hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳虚血における転写因子HIF-1の発現解析と治療への応用

目的:脳虚血ではプロモーター領域にHIF(hypoxia inducible factor)-1のコンセンサス・エレメントであるHRE(hypoxia-responsive enhancer)を有するiNOSが発現することが知られている.そこでHIF-1のHREへの結合能が,虚血後iNOS発現部位で亢進するか否かを検討した.材料および方法:ラット2時間中大脳動脈閉塞モデルを用い,虚血脳から核蛋白の抽出を行い,核蛋白のHRE結合能の変化を,iNOS遺伝子の5-flanking regionに存在するHRE配列を有するオリゴヌクレオチドを用いEMSAにより調べた.また,虚血巣を含む虚血側および対側におけるiNOSの発現のタイムコースをRT-PCRにより調べた.さらに,灌流固定脳のパラフィン切片において,脳内各部位のどのような細胞にiNOS蛋白が発現しているのかを調べた.結果:虚血1時間後には,虚血中心部およびその周辺でinducible HIF結合能が増加した.6時間後には,対側においてもinducible HIF-1結合能の増加も認められた.HIF-1結合能の増加は虚血周辺部では24時間後まで持続したが,中心部では消失した.iNOS mRNAの発現は,虚血12-48時間後に強く認められた.iNOS蛋白の発現は,虚血巣内の周辺部あるいは血管周囲の多核白血球および血管壁(内皮および平滑筋細胞)に認められた.結論:虚血後のHIF-1のHRE結合能の変化とiNOS発現は完全には一致せず,虚血中心部のenergy failureやIRF-1やNFκBなどの他の転写因子の関与が示唆された.目的:脳虚血ではプロモーター領域にHIF(hypoxia inducible factor)-1のコンセンサス・エレメントであるHRE(hypoxia-responsive enhancer)を有するiNOSが発現することが知られている.そこでHIF-1のHREへの結合能が,虚血後iNOS発現部位で亢進するか否かを検討した.材料および方法:ラット2時間中大脳動脈閉塞モデルを用い,虚血脳から核蛋白の抽出を行い,核蛋白のHRE結合能の変化を,iNOS遺伝子の5-flanking regionに存在するHRE配列を有するオリゴヌクレオチドを用いEMSAにより調べた.また,虚血巣を含む虚血側および対側におけるiNOSの発現のタイムコースをRT-PCRにより調べた.さらに,灌流固定脳のパラフィン切片において,脳内各部位のどのような細胞にiNOS蛋白が発現しているのかを調べた.結果:虚血1時間後には,虚血中心部およびその周辺でinducible HIF結合能が増加した.6時間後には,対側においてもinducible HIF-1結合能の増加も認められた.HIF-1結合能の増加は虚血周辺部では24時間後まで持続したが,中心部では消失した.iNOS mRNAの発現は,虚血12-48時間後に強く認められた.iNOS蛋白の発現は,虚血巣内の周辺部あるいは血管周囲の多核白血球および血管壁(内皮および平滑筋細胞)に認められた.結論:虚血後のHIF-1のHRE結合能の変化とiNOS発現は完全には一致せず,虚血中心部のenergy failureやIRF-1やNFκBなどの他の転写因子の関与が示唆された.虚血後の脳内では炎症関連酵素である誘導型NO合成酵素(iNOS)およびシクロオキシゲナーゼ(COX)-2遺伝子が発現し,post-ischemic inflammationに関与していることが知られている.最近,これらの遺伝子のプロモーター領域に転写因子hypoxia inducible factor (HIF)-1に対するコンセンサス配列hypoxia-responsive enhancer(HRE)が存在することが明らかにされた.本研究では,局所脳虚血後HIF-1のHRE結合能が増加するのかどうか,また脳虚血後にHIF-1のターゲット遺伝子のひとつであるiNOSが脳内どのような部位で,どのようなタイムコースで発現してくるのかを検討した.Gel-shift assayでは,虚血1時間後には虚血中心部およびその周辺でinducible HIF結合能が増加したが,対側での変化は明らかではなかった.しかし6時間後には,対側においてもinducible HIF-1結合能の増加も認められた.さらに24時間後には,虚血中心部ではproteolysisが認められたが,周辺部では依然DNA結合能が増加していた.iNOS mRNAの発現は発症3時間以内では認められなかったが,虚血側では6時間後より発現がみられ,12時間後,24時間後に強い発現が認められた.発現は48時間後まで持続したが,96時間後には消失した.強い発現が認められた虚血12時間後の脳パラフィン切片を用いて,iNOS免疫組織およびヘマトキシリンーエオジン(H-E)染色を行った.iNOS蛋白の発現は,虚血巣内の周辺部あるいは血管周囲の円形小型細胞および血管壁に認められ,H-E染色でこの円形小型細胞は血管から浸潤した多核白血球であることが明らかとなった.血管壁のiNOS陽性細胞は,形態学的に血管内皮細胞および平滑筋細胞と考えられた.

目的:HIF(hypoxia inducible factor)-1は脳を含む多くの組織に普遍的に存在し,LDH,アルドラーゼなどの嫌気性解糖系酵素,グルコーストランスポーター,血管内皮成長因子(VEGF),iNOS,ヘムオキシゲナーゼ(HO-1),チロシン水酸化酵素などの遺伝子発現を介して,低酸素刺激に対する生体応答全体を制御していると考えられている.本研究では,脳虚血後にHIF-1を含む種々の転写因子がどの部位でどの時期に活性化されるのかを検討することを目的とした.材料および方法:Spraigue-Dawleyラットを用い,血管内ナイロン糸法により2時間中大脳動脈閉塞モデルを作成した.虚血脳からDignamらのプロトコールに従い核蛋白の抽出を行い,核蛋白のHRE (hypoxia-responsive enhancer)結合能の変化を,iNOS遺伝子の5-flanking regionに存在するHRE配列を有するオリゴヌクレオチドを用いEMSAにより調べた.また,虚血巣を含む虚血側および対側におけるiNOS発現のタイムコースをRT-PCRにより調べた.さらに,灌流固定脳のパラフィン切片において,iNOSモノクローナル抗体を用いて免疫組織染色を行い,脳内各部位のどのような細胞にiNOS蛋白が発現しているのかを調べた.結果:虚血1時間後には,虚血中心部およびその周辺でinducible HIF結合能が増加したが,対側での変化は明らかではなかった.しかし,6時間後には,対側においてもinducible HIF-1結合能の増加も認められた.iNOS mRNAの発現は虚血側では6時間後よりみられ,12時間後,24時間後に強い発現が認められた.iNOS蛋白の発現は,虚血巣内の周辺部あるいは血管周囲の円形小型細胞および血管壁に認められ,H-E染色でこの円形小型細胞は血管から浸潤した多核白血球であり,血管壁のiNOS陽性細胞は血管内皮細胞および平滑筋細胞であることが明らかにされた.考察:局所脳虚血後のiNOS遺伝子の発現は虚血6時間後より虚血巣内の血管および浸潤多核白血球に認められ,多核白血球の浸潤がピークに達する12-24時間後に最大となり,その後低下した.対側でのiNOS発現は明らかではなかった.一方,HIF-1のHRE結合能は虚血巣中心部およびその周囲においては虚血後早期より増加していたが,虚血6時間以降には対側でも増加が認められ,逆に虚血中心部では減少していた.従って,局所脳虚血においてはiNOS,発現のタイムコースと局在は必ずしもHIF-1のHREへの結合能あるいはHIF-1α蛋白の発現とは相関しなかった.
石綿工場周辺住民の肺がん死亡リスクの上昇を再確認する

