hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インビームγ線核分光による中性子捕獲断面積導出法の開発

不安定核の中性子捕獲断面積は恒星内での元素合成を理解する上で重要な物理量であるが、試料の入手性や強い放射能による雑音等の問題から、全ての核種で必要な精度を達成できているわけではない。本研究課題では中性子ビームを用いた直接測定の問題点を回避して中性子捕獲断面積を導出するための手法(代理反応法)の開発を目指し、新たな測定システムの構築を行った。構築したシステムを用いて代理反応で生成した原子核からのγ線の観測に成功した。中性子捕獲反応断面積は原子核物理学・天体核物理学等の基礎科学だけでなく、原子力開発の分野でも重要な物理量である。どちらの分野でも鍵となるのは放射性核種の中性子捕獲断面積であるが、現在の技術では試料の入手性や強い放射能によるバックグラウンド等の問題から、全ての核種で必要な精度を達成できているわけではない。本研究課題では直接測定の問題点を回避して中性子捕獲反応断面積を決定するための代理反応法と呼ばれる手法を開発する。この手法では中性子捕獲反応を核子移行反応等の別の反応で模擬し、生成された原子核がγ線放出により崩壊する確率を求める。本年度は中性子分離エネルギー以上の高励起状態を効率よく観測するため、東京工業大学理学部が所有する大立体角・高効率のコンプトン抑止型NaI(T1)検出器を日本原子力研究開発機構(JAEA)タンデム加速器施設に移設した。γ線と同時に放出される中性子に起因したバックグラウンドが測定に影響を与えることが予想されるが、これはγ線と中性子の飛行時間の差を利用した飛行時間法を用いて除去する。移設した検出器は中性子起因のバックグラウンドを除去するために最適な位置に設置した。標的散乱槽をはじめとした専用ビームラインの整備、核子移行反応により生成される核種の選択と生成核の励起エネルギーを確認するための散乱粒子検出器の試作、Pt-196標的の製作等を行った。196Pt(6Li,4He)198Au反応で反応断面積が既知の197Au(n,γ)198Au反応を模擬するため、JAEAタンデム加速器からのLi-6ビームを用いた予備実験を行った。取得したデータの解析は終了していないが、散乱粒子に起因したバックグラウンドが予想以上に強く、その原因を現在究明している。放射性核種の中性子捕獲反応断面積は原子核物理学・天体核物理学等の基礎科学だけでなく原子力開発の分野でも重要な物理量であるが、測定用試料の入手性や試料からの強い放射能に起因したバックグラウンド等の問題から、全ての核種で必要な精度を達成できているわけではない。本研究課題では中性子ビームを用いた直接測定の問題点を回避して断面積の導出するための代理反応法と呼ばれる手法の開発を、JAEAタンデム加速器で加速した^3Heビームを^<196>Pt標的に照射して断面積が既知の^<197>Au(n,γ)^<198>Au反応を模擬する^<196>Pt(^3He,p)^<198>Au反応を測定することにより行う。前年度の試験測定から入射ビームが標的以外の物質に照射されることを防ぐ目的で設置したコリメータで生じるバックグラウンドが当初の予想以上に強いと判明したため、本年度はコリメータと入射ビームとの衝突で生じる散乱粒子が荷電粒子検出器に入射しないように改良を行った。また、(^3He,p)反応で生じる散乱陽子を測定するためのSi検出器の製作も行った。改良した測定系を用いた予備実験を行って、散乱粒子に起因したバックグラウンドを大幅に減少させるとともに散乱陽子とγ線の同時測定に成功し、^<196>Pt(^3He,p)^<198>Au反応測定に目処をつけることができた。取得したデータの解析を進めるとともに、本年度の予備測定で得られた結果を元に測定系の最適化を行った後に本測定を開始する。放射性核種の中性子捕獲反応断面積σ_<(n,γ)>は原子核物理・天体核物理等の基礎科学だけでなく原子力開発の分野でも重要な物理量であるが、試料の入手性や試料からの強い放射能に起因したバックグラウンド等の問題から、全ての核種で必要な精度を達成できているわけではない。本研究課題では中性子ビームを用いた直接測定の問題点を回避してσ_<(n,γ)>を導出するための手法(surrogate法)の開発を目指している。surrogate法で求めたσ_<(n,γ)>が中性子ビームを用いた直接測定の結果をどの程度の精度で再現しているかを確認するため、本研究課題では^3Heビームを^<196>Pt標的に照射してσ_<(n,γ)>が既知の^<197>Au(n,γ)^<198>Au反応を模擬する^<196>Pt(^3He, p)^<198>Au反応測定を目指して開発を進めてきた。

今年度は特に、(^3He, p)反応で生じる陽子(p)のエネルギー決定に必要なSi △E-E検出器を冷却するための装置の改良に取り組み、^<241>Am-α線源で△E、E検出器ともに分解能100keV程度を達成できていることを確認した6今後は、日本原子力研究開発機構(JAEA)タンデム加速器で加速した^3Heビームを用いた測定を進め、中性子エネルギーに換算して200keV毎にσ_<(n,γ)>を決定する予定である。さらにJAEAの理論グループとsurrogate法の中性子捕獲反応への適用性について検討を進めた結果、surrogate反応と中性子捕獲反応の反応機構の違いが代理反応法で導出したσ_<(n,γ)>の精度に大きく影響することが分かった。両者の反応機構の差異を打つ消すため、2つ標的を用いた(^3He, p)反応測定を行い竜σ_<(n,γ)>比を導出することを検討している。
遺伝子転写調節におけるヒストン翻訳後修飾ネットワークとクロマチン再構築

