hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構音関連筋におけるサルコペニアの診断法の確立

構音関連筋のサルコペニアは構音障害を引き起こし、さらには口腔機能の低下を引き起こす。口腔機能の低下により嚥下障害、栄養状態の悪化などが生じさらにサルコペニアも進行するという悪循環が起こる。そのため、構音障害に関連するサルコペニアの早期診断が求められる。今回は、構音関連筋の指標として軟口蓋の速度を健常者と構音障害を認める口蓋裂症例とで比較した。被験文を/bampa/とし、一定の速度で発音させレントゲン造影検査を行った。口蓋裂症例では健常成人に比べ軟口蓋の運動速度および移動距離が小さいことが明らかになった。発音時の軟口蓋の運動速度はサルコペニア予備軍のスクリーニングに使用できる可能性が考えられた。超高齢社会をむかえた日本において、老年症候群であるサルコペニアは避けられない問題であり構音障害を含む音声言語障害においても、原因の一つと考えることができる。音声言語障害は症例のQOLを著しく低下させる。音声言語障害の中軸を担う構音障害を正しく評価するには、軟口蓋の運動を計測し評価する必要があると示唆されている。平成26年度には、まず健常成人における軟口蓋の運動を測定し、被験文および速度と移動距離について検討した。口唇破裂音と通鼻音を含み軟口蓋の挙上運動および下制運動が認められる被験文/bampa/を標準被験文とした。次に健常成人と比較を行うことを目的とし、口蓋裂による構音障害者10名を対象に、造影検査を行った。被験作業は、標準被験文/bampa/を2秒に1回発音することとした。現在データを解析中であり、構音障害者で軟口蓋の移動距離と速度を比較し、結果を第39回日本口蓋裂学会学術集会にて発表予定である。超高齢社会を迎えた日本において、老年症候群であるサルコペニアは避けられない問題であり、構音障害を含む音声言語障害においても原因の一つと考えることができる。本研究では、発音時の軟口蓋をはじめとする構音器官の運動速度がサルコペニアの指標になり得るか検討し、構音器官の運動速度の改善方法を探ることを目的としている。昨年度は、被験文を決定し健常成人を対象にデータ採取を行い、解析することで発音時の軟口蓋の運動速度の基準値を求めた。本年度は、昨年度に決定した被験文/bampa/を用いて、昨年度に引き続き健常成人のデータおよび新たに健常高齢者、構音障害症例のデータを採取し研究を進める予定であった。しかしながら、実験に必要な機器の故障によりデータが予定を下回る数しか採取できておらず、計画通りに研究が進んでいない。特に、廃用や低栄養を認めた被験者に介入を行って再評価を行う実験が進んでいない状態である。採取できているデータは解析を行い、機器の修理が終了次第、速やかに研究を再開する予定である。本研究の結果の一部を第39回日本口蓋裂学会総会・学術集会で発表し、優秀ポスター賞を受賞した。また、これまでに得られたデータをまとめ、近日中に論文投稿予定である。研究に必要な機器が故障し修理が必要な状態になってしまった。修理が終了しておらず、研究が滞っている状態である。本研究では発音時の軟口蓋をはじめとする構音器官の運動速度がサルコぺニアの指標になり得るか検討し、構音器官の運動速度の改善方法を探ることを目的とした。まず、被験文を決定し健常成人を対象にデータ採取をおこない、解析することで発音時の軟口蓋の運動速度の基準値を求めた。被験文は/bampa/とした。軟口蓋挙上時および下制時の運動速度に有意差はなく、発音時の移動距離が増加すると軟口蓋の運動速度が大きくなることがわかった。つぎに、決定した被験文を用いて引き続き健常成人のデータおよび新たに健常高齢者、構音障害症例のデータを採取し研究を進める予定であった。しかしながら、実験に必要な機器が故障し、修理困難、新規購入の予定なしのため追加データを採取することは困難となり健常高齢者および構音障害症例のデータを研究実施計画通りに採取することができなかった。構音障害症例として口蓋裂術後症例のデータは予定を下回ったものの採取することができたため健常成人および口蓋裂術後の構音障害症例を対象とし研究を進めた。健常成人に比べ口蓋裂術後症例では、発音時において軟口蓋挙上時も下制時も運動速さが小さく、軟口蓋の移動距離も小さい傾向がみられた。口蓋裂症例のなかでも境界型鼻咽腔閉鎖不全症例(BVP群)と絶対的鼻咽腔閉鎖不全症例(VPI群)とで比較するとBVP群に比べVPI群の方が運動速さは小さく、移動距離も小さい傾向がみられた。

被験文を/bampa/とし、一定の速度で発音させレントゲン造影検査を行った。口蓋裂症例では健常成人に比べ軟口蓋の運動速度および移動距離が小さいことが明らかになった。発音時の軟口蓋の運動速度はサルコペニア予備軍のスクリーニングに使用できる可能性が考えられた。健常成人としては10名程度の協力を得ることができた。可能であれば被験者数をあと20人程度増やし被験文の妥当性や健常成人の軟口蓋の運動速度や距離についての標準値を検討する必要があると考える。構音障害症例の協力はこれまでに10名程度得ることができた。今後も構音障害症例の確保は可能であると考え、可能であれば被験者数を増やす予定である。一方で健常高齢者の協力をまだ得ることができておらず、放射線被爆の問題から確保が難しいことが予想されるため早期に被験者を確保する予定である。機器故障により研究が遅れているため、平成28年度まで期間延長を申請し承認された。機器の修理が終了次第、早急に必要なデータを採取し、解析予定である。期間内に予定していた通りに研究が進まなかったとしても、できる範囲で可能な限り研究を行いたいと考えている。構音障害口腔機能健常成人、健常高齢者、構音障害症例におけるデータの比較を継続して行うこととする。結果に被験者間のばらつきがあり、被験者数はより多いことが望まれるため、被験者の確保は引き続き行う。データを採取できているものの、未解析のものがあり、早急に解析を進めていく必要があるため、その作業が円滑に行えるように研究補助なども利用したいと考えている。研究に必要な機器が故障したため、研究が滞ってしまったため。研究補助を利用しなかったため、人件費・謝金が生じなかった。研究を引き続き行い必要な物品購入、人件費、謝金に充てる。また、論文投稿を行う際の費用として使用予定である。論文投稿を行う際の費用や、研究補助を利用する予定であり人件費に使用予定である。
衛星計測・排出量推計・化学物質輸送モデルを統合した次世代型大気環境研究手法の確立