2007年に、旧石綿工場の周辺住民1907人の参加を得て後向きコホート調査を実施したが、本調査では観察期間を2012年12月まで延長して死亡状況を観察した。そして推定石綿濃度に基づき、対象者を4群に分類して、肺がん死亡状況を検討した結果、石綿濃度がもっとも高い地区では、職業性石綿曝露がない肺がん死亡者は男性9人および女性4人であり、標準化死亡比(日本の一般人と比較して何倍かの指標)はそれぞれ2.40(95%信頼区間1.10ー4.55)、3.27(同0.89ー8.39)となり、男性では統計学的に有意であった。この結果により、周辺住民の肺がん死亡リスクが上昇していることが示唆された。1943年から1991年まで大量の茶石綿と白石綿を使用していた工場の周辺に、1992年1月時点に居住していた男性951人および女性956人を対象者とし、1992年1月1日から2012年12月31日までの21年間における石綿関連疾患による死亡状況を日本人の平均と比較することにより、石綿工場から飛散した石綿による健康影響を明らかにすることがこの調査の目的である。1年目は、羽島市アスベスト調査委員会(羽島市担当者、市会議員、自治会役員、住民、専門家)において調査計画を説明して了解を得た後、2013年2月に、依頼書および質問紙を返信用封筒とともに対象者宅(対象者1907人)に郵送した。2013年3月末時点での回答率は55%と低かった。2年目である本年度は回答率を上げるため、質問紙を最大5回まで郵送するとともに、羽島市アスベスト調査委員会の協力を得て調査への参加を呼び掛けた。その結果、2014年3月末時点での回答者は1907人中1705人であり回答率は89%になった。死亡者は301人であり、このうち235人の死亡診断書は既に取得しており、残りの66人について死亡診断書を取得するために、名古屋法務局に承認申請をしたところである。調査に先立ち、産業医科大学倫理委員会において承認を得るとともに、羽島市および自治会の協力を得るため、羽島市アスベスト調査委員会(羽島市担当者、市会議員、自治会役員、住民、専門家)において調査計画を説明し了解を得た。次いで対象者への調査依頼書および質問紙を作成した。対象者の氏名、性、生年月日、住所、喫煙歴については、前回の調査により情報を得ているので、この調査では2012年12月31日時点での生死の情報を取得することが必要である。そのため今回の質問紙にはあらかじめ対象者の氏名を記載しておき、各対象者の生死についての回答、死亡の場合は生年月日および死亡年月日の回答を依頼する方式とした。2013年2月に、依頼書および質問紙を返信用封筒とともに対象者宅に郵送し、2月中に41%から回答があった。3月に未回答の対象者に依頼書および質問紙を再郵送し、14%から回答があった。2013年3月31日時点での回答率は55%である。現時点では回答率が低いため、質問紙の再々郵送、および電話依頼を行い、さらに回答を得る予定である。なお、当初の調査計画では、本年度に死亡診断書の取得も行う予定であったが、質問紙調査が遅れており、実施できなかった。2007年に、旧石綿工場の周辺住民の肺がん死亡リスクを検討するために、工場から概ね400m以内の住民1,907人の参加を得て後向きコホート調査(2007年調査)を実施し、石綿相対濃度がもっとも高い地区における肺がんの標準化死亡比(SMR)が男女とも1より高く、男性では統計学的に有意であることを見出した。今回調査では、2007年調査で見られた肺がん死亡リスクの上昇を再確認することを目的として、観察期間を2012年まで延長して、死亡状況を観察した。

死亡者は男性152人、女性146人であり、SMRはそれぞれ0.83(95%信頼区間0.70ー0.97)および1.12(0.95ー1.32)であり、統計的に有意な過剰死亡は見られなかった。肺がん死亡者は男性24人および女性6人であり、SMRはそれぞれ1.64(95%信頼区間1.05ー2.44)および1.23(同0.45ー2.69)と、男性では有意に1を超えていた。これらの肺がん死亡者から職業性石綿曝露のあるものと可能性の高いものを除外すると、男性17人および女性5人であり、SMRはそれぞれ1.16(0.68ー1.86)および1.03(0.33ー2.40)と1より大きいが、統計的に有意ではなかった。気象データを用いたシミュレーションでは、同工場の南東方向の気中石綿濃度が高かったと推定され、その地区には職業性石綿曝露のない肺がん死亡者の居住地が多かった。曝露レベル別の解析では、職業性石綿曝露のない肺がん死亡者のSMRは、男女とも曝露レベル4でもっとも高く(男性2.40、女性3.27)、男性では有意に1を超えていた。以上の調査結果は、旧石綿工場から周辺地域に放出された石綿が住民の肺がん死亡率を増加させている可能性を示すものである。労働環境学地元自治体の協力を取り付けるのに時間を費やしたこともあり、質問紙の郵送時期が当初予定より少し遅れたことと、また、回収率がなかなか上がらなかったため、郵送を繰り返したり、羽島市アスベスト調査委員会の協力を得たりしたため、回収が予定より遅くなってしまった。このため、本年度末に法務局への死亡診断書の取得承認申請を提出したところである。当初の調査計画では、質問紙調査を実施するとともに、死亡者については羽島市からの住民徐票の取得、法務局からの死亡診断書の取得を行う予定であった。しかしながら、羽島市アスベスト調査委員会での調整に時間がかかり、質問紙の郵送が2013年2月になった。そのため予定よりもやや遅れている。また3月に質問紙の再郵送を行ったが、現時点の回答率が55%と低く、さらに回答率を上げる必要がある。法務局より死亡診断書が取得できれば、原死因が肺がんの死亡者については、職業性石綿曝露および家族曝露などの有無を確認するため、本人の職歴、家族の職歴、自宅での石綿取扱いなどに関するに関する質問紙を郵送し回収する。すべてのデータが揃った時点で、対象者全体での標準化死亡比(SMR、男女別)を算出する。さらに、肺がん死亡者については、職業性石綿曝露のある方を除外して、SMRを算出するとともに、風向・風速などから推定した石綿曝露濃度により、4つの群に分類して各群での肺がんのSMRを算出する。その結果により、石綿の近隣曝露により、肺がん死亡が上昇しているのか否かを確認する。来年度は、質問紙の回答率を上げるため、質問紙の再々郵送、および電話依頼を行う。それでも低い場合は、羽島市および自治会の協力を得て、未回答者の生死情報を収集する。次いで、死亡者については、羽島市から住民徐票の取得、法務局から死亡診断書記載事項証明(死因)の取得を行い、死因の直接原因となった病態を惹起した発端疾病、すなわち原死因を医学的因果関係に基づき、死亡診断書に記載された病名の中から確定する。死因の分類はICD10に従う。肺癌、中皮腫、石綿肺(じん肺)による死亡者については、遺族への質問紙調査および聞き取り調査を行い、病歴、職歴、家庭内での石綿取り扱い、居住地、通学・通勤歴の情報を取得する。また、必要に応じて医療機関より診療情報を取得する。研究の進行が当初予定よりも少し遅くなったため、肺がん死亡者の職業性石綿曝露などの調査まで進めなかったため、旅費、郵送費、謝金などが余った。法務局からの死亡診断書の取得、肺がん死亡者の職業性石綿曝露などの質問紙調査、データ解析を実施する予定である。そのための費用として、物品費250,000円、旅費600,000円、謝金200,000円、その他220,000円を使用する予定である。
アルツハイマー病のタウイメージング