遺伝情報を安定に保ち、正確に発現し、細胞分化を維持するため、真核細胞は多彩な機構を有している。その中の1つがクロマチンと呼ばれるDNA高次構造である。クロマチン構造の最小単位はヌクレオソーム構造で、ヌクレオソームは種々の生物学的現象とともに、ダイナミックに変化する。本研究の目的は、ゲノム普遍的制御として機能制御機構におけるピストンの翻訳後修飾とクロマチン構造の役割を解明し、それらが引き起こす生命現象を明らかにすることである。ほ乳類肝臓切除後には肝臓再生と関連した劇的な遺伝子発現の変化があり、この変化とH2Aのユビキチン化の変化を調べると、H2Aのユビキチン化は遺伝子転写抑制に関与していることが明らかとなった。平成24年度はピストンH2A脱ユビキチン化とピストンH3K4メチル化のクロストーク及びとクロマチンリモデリングの機構を明らかにする目的でUSP21のノックアウトマウスを作製し、多方面からピストン翻訳後修飾の生物学的意義について調べた。USP21は肝臓切除後の肝再生に重要であることを報告したがノックアウトマウスを解析するとピストンのユビキチン化は軽度上昇するも肉眼的なレベルでの肝再生の障害は認めなかった。またマウスの個体発生に与える影響も肉眼レベルでは異常を認めなかった。ノックアウトマウスの発現アレイ解析を行うと脂質代謝に関連した遺伝子変化を認めた。さらにノックアウトマウスの血清を調べると高コレステロール血漿を認めた。この研究は高コレステロール血漿発症のメカニズムの一端を証明できると考える。真核細胞は遺伝情報を安定に保ち、正確に発現し、細胞分化を維持するため、多彩な機構を働かせている。クロマチン構造の最小単位はヌクレオソーム構造で、ヌクレオソームはゲノムにおける様々な生物学的現象に伴い、ダイナミックに変化する。この研究の目的は、ゲノム普遍的制御として機能制御機構におけるヒストンの翻訳後修飾とクロマチン構造の役割を解明し、それらが引き起こす生命現象を明らかにすることである。肝臓切除後には肝臓再生と関連した劇的な遺伝子発現の変化があり、この変化とH2Aのユビキチン化の変化を調べると、H2Aのユビキチン化は遺伝子転写抑制に関与していることが明らかとなった。平成23年度はヒストンH2A脱ユビキチン化とヒストンH3K4メチル化のクロストーク及びとクロマチンリモデリングの機構を明らかにする目的でUSP21のノックアウトマウスを作製し、多方面からヒストン翻訳後修飾の生物学的意義について調べた。USP21は肝臓切除後の肝再生に重要であることを報告したがノックアウトマウスを解析するとヒストンのユビキチン化は軽度上昇するも肉眼的なレベルでの肝再生の障害は認めなかった。平成24年度は引き続き遺伝子発現レベル、組織レベルでUSP21のノックアウトマウに障害がないか否か検索する予定である。研究計画していたUSP21のノックアウトマウスの解析を行うことができた。しかし結果は予想していたものと異なっていたため平成24年度はさらに解析を進めていきたい。ヒストンH2Aのユビキチン化は遺伝子転写抑制に関与していることをin vivo,in vitroの両面から明らかにし、H3K4メチル化による遺伝子転写機構とのクロストーク機構、肝再生や癌化との関連を明らかにしていきたい。
鋳造組織予測のための合金データベースの構築

鋳造組織予測のための合金データベースの構築を最終目的として,データベース化する際に必要な各項目を検討し,合金データベース開発のための基礎的手法の確立を行った.また,データベースのためのAl基合金の異質核生成パラメータの評価を行い,基礎的データの蓄積を行った.1.異質核生成頻度分布の評価データベース化する際の核生成モデルを選定するために,純Al, Al-Cu, Al-Si, Al-Fe, Al-Ti合金を試料として,K_2SO_4-Li_2SO_4溶融塩内で分散撹拌し,小粒子に分割し,各粒子の過冷度測定実験を行った.その結果,核生成頻度は過冷度の増加とともに増加し,高過冷度では減少した.これにより,通常の鋳造条件では,過冷度のべき乗に比例するモデルの適用が可能であることを確認した.2.熱力学の応用による多成分合金の凝固伝熱解析本研究では,各実用合金の一方向凝固実験と組織形成シミュレーションとを比較することにより,各合金の異質核生成頻度を評価し,データベースを構築することを目指している.そのためには多成分系実用合金の正確な伝熱解析が必要で,凝固時の潜熱等の物性値が必要となるが,従来その決定は困難であった.そこで,熱力学計算を応用した多成分系合金のエンタルピー法を用いた凝固伝熱解析法を開発した.これにより,多成分系合金の温度場を正確に再現し,実験結果と比較することを可能にした.3.実用合金の核生成頻度の評価Al基実用合金の一方向凝固実験を行った.Al-Si, Al-Cu2元系および,12種類の実用合金を対象とした.また,試料上部での核生成の影響(シャワリング)の影響を防止するために,上部を加熱した一方向凝固実験も行った.この実験で得られた柱状晶-等軸晶遷移位置を,モンテカルロ法に基づく組織予測シミュレーションで再現し,過冷度のべき乗で表した異質核生成パラメータを決定した.異質核生成パラメータは2元合金,実用合金ともSi濃度によって変化した.このような実験室規模の一方向凝固実験に基づいて,データをさらに蓄積することにより,より大型や複雑形状の鋳物の凝固組織の予測が可能になると期待される鋳造組織予測のための合金データベースの構築を最終目的として,データベース化する際に必要な各項目を検討し,合金データベース開発のための基礎的手法の確立を行った.また,データベースのためのAl基合金の異質核生成パラメータの評価を行い,基礎的データの蓄積を行った.1.異質核生成頻度分布の評価データベース化する際の核生成モデルを選定するために,純Al, Al-Cu, Al-Si, Al-Fe, Al-Ti合金を試料として,K_2SO_4-Li_2SO_4溶融塩内で分散撹拌し,小粒子に分割し,各粒子の過冷度測定実験を行った.その結果,核生成頻度は過冷度の増加とともに増加し,高過冷度では減少した.これにより,通常の鋳造条件では,過冷度のべき乗に比例するモデルの適用が可能であることを確認した.2.熱力学の応用による多成分合金の凝固伝熱解析本研究では,各実用合金の一方向凝固実験と組織形成シミュレーションとを比較することにより,各合金の異質核生成頻度を評価し,データベースを構築することを目指している.そのためには多成分系実用合金の正確な伝熱解析が必要で,凝固時の潜熱等の物性値が必要となるが,従来その決定は困難であった.そこで,熱力学計算を応用した多成分系合金のエンタルピー法を用いた凝固伝熱解析法を開発した.これにより,多成分系合金の温度場を正確に再現し,実験結果と比較することを可能にした.3.実用合金の核生成頻度の評価Al基実用合金の一方向凝固実験を行った.Al-Si, Al-Cu2元系および,12種類の実用合金を対象とした.また,試料上部での核生成の影響(シャワリング)の影響を防止するために,上部を加熱した一方向凝固実験も行った.この実験で得られた柱状晶-等軸晶遷移位置を,モンテカルロ法に基づく組織予測シミュレーションで再現し,過冷度のべき乗で表した異質核生成パラメータを決定した.異質核生成パラメータは2元合金,実用合金ともSi濃度によって変化した.このような実験室規模の一方向凝固実験に基づいて,データをさらに蓄積することにより,より大型や複雑形状の鋳物の凝固組織の予測が可能になると期待される鋳造組織予測のための合金データベースの構築を目的として,今年度はAl基合金の一方向凝固実験を行った.得られた組織の柱状晶-等軸晶遷移位置が再現できるように,確率モデルに基づく凝固組織形成シミュレーションを行い,異質核生成頻度を表す核生成パラメータを決定した.1.実験方法内径32mm,高さ230mmのイソライトれんが製の円筒状鋳型を980Kに予熱し,水冷銅板チル上に鋳型を設置して試料溶湯を鋳込み,チルから上方に一方向凝固させた.チルから高さ方向に設置した6本の熱電対により,試料内の測温を行った.凝固後縦断面を研磨,エッチングして凝固組織を観察した.用いた試料はAl基合金の基本組成であるAl-Si二元合金を対象とし,Si組成を1%12.6%(共晶組成)に変化させた.続いて,多成分系であるAl基実用合金の一方向凝固実験を行った.2.実験結果

