する。致死性心室性不整脈についてもテレメトリーを用いて詳細に評価する。また、平滑筋細胞のSTAT/SOCS3系が虚血時にどのように心室性不整脈の発症に関わっているのかその機序も明らかにする予定である。SOCS3-smKOマウスでは、平滑筋細胞意外の筋線維芽細胞などにおいてもSOCS3が欠失している可能性があり、Cre recombinaseに対する抗体を用いた免疫染色を行い解析を進める。2.虚血再灌流心筋傷害モデルを作成し、再灌流障害時における致死性心室性不整脈の発現や梗塞範囲についても、SOCS3-smKOマウスとWTマウスで比較評価する。3.ペリオスチンCreノックインマウスとSOCS3-floxマウスとSTAT3-floxマウスをそれぞれ交配し、線維芽細胞特異的SOCS3欠損マウス(SOCS3-fibKO)とSTAT3-fibKOマウスを作成する。これらのマウスに急性心筋梗塞モデルや虚血再灌流心筋傷害モデルを作成し、同様に解析を進めていく。今年度の実験が来年度に繰り越しとなったため。また、学会発表も検討していたが本期間中には見送ったため。次年度使用額はさらなる実験器具や試薬の購入費用、海外学会報告の投稿料などにあてる予定としている。
中生動物ニハイチュウの分類と系統

(1)ニハイチュウの分類10種の頭足類(アオリイカ、ヒメコウイカ、シリヤケイカ、スナダコ、ヨツメダコ、ヒメイカ、ミミイカ、ハリイカ、シシイカ、スルメイカ)の腎臓を調べ、寄生するニハイチュウを検索した。その結果、3属16新種のニハイチュウを発見した。これらの種には宿主特異性がみられた。(2)ニハイチュウの頭部形態の平行進化ふつう1種の宿主あるいは1個体の宿主に複数種のニハイチュウが見られる。マダコには3種のニハイチュウがみられるが、共存するニハイチュウはそれぞれ腎臓の表面やくぼみに適応した特徴的な頭部形態を呈し、棲み分けしていることがわかった。ニハイチュウの頭部形態は大きく3つのタイプに分けられ、それぞれ異なる頭部形態をもつニハイチュウは同じ腎嚢内に棲み分け共存できるが、類似した頭部形態をもつニハイチュウは共存できないという傾向がみられた。このことから、形質置換や違った頭部形態をもつ種の新たな寄生などにより、頭部形態の相異なるニハイチュウが各種の宿主に寄生し、結果として頭足類の種間で、ニハイチュウの頭部形態が収敏したと考えられる。(3)ニハイチュウの生活史の進化ニハイチュウの生活史には無性生殖と有性生殖の2つのサイクルがみられる。このような複雑な生活史はどのように進化してきたか、またどのような生活史戦略をもつのか、ニハイチュウの一腹卵数や成体、幼生、卵のサイズなど生活史や繁殖に関わる諸形質間の相関関係を調べた。その結果、宿主のタコ類の背套長と滴虫型幼生の体長との間には正の相関がみられた。これは滴虫型幼生が旧宿主から新宿主へ侵入するプロセスで、宿主に特異的なサイズが間接的に滴虫型幼生のサイズを制限していると考えられる。また蠕虫型ステージのサイズは、宿主の頭足類の細尿管のサイズと関係していた。(1)ニハイチュウの分類8種の頭足類(アオリイカ、ヒメコウイカ、シリヤケイカ、スナダコ、ワモンダコ、シマダコ、マメダコ、ヒメイカ)の腎臓を調べ、寄生するニハイチュウを検索した。その結果、アオリイカ、ヒメコウイカ、シリヤケイカ、スナダコからそれぞれ1種、計4新種のニハイチュウを発見した。しかし、他の頭足類にはニハイチュウが見られなかった。一般に底棲の頭足類にはニハイチュウが見られるが、珊瑚礁に生息する頭足類や小型の頭足類にはニハイチュウが見いだせなかった。(2)蠕虫型幼生の基本的発生様式と発生様式からみた系統関係4属6種のニハイチュウの蠕虫型幼生について、非配偶子から蠕虫型幼生にいたる発生過程と細胞系譜を系統的に調べ、蠕虫型幼生の発生にみられる種間の相違と種間に共通する特徴を明らかにした。蠕虫型幼生の体皮細胞数は種によって違いそれが分類の指標となっているが、それは細胞系譜の末端部分の分裂回数の違いによっていた。将来幼生の体内部を形成する細胞系列では、おおよそ体皮細胞の数に比例した数の予定細胞死が生じた。また初期の発生過程において、第1分裂で将来幼生の前部体皮細胞を形成する母細胞が分離すること、第2分裂で将来幼生の後部体皮細胞を形成する母細胞と幼生の体内部を形成する母細胞が分離することなど、種間で共通する発生様式がみられた。種間に共通する特徴は発生初期から中期に、種間の違いは発生後期に現れた。蠕虫型幼生の発生過程の大部分は種間で保存されていた。また、決定した6種のニハイチュウの蠕虫型幼生の細胞系譜をもとに、系統樹を作成し細胞系譜による類縁関係を調べた。その結果、形態的に大きく異なる2つのグループ(Conocyemidae科とDicyemidae科)が細胞系譜からみても関係が薄く、類似した形態をもつ種は1つのグループを形成し関係が示唆された。

このような複雑な生活史はどのように進化してきたか、またどのような生活史戦略をもつのか、ニハイチュウの一腹卵数や成体、幼生、卵のサイズなど生活史や繁殖に関わる諸形質間の相関関係を調べた。その結果、宿主のタコ類の背套長と滴虫型幼生の体長との間には正の相関がみられた。これは滴虫型幼生が旧宿主から新宿主へ侵入するプロセスで、宿主に特異的なサイズが間接的に滴虫型幼生のサイズを制限していると考えられる。また蠕虫型ステージのサイズは、宿主の頭足類の細尿管のサイズと関係していた。