アルツハイマー病の原因物質として重要とされるタウ蛋白質を画像化するためにPETプローブの開発を進めた。候補化合物の中で^<18>F-THK523はタウ蛋白質の凝集体に非常に高い親和性を示すことが明らかになった。アルツハイマー病患者の剖検脳(海馬)を用いたauto-radiographyでは、^<18>F-THK523はタウ病変に一致し高いシグナルを示した。^<18>F-THK523を用いたマイクロPETでは変異型タウ遺伝子を導入し神経原線維変化が形成されるトランスジェニックマウスにおいて有意に高い集積を示した。以上より^<18>F-THK523は人を対象としたPETにおいて有用なプローブになりうることが示唆された。平成21年度は、PET用プローブ候補化合物について、in vitroでAmyloidβpeptide(Aβ)線維およびリン酸化されたタウタンパク質との結合親和性を評価した。また、アルツハイマー病患者脳病理標本で老人斑への結合性を染色性と蛍光顕微鏡によって評価した。さらにアルツハイマー病の動物モデルであるAPPトランスジェニックマウスおよびタウトランスジェニックマウスにプローブを静注し、脳内Aβ、タウの結合性を検証した。また、投与後の全身臓器への体内分布を算出し、投与後の被曝量を算出した[^<18>F]標識化合物に関しては、その標識合成法を確立した。パイロジェン試験を3回実施し、陰性を確認し、標識薬剤の合成を行い、さらにマウスおよびラットにおけるプローブ用化合物の毒性試験を実施し、安全性を確認した。静脈内投与後7日間までの行動観察、体重測定を行い、7日目に剖検、体内臓器の病理組織学的検査を実施し、化合物の安全性に関しては問題ないことを確認した。安全性評価等に問題がなければ資料を揃え、探索的臨床研究実施をめざし学内の倫理委員会へ申請する予定である。もしプローブの安全性に問題が認められれば、さらにプローブの最適化を推し進める。平成22年度は最も優れたプローブを用いてヒトでPET撮像を行う予定である。本研究が実現化した暁には、アルツハイマー病の進行とタウの沈着の関連が明らかになり、今後の治療薬、治療法の開発、評価に大きく寄与するものと考える。平成22年度は、PET用プローブ候補化合物について、in vitroでAmyloid βpeptide(Aβ)線維およびリン酸化されたタウタンパク質との結合親和性を評価した。先行PETプローブであるBF-227についてはhuman studyを既に開始し、アルツハイマー病で優位な集積上昇を確認した。平成23年度は最も優れたプローブを用いてヒトでPET撮像を行う予定である。平成23年度は、PET用プローブ候補化合物について、in vitroでAmyloid βpeptide(Aβ)線維およびリン酸化されたタウタンパク質線維との結合親和性を確認した。また、アルツハイマー病患者脳病理標本で老人斑への結合性を免疫組織染色性と蛍光顕微鏡によって評価した。さらにアルツハイマー病の動物モデルであるAPPトランスジェニックマウスおよびタウトランスジェニックマウスにプローブを静注し、脳内Aβ、タウの結合性を確認した。候補プローブの中では18F-THK523が最もタウに親和性が強くAβに親和性が低いことが確認された(Fodero-Tavolettiet.Brain2011)。これらのプローブにおいてパイロジェン試験を実施し、陰性を確認し、さらにマウスおよびラットにおけるプローブ用化合物の毒性試験を実施し、安全性を確認した。先行PETプローブであるBF-227についてはヒトにおいてのPETを既に開始し、アルツハイマー病において高集積を確認している。

さらにこのBF-227は家族性全身アミロイドーシスの患者において、心筋に集積するトランスサイレチンからなるアミロイドのPET画像化に世界で初めて成功した(Furuakwa et al.Circulation2011)。これらの結果はアルツハイマー病のみならず、各種の「アミロイドーシス」の非侵襲的診断法として臨床応用に直結する結果だと考えられる。
デンプン系バイオマスからの生物学的水素回収に関する基礎的研究