2.1組織形態:試料はチルから柱状晶が発達し,試料上部で等軸晶領域に遷移した.Al基二元合金では,Si濃度の増加と共に等軸晶領域が拡大したが,さらに高Si組成になると減少した.AC4C,AC8C等の実用合金においても柱状晶から等軸晶に遷移する凝固組織形態が観察された.2.2熱伝達係数:組織予測シミュレーションのために,試料の伝熱解析を行った.試料の実測温度を再現するために,チル/試料間の熱伝達係数を逆解析により求めた.その結果,熱伝達係数は経過時間と共に減少し,またSi濃度の増加と共に変化した3.核生成パラメータ異質核生成の確率が過冷度のべき乗に比例すると仮定したモデルを用いて鋳造組織形成シミュレーションを行い,実験により得られた組織の再現を行った.その結果,核生成頻度を表すべき乗指数は,Al-Si二元合金ではSi濃度が19%の範囲で約512に変化し,過冷度の2次式で表される回帰式が得られた.この核生成パラメータは過熱度では変化しないことから,各合金の組成の関数として核生成パラメータを決定し,データベース化することが可能であるとの知見を得た.多成分である実用合金では,Al-Si二元合金に比較して高い核生成頻度を示すパラメータ値が得られた.鋳造組織予測のための合金データベースの構築を最終目的として,今年度はデータベース化する際の異質核生成頻度の過冷度に対する形状を表す数式モデルを決定するために,溶融塩フラックス内で合金を分散化し,個々の粒子の過冷度測定実験を行った.また,多成分系合金の凝固伝熱解析のために,熱力学計算を応用したエンタルピー法の開発を行った.さらに,昨年度に引き続き,実用Al基多成分系合金の一方向凝固実験を行い,柱状晶-等軸晶遷移位置を凝固組織形成シミュレーションで再現することにより,異質核生成頻度を表す核生成パラメータを決定し,データベース化のためのデータの蓄積を行った.これにより,合金データベース開発のための基礎的手法の確立を行った.1.過冷度測定実験純Al,Al-Cu,Al-Si,Al-Fe,Al-Ti合金を試料として,K_2SO_4-Li_2SO_4溶融塩内で分散撹拌し,小粒子に分割し,各粒子の過冷度測定実験を行った.その結果,核生成頻度は過冷度の増加とともに増加し,高過冷度では減少した.これにより,通常の鋳造条件では,過冷度のべき乗に比例するモデルの適用が可能であることを確認した.2.熱力学の応用による多成分合金の凝固伝熱解析本研究では,各実用合金の一方向凝固実験と組織形成シミュレーションとを比較することにより,各合金の異質核生成頻度を評価する.そのためには多成分系実用合金の凝固時の潜熱等の物性値が必要となるが,従来その決定は困難であった.そこで,熱力学計算ソフトThermoCalcを応用した多成分系のエンタルピー法を用いた凝固伝熱解析法を開発した.これにより,多成分系合金の温度場を正確に再現し,実験結果と比較することを可能にした.3.実用合金の核生成頻度の評価昨年度に続き,実用合金の一方向凝固実験を行った.今年度は12種類の実用合金を対象とした.また,試料上部での核生成の影響(シャワリング)の影響を防止するために,上部を加熱した一方向凝固実験も行った.この実験では柱状晶-等軸晶-柱状晶遷移が観察された.実験で得られた柱状晶-等軸晶遷移を再現することにより,過冷度のべき乗で表した異質核生成パラメータを決定した.
戦略が整数である非協力ゲームの純粋戦略均衡の存在とその経済学への応用