東アジアの近年の急速な経済発展に伴い人為起源大気汚染物質の排出量は増加してきており,2007年春季に我が国では光化学スモッグ注意報が広域に発令されるなど社会的に大きな影響を与えた.大気中の化学物質の挙動や影響を理解するには,発生・輸送・反応・沈着過程を包括的に表現できる化学物質輸送モデルを用いた研究が1つの大きな有効手段であるが,モデルには依然として多くの不確実性がある.モデルによる計算値と観測値との整合性を高めるデータ同化では,両者を融合させてより高い精度の数値シミュレーションが可能となる.本研究では前駆気体に非線形に反応するO_3に着目をする.そのため,非線形化学反応系に適用できうるDDM感度解析法とGreen関数最適法を融合した新しい手法を提案し,従来は独立に行われてきた排出量推計,モデル解析,衛星による観測結果をデータ同化手法で統合した次世代の大気環境研究手法を確立することが目的である.最終年度となる本年度は,DDM感度解析法を適応してSO_2を前駆気体とする硫酸塩粒子の発生源寄与解析を行い,さらに衛星観測結果を用いることで,中国のSO_2排出量は2009年には2004年レベルまで減少していることを推定した.非線形性の化学反応過程を伴うO_3についてもDDMをHDDM(Higher-order DDM)に拡張することで,前駆気体排出量に対する感度を考慮できるように応用した.2007年春季の越境大気汚染の事例およびO_3の発生源寄与の季節変動についてHDDMを用いた研究を進めた.DDMとGreen関数を融合させた新しいデータ同化手法についても東アジア域の大気環境問題への理解を進める上で大変有用な結果を得た.03生成に関わる大きな不確実性を有する化学反応係数と前駆気体の排出量を同時に逆推定することで,夏季のO_3濃度の再現性を向上させることが可能となった.東アジアの近年の急速な経済発展に伴い人為起源大気汚染物質の排出量は増加しており,例えば2007年春季には我が国で広域的な光化学スモッグ注意報が発令され社会的に大きな影響を与えた.大気中の種々の化学物質の挙動やその影響を理解するためには,発生・輸送・化学反応・沈着過程を包括的に表現できる化学物質輸送モデルを用いた数値シミュレーションが1つの大きな有効手段である.しかし,モデルには依然として多くの不確実性があり,モデルに与える排出量インベントリの不確実性が最も大きい.モデルによる計算値と観測値との整合性を高める画期的な手法としてデータ同化が挙げられる.データ同化では数値モデルと観測データとを融合させることで,より高い精度の数値シミュレーションが可能となり,その結果,排出量の逆推定なども可能となる.従来では独立に行われてきた排出量推計と化学輸送モデルシミュレーション解析,衛星計測による観測結果の解析をデータ同化手法で統合し,より精度の高い次世代の大気環境シミュレーション手法を確立することが本研究の目的である.初年度は研究の基盤を整えることを目的とし,まず化学物質輸送モデルWRF-CMAQやWRF/Chemのパフォーマンスをデータ解析を通じて確認した.2007年の広域的越境汚染時の大気汚染物質と黄砂の輸送構造については論文を発表した.また2008年に沖縄辺戸岬で実施された集中観測(W-PASS)についてWRF-CMAQを用いて詳細な解析を行い,低気圧に伴った2つの輸送パターンを明らかにした.この研究については国際学会で2回発表を行った.さらには,次年度以降データ同化へ拘束条件として利用する衛星観測データとモデルを用いた研究として,2000年2010年のエアロゾル光学的厚さ(大気微粒子の鉛直積算量)の経年変化の解析を現在行っており,国内学会での発表を重ね,現在論文を作成中である.東アジアの近年の急速な経済発展に伴い人為起源大気汚染物質の排出量は増加し,例えば2007年春季に我が国で広域的な光化学スモッグ注意報が発令され社会的に大きな影響を与えた.大気中の種々の化学物質の挙動や影響を理解するには,発生・輸送・反応・沈着過程を包括的に表現できる化学物質輸送モデルを用いた研究が1つの大きな有効手段である.しかし,モデルには依然として多くの不確実性があり,モデルに与える排出量データの不確実性が最も大きい.モデルによる計算値と観測値との整合性を高める画期的な手法としてデータ同化がある.データ同化では数値モデルと観測データとを融合させ,より高い精度の数値シミュレーションが可能となり,排出量の逆推定などにも応用できる.従来は独立に行われてきた排出量推計とモデルシミュレーション解析,衛星による計測結果の解析をデータ同化で統合し,より精度の高い次世代の大気環境研究手法を確立することが本研究の目的である.2年目の本年度は,まず現状の排出量インベントリに基づいたモデル結果の検証のため,長期のトレンド解析に着手した.データ同化へ拘束条件として利用する衛星観測データの解析を進め,NASAのTerra衛星に搭載されたMODISエアロゾルセンサーとモデルを用いて,2000年2010年のエアロゾル光学的厚さ(大気微粒子の鉛直積算量)の経年変化と中国における人為起源汚染物質排出量との関連について論文を発表した.また,感度解析手法であるDDMをモデルに適用し,その研究成果を発表している.まず,SO_2を前駆気体とする硫酸塩粒子の発生源寄与解析を行い,論文としてまとめ投稿をした.続いて,非線形性を伴ったO_3についてもDDMをHDDM(Higher-order DDM)に拡張することで,前駆気体に対する非線形性も考慮できるように改良をし,その成果をまとめているところである.

東アジアの近年の急速な経済発展に伴い人為起源大気汚染物質の排出量は増加してきており,2007年春季に我が国では光化学スモッグ注意報が広域に発令されるなど社会的に大きな影響を与えた.大気中の化学物質の挙動や影響を理解するには,発生・輸送・反応・沈着過程を包括的に表現できる化学物質輸送モデルを用いた研究が1つの大きな有効手段であるが,モデルには依然として多くの不確実性がある.モデルによる計算値と観測値との整合性を高めるデータ同化では,両者を融合させてより高い精度の数値シミュレーションが可能となる.本研究では前駆気体に非線形に反応するO_3に着目をする.そのため,非線形化学反応系に適用できうるDDM感度解析法とGreen関数最適法を融合した新しい手法を提案し,従来は独立に行われてきた排出量推計,モデル解析,衛星による観測結果をデータ同化手法で統合した次世代の大気環境研究手法を確立することが目的である.最終年度となる本年度は,DDM感度解析法を適応してSO_2を前駆気体とする硫酸塩粒子の発生源寄与解析を行い,さらに衛星観測結果を用いることで,中国のSO_2排出量は2009年には2004年レベルまで減少していることを推定した.非線形性の化学反応過程を伴うO_3についてもDDMをHDDM(Higher-order DDM)に拡張することで,前駆気体排出量に対する感度を考慮できるように応用した.2007年春季の越境大気汚染の事例およびO_3の発生源寄与の季節変動についてHDDMを用いた研究を進めた.DDMとGreen関数を融合させた新しいデータ同化手法についても東アジア域の大気環境問題への理解を進める上で大変有用な結果を得た.03生成に関わる大きな不確実性を有する化学反応係数と前駆気体の排出量を同時に逆推定することで,夏季のO_3濃度の再現性を向上させることが可能となった.MODISエアロゾルセンサーを用いたエアロゾル光学的厚さの経年変化の論文が3月に出版され,それと平行して進めてきたDDMを用いた感度解析手法の東アジア域への応用の研究を予定よりも早くまとまることができて論文として投稿出来た.DDMをHDDMへ拡張し,O_3などの非線形反応の含む系に適用するモデル研究も順調にすすんでおり,Green関数法と組み合わせた新しいデータ同化方法の展開も期待でき,当初の計画以上の進展がある.最終年度は,今年度に導入することのできた非線形の化学反応系を伴うO_3にも適用可能な感度解析手法HDDMを,感度を最適化する手法であるGreen関数最適法と組み合わせ,O_3にも適用可能な次世代型の化学物質輸送モデルを構築する.また,衛星計測結果を拘束条件とし排出量データの逆推定にも着手し,次世代型の大気環境研究手法を確立することを目標とする.
典型的な8腕プルテウス幼生を形成するウニ類における成体骨片形成細胞の起源の研究