わが国では2002年よりバイオマスニッポン総合戦略が閣議決定されるなど、化石燃料に頼らないエネルギー生産に切り替えていく試みが年々強化されている。しかし、農林水産省の調査によると、食品廃棄物などが毎年数千万トン程度も発生しているにも関わらず、うち3割程度が家畜の飼料やたい肥としての土壌還元に利用されているにとどまる。一方、水素エネルギーは燃料電池などの発電源として注目を浴びているが、カーボンフリーな水素を生成する方法に嫌気性細菌を用いた水素発酵がある。本研究では、長野県のリンゴ果汁工場から加工残査として発生するリンゴ圧搾かすを水素発酵の基質とし、地域で発生するバイオマスの利用が可能であるかを調べた。回分実験のサンプルには、リンゴ圧搾かすを固形物濃度20000mg/L程度に希釈した濁液およびミキサーで破砕した上澄みを用いた。各々40mLを容積120mLバイアル瓶に入れ,種汚泥40mLとpH調整剤を加え、37°Cに保ちながら震とう培養した。実験開始から4日目以降、両試験区より水素ガスが発生し、9日目の時点でバイアルあたり各々およそ70mLと63mLの水素が発生した。沈殿しないCOD量に対する水素ガス収率は、破砕しないもので12%程度、破砕したもので5%程度である。投与したCOD総量は破砕したものも破砕していないものも同量であることを考えると、リンゴ圧搾かすに含まれる水素資化性の基質は破砕しなくても充分解けやすいことがわかる。これより、リンゴ加工残渣は水素発酵の基質として利用できることが期待できる。本研究では、デキストリン、可溶性デンプン、バレイショデンプンおよびコーンスターチを食品加工残渣に見立てて、水素発酵の基質とした。水素ガスは、燃料電池などに利用でき、地球温暖化防止などの面から近年注目を浴び始めている。水素生成細菌には、大豆および酒粕を混合したものにグルコースを添加して数日間培養したものより分離したミクロフローラを用いた。水素生成細菌は、サッカロース20,000ppmを含む合成培地により、35°Cの中温条件で馴致し、回分実験の種汚泥として用いた。回分実験は、容積120mlのバイアル瓶を用いて、種汚泥と100°Cの熱処理を施した基質を各々40ml添加し、気相部にはアルゴンガスを充填し、嫌気状態を保ちながら35°Cで振とう培養した。この回分実験の結果、すべての基質より約120時間でおよそ100ml-H2/400mg-starchの水素回収が確認された。また、同様な条件で別に回分実験を行い、基質へ様々な濃度の次亜塩素酸塩を添加し、100°Cの熱処理を施してから水素発酵を行った。しかし、次亜塩素酸塩によりあらかじめ基質の分子量を細かくしても水素発酵には目立った差異は見られず、高濃度の次亜塩素酸塩は逆に水素生成を阻害してしまうことがわかった。以上より、100°Cの熱処理を施し、十分に水に馴染ませたデンプンであれば、高分子の有機物であるにもかかわらず次亜塩素酸などによる分解処理を施さなくても、十分に水素発酵の基質になりうることが確認できた。バイオディーゼルやバイオエタノールなどのエコ燃料が地球温暖化防止策の一つとして注目を浴びるようになり、食品残渣や食品加工廃水などに多くみられるデンプンからの水素ガスの回収を目的とした研究を実施した。従来、水素ガスは分解しやすい有機物のメタン発酵で発生することが知られていたため、本研究では水素生成細菌群によりデンプン等の水素発酵をした。その際、代謝副産物であり他のエコ燃料などとして利用可能である揮発性脂肪酸(VFA)の生成も調査した。水素ガス濃度やVFA濃度はガスクロマトグラフにより測定した。水素生成細菌群は、過去に著者が考案した方法により得た。すなわち、大豆、酒かすおよび乳酸菌飲料を粉砕・混合したものにグルコース溶液を添加して室温で数日問培養したものである。それにより得た水素生成細菌群は、サッカロース20,000ppmおよびその他の無機塩類を含む合成廃水により中温条件で馴致し、回分実験の種汚泥とした。水素発酵の基質として、サッカロース、デキストリン、可溶性デンプン、コーンスターチ、バレイショデンプンを20,000ppm含む培地をそれぞれ用いて回分実験を行った。水素の回収率は、COD比で1012%程度であり、基質となる有機物による大きな違いは見られなかった。一方、副産物であるVFAの回収率は、COD比で酢酸が3%程度と少なく、酪酸が2449%の範囲で差が激しいもの大量に発生していた。この研究では水素を回収することが目的であったため、酪酸が大量に発生することは好ましくないが、酪酸自体はエコ燃料の原料として期待されるため、別の面からエネルギー回収の検討が必要である。

本研究では、長野県のリンゴ果汁工場から加工残査として発生するリンゴ圧搾かすを水素発酵の基質とし、地域で発生するバイオマスの利用が可能であるかを調べた。回分実験のサンプルには、リンゴ圧搾かすを固形物濃度20000mg/L程度に希釈した濁液およびミキサーで破砕した上澄みを用いた。各々40mLを容積120mLバイアル瓶に入れ,種汚泥40mLとpH調整剤を加え、37°Cに保ちながら震とう培養した。実験開始から4日目以降、両試験区より水素ガスが発生し、9日目の時点でバイアルあたり各々およそ70mLと63mLの水素が発生した。沈殿しないCOD量に対する水素ガス収率は、破砕しないもので12%程度、破砕したもので5%程度である。投与したCOD総量は破砕したものも破砕していないものも同量であることを考えると、リンゴ圧搾かすに含まれる水素資化性の基質は破砕しなくても充分解けやすいことがわかる。これより、リンゴ加工残渣は水素発酵の基質として利用できることが期待できる。
顔面形態の三次元的視覚効果を考慮した解析評価に関する研究

三次元コンピュータグラフィックスのlighting技法を応用した照明モデルを考案し、顔面形態を検討した。顔面に無限遠点の白色光源を当て、各方向から観察した画像をAdobe Photoshopソフトにより解析する。光を当てられた隆起部はhighlightとして、陥凹部や光の方向と深い角度のある面はshadowとなり、これにより顔面の輪郭、unit, subunitは明度の強弱により描出された。正面像では、正面からの光により前細部、鼻背から鼻尖、頬部、オトガイ部がhighlightに、側面では外鼻lateral wall、鼻翼、頬部外側がhighlightとなり、鼻背から鼻尖の稜線もshadowとのコントラストにより明瞭となった。斜位では眉毛内側から鼻背へのtopographic curveが明瞭となり、外鼻subunit成分が確認された。側面像では、側方光源により頬部の盛り上がりの稜線が明瞭となり、正面光源により頼部unitの外側縁やbuccomandibular grooveが観察された。一方、安静時と比較した笑顔における変化では、頬部highlight成分は丸みを帯び面積の減少とともに頬部unit内側線角の増大と外側線角の減少を認めた。顔面神経麻痺症例では、頬部unitは外側横下方向へ引っ張られる形となり、鼻背unitの狭小化、鼻翼幅の増大を認めた。そしてこれは手術後の回復過程において健常人patternへと移行する傾向がみられた。これらの変化は、皮膚、皮下脂肪、表情筋といった解剖学的構成成分およびその機能が形態に反映され、視覚的にとらえられたものであり、顔面形態評価法のひとつとなりえるものと思われた。三次元computer graphics(CG)のlighting技法を応用した照明モデルを考案し、顔面形態を検討した。光を当てられた隆起郡はhighlightとして、陥凹部や光の方向と深い角度のある面はshadowとなり、これにより顔面のunit、subunitは明度の強弱により描出された。正面像では、正面からの光により前額部、鼻背から鼻尖、頬部、オトガイ部がhighlightに、側面では外鼻lateral wall、尾翼、頬部外側がhighlightとなり、鼻背から鼻尖の稜線もshadowとのコントラストにより明瞭となった。斜位では眉毛内側から鼻背へのtopographic curveが明瞭となり外鼻subunit成分が確認された。側面像では、側方光源により頬部の盛り上がりの稜線が明瞭となり、正面光源により頬部unit外側縁やbuccomandibular grooveが観察された。一方、安静時と比較した笑顔における変化では、頬部highlight成分は丸みを帯び面積の減少とともに頬部unit内側縁角の増大と外側縁角の減少を認めた。顔面神経麻痺症例では、頬部unitは外側横下方方向へ引っ張られる形となり、鼻背unitの狭小化、尾翼幅の広がりを認めた。そしてこれは手術後の回復過程において健常人patternへと移行する傾向が見られた。正面像では、正面からの光により前額部、鼻背から鼻尖、頬部、オトガイ部がhighlightに、側面では外鼻lateral wall、鼻翼、頬部外側がhighlightとなり、鼻背から鼻尖の稜線もshadowとのコントラストにより明瞭となった。側面像では、側方光源により頬部の盛り上がりの稜線が明瞭となり、正面光源により頬部unitの外側縁やbuccomandibular grooveが観察された。