本年度は以下の実績を得た.(1)2戦略n人ゲームに対する純粋戦略均衡とポテンシャルの数学的構造について.2戦略n人対称ゲームには純粋戦略均衡が存在することが知られているが,本研究ではその構造を抽象化し,戦略の置換やゲームの同値性などを考えることによって,2戦略n人(対称とは限らない)ゲームが純粋戦略均衡を持つための条件を考察した.結果として,各プレイヤーの他プレイヤーの戦略が与えられたときの限界利得(2戦略の利得の差)によって,3つの条件を提示した.このうち2つの条件は,ゲームに准強ナッシュ均衡(semi-strict Nash equilibrium)と呼ばれる純粋戦略均衡が存在する条件を与える.もう1つの条件は,ゲームにポテンシャル関数が存在する条件を与える(ゲームにポテンシャル関数が存在すれば,そのゲームはポテンシャルゲームと呼ばれ,純粋戦略均衡が存在する).これらの条件を,市場参入ゲーム(各企業が市場に参入するか否かを二者択一で選ぶ),役割割当ゲーム(各プレイヤーが,2つの役割のどちらかを選び利得が決まる),最適シェアゲームと呼ばれる3つの条件に応用し,それらのゲームが純粋戦略均衡が存在する条件を示した.(2)2017年度の成果である弱外部性を持つゲームの純粋戦略均衡の存在定理に関する論文がEconomic Theory Bulletinに受理され,掲載されている.本年度は,学内組織の改編に伴う経済学プログラムの立ち上げの業務が多忙となったことから,予定通りに計画は進捗しなかった.特に「平成29年度以降の研究計画」のうち,「(3)均衡点を求めるアルゴリズム」「(4)成果発表」に関しては,ほとんど進捗しなかった.また(3)均衡点を求めるアルゴリズムに関しては,対称ゲームに関しては一定の成果を得たものの,一般のゲームに関する研究では有意義な成果は得られておらず,今後も見通しは立っていない.上記の状況から平成31年度への補助事業期間延長を申請し,承認されている.研究計画書における(3)均衡点を求めるアルゴリズムに関しては,対称ゲームに関しては一定の成果を得たものの,一般のゲームに関する研究では有意義な成果は得られておらず,今後も見通しは立っていない.研究計画書において「研究が当初計画通りではない場合」を考えたときの「既存成果の対称ゲームの成果の拡張」については,アルゴリズムに限らず大きな成果をあげられており,本年は「2戦略n人ゲームが純粋戦略均衡に関する研究」がDiscrete Applied Mathematicsに掲載された.このことから均衡点に関するアルゴリズムは,一般ゲームへの研究から,対称ゲームに限って,研究の資源を注力することにする.平成29年度においては,以下の実績を得た.(1)純粋戦略均衡の存在定理の証明:有限ゲームにおける純粋戦略均衡の存在定理を証明した.まず既存研究を拡張し,最適反応方向関数(既存研究では「最適反応関数」)が方向保存性を持つときに均衡が存在することを証明した.次に,利得関数が自己の戦略に対して凹関数・擬凹関数である場合に,現在の利得関数の自己の戦略に対する勾配条件を用いて,上記の方向保存性条件を書き直した.またさらにこの書き直した条件を「戦略がコンパクト集合であるときの関数の連続性に相似する条件」として表現し,新たな定理とした.この結果をDiscussion Paper,"Existence of Pure Strategy Equilibria in Finite Quasiconcave Games"としてまとめた.また,この結果を2016年7月に開催されたゲーム理論国際学会(オランダ)で発表した.(2)2人施設配置問題における最適反応ポテンシャル関数の存在証明:Hotellingゲームとして知られる単純な施設配置問題に対して,プレイヤーが2人の場合の距離に依存して需要が減少するモデルを考察した.そのゲームに対し,順序ポテンシャルゲーム(ordinal potential game)とはならないことを示すとともに,最適反応ポテンシャルゲームであることを示した.この結果は戦略が離散集合であっても成立し,戦略が整数である非協力ゲームの純粋戦略均衡の存在とその経済学への応用となる.結果は"Best-reply potential for two-person one-dimensional pure location game"としてResearch Paperとしてまとめ,現在投稿中である.平成28年度の研究計画として示した3つの計画のうち,(1)純粋戦略均衡の存在定理の証明,については,ほぼ予定通り達成し,海外への発表も行った.(2)既存研究のサーベイと情報の収集,については,4つの分野のうち3つの分野においてのサーベイを完成した.残り1つの分野については,現在サーベイを続けている.(3)既存の成果の発表と議論,については2016年7月に開催されたゲーム理論国際学会(オランダ)で発表するなど一定の成果を得ることができ,またオランダの研究者von Mouche氏,京都大学の梶井厚志氏,日本大学の丸田利昌氏,などとの共同研究を開始することができ「国内外での発表を積極的に行い,関連する研究者間の討論と情報交換を通して本研究の方向性を探り,さらに他の研究者に本研究をアピールしてプレゼンスを高める」「本研究に興味を持つ国内・海外の研究者と連携し,共同研究の可能性も探る」という点で概ね順調に進んでいる.ただし,研究発表に関しては上記1件に留まっており,今後は更なる発表を増やしていきたい.以上の点から研究はおおむね順調に推移していると考えられる.平成29年度は以下の実績を得た.(1)有限の戦略・期間・状態を持つマルコフゲームに対する純粋戦略均衡の存在定理:標記のゲームについて,各状態での成分ゲームが優モジュラゲームであるときに,純粋戦略均衡が存在する十分条件を求めた.