受精後10日で成体骨片を形成して変態し,他のウニに比べてやや大型の卵(直径180um)を持つ為に,微細手術に適するという特長を持ちながら,同時に,典型的な8腕型プルテウスを形成したのち変態するスカシカシパンを用い,2細胞期にガラス針を用いて,機械的に割球を分離し,それぞれの割球の飼育を行なった。このようにして得られた双生胚のうち,ペアでプルテウスの8腕後期幼生まで成長したものは,21例あり,それらの全てが,プルテウス軸の左側にウニ原基を形成した。また,それらのうち,7ペアは変態して稚ウニを作った。Driesh(1891)は,ウニ卵を2細胞期に分離して飼育すると,いずれの割球も完全な4腕プルテウス幼生を作ることを示し,この時期までの調節能のあることを証明したが,それ以後については,言及していなかった。今回の私の研究結果は,ウニ胚分離割球の調節能力が,4腕プルテウス期を超えて,完全な稚ウニの形成にまで及ぶことを証明したものであり,秩序だった成体骨片の形成,及び,左右軸(左右極性)の調節,ならびに,その為の遺伝子発現の研究にきわめて大きな示唆を与えるものである。蛍光色素注入法を用いた,割球運命の追跡による成体骨片形成細胞の起源の決定と,第1分裂面と左右軸の関係に就いては,現在実験を進めている。また,従来,4腕プルテウス期までの骨片は,16細胞期の小割球に由来することが知られていたが,6腕,8腕の骨格を形成する細胞の起源は不明であったので,成体骨片形成細胞の起源と同様に蛍光色素注入法によって、実験中である。
異常スプライシング制御による孤発性アルツハイマー病の新規防御法と早期診断薬の開発

我々はアルツハイマー病の大半を占める弧発性アルツハイマー病における神経細胞死がプレセニリン2(PS2)のエクソン5を欠損するスプライシング変種(PS2V)の発現誘導により惹起されることを明らかとした。もしPS2Vに夜神経細胞死の機序を解明できその機序を制御できたのならば弧発性アルツハイマー病における神経細胞死を防ぎ新規治療薬の開発につながる。もし弧発性アルツハイマー病患者髄液でPS2Vの濃度が上昇していれば弧発性アルツハイマー病の早期診断薬の開発につながる。本研究は以上2点を研究のゴールとした。PS2Vの発現機序と其れによる神経細胞死パスウェイの研究:神経細胞に低酸素ストレスが付加されると神経細胞ではHMGA1aの発現が上昇する。発現上昇したHMGA1aはPS2遺伝子エクソン5に結合し、スプライシング因子を制御し、成熟mRNAが作られる際にイントロンとともにエクソン5がスプライシングアウトされ、エクソン5を欠損するPS2VmRNA,PS2V蛋白が産生される。このPS2Vは小胞体の3種の蛋白質品質管理センサーと結合しその機能を抑制する。このような状況に小胞体ストレスが付加されると神経細胞小胞体に折りたたみ不良蛋白質が過剰蓄積し神経細胞死に至ることを解明した。事実低酸素刺激で神経細胞に特異的に発現上昇するHMGA1aの機能をデコイで制御するとPS2Vの発現が抑制でき、小胞体ストレスによる神経細胞死を抑えることができた。以上の事実はHMGA1aデコイが弧発性アルツハイマー病の治療薬として有望であることを示す。それでは小胞体ストレスにより折りたたみ不良蛋白質が小胞体に過剰蓄積すればなぜ神経細胞死が起きるのであろうか。我々は次にこの問題に取り組んだ。その結果小胞体に小胞体ストレスが加わり折りたたみ不良蛋白質が過剰蓄積すると小胞体膜の存在したカスペース4が活性化し細胞質に流出し、活性化カスペース4はカスペース3を活性化、細胞死の引き金を引くことが明らかとなった。小胞体ストレスを付加された神経細胞においてカスペース4の活性をsiRNA法で抑制すると神経細胞死を抑制しうる。従ってカスペース4の活性制御もアルツハイマー病の治療薬として有望であることを確立した。弧発性アルツハイマー病の早期診断薬の開発:弧発性アルツハイマー病患者の髄液においてはPS2Vの濃度が正常人或いは他の神経変性疾患患者髄液と比べて有意に上昇していた。以上の事実はPS2Vが弧発性アルツハイマー病の早期診断薬として有望であることを示す。我々は弧発性アルツハイマー病においてプレセニリンmRNAエクソン5を欠損するスプライシングバリアント(PS2V)がもれなく発現し小胞体のタンパク質品質管理機構を障害することにより神経細胞死を誘導することを明らかとしてきた。