一方、安静時と比較した笑顔における変化では、頬部highlight成分は丸みを帯び面積の減少とともに頬部unit内側縁角の増大と外側縁角の減少を認めた。顔面神経麻痒症例では、頬部unitは外側横下方向へ引っ張られる形となり、鼻背unitの狭小化、鼻翼幅の増大を認めた。そしてこれは手術後の回復過程において健常人patternへと移行する傾向がみられた。これらの変化は、皮膚、皮下脂肪、表情筋といった解剖学的構成成分およびその機能が形態に反映され、視覚的にとらえられたものであり、顔面形態評価法のひとつとなりえるものと思われた。三次元コンピュータグラフィックスのlighting技法を応用した照明モデルを考案し、顔面形態を検討した。顔面に無限遠点の白色光源を当て、各方向から観察した画像をAdobe Photoshopソフトにより解析する。光を当てられた隆起部はhighlightとして、陥凹部や光の方向と深い角度のある面はshadowとなり、これにより顔面の輪郭、unit, subunitは明度の強弱により描出された。正面像では、正面からの光により前額部、鼻背から鼻尖、頬部、オトガイ部がhighlightに、側面では外鼻lateral wall、鼻翼、頬部外側がhighlightとなり、鼻背から鼻尖の稜線もshadowとのコントラストにより明瞭となった。斜位では眉毛内側から鼻背へのtopographic curveが明瞭となり、外鼻subunit成分が確認された。側面像では、側方光源により頬部の盛り上がりの稜線が明瞭となり、正面光源により頬部unitの外側縁やbuccomandibular grooveが観察された。顔面神経麻痺症例では、頬部unitは外側横下方向へ引っ張られる形となり、鼻背unitの狭小化、鼻翼幅の増大を認めた。
新しい機能性ホスフィン類の合成と応用化学的利用に関する研究

本研究では従来知られていない新しいタイプの高機能性のホスフィン類ならびに関連化合物を開発し、リン元素の特性を駆使した応用化学的利用を計った。第1章では、ジフェニルホスフィニル基で安定化されたα,ω-ジアニオンを塩化第2銅で酸化カップリングさせることより、1,2-ビス(ジフェニルホスフィニル)シクロアルカンの生成することを明らかにした。環元反応に及ぼす鎖長の影響について検討した。脂環部分が4員環の場合、ジベンゾイル酒石酸で光学分割出来ることを明らかにした。光学活性な1,2-ビス(ジフェニルホスフィニル)シクロブタンはトリクロルシランにより、相当する1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)シクロブタン(以下DPCBと略称)へ誘導した。この光学活性DPCBの絶対配置は塩化ニッケルとの錯体を合成し、X線解析することにより決定した。光学活性(+)-DPCBより新しいタイプのカチオン性ロジウム錯体【〔Rh・(+)-DPCB・(1,5-COD)〕^+】B【F(Λ-_4)】を調整し、デヒドロアミノ酸の不斉還元を行った。良好な光学収率(90%ee)で不斉還元することに成功した。また新しいタイプの二座配位子である2-アミノ-1-ホスフィノシクロアルカンの開発を行った。第2章では、多目的利用が可能な(2-ジエトキシホスフィニルシクロブチル)ホスホニウム塩を開発した。このホスホニウム塩と種々のカルボニル試薬のダブルWittig反応により1,2-ビスイリデンシクロブタンを良好な収率で与えた。この1,2-ビスイリデンシクロブタンは2当量の親ジエン試薬と連続Diels-Alder反応を行い、多官能多脂環化合物に誘導出来ることを明らかにした。また水素添加を行うと、1,2-ジ置換シクロブタンを良好な収率で与えた。一重項酸素との反応では、1,2-ジアシル置換シクロブタンを与えた。以上要するに、本研究で得られた結果は、当初の計画を概ね達成出来たものと結論できる。
22GHz帯による国内測地VLBIの高精度化

22GHz帯の測地VLBIは、広帯域化が可能、電離層による電搬遅延が小さい、水蒸気による電搬遅延の補正等が可能であること、天体の構造による影響が小さいことから、従来行われてきたS/X帯に代わる測地VLBIの高精度化に有力な手段である。しかし、周波数が高いため、位相高安定なシステムの実現の困難さに加え、電波源の観測例が少なく且つS/X帯に較べて一般にその強度が弱くなるなど多くの課題が残されていた。本研究ではほぼこれらの課題を解決し、22GHz帯びの測地VLBIが数cmまたはそれ以下の誤差で可能であることを明らかにした。本研究では、主として以下の項目を進めてきた。すなわち、1)22GHz帯びVLBIシステムの整備、特に光ファイバーを用いた広帯域化のための高安定基準信号分配器や位相較正用局内遅延測定器などの製作、2)22GHz帯で測地VLBIに利用できる電波源のサーベイと選定、3)国内における観測、4)測定された遅延に各種補正を加えて後、基線ベクトルの推定である。観測は水沢-鹿島間で1回行い、遅延の測定精度は積分時間258秒で59ps(距離に換算して1.8cm)、水沢-鹿島間で2回行いそれぞれ300秒で約100psであった。一方、S/X帯では積分時間160秒で遅延測定精度82psであった。水沢-鹿島間の観測は鹿児島のアンテナ直径が6mと鹿島の34mと比較して小さく、十分な信号対雑音比が取れなかったことに起因する。一般に22GHz受信局は20m級のアンテナを有しており、これらのアンテナを使用すればS/X帯の精度を上回り、従って22GHz帯測地VLBIでの遅延測定精度は従来のS/X帯のそれに劣らないことは明らかである。このように、22GHz帯測地VLBIは、電離層による遅延や天体の構造による影響などのS/X帯で不可避の系統的な誤差が小さいので、高い信頼性を持ち、十分な精度も有することを明らかにした。広帯域化、電離層による伝搬遅延が小さい、水蒸気による伝搬遅延の補正等が可能であることから、従来行われてきたS/X帯に代わる22GHz帯の測地VLBIの高精度化を進めている。平成6年度は主として、1)22GHz帯VLBIシステムの広帯域化のため基準信号分配部の整備、2)電波源の構造が測地結果に与える誤差の検討、3)22GHz帯における測地VLBIに適した電波源の選定、4)選定された電波源による22GHz帯の国内測地VLBI観測を行った。22GHz帯におけるcompactな天体のサーベイは国際VLBI網でも実施され、1Jy以上の天体が55個であることが分った。22GHz帯のVLBI観測は比較のために、従来行われてきたS/X帯の観測に引き続いて行われた。参加局は水沢と鹿島の2局とし、両観測とも約24時間連続して行われた。22GHz帯では29天体を158回観測し、27天体のフリンジを検出する事ができ、測地パラメータの推定には十分のデータ数を得ることができた。有効帯域幅146.2MHzとし、積分時間258秒で遅延誤差59ps(距離に換算した1.77cm)であった。