過去の研究では,戦略と状態の数が無限である無限期間マルコフゲームに対して同様のゲームにおける存在条件が考察されているが,そこでは優対角条件と呼ばれる条件が課され均衡点が唯一であることが仮定されており,さらには状態と戦略が一次元であることも仮定されていた.本論文では,優対角条件を課さず複数均衡を許し,さらに状態と戦略が多次元であることを許して均衡の存在の十分条件を示した.また応用として,投資により需要が増加する多期間価格競争の寡占モデルに条件を適用して,その均衡の存在条件を導出した.本論文はJORSJの招待論文として掲載された.(2)弱外部性(weak payoff externality,WPE)を持つゲームの純粋戦略均衡の存在定理:Ania(2008)が定義した上記の性質を持つ対称ゲームに関して,対称均衡と対称進化均衡の同一性を示し,有限ゲームにおいては均衡が存在することを証明した.また,その条件を緩めた部分的外部性(partial WPE)について考察し,戦略が無限であるときを含めて,均衡が存在する条件を示した.本論文は現在投稿中である.(3)2人施設配置問題における最適反応ポテンシャル関数の存在証明:標記について昨年度の研究成果が論文として採択された.平成29年度以降の研究計画のうち「(1)定理の具体的な経済モデルへの応用」に関しては,多期間価格競争の寡占モデルについての応用をすることができた.「(2)定理の経済学的な解釈による表現」に関しては,存在条件に「弱外部性」という意味のある解釈を得ることができた.他方で「(3)均衡点を求めるアルゴリズムについての研究」「(4)成果発表」などは順調に推移したとは言い難い.研究計画書において「研究が当初計画通りではない場合」を考えた時の「既存成果の対称ゲームの成果についての拡張」について大きな発展を遂げており,成果が産まれている.平成30年度は,こちらの方向へ研究を進めるとともに(3)と(4)についても,進展させて行きたい.本年度は以下の実績を得た.(1)2戦略n人ゲームに対する純粋戦略均衡とポテンシャルの数学的構造について.2戦略n人対称ゲームには純粋戦略均衡が存在することが知られているが,本研究ではその構造を抽象化し,戦略の置換やゲームの同値性などを考えることによって,2戦略n人(対称とは限らない)ゲームが純粋戦略均衡を持つための条件を考察した.結果として,各プレイヤーの他プレイヤーの戦略が与えられたときの限界利得(2戦略の利得の差)によって,3つの条件を提示した.このうち2つの条件は,ゲームに准強ナッシュ均衡(semi-strict Nash equilibrium)と呼ばれる純粋戦略均衡が存在する条件を与える.もう1つの条件は,ゲームにポテンシャル関数が存在する条件を与える(ゲームにポテンシャル関数が存在すれば,そのゲームはポテンシャルゲームと呼ばれ,純粋戦略均衡が存在する).
てんかん焦点形成におけるN-cadherinの役割とその制御による治療法の開発

てんかん発症のメカニズムとして、神経回路網の再生が推定されている。接着因子の一つであるN-cadherinは、神経突起の伸長に深く関わっており、てんかんの焦点形成の際に、このN-cadherinが深く関わっている可能性が高い。そこで、てんかんモデルにおける神経回路網の再構築を調べるとともに、神経回路網再構築の際のN-cadherinの変化を、蛋白およびmRNAレベルで検討した。てんかんモデルとしてカイニン酸の腹腔内投与を行った、これによりラットはlimbic convlusionを呈し、海馬神経細胞は抗NeuN抗体を用いた免疫染色で検討すると、神経細胞が脱落していくことを明らかとした。In situ hybridizationを用いた検討では、神経可塑性が高いとされる海馬CA1およびCA3領域においてカイニン酸投与後1224時間後にN-cadherinmRNAが神経細胞数の減少とともに減少したが、48時間後から7日後までは神経細胞は減少したままなのに関わらずN-cadherinmRNAが増加した。また免疫染色でN-cadherin蛋白が上昇していることを解明した。これらの結果は、てんかんの焦点となりやすい海馬でN-cadherinがてんかん焦点に深く関わるとともに神経回路網の再構築に深く関わることを示唆している。しかしながら、今回の研究期間中にてんかんの予防などの治療面への研究成果を上げることができなかったので、今後もさらに検討を続けていく予定である。そこで、本研究では、てんかんモデルにおいてN-cadherinの発現パターンを蛋白およびmRNAレベルで検討するとともに、N-cadherinの制御によりてんかんの予防、治療が可能であるかを研究することを目的としている。平成13年度は、ラットのカイニン酸の腹腔内投与によるてんかんモデルを作成した。これによりラットでてんかんが誘発され、海馬のCA1領域を中心に神経細胞障害がおきることが確認された。また同部位では神経障害に伴いN-cadherinの蛋白およびmRNAが一時減少するが、その後神経細胞障害が持続しているにも関わらず、てんかん誘発48時間後より再びN-cadhern蛋白およびmRNAが回復してくることが免疫染色およびin situ hybridizationで確認された。この結果をまとめてNeuroscience Letterへ報告した。今後はカイニン酸の腹腔内投与以外のてんかんモデルでも同様な現象がおきるかどうかを検討するとともに、その原因についての検討、特に神経回路網の再構築や神経再生についての検討やてんかんの治療方法についての検討を行う予定である。
スーパー制限酵素を用いたゲノム・マニュピュレーション工学の創成