本年度(平成15年度)はPS2Vが産生される機序に着目しエクソン5が欠損する機序の解明を行った。その結果まず(1)PS2Vは低酸素刺激で神経細胞に特異的に発現する事を明らかとした。そこで我々は次いで(2)低酸素刺激を加えた神経細胞の核分画のうちエクソン5と特異的に結合する因子の探索を行いその因子がHMGAlaであることをつきとめた。さらに我々は(3)このHMGAlaが低酸素刺激で神経細胞に特異的に発現誘導されていることを確認した。次いで(4)HMGAlaはえエクソン5のどの構造と結合するかを検索した結果、HMGAlaはエクソン5の3'端にある特異的繰り返し構造(PS2mRNAエクソン5に特異的に存在する構造)に結合することを明らかとした。次に最大のポイントである(5)低酸素刺激で神経細胞に特異的に発現誘導されエクソン5の3'単の特異構造と特異的に結合するHMGAlaがエクソン5をスキップさせるか否かの検討を行い、HMGAlaが容量依存性にPS2Vを産生することも明らかとした。しかも(6)HMGAlaはアルツハイマー病患者脳ではmRNAレベルでもタンパク質レベルでも正常人脳に比べ遥かに上昇していることを明らかとした。本年度は以上(1)(6)の成果をあげた。これらの成果はHMGAlaがプレセニリン2premRNAエクソン5と結合しエクソン5をスキップさせ細胞死を誘導するPS2Vを産生することを示す。もし我々がHMGAlaとエクソン5との結合を阻害できうれば細胞死を引き起こすPS2Vの産生が抑制でき、細胞死を救済できる。そこで来年度はHMGAlaとエクソン5との結合の制御法の確立をめざす。我々はエクソン5を欠損するプレセニリン2スプライシングバリアント(PS2V)が低酸素刺激などで神経細胞で産生され、その状態で小胞体ストレスが負荷されると神経細胞死が惹起する事を明らかとしてきた。本年度は弧発性アルツハイマー病の早期診断法の確立のため弧発性アルツハイマー病患者脳脊髄液中のPS2V濃度が性状や田の疾患と比べて有意に高濃度を示すか否かを検討した。その結果弧発性アルツハイマー病患者の脳脊髄液中のPS2V濃度は正常人や田の疾患と比べて有意に高い濃度を示した。現在さらに測定の精度を高め血中での測定を可能とするためより高感度のELISA法の構築を目指している。一方弧発性アルツハイマー病における脳脊髄液中のPS2V濃度を指標とする早期診断薬開発の基盤として弧発性アルツハイマー病の病状の進行とPS2Vの発現の相関を海馬、大脳皮質などで検討した。その結果病気の進行とPS2V発現との相関が認められ病気の進行とPS2V濃度を指標とする早期診断薬の開発の科学的根拠がヒトで得られた。またPS2Vがβアミロイドの分泌を高める事をPS2Vがタウの凝集を引き起こす事を明らかとし、PS2Vが神経細胞の異常の進行過程ではβアミロイドの集積ややタウの凝集よりもより上流(早期)に位置し、弧発性アルツハイマー病の早期診断の指標としてはより効果的である事を確立した。我々はアルツハイマー病(AD)の大半を占める弧発性ADにおける神経細胞死がプレセニリン2(PS2)のエクソン5を欠損するスプライシング変種(PS2V)の発現誘導により惹起される事を明らかとした。本研究ではPS2Vの発現機序の解明とPS2Vによる神経細胞死の機序を明らかとした。低酸素刺激を加えるとハイドロラジカルが生ずる。
上皮系ガン細胞の細胞間接着とカドヘリン-カテニン接着システムの変化

肝細胞増殖因子/Scatterfactor(HGF/SF)によりin vitroにおいて惹起されるscatteringはin vivoにおける癌細胞の浸潤・転移との関連が予想され、非常に興味深い。私は、通常接着している細胞間が、HGFによるscatteringによって一時的にはずれた結果、浸潤あるいは転移する可能性を考え、細胞間接着因子カドヘリンの機能にとって必須であるカドヘリン結合タンパク質のチロシンリン酸化について検討してきた。その結果、a-、β-カテニン、プラコグロビンの3種のうちβ-カテニン、プラコグロビン、ならびに、115kDaの未知の分子にチロシリン酸化の上昇が起こることを発見した。そこで、カドヘリン結合タンパク質の変化とガン化との関係についてさらに考察することを目的に、115kDa分子の同定を試みた。細胞の形質転換に関与するチロシンキナーゼ基質p120が、β-カテニンとプラコグロビンと相同性がある事が報告されたことから、p120がE-カドヘリンに結合するか、115kDaの未知の分子であるのか検討した。p120とE-カドヘリンを免疫沈降すると、互いに共沈すること、さらに、p120と既知のカテニン、a-、β-カテニン、プラコグロビンが共沈することを見いだした。また、p120はカドヘリンと同じく細胞間に局在していることを免疫組織染色により示した。つまり、p120はカドヘリンカテニンと共に細胞間接着に関与していると考えられた。さらに、p120はHGF/SFの刺激に伴い、そのチロシンリン酸化レベルが劇的に変動し、そのパターンはβ-カテニン、プラコグロビンと同様であったことから、115kDa分子はp120であると結論した。カドヘリンを介した細胞間接着に係わる分子が、細胞の形質転換につながる何らかの情報伝達系の一員である可能性を示す重要な知見を得ることができた。
ゼオライト触媒による二酸化炭素の活性化と化学変換

我々は、プロパンを芳香族に変換しつつCO_2を触媒還元することが可能であること、CO_2によりエタン等の副生および触媒の劣化が抑制されることを見いだした。ただし、芳香族化の促進効果は見られず、CO_2の還元活性もそれほど高くなかった。そこで、本年度においては、以下の研究を行った。1.酸化物-ゼオライト複合触媒によるCO_2還元の促進Ca-HZSM-5触媒と酸化物触媒を複合化し、プロパンの芳香族化とCO_2還元の双方に高活性な触媒の開発の可能性を検討した。CO_2還元に活性で、炭化水素の副反応に不活性な酸化物触媒をスクリーニングした結果、FeとVの酸化物が選ばれた。そこで、これらの酸化物とGa-HZSM-5を物理混合した触媒を用いて反応を行った。これらの複合触媒では、高い芳香族選択性を維持したまま、CO収率は著しく向上しており、芳香族化とCO_2還元の双方に活性な触媒が可能であることが明らかとなった。2.エタン芳香族化に対するCO_2の影響プロパンに比べて活性化の困難なエタンを用いて、CO_2による低級アルカンの芳香族化の促進の可能性を調べた。CO_2の導入によりエタン転化率と芳香族収率が向上し、エチレン収率が低下した。エタン芳香族化反応は、エチレンを経由する逐次反応であるが、CO_2がエタンからエチレンのステップとエチレンから芳香族への双方のステップを促進していることが明かとなった。エチレンの芳香族化に対するCO_2の影響を調べたところ、CO_2の転化率はごくわずかに過ぎないのに対して、芳香族収率は著しく増大した。これらの結果から、CO_2は穏やかは酸化剤としてだけでなく、反応性の希釈剤としても作用していると結論した。
睡眠時の副腎皮質ホルモン分泌の時計遺伝子によるサーカディアン制御機構