一方、S/X帯では181回観測し、有効帯域幅は145MHzとし、積分時間160秒で遅延誤差は82ps(距離に換算して2.46cm)であった。詳細な基線解析は現在進行中であるが、この実験から遅延誤差はS/X帯により22GHz帯に方が小さい等、22GHz帯で測地VLBI観測が十分可能であり、従来のS/X帯と比較して測地精度向上の可能性が明らかになった。22GHz帯の測地VLBIは、広帯域化が可能、電離層による電搬遅延が小さい、水蒸気による電搬遅延の補正等が可能であること、天体の構造による影響が小さいことから、従来行われてきたS/X帯に代わる測地VLBIの高精度化に有力な手段である。しかし、周波数が高いため、位相高安定なシステムの実現の困難さに加え、電波源の観測例が少なく且つS/X帯に較べて一般にその強度が弱くなるなど多くの課題が残されていた。本研究ではほぼこれらの課題を解決し、22GHz帯の測地VLBIが数cmまたはそれ以下の誤差で可能であることを明らかにした。本研究では、主として以下の項目を進めてきた。すなわち、1)22GHz帯VLBIシステムの整備、特に光ファイバーを用いた広帯域化のための高安定基準信号分配器や位相較正用局内遅延測定器などの製作、2)22GHz帯で測地VLBIに利用できる電波源のサーベイと選定、3)国内における観測、4)測定された遅延に各種補正を加えて後、基線ベクトルの推定である。観測は水沢-鹿島間で1回行い遅延の測定精度は積分時間258秒で59ps(距離に換算して1.8cm)、水沢-鹿児島間で2回行いそれぞれ300秒で約100psであった。一方、S/X帯では積分時間160秒で遅延測定精度82psであった。水沢-鹿児島間の観測は鹿児島のアンテナ直径が6mと鹿島の34mと比較して小さく、十分な信号対雑音比が取れなかったことに起因する。一般に22GHz受信局は20m級のアンテナを有しており、これらのアンテナを使用すればS/X帯の精度を上回り、従って22GHz帯測地VLBIでの遅延測定精度は従来のS/X帯のそれに劣らないことは明らかである。このように、22GHz帯測地VLBIは、電離層による遅延や天体の構造による影響などのS/X帯で不可避の系統的な誤差が小さいので、高い信頼性を持ち、十分な精度も有することを明らかにした。
CW動作半導体レーザーを光源とするコヒーレントライダーの基礎的研究

本研究は半導体レーザーを光源とする擬似ランダム変調CW(RM-CW)ライダーに高感度検出が期待されるヘテロダイン方式を併用して実用的なCLを実現し,衛星から風速などを効率よく観測するために必要な諸課題を解決することを目的として開始された.本年が第1年度であるので,空間的に広がった散乱体(例えばエアロゾル;飛翔体の速度の測定は特殊な場合となる)の濃度分布をヘテロダイン検出法で測定する場合の基本概念の理論的検討を行った.コヒーレントライダー(CL)で距離分解能を得るにはパルス方式が最もよく研究されている. RM-CW-CLは距離分解能に対応するパルス幅で擬似ランダム変調コード(M系列)の(1,-1)に応じて位相を(0,π)だけ変調する方式である.CLでは中間周波数の振幅の段階で加算するときにはターゲットが固形反射体の場合だけでなく,空間分布を有する場合にも平均パワーが等しければパルスCLと同じ信号雑音比(S/N)を与える.パルスCLではパルス間隔(周期)を到達距離に対応する時間よりも長く取る必要があるので,振幅の段階で積算しても効果は少ない.しかしRM-CW-CLではM系列で変調して連続にデータを取り込んでいるので,振幅加算の効果が大きい.中間周波数成分を振幅のまま加算するために,位相・振幅の安定した高周波発振器を基本として,周波数シフターによって局部発振光を生成し,中間周波成分が整合フィルターを通過後,もとの中間周波と混合し,直線検波(envelop detection)を行う方式を考案した. Extended Huygens-Fresnelの原理に基づき大気中の伝搬の影響を理論的に取扱い,振幅加算が意義を有するスペクトル幅の条件や大気の揺らぎの条件やRM-CW-CLのS/N式を求め,単一モード半導体レーザーでの実験の準備を進めた.次年度は大気の揺らぎが信号光の位相・波面に及ぼす影響を中心に基本概念の実験的検証を行う.本研究は半導体レーザーを光源とする擬似ランダム変調CW(RM-CW)ライダーに高感度検出が期待されるヘテロダイン方式を併用して実用的なCLを実現し,衛星から風速などを効率よく観測するために必要な諸課題を解決することを目的として開始された.本年が第1年度であるので,空間的に広がった散乱体(例えばエアロゾル;飛翔体の速度の測定は特殊な場合となる)の濃度分布をヘテロダイン検出法で測定する場合の基本概念の理論的検討を行った.コヒーレントライダー(CL)で距離分解能を得るにはパルス方式が最もよく研究されている. RM-CW-CLは距離分解能に対応するパルス幅で擬似ランダム変調コード(M系列)の(1,-1)に応じて位相を(0,π)だけ変調する方式である.CLでは中間周波数の振幅の段階で加算するときにはターゲットが固形反射体の場合だけでなく,空間分布を有する場合にも平均パワーが等しければパルスCLと同じ信号雑音比(S/N)を与える.パルスCLではパルス間隔(周期)を到達距離に対応する時間よりも長く取る必要があるので,振幅の段階で積算しても効果は少ない.しかしRM-CW-CLではM系列で変調して連続にデータを取り込んでいるので,振幅加算の効果が大きい.中間周波数成分を振幅のまま加算するために,位相・振幅の安定した高周波発振器を基本として,周波数シフターによって局部発振光を生成し,中間周波成分が整合フィルターを通過後,もとの中間周波と混合し,直線検波(envelop detection)を行う方式を考案した. Extended Huygens-Fresnelの原理に基づき大気中の伝搬の影響を理論的に取扱い,振幅加算が意義を有するスペクトル幅の条件や大気の揺らぎの条件やRM-CW-CLのS/N式を求め,単一モード半導体レーザーでの実験の準備を進めた.次年度は大気の揺らぎが信号光の位相・波面に及ぼす影響を中心に基本概念の実験的検証を行う.
癌細胞の細胞死や悪性転化に関与するタンパク分子の網羅的高感度解析と癌予防剤の開発