我々がすでに開発したスーパー制限酵素は、ヒトの巨大ゲノムをも選択的に切断する高い位置特異性を有する。本研究では、このスーパー制限酵素を使ってヒトゲノムを所定位置で切断し、ゲノムから所定断片を正確に切り出し、これを直接に解析する手法を開発した。特に、ヒトのそれぞれの染色体の末端に存在するテロメアを切り出して解析した結果、同一の細胞中にもかかわらずテロメアの長さが染色体によって顕著に異なるという興味ある結果を得た。従来法では得られない情報であり、スーパー制限酵素の有用性を如実に表している。また、スーパー制限酵素をヒト細胞内で機能させ、ゲノムの所定場所を切断し、目的とする相同組換えを誘導することにも成功した。さらに、スーパー制限酵素に様々な化学修飾を施し、その機能を改善した。中でも核移行シグナルペプチドをPNAに結合することが非常に有効であり、核局在化の促進のみならず、生理条件でのインベージョン特性が飛躍的に向上した。(1)細胞内および細胞外でのスーパー制限酵素の応用・細胞外でめゲノム切断とその応用特定の染色体のテロメア近傍を標的としてスーパー制限酵素を用いて切断し、得られたDNA断片の鎖長を測定することで特定の染色体のテロメア長を決定した。また、従来型のスーパー制限酵素で認識することが困難であったGC含有率が高い配列(ガン関連遺伝子であるc-mycなどのプロモーター)に対して、四重鎖形成とワトソン・クリック塩基対形成とを併用することにより、一種類のPNAで認識し、その部位で切断することに成功した。・細胞内でのゲノム切断とその利用(効率的な相同組換えの実現)細胞に与えるダメージの比較的少ないエレクトロポレーション法を用いても、PNAやCe(IV)/EDTAが細胞内に導入されることを確認した。また、異なる二種類の細胞(HEK293細胞、K562細胞)に対して、スーパー制限酵素を用いた相同組換え効率について検討した結果、細胞種により相同組換え効率が異なることが明らかとなった。(2)第2世代スーパー制限酵素の構築・ポリリン酸系配位子の利用ポリリン酸系配位子を末端に結合したDNAとCe(IV)/EDTAを用いて、一本鎖DNAを操作することに成功した。また、ポリリン酸系配位子を末端に結合したDNAとCe(III)を用いる系(酵素によりCe(III)をCe(IV)へと酸化する系)では、修飾DNAの2当量程度のCeにより、選択的かつ効率的な切断が実現することが明らかになった。・シグナルペプチドの利用通常の核酸塩基を持つPNAに核局在シグナルをコンジュゲート化することにより、1本のPNAのみを用いてもDNA二本鎖中にインベージョンし、その部位で切断することを見出した。この知見は、スーパー制限酵素の合成を非常に容易にするとともに、PNAの細胞内への導入や核内への局在化に対しても非常に有効である。.(3)DNAナノ構造体を利用したPNAのインベージョンおよび、四重鎖形成の可視化スーパー制限酵素による標的DNA認識過程をDNA origamiを利用して可視化することに成功した。当初の研究計画に沿って、スーパー制限酵素(ARCUT)を用いてヒトゲノムを所定の場所で選択的に切断し、所望のDNA断片を切り出すとともに、ヒト細胞内におけるゲノム改変について追究した。また、ARCUTを広範に適用するために、「第2世代のARCUT」の開発を行った。テロメアをターゲットし、DNA断片の切り出しを行った。テロメアはどの染色体でも全て同じ配列であるが、この繰り返しが終了した場所の配列はそれぞれの染色体に固有である。そこで、ここをターゲットとし、抽出した全ゲノムDNAに対して、対応するARCUTで処理した。その結果、11qとXp/Ypの各染色体から得られたテロメアの長さは互いに1.6倍も異なることが分かった。ヒト細胞内に導入されたプラスミドに対して、相同組み換えがARCUTにより促進されること、大きなサイズの遺伝子(約1 kb)が挿入できること、組換え効率がDNAドナー長に顕著に依存すること、細胞周期の制御で組換え効率が向上できることなどが明らかになった。ただし、組換え効率は、ARCUTの導入時期、導入方法をはじめとする様々な要因が複雑に関与していることも明らかになった。ホモプリン・ホモピリミジン配列に対して、PNA/DNA系三重らせん形成を利用し、効率的に切断することに成功した。また、高塩濃度でPNAのインベージョンが非効率化してしまう点に関しては、ポリアミド系オリゴマーとPNAとをハイブリッド化して課題を解決した。GC-rich配列対するPNA/DNA系のグアニン四重鎖形成手法と合わせ、ほぼすべての配列を認識して切断する第2世代ARCUTを構築することに成功した。その他の関連技術として、ARCUTで切り出したDNA断片の末端は、通常の制限酵素の切断末端とは構造が大きく異なるが、これと相補的な末端構造を持つDNA断片を簡便に調製するPCR法を確立した。本研究によるゲノムの操作は、細胞内と細胞外の操作に大別され、それぞれで得られた結果は以下の通りである。細部内の操作に関しては、スーパー制限酵素(ARCUT)を用いた遺伝子変換(変換の前後でDNAの長さの変わらない変異の導入)に加えて、数百塩基対以上の長さを持つ遺伝子を挿入することを試みた。具体的には、ARUCTを用いて細胞外でプラスミドDNAを切断し、切断産物をネオマイシン耐性遺伝子(約1.6kbp)あるいは赤色蛍光タンパク質遺伝子(約750bp)を持つドナーDNAと共に細胞内に導入した。

その結果、プラスミドDNA中へ各遺伝子が効率的に挿入され、ARCUTによる切断は遺伝子挿入の促進にも有効であることが明らかになった。細胞外の操作に関しては、細胞をホルムアルデヒド処理することで調製したクロマチン構造を維持したDNAータンパク質複合体に対してARCUTによる切断を試みた。しかし、ゲノムDNA切断の際に観測されたような明確な切断産物は確認されず、さらなる条件検討が必要であることが判った。また、ビオチン修飾されたペプチド核酸(PNA)を用いてプラスミドDNAを切断し、ここへ全ゲノムDNAを添加した系(ビオチン修飾PNAを用いたゲノムDNA切断後の環境を再現したモデル系)に対して、ビオチンーアビジン結合を利用して目的DNA断片のみを数万倍以上に濃縮することに成功した。この系は、目的DNA部位で切断が生じた時点で、ビオチン修飾PNAが目的DNA断片と相補的な水素結合により結合しているため、極めて容易に断片を回収することが可能である。この結果は、本系が、「DNAの特定部位の塩基修飾を解析するためのツール」や「ゲノム中のどの場所にどのようなタンパク質がどの時点で結合するかに関する詳細情報を得るツール」として活用できる可能性を示すものである。スーパー制限酵素は、DNAの塩基配列を認識するペプチド核酸(PNA)とDNAを切断する分子であるCe(IV)/EDTAにより構成されている。研究を進めるなかで、従来使用していたCe(IV)/EDTAのDNA切断活性は必ずしもすべての使用目的に合致するほど高くないことが判明した。これまで、切断効率を高めるために種々錯体について検討したが、Ce(IV)/EDTAよりも高活性な錯体は現在のところ見いだせていない。そこで、天然酵素も評価対象としたところ、ヌクレアーゼS1のような一本鎖特異的なヌクレアーゼを用いるとCe(IV)/EDTAより高い効率でゲノムを目的位置で切断できることが判明した。これを用いて、ヒトゲノムから目的のDNA断片を切り出すことに成功した。用いている酵素は遺伝子工学に一般に使用される酵素であり、本手法はゲノム解析のツールとなり得ることが期待できる。PNAのインベージョンは、生理条件程度の塩濃度において大きく阻害されることが知られている。このため、細胞内でPNAを二本鎖DNAに対してインベージョンさせることは困難と考えられていた。今回、ポリエチレングリコールなどの添加剤を用いて生体環境を模倣した分子クラウンディング状態でインベージョン反応を試みたところ、高い塩濃度下においても効率的にインベージョンが進行することを見いだした。これは、生体内でのPNAのさらなる応用の可能性を保障する結果である。さらに、テロメア末端の切り出しに関して、本研究により見いだしたスーパー制限酵素を用いた手法を最適化してプロトコール化を行った。また、ヒトテロメア末端のDNA-RNAハイブリッド型のグアニン四重鎖構造の役割を提案した。スーパー制限酵素(ARCUT)によるゲノムの操作は、細胞内と細胞外の操作に大別され、それぞれで得られた結果は以下の通りである。細胞内の系に関しては、複雑な立体構造をしたゲノムではなく、細胞内に導入したプラスミドDNAを用いてARCUTの機能評価を行った。
ナトリウム利尿ペプチドによる内耳水電解質制御機構の解明