生体リズムは遺伝子振動が行動や生体機能(ホルモン分泌など)にまで反映する極めてユニークな系である。副腎皮質ホルモンは非常に強い24時間リズムを示すことが知られており、その制御機構が注目される。従来より、副腎皮質ホルモンはストレスに強く反応し、その反応は視床下部・下垂体・副腎軸により制御されると言われている。しかし、サーカディアンリズムを制御するメカニズムは長い間不明であった。今回、我々は、光照射後の刺激伝達経路の解明や、無麻酔無拘束マウスでの経時的ホルモン検索法の開発により、マウスにおけるこの制御機構を解明した。1)視交叉上核-中間質外側核-副腎神経-副腎ルートの解明光照射後の遺伝子発現と微細手術を用いて、視交叉上核の時間情報が、中枢の交感神経系のルートを通り、脊髄中間質外側核から副腎神経を経て、副腎皮質の遺伝子転写を変化させ、血中コルチコステロンの分泌を増加させることを明らかにした(Cell Metabolism,2005)。2)遺伝子組み換えマウスにおける無麻酔無拘束での血中副腎皮質ホルモンリズムの検索糖質コルチコイドの血中レベルの日内変動の実験では、サンプリング時に断頭法が用いられており、動物に与えるストレスの影響を排除し得ない。今回、無麻酔無拘束マウスにての血液自動サンプリング法を開発し、コルチコステロンの血中日内リズムを検索した。さらに、視交叉上核破壊や遺伝子組み換えマウス(Cry1/Cry2ノックアウトマウス、Clockミュータントマウス)でも検索した結果、日内リズムは認められなかった。3)遺伝子組み換えマウスにおける光誘導性副腎皮質ホルモン分泌の検索コルチコステロンの血中日内リズムを持たない遺伝子組み換えマウスにおいても、光による副腎皮質ホルモンの分泌誘導は保たれていた。
非固溶型Cu基アモルファス合金の生成およびそのナノ結晶化による高機能特性

非固溶型の元素を90at%以上含む合金系としてCu-Ag系合金に着目し、これにLn元素を添加した3元合金について、液体急冷法によってアモルファス化し、その構造、ナノ結晶化による構造変化あるいは熱的安定性および基礎的諸物性などについて調べた。その結果、Cu-Ag-La系合金においては、Ag2070at%、La310at%の範囲で、Cu-Ag-Ce系合金においては、Ag3055at%、Ce38at%のような広い範囲でアモルファス相が得られた。これらのアモルファス合金は、結晶化温度が400500Kのように高く、ビッカース硬さが300、引張強さが750MPa、ヤング率が120GPaのような高い値を示した。特に、電気抵抗はCu基合金であるにも拘わらず、比抵抗が0.750.90μΩ・mとなり、歪に対する感度も高く、ゲージファクターは2.4のものが得られた。一方、結晶化過程について、X線および電子線回折、透過電顕観察などによって調べた結果、第1ステージにおいて、のようなナノオーダーのfcc微細結晶相が初期晶出し、それに伴って機械的性質も向上し、引張強さにおいては950MPaの最高値が得られた。結晶成長速度から算出した活性化エネルギーは130160kJ/molであった。今後は、これらの優れた物理的性質を解析し、さらに優れた特性を示すような組成や熱処理法を探索し、センサー材料あるいはアクチュエーター材料としての応用の可能性を追求する。また、本研究で得られたアモルファス合金は酸化挙動においても特異な性質を示すことが予備実験で明らかになっているので、この分野への研究も展開する予定である。Cu-Ag-Ln(Ln=La、Ce)系3元合金を急速凝固することにより、Cuが2580at%、Agが2075at%、LaあるいはCeが310at%の組成でアモルファス相が得られることが分かった。本年度は、本開発合金の基礎物性の解明を本年度予算で購入した熱機械分析装置などを用いて行ってきた。得られた主な成果は下記の通りである。(2)密度は、Lnの増加と共に幾分大きくなる。(3)硬さは、Lnが3at%から5at%に増加しても変わらず約290である。(4)ヤング率は、Cuが42at%の場合120GPaであるが、Cu量の増加と共に大きくなる傾向にある。(5)ヤング率は、373Kまではわずかに減少するが、この温度を超えると急激に減少し結晶化温度付近で極小を示す。これに対して内部摩擦は、極大を示す。(6)電気抵抗は、温度の上昇と共に増加し、結晶化温度付近から急激に減少する。(7)比抵抗は、室温では7590μΩ・cmであるが、Lnの増加と共に大きくなる傾向にある。(8)電気抵抗は、ひずみに対して直線的に増加する。そのひずみ特性から求めたゲージファクターは2.2であり、Ni-Si-B系アモルファス合金よりも大きい。この知見は、本合金がひずみゲージ材料として有用であることを示している。

これらのアモルファス合金は、結晶化温度が400500Kのように高く、ビッカース硬さが300、引張強さが750MPa、ヤング率が120GPaのような高い値を示した。特に、電気抵抗はCu基合金であるにも拘わらず、比抵抗が0.750.90μΩ・mとなり、歪に対する感度も高く、ゲージファクターは2.4のものが得られた。一方、結晶化過程について、X線および電子線回折、透過電顕観察などによって調べた結果、第1ステージにおいて、のようなナノオーダーのfcc微細結晶相が初期晶出し、それに伴って機械的性質も向上し、引張強さにおいては950MPaの最高値が得られた。結晶成長速度から算出した活性化エネルギーは130160kJ/molであった。今後は、これらの優れた物理的性質を解析し、さらに優れた特性を示すような組成や熱処理法を探索し、センサー材料あるいはアクチュエーター材料としての応用の可能性を追求する。また、本研究で得られたアモルファス合金は酸化挙動においても特異な性質を示すことが予備実験で明らかになっているので、この分野への研究も展開する予定である。
アルミナ・セラミック骨頭を用いたBicentric型人工骨頭の開発