本研究の目的は、質量分析装置を用いて、癌細胞のアポトーシス誘導時や悪性転化、転移能の獲得時に発現量や化学修飾レベルの変動するタンパク質群を高感度・高精度で検出する方法を確立し、それら変動する分子の中で癌予防剤の分子標的として適しているものを選択することである。昨年度は、我々が開発したチロシンキナーゼを特異的に阻害するアポトーシス誘導剤であるβ-ヒドロキシイソバレリルシコニンで肺癌DMS114細胞を処理し、二次元ゲル電気泳動法で分析後、質量分析装置(Micromass製Q-Tof)によりリン酸化反応が阻害されたタンパク質のうちの一つをdUTPase(deoxyuridine triphosphate nucleotidohydroxylase)と同定した。dUTPaseはDNA合成に重要な役割を果たしており、抗癌剤や癌予防剤の分子標的として重要であると考えられるので、この結果をさらに詳細に調べた。まず、dUTPaseに対する抗体を用いてウエスタンブロット法で調べた結果、β-ヒドロキシイソバレリルシコニンで肺癌DMS114細胞を処理した結果、リン酸化されたdUTPaseが減少していることがわかった。また、dUTPaseのmRNAに対するRNAiをDMS114細胞に導入してdUTPaseの発現を減少させ、β-HIVSで処理したところアポトーシスの誘導が増強された。さらに実際にdUTPaseの活性を測定したところ、β-ヒドロキシイソバレリルコニンで処理後30分以内にdUTPaseの活性が顕著に減少した。dUTPaseの活性をこのように顕著に減少させる薬剤はβ-ヒドロキシイソバレリルシコニン以外には見出せなかったので、このシコニン誘導体の毒性をさらに低下させた化合物が癌予防剤として適していると結論した。癌細胞の細胞死や悪性転化に関与するタンパク分子の網羅的高感度解析法を検討した。この目的の為に、我々が開発したチロシンキナーゼを特異的に阻害するアポトーシス誘導剤であるβ-ヒドロキシイソバレリルシコニンで肺癌DMS114細胞を処理し、癌細胞を可溶化後、二次元ゲル電気泳動法で分析した。ゲルを銀染色後、発現量や化学修飾レベルの変動するタンパク質のスポットを切り取り、トリプシンでin gel digestionを行ない、質量分析装置(Micromass製Q-Tof)によりタンパク質を同定したるリン酸化反応が阻害されたタンパク質のうちの一つがdUTPase (deoxyuridine triphosphate nucleotidohydroxylase)と同定された。実際に、dUTPaseに対する抗体を用いてウエスタンブロット法で調べた結果、リン酸化されたdUTPaseが減少していることがわかった。従って、この方法で癌細胞のアポトーシス誘導に関与するタンパク質を網羅的高感度に解析できると考えられる。

まず、dUTPaseに対する抗体を用いてウエスタンブロット法で調べた結果、β-ヒドロキシイソバレリルシコニンで肺癌DMS114細胞を処理した結果、リン酸化されたdUTPaseが減少していることがわかった。また、dUTPaseのmRNAに対するRNAiをDMS114細胞に導入してdUTPaseの発現を減少させ、β-HIVSで処理したところアポトーシスの誘導が増強された。さらに実際にdUTPaseの活性を測定したところ、β-ヒドロキシイソバレリルシコニンで処理後30分以内にdUTPaseの活性が顕著に減少した。dUTPaseの活性をこのように顕著に減少させる薬剤はβ-ヒドロキシイソバレリルシコニン以外には見出せなかったので、このシコニン誘導体の毒性をさらに低下させた化合物が癌予防剤として適していると結論した。
星間雲及び原始太陽系星雲における氷の凝縮・蒸発機構

星間雲から原始太陽系星雲への進化の過程で、氷グレインの凝縮・蒸発がくり返しおこっている。従来はこの過程の解析に平衡凝縮理論を用いついたが、最近速度論的効果の重要性が理論的に示された。しかし実験的研究はほとんど行われていない。そこで本研究では、速度論的研究の基礎データとなるH_2O、CO_2、CH_4、CO、N_2の氷の平衡蒸気圧の測定、H_2O-CO、H_2O-N_2の氷の蒸発過程の2つを明らかにすることによって彗星や星間氷マントル塵の起源を明らかにすることを目的とした。H_2O、CO_2、CH_4、CO、N_2の蒸気圧をKouchi(1987)の方法で測定した。CH_4以外は低温(10K)ではアモルファス相が凝縮する。いずれもアモルファスの蒸気圧が結晶より大きいことがわかった。H_2O、CO_2、CO、N_2の順に結晶とアモルファスとの蒸気圧の差が小さくなる。さらにH_2Oでは1090K、90135K、135145Kで3つの異なる構造のアモルファス相が存在することが見い出された。H_2O-CO、H_2O-N_2の蒸発過程を質量分析法、電子線回折法で詳細に調べた。10KではアモルファスのH_2O-COが凝縮する。温度上昇に伴い、アモルファスCOが23Kで結晶化する。この温度でのCOの蒸発はCOの蒸気圧に支配される。さらに30K以上ではアモルファスH_2Oの表面に吸着していたCOが蒸発する。最後までH_2O中に不純物として残っていたCOはH_2Oがアモルファス→結晶へ転移する145Kですべて蒸発してしまう。この3回に蒸発するCO量は凝縮時のCO/H_2O=0.2の場合、0.09、0.09、0.02となり、星間塵のCO量の測定から星雲の温度の推定が可能となる。さらに新彗星のCO/H_2Oを測定できれば、彗星の形成領域がわかる。
アフリカ大型類人猿の生息地利用の種内変異と種間比較