動物内耳ではナトリウム利尿ペプチド受容体が内耳及び内リンパ嚢上皮にみられた。内耳,全身へ投与しても,生理用量では聴覚,内耳形態に変化がなかった。しかし,CNPノックアウトマウスでは有意に聴力障害が生じていた。ヒト内リンパ嚢ではANP受容体が発現し,臨床例からはBNPが内リンパ水腫形成と関連していることが示唆された。本研究ではナトリウム利尿ペプチドが内耳水・電解質代謝に関与する傍証は得られたが,そのメカニズムには依然多くの不明点がある。1.内リンパ嚢におけるANP family受容体を有する細胞,アクアポリン産生細胞の局在同定ラット側頭骨を脱灰し, ANP family,アクアポリン各種への抗体を用いて免疫多重染色をおこないその結果を検討中である。2.ANP familyが内外リンパ液産生・吸収へ与える影響予備実験として,大腿静脈からANP familyを投与し,蝸電図,蝸牛血流,血圧,脈拍測定をおこなった。その結果,蝸電図,蝸牛血流には大きな変化を認めなかった。このため,正円窓からの局所投与に切り替え,同様の測定をおこない検討中である。また京都大学からCNPノックアウトマウスを提供を受け,ABRを用いた聴力測定,側頭骨採取をおこなった。同時にコントロール動物を作成し,聴力測定,側頭骨採取をおこなった。聴力は,ノックアウトマウスにて20dBの悪化を認めた。側頭骨は脱灰し,標本を検討中である。3.メニエール病内リンパ嚢でのANP family受容体,アクアポリンの発現メニエール病2症例から内リンパ嚢採取をおこなった。引き続きmRNA抽出を行い,cDNA作成をおこなった。遺伝子発現については平成21年度に検討する予定である。(1)実験1:内リンパ嚢におけるANP family受容体とアクアポリンラット側頭骨を脱灰し、免疫染色をおこなった。その結果ANP-A,B受容体が内耳(らせん靱帯)及び内リンパ嚢上皮にみられることが判明した。アクアポリン産生細胞も内リンパ嚢で確認できた。2重染色を行い両者の陽性細胞の局在確認を行っている。正常動物、内リンパ管閉塞モルモット(内リンパ水腫モデル)ではANP familyを経静脈内投与しても聴力・蝸電図、内耳血流は変化しなかった。これらの結果から経静脈投与では研究を続けてもはっきりとした反応が得られない可能性があり、内耳に直接投与する方法へ切り替えて検討中である。(3)実験3:メニエール病内リンパ嚢におけるANP family受容体とアクアポリン4例のメニエール病内リンパ嚢を研究に対する同意を得て採取した。しかし採取できたサンプル量が少なく、解析に必要なmRNA抽出が行えなかった。このためいったん解析は中止し、数例のサンプルをあわせて検索することとした。サンプルは液体窒素中に保存している。(4)実験4:メニエール病の血漿中ANP familyの濃度メニエール病では突発性難聴などの内耳疾患と比較し血漿中のBNPが増加する症例が有意に多いことが判明した。ANPについては両者に差はなかった。ヒトではBNPと内リンパ水腫が関係すると推察された。1.内リンパ嚢におけるANP family受容体を有する細胞,アクアポリン産生細胞の局在を調べるために,各種抗体を用いて免疫多重染色をおこなった。動物はラットを用いた。しかし,内耳組織の脱灰過程で抗原性が失われ,アーチファクトが多く生じたため十分な結論を得ることができなかった。そこで特殊刃を持ちいて非脱灰内耳組織標本を作製し検討したが,当該年度中に安定した結果を得ることができなかった。2.ANP familyが内外リンパ液産生・吸収へ与える影響正円窓から内耳ヘナトリウム利尿ペプチドを投与し,蝸電図,内耳血流,脈拍の変化を測定した。ANP,CNPを投与したが,蝸電図,内耳血流,脈拍の有意の変化は得られなかった。投与方法,投与量をさらに変更して測定する必要があると考えられた。3.手術時に採取したメニエール病内リンパ嚢からcDNAを作成した。しかし,得られたcDNA量が少なかったため,ANP family受容体の発現のみ検討可能であった。ANP familyではANP-C,ANP-B受容体の遺伝子発現を認めた。4.メニエール病患者を中心に,バソプレッシン,ナトリウム利尿ペプチドを測定した。バソプレッシンについては有意の変化を示す症例はごく少数(10%以下)であった。ANPは内リンパ水腫と関連はなかったが,BNPは内リンパ水腫疾患で,有意に上昇を認めた。しかし,各種の臨床所見パラメータと有意の相関は認めなかった。

今回の一連の研究により,ナトリウム利尿ペプチドが内耳水・電解質代謝に関与する可能性は示唆されたが,その詳細を突き止めるところへは至らなかった。
低次元金属リッチテルライドの創製と電子物性