試作したモデルをインストロン社製万能試験機による静的破壊荷重試験、重垂落下による衝撃破壊試験、動的疲労試験機による繰り返し荷重試験を行い、本試作prosthesisが十分臨床的実用に耐え得ることを確かめた。以上の基礎的な破壊強度試験の結果にもとずいて試作モデルを臨床応用し、7例8関節の臨床例を経験したが、全例x線学的にも、臨床的にも良好な経過をたどり、なんら問題はなかった。試作モデルに採用したself centering機構の有効性の検討のために数学的解析モデルを考え、biomechanicalに比較検討し、限られた条件のもとでは本機構が働き得ることを示し、また本モデルの術後症例においても、本機構が有効に働いていることを確認している。これらの基礎的な実験結果ならびに臨床的な経験にもとずいて、さらに進んでinner headもalumina ceramicにかえたモデルを開発し、単純人工骨頭としてのみならず、骨セメントを用いない人工股関節として変形に手術を施行し、現在臨床経過を追跡中であるが、平均10ヵ月の現在、X線像的にも臨床的にも何ら問題なく、日整会評価点数でも平均80点を獲得して、優秀な臨床成績である。アルミナ骨頭を有するバイセントリック型人工骨頭を設計試作した.アウターヘッドに多結晶アルミナを用いて,ベアリングインサートはHDPを22mmインナーヘッドがセルフセンターリング機構を持つように製作した.使用するステムは,ムーア型である.試作人工骨頭は強度試験を静的荷重,衝撃荷重負荷および疲労試験により行なった.静的荷重試験はインストロン万能試験機を用いてアルミナ製アウターヘッドが破壊するまで荷重負荷した.ホルマリン固定骨盤骨を用いた場合2200キロから2900キロの荷重で破壊した.人工骨頭単体の強度は900-1400kgで骨頭の形にあわせたHDPソケットを介した解きの3100-3500kgに比べて低下した.面接触状態の方が破壊強度は増加した.衝撃負荷試験は重錘落下試験により行なった. 0.5メートルの高さから21.73kgの中錘の落下の衝撃にも破壊しなかった.生理的食塩水環境化における650-550, 30ヘルツ, 10^7回の繰り返し荷重でも破壊しなかった.試作骨頭の力学的検討として,有限要素法による解析を行なった.軸対象要素を用いた解析によっても精度の良い解析が可能であった.HDPインナーベアリングの介在荷より骨頭からの応力伝達を分散し,かつ硬いセラミックで囲まれていることによってプラスチックの変形が少なくなっていることが重要であることが分かった.力学的に試作人工骨頭に設けたセルフセンタリング機構について各コンポーネントの摩擦係数と幾何学的形状をもちいて骨頭合力がアウターヘッドの求心製のトルクとして働くことを数学的に証明した.アルミナセラミックの軟骨に対する有用性を検討するために犬股関節に挿入可能な動物用人工骨頭を設計試作した.挿入実験は来年度予定としている.今年度は、前年度までの基礎的研究、臨床使用に基ずいて、outer headもinner headもalumina ceramicに替え、さらにstemはチタン合金製の、いわゆるpress fit型としたモデルを開発し、骨セメントを用いない人工股関節として変形性股関節症に対して応用した。これらの臨床例は41例45関節に達し、追跡期間は8ヵ月から16.5ヵ月、平均9.2ヵ月であった。手術時の平均年齢は3076才平均56歳で、疾患名は変形性股関節症31、慢性関節リウマチ1、下腿骨頭壊死8、人工股関節術後の再置換術4、関節固定術後1関節であった。手術前後の日整会点数では平均51.5点から79.8点まで改善したが関節運動範囲は屈曲90°以上可能のものは57.8%とやや不満足な状態と考えている。また、臼蓋側のリーミングを行った症例についてx線像によって、alumina ceramic outer headとリーミングを行った骨性臼蓋の間のclear zone出現を調べた結果では85%に出現をみ、出現時期は同様な手術手技による金属製outer headを用いた症例と比較して平均で約10週早く出現していることを確認している。
リボヌクレアーゼT_1の構造・機能相関の物理化学的解析

(1)カルボキシメチル化リボヌクレアーゼT_1の熱安定性の分子論的機構の解析野生型酵素のGlu58をカルボキシメチル(CM)化すると,熱安定性が増大することがわかっている.我々は以前に1次元NMRを用いて野生型およびCM化酵素の熱変性過程を詳細に検討し,種々の熱力学諸量を求めた(Kojima et al.,FEBS Lett.351(1994)).この実験で得た数値を分子の立体構造から説明するため,分子動力学計算に基づく計算機シミュレーションを行った.Protein Data Bankに登録されている野生型の立体構造をもとに,Glu58の側鎖を置換し,エネルギー極小化・分子動力学計算を行った.そして野生型からCM化酵素に徐々に構造を変えながら各段階でGibbsエネルギー変化(ΔG)を計算した(自由エネルギー摂動法).計算は全て溶媒分子を考慮し,AMBER4.1をSilicon Graphics社製ワークステーションIRIS上で用いて行った.またCM-Glu58の静電ポテンシャルを計算するため,非経験的分子軌道法計算をGAMESを用いて行った.計算の結果,CM化酵素の推定構造では,CM-Glu58側鎖とArg77側鎖との間にイオン結合が形成され,また計算で求めたΔGの値が,従来実験で得た値と一致した.このことから,CM化酵素の安定化の機構として,CM-Glu58とArg77の塩橋形成が考えられ,実験結果をシミュレーションにより定量的にも説明することができた.(2)野生型酵素の構造計算野生型リボヌクレアーゼT_1の立体構造を既にNMR法により決定したが,新たにプログラムを作成し,構造をより精密化した.(3)大量発現系の改良リボヌクレアーゼT_1の発現系を収率を上げるため,改良した.(1)カルボキシメチル化リボヌクレアーゼT_1の熱安定性の分子論的機構の解析野生型酵素のGlu58をカルボキシメチル(CM)化すると,熱安定性が増大することがわかっている.我々は以前に1次元NMRを用いて野生型およびCM化酵素の熱変性過程を詳細に検討し,種々の熱力学諸量を求めた(Kojima et al.,FEBS Lett.351(1994)).この実験で得た数値を分子の立体構造から説明するため,分子動力学計算に基づく計算機シミュレーションを行った.Protein Data Bankに登録されている野生型の立体構造をもとに,Glu58の側鎖を置換し,エネルギー極小化・分子動力学計算を行った.そして野生型からCM化酵素に徐々に構造を変えながら各段階でGibbsエネルギー変化(ΔG)を計算した(自由エネルギー摂動法).計算は全て溶媒分子を考慮し,AMBER4.1をSilicon Graphics社製ワークステーションIRIS上で用いて行った.またCM-Glu58の静電ポテンシャルを計算するため,非経験的分子軌道法計算をGAMESを用いて行った.計算の結果,CM化酵素の推定構造では,CM-Glu58側鎖とArg77側鎖との間にイオン結合が形成され,また計算で求めたΔGの値が,従来実験で得た値と一致した.このことから,CM化酵素の安定化の機構として,CM-Glu58とArg77の塩橋形成が考えられ,実験結果をシミュレーションにより定量的にも説明することができた.(2)野生型酵素の構造計算野生型リボヌクレアーゼT_1の立体構造を既にNMR法により決定したが,新たにプログラムを作成し,構造をより精密化した.(3)大量発現系の改良リボヌクレアーゼT_1の発現系を収率を上げるため,改良した.
皮膚疾患における細胞融合ならびに巨細胞形成機構に関する研究