平成6年度は、中央アフリカ・ガボンの湿潤熱帯雨林であるプチロアンゴ保護区において黒田末寿・山極寿一が、東アフリカ・タンザニアの乾燥疎開林(サバンナウッドランド)であるリランシンバ丘陵で加納隆至・安里龍、ウガラ丘陵で伊谷原一・小川秀司が調査を行った。平成7年度は、ガボンの同地域で古市剛史が、タンザニアの同地域で加納隆至・金森正臣・伊谷原一・小川秀司が、ウガンダの森林限界地帯であるカリンズ森林とキバレ国立公園で榎本知郎が調査を行った。これらは、乾燥-湿潤度と食物の豊かさ-乏しさにおいてチンパンジーの生息環境の両極端をカバーする地域である。また、ガボンのプチロアンゴ保護区は、チンパンジーとゴリラが共に生息する地域である。各調査地で総直線距離20kmにわたるライントランセクト法によって、植生調査を実施した。同時に、採集した総数400余点の植物標本をコンゴ植物利用研究所およびダルエスサレム大学植物学教室に同定を依頼し、これらを基に各地域の植生構造を解明した。また、齧歯類の分布調査によって得た200余点15種の組み合わせの視点から、調査地の生態的環境を把握した。一方、各個体が一晩毎に造って眠る巣(ベット)の分布をベット・センサス法によって調べる事によって、各地域におけるチンパンジーとゴリラの生息密度を推定した。さらに、ベットの分布調査、食痕・糞分析、直接観察によって、チンパンジーとゴリラが泊まり場と食物の両面においてどのように生息環境を利用しているかを調べた。また、直接観察の可能な限りチンパンジーの行動面における種内変異を探るための資料を収集した。これらによって、チンパンジーの種内変異、チンパンジーとゴリラの種間相違と種間関係を分析する資料を得た。調査の結果、ガボンの湿潤熱帯雨林は他地域の類人猿には不可欠と考えられている草本植物種がない特異な環境であることがわかった。チンパンジーとゴリラの採食品目の重なりは80-95%と大きく、両大型類人猿は共に海岸林の利用と、ゾウ散布型の長期結実種および木の葉利用に依存した特異な生態を持っていた。従って、この地域の大類人猿の生態の理解にはゾウも考慮する必要がある。生息密度は、大雨季初期の海岸林では両種を合わせて4.2頭/km^2、大雨季終期の内陸林ではチンパンジー0.57頭/km^2、ゴリラ0.32頭/km^2と推定された。タンザニアの乾燥疎開林では、チンパンジーの生息密度は、0.15頭/km^2以上と推定された。この地域はチンパンジーにとってかなり乏しい食物環境と言える。しかしながら、ここの環境は小さなパッチの組み合わせにより安定度の高いものと推察された。チンパンジーは広く遊動域を動きまわり、疎開柱の果実や稲科の草本類も利用することによって、こうした地域での生息を可能にしていると思われる。雨季のベットは疎開林にも見られたのに対し、乾季のベットは川辺林とパッチ状に分布する常緑純林に限られた。季節による生息地利用の変化もチンパンジーのこうした環境へ適応を考える上で重要だと考えられる。また、サバンナヒヒが多く生息し、採食品物はチンパンジーと多く重複していた。従って、この地域ではゾウと共にチンパンジーとヒヒの関係も解明すべき点とわかった。ウガンダではカリンズ森林とキバレ国立公園の2地域において、チンパンジーの行動面における種内変異、特に遊び行動が行動発達におよぼす影響について調査を行った。アカンボウからコドモ期のチンパンジーと他個体との相互交渉を個体追跡法によって観察し、遊びのエソグラムを作成した。以上の調査から、本研究の目的であるチンパンジーの種内変異とゴリラとチンパンジーの種間相違が明らかになった。即ち、両大型類人猿が同じ地域に生息する湿潤熱帯雨林では、両種の採食品目は大きく重なる。しかし一方で、チンパンジーは湿潤熱帯雨林から乾燥疎開林までの両極端な生息環境で、採食品目や生息密度などの指標で広い種内変異幅を持つ。同種のいかなる差異がこのような違いを産み出したのか、同じ地域に生息する場合の両種の種間関係はどう理解したら良いのかは、生態学的調査と行動学的調査を併用しつつさらに追求して行くべき課題である。さらに、ゾウやヒヒなど他の動物種と大型類人猿との関係も、今後解明すべきテーマであるとわかった。

同時に、採集した総数400余点の植物標本をコンゴ植物利用研究所およびダルエスサレム大学植物学教室に同定を依頼し、これらを基に各地域の植生構造を解明した。また、齧歯類の分布調査によって得た200余点15種の組み合わせの視点から、調査地の生態的環境を把握した。一方、各個体が一晩毎に造って眠る巣(ベット)の分布をベット・センサス法によって調べる事によって、各地域におけるチンパンジーとゴリラの生息密度を推定した。さらに、ベットの分布調査、食痕・糞分析、直接観察によって、チンパンジーとゴリラが泊まり場と食物の両面においてどのように生息環境を利用しているかを調べた。また、直接観察の可能な限りチンパンジーの行動面における種内変異を探るための資料を収集した。これらによって、チンパンジーの種内変異、チンパンジーとゴリラの種間相違と種間関係を分析する資料を得た。調査の結果、ガボンの湿潤熱帯雨林は他地域の類人猿には不可欠と考えられている草本植物種がない特異な環境であることがわかった。チンパンジーとゴリラの採食品目の重なりは80-95%と大きく、両大型類人猿は共に海岸林の利用と、ゾウ散布型の長期結実種および木の葉利用に依存した特異な生態を持っていた。従って、この地域の大類人猿の生態の理解にはゾウも考慮する必要がある。生息密度は、大雨季初期の海岸林では両種を合わせて4.2頭/km^2、大雨季終期の内陸林ではチンパンジー0.57頭/km^2、ゴリラ0.32頭/km^2と推定された。タンザニアの乾燥疎開林では、チンパンジーの生息密度は、0.15頭/km^2以上と推定された。この地域はチンパンジーにとってかなり乏しい食物環境と言える。しかしながら、ここの環境は小さなパッチの組み合わせにより安定度の高いものと推察された。チンパンジーは広く遊動域を動きまわり、疎開柱の果実や稲科の草本類も利用することによって、こうした地域での生息を可能にしていると思われる。雨季のベットは疎開林にも見られたのに対し、乾季のベットは川辺林とパッチ状に分布する常緑純林に限られた。季節による生息地利用の変化もチンパンジーのこうした環境へ適応を考える上で重要だと考えられる。また、サバンナヒヒが多く生息し、採食品物はチンパンジーと多く重複していた。従って、この地域ではゾウと共にチンパンジーとヒヒの関係も解明すべき点とわかった。ウガンダではカリンズ森林とキバレ国立公園の2地域において、チンパンジーの行動面における種内変異、特に遊び行動が行動発達におよぼす影響について調査を行った。アカンボウからコドモ期のチンパンジーと他個体との相互交渉を個体追跡法によって観察し、遊びのエソグラムを作成した。以上の調査から、本研究の目的であるチンパンジーの種内変異とゴリラとチンパンジーの種間相違が明らかになった。即ち、両大型類人猿が同じ地域に生息する湿潤熱帯雨林では、両種の採食品目は大きく重なる。しかし一方で、チンパンジーは湿潤熱帯雨林から乾燥疎開林までの両極端な生息環境で、採食品目や生息密度などの指標で広い種内変異幅を持つ。同種のいかなる差異がこのような違いを産み出したのか、同じ地域に生息する場合の両種の種間関係はどう理解したら良いのかは、生態学的調査と行動学的調査を併用しつつさらに追求して行くべき課題である。さらに、ゾウやヒヒなど他の動物種と大型類人猿との関係も、今後解明すべきテーマであるとわかった。本年度はタンザニアの乾燥サバンナウッドランドとガボンの湿潤熱帯雨林で調査を行った。これらは湿潤度と豊かさにおいてチンパンジーの生息環境の両極端である。