結核などの炎症性皮膚疾患においては特徴的な多核巨細胞の浸潤が認められるが,合胞体細胞の形成機序,機能,疾患における役割は不明である。申請者のItoらが発見した,多核細胞を誘導する機能を持つユニークなモノクロナル抗体である抗fusionrelated protein-1(FRP-1)抗体を用いて,多核巨細胞(MGC)を形成する各種慢性炎症性皮膚疾患におけるFRP-1の発現を免疫組織学的に臨床経過とともに解析した。対象は皮膚サルコイドーシス7例,環状肉芽腫4例を用いた。両疾患の病理学的所見は共通で,病初期病変部では多核巨細胞は見られず,血管周囲に単核球浸潤が見られるが,このとき既に疎に集塊を形成する細胞において細胞膜上にFRP-1の発現がみられた。密に増生した細胞集団では膜上のFRP-1発現は極めて高かった。少数の核を持つ巨細胞では,FRP-1は周辺の細胞膜にのみ発現が見られ,成熟したMGCでは細胞膜周辺のFRP-1は著明に減弱していた。ついで,この仮説を実験的に確認するため,ヒト末梢血単球を機能的抗FRP-1抗体処理培養し,FRP-1発現を異なる抗FRP-1抗体を用いて免疫染色し,経時的に観察した。MGC形成過程において個々の細胞のFRP-1の反応が増強し全ての細胞にFRP-1発現が認められるようになり,その発現量も上昇した。その後細胞は集合し,細胞塊を形成した時点で,FRP-1発現量は最高値を示した。細胞が融合し,融合とともに細胞集塊中央よりFRP-1発現が消失した。これは免疫組織染色の結果を裏付け,確認する結果であった。以上の結果より,FRP-1は皮膚肉芽腫におけるMGCの形成を誘導する共にそのdownregulationによりMGCの巨大化を防ぎ、過剰な細胞融合を制御する分子であることを明らかにしえた。1)FRP-1の皮膚疾患における巨細胞形成への関与:FRP-1の皮膚における巨細胞形成に関わる事実を確認するため、病理組織学的に巨細胞が形成される皮膚疾患数種において、FRP-1抗原の発現を免疫組織学的に検索した。臨床皮膚病理組織を材料として、皮膚内におけるFRP-1抗原の分布を経時的に検索した。検索の結果、炎症巣ではFRP-1抗原陽性の単核球の集合が認められ、ついで巨細胞形成にあたり単核球細胞膜でのFRP-1抗原がさらに著明に増加していることを明らかにした。2)FRP-1の巨細胞形成時の動態:in vitroにおいてヒト単核球細胞を巨細胞化し、それに伴うFRP-1抗原の発現の変化を経時的に計測した。抗原刺激による細胞増殖とともに、単核球はFRP-1抗原発現を増強し、細胞膜での発現に変化を生ずることを明らかにした。3)以上の知見をまとめた論文は投稿中である。申請者のItoらが発見した,多核細胞を誘導する機能を持つユニークなモノクロナル抗体である抗fusionrelatedprotein-1(FRP-1)抗体を用いて,多核巨細胞(MGC)を形成する各種慢性炎症性皮膚疾患におけるFRP-1の発現を免疫組織学的に臨床経過とともに解析した。対象は皮膚サルコイドーシス7例環状肉芽腫4例を用いた。

両疾患の病理学的所見は共通で,病初期病変部では多核巨細胞は見られず,血管周囲に単核球浸潤が見られるが,このとき既に疎に集塊を形成する細胞において細胞膜上にFRP-1の発現がみられた。密に増生した細胞集団では膜上のFRP-1発現は極めて高かった。少数の核を持つ巨細胞では,FRP-1は周辺の細胞膜にのみ発現が見られ,成熟したMGCでは細胞膜周辺のFRP-1は著明に減弱していた。ついで,この仮説を実験的に確認するため,ヒト末梢血単球を機能的抗FRP-1抗体処理培養し,FRP-1発現を異なる抗FRP-1抗体を用いて免疫染色し,経時的に観察した。MGC形成過程において個々の細胞のFRP-1の反応が増強し全ての細胞にFRP-1発現が認められるようになり,その発現量も上昇した。その後細胞は集合し,細胞塊を形成した時点で,FRP-1発現量は最高値を示した。細胞が融合し,融合とともに細胞集塊中央よりFRP-1発現が消失した。これは免疫組織染色の結果を裏付け,確認する結果であった。以上の結果より,FRP-1は皮膚肉芽腫におけるMGCの形成を誘導する共にそのdownregulationによりMGCの巨大化を防ぎ、過剰な細胞融合を制御する分子であることを明らかにしえた。
薬剤添着アルマイトを利用する高伝熱性小型水蒸気収着熱交換器の開発

熱交換器のアルミニウム製伝熱フィンの表面を水蒸気の直接の収着場とするために,アルミニウム由来のアルマイトと,水との反応性に富む塩化カルシウム(CaCl_2)の複合化について検討を行った。その結果,アルミニウム薄板を酸性浴中で電解することでその表面に厚さ100um程度の多孔質酸化皮膜を形成させることができ,その後,含浸法により細孔表面にCaCl_2を添着させることに成功した。また,得られた複合収着材の水蒸気収着能の評価結果から,これが水系収着冷凍機の蓄水剤として機能する可能性があることを示唆した。蒸発潜熱の大きな水を作動冷媒とする冷熱生成用の吸着式冷凍機の小型高性能化を図るために,本研究では,大きな容積を必要とする吸着熱交換器に着目し,その内部熱交換面自身を冷媒蒸気の反応(収着)場とする新規の水蒸気収着熱交換器の開発を目的としている。今年度は,塩化カルシウムCaC1_2を添着した多孔質酸化アルミニウム(アルマイト)の調製とその水蒸気収着特性について検討を行い,次の知見を得た。1)薬剤添着担体となるアルマイトを硫酸浴を用いる陽極酸化法によって調製したところ,直流電流印加により厚さ848μmの一様な酸化皮膜が得られ,皮膜厚は印加電流密度と電解時間に比例して増大する。そして,皮膜には円筒状細孔が形成され,その直径}ま917nm,細孔密度は1.03.3×10^11cm^<-2>の値が得られ,これらは陽極酸化処理条件によって制御可能である。2)1で得られた陽極酸化皮膜を12%硫酸中で溶解処理することで皮膜細孔を2倍以上に容易に拡大することができる。3)平均皮膜厚31μm,細孔径26nmのアルマイト試料を用い,その表面に液相含浸法によりCaCl_2を添着したところ,試料重量基準で1.12.8Wt%のCaCl_2添着アルマイトが得られ,含浸処理では,含浸時間や処理回数を増やすよりも添着液中のCaCl_2濃度を常に飽和値に保持することが重要である。4)磁気浮遊型天秤装置を用いて,CaCl_2添着および無添着のアルマイト試料の水蒸気に対する平衡収着量の測定を行ったところ,CaCl_2添着試料の水蒸気収着量が無添着の場合に比べてわずかに増加する。しかし,この収着量は市販シリカゲルの水蒸気吸着量に比べて極めて少なく,それはアルマイト表面へのCaCl_2添着量が少ないことに起因する。以上の結果を踏まえ,CaCl_2添着量の増大を図る一つの試みとして,5)担体アルマイトの調製をリン酸浴での陽極酸化に変更した結果,細孔径を100220μmに増大させることに成功した。吸着式冷凍機の主要素である吸着熱交換器の小型化を目指して,本研究では,その内部熱交換面のアルミニウムプレート自身を冷媒水蒸気の収着場にする高伝熱性の新規水蒸気収着体を創製することを目的としている。今年度は,昨年度調製に成功した塩化カルシウムCaCl_2添着アルマイトについて,水蒸気の収着量を増大させるためのアルマイト調製方法とCaCl_2添着方法の改善,そして,得られた添着アルマイトの水蒸気収着特性について検討を行い,次の知見を得た。1)アルミニウムの陽極酸化処理により形成される多孔質酸化皮膜を発達させるためには,皮膜破壊が生じない程度に電解電流を上昇(Al_2O_3の生成促進)させ,低温度(Al_2O_3の溶解抑制)で処理することが重要である。本実験範囲内では電流密度400A/m^2,温度15°C,処理時間80minの条件で,膜厚102.2μm,平均細孔径14.3nm,細孔密度5.36×10^<14>m^<-2>の酸化皮膜を有するアルマイトが得られた。なお,リン酸浴では細孔径を数100nm程度まで拡大することができるが,膜厚が10数μmと薄く,その際の電解時間は硫酸浴の場合の10倍以上を要する。2)比表面積2.9m^2/g,細孔容積0.015cm^3/gのアルマイト試料を用いて,常圧と減圧条件でCaCl_2の含浸添着処理を行ったところ,減圧処理の場合に46.8mg(常圧時の3.7倍)のCaCl_2添着が確認され,酸化皮膜細孔内の脱気が促される減圧操作がCaCl_2添着に非常に効果的である。

3)16.1wt%のCaCl_2添着アルマイト試料の添着皮膜重量基準の水蒸気収着量は,市販粒状シリカゲルのそれには若干及ばないが,収着等温線から算出される理論冷熱生成量は,添着アルマイト試料の体積基準値でシリカゲル充填層の3.8倍に達することが見積もられ,本研究で調製したCaCl_2添着アルマイトが,実用レベルの水蒸気収着能と高い熱伝導性を併せ持つ収着熱交換材になり得る可能性が示唆された。
価格を大きく左右するナマコ疣足（イボアシ）形質の選抜育種に関する研究

マナマコの疣足は数が多く長いものの価値が高い。本研究は、その選抜育種技術の開発に資することを目的とした。各産地野生集団の疣足数は緯度との間にクラインを示し、北方のものほど多かった。このことは優良な選抜育種素材を探索する上で重要である。またマイクロサテライト座のアリル頻度でもクラインが見られ、本種が段階的に分布を広げ、遺伝的に異なる集団となるのに伴い、疣足形質も変化したことが示唆された。年齢(個体サイズ)と疣足数の関係を検討したところ、明確に目視できる疣足の数は、北方産地では年齢(個体サイズ)と共に増加するが、南(西)の産地では成長しても疣足数が変化しないことが示唆された。交付申請書に記載のとおり、マナマコの疣足形質は市場価値を左右し、その数が多く長いものの経済価値が高い。したがって本形質の選抜育種に資するため、その生物学的特徴を調べることは重要である。津波被害からの復旧が遅れているため、種苗生産施設での交配実験が困難であったことから、24年度の実施状況報告書に記載のとおり、1.本形質に対する優良育種素材の探索に資する野生集団の遺伝的集団構造の解析、および2.成長段階における疣足数の変化等、本形質の生物学的特徴の検討を行った。1.昨年度入手した長崎県産も含めて検討したところ、産地の緯度が高くなるほど疣足数が多くなる結果(クライン)が得られていたが、今年度、各産地の遺伝的集団構造を調べるため、この長崎県産の標本を加えて、マイクロサテライト(ms)DNAのデータを増加したところ、これらのアリル頻度においてもクラインを示した。このことは、24年度の結果を強く支持するものであり、優良育種素材の探索に貢献するものである。2.成長段階における疣足数・長の変化について、昨年度と異なる2産地の野生集団(体重80250g)を用いて検討した。今年度は、疣足の形状を保ちつつ詳細に検討するため、麻酔を施し観察した。長さ2mm以下の極小の疣足(疣状の突起)では、体重の増加に伴い数も増加したが、4mmを超える疣足では、顕著な傾向は見られなかった。本結果について、昨年度の結果も含めて考察したところ、経済価値に関わる大きな疣足の数は、成長に伴い正比例して増えるとは考えにくく、その数は稚・幼ナマコ時代にほぼ決定されている可能性が考えられた。このことは、本形質を選抜育種する上で重要な情報である。組織学的な観察の結果、大きな疣足の中は空洞であり、その空洞は体腔に開口することがわかった。上記の極小疣状突起が通常の疣足と同じ構造であるか否か等、今後詳細に検討する必要がある。疣足形質は市場価格を大きく左右する有用形質である。疣足が多く長いものほど高値で取引される。したがって、本形質の選抜育種に期待が寄せられており、その遺伝学・生物学的特性を調べることは重要である。本年度は、申請書に記載の通り、これまでに入手した標本・データも含めて、分析数を増加し、北海道から香川県に及ぶ国内10産地野生集団の遺伝的集団構造をマイクロサテライト(ms)DNAを指標として検討した。また更に長崎県産を加え、11産地における体重、疣足数および疣足長を測定し、集団間で比較検討した。何れの産地もハーディー・ワインベルグの平衡状態にある集団であることが分かった。さらに、中立であるこれらのms座において、太平洋および日本海側毎に産地の緯度とアリル頻度との間に相関(地理的勾配、クライン)が見られた。このことは、本種が近隣へ分布を広げて段階的な生殖隔離を起こし、遺伝的に異なる集団となったことを強く示唆する。このような遺伝的背景のもと、平均疣足数と緯度との間にも有意な正の相関が見られ、北方産地の疣足数が多いという、これまで漠然としていた傾向をクライン現象として初めて明確にした。疣足形質と生息水温等の環境要因との関係は不明であるが、これらのことは、疣足数が中立変異である場合においても、msDNA変異と同様にクラインを形成し得たことを示唆する。以上の知見は、今年度行った詳細な集団構造解析をベースとして、疣足形質の変異を考察したのもであり、選抜育種する際の優良育種素材の探索に貢献し得るものである。また、環境要因や個体サイズに起因した疣足形質の変化の有無を把握することは、実用化に対して重要である。