いくつかの3元系金属リッチカルコゲナイドの合成に成功し、結晶構造を決定した。これらの化合物は低次元構造をもち、金属-金属結合により一次元鎖または二次元シートを形成する。この化合物について、物性測定を行い、全ての化合物が金属的でパウリ常磁性を示し、一部の化合物では超伝導を発現することを明らかにした。また、電子構造計算も行い、上記の物性測定の結果について評価し、伝導電子間に弱い電子-電子相互作用が働いていることが明らかにした。擬一次元構造を有する3元系金属リッチテルライドPd_2NiTe_2の合成に成功した。この化合物はK_2ZnO_2型(空間群Ibam)の構造をもち、NiにTeが4配位したNiTe_4四面体が稜共有した一次元鎖を形成する。この一次元鎖はPd-Pdダンベルによって分離されており、また、Ni-Ni結合が短いことから、Ni間に金属-金属結合が働き、一次元固有の電気伝導性などを示すことが期待される。この化合物について、電気伝導度測定を行ったところ金属的電気伝導性を示し、磁化率測定からはPauli常磁性を示すことが分かった。さらに、比熱測定を行い、電子比熱係数およびデバイ温度を導出し、電気伝導性およびPauli常磁性の値と比較検討した。さらに、Rietveld解析によって得られた結晶構造パラメータを用いて電子構造計算も行い、上記の物性測定の結果について評価を行ったところ、電気伝導性は3次元的なもので、伝導電子間に弱い電子-電子相互作用が働いていることが明らかとなった。また、電子構造計算より求まった電荷密度分布からBaderの"Atoms in molecules(AIM)"理論を用いて、それぞれの結合について評価したところ、一次元鎖を形成しているNiTe_4四面体間には、Ni-Niに金属結合が存在していることも明らかにし、Pd-Pd結合は極めて弱く、Pd間の金属-金属結合は殆ど消失していることを明らかにした。擬一次元構造を有する3元系金属リッチテルライドPd_2NiTe_2の合成に成功し、結晶構造を決定した。この化合物はK_2ZnO_2型の構造をもち、NiにTeが4配位したNiTe_4四面体が稜共有した一次元鎖を形成する。この一次元鎖は、Ni-Ni結合が短いことから、Ni間に金属一金属結合が働き、一次元固有の電気伝導性などを示すことが期待される。そこで、電気伝導性、磁化、比熱測定を行い、この化合物が金属的でPauli常磁性を示すことを明らかにした。さらに、Rietveld解析によって得られた結晶構造パラメータを用いて電子構造計算も行い、上記の物性測定の結果について評価を行ったところ、3次元的なFermi面をもち、伝導電子間に弱い電子-電子相互作用が働いていることが明らかとなった。また、電子構造計算より求まった電荷密度分布から、金属-テルル間、金属-金属間の結合性について評価したところ、一次元鎖を形成しているNiTe_4四面体間には、Ni-Niに金属結合が存在していることを明らかにし、Pd-Pd結合は極めて弱く、Pd間の金属一金属結合は殆ど消失していることを明らかにした。この成果については、平成20年度に日本セラミックス協会の欧文誌に投稿し、掲載された。
スポーツのインテグリティを実現するスポーツ倫理教育プログラムの開発

ドーピング,暴力,八百長など現代スポーツを取り巻く問題は深刻さを増しており,スポーツ倫理教育プログラムの開発と学校教育への適用が求められている.しかし,昨今行われているスポーツ価値教育には,次の問題が指摘されている.第1に,現代批判されているスポーツマンシップなどの対人倫理に基づくスポーツ規範が教えられていること,第2に,Education 2030で求められる知識,スキル,および,価値観の育成には至っていないことである.本研究では,これらの問題解決のため,新しいスポーツ規範の創造と,Education 2030で提案されている能力の育成をめざすスポーツ倫理教育プログラムを開発する.ドーピング,暴力,八百長など現代スポーツを取り巻く問題は深刻さを増しており,スポーツ倫理教育プログラムの開発と学校教育への適用が求められている.しかし,昨今行われているスポーツ価値教育には,次の問題が指摘されている.第1に,現代批判されているスポーツマンシップなどの対人倫理に基づくスポーツ規範が教えられていること,第2に,Education 2030で求められる知識,スキル,および,価値観の育成には至っていないことである.本研究では,これらの問題解決のため,新しいスポーツ規範の創造と,Education 2030で提案されている能力の育成をめざすスポーツ倫理教育プログラムを開発する.
ARDS肺障害に対するプロポフォールの軽減効果についての研究

ウサギでARDS肺障害モデルを作成し、静脈内麻酔薬であるプロポフォールが肺障害の軽減に対して有効かどうかについて検討している。日本家兎をコントロール群として生理食塩水投与群、エンドトキシン投与群、エンドトキシン+プロポフォール投与群の3群にわけた。エンドトキシン+プロポフォール投与群では投与量により少量投与群(2mgボーラス投与+4mg/hr持続投与)、中等量投与群(3mgボーラス投与+6mg/hr持続投与)、大量投与群(5mgボーラス投与+15mg/hr持続投与)の3群にわけた。肺障害モデルの作成はエンドトキシン5mg/kgを30minかけて静脈内に持続投与することにより作成した。プロポフォール投与群ではさらにエンドトキシン投与前に所定のプロポフォールを投与した群(前処置投与群)とエンドトキシン投与後に所定のプロポフォールを投与した群(後処置投与群)にわけた。血液ガス分析、摘出肺の湿乾重量比、組織標本の比較、気管支肺胞洗浄液(BALF)の分析を行った。結果よりプロポフォール前処置投与群では有意に非投与群と比較し肺障害が軽減できた。今後プロポフォール前処置投与群における群間の比較を行い至適投与量について検討する。さらにプロポフォールによる肺障害の軽減の機序についても検討予定である。プロポフォール投与群ではエンドトキシン投与前に所定のプロポフォールを投与した(前処置)。結果よりプロポフォール投与群では有意に非投与群と比較し肺障害が軽減できた。プロポフォール投与群においては群間の比較を行い至適投与量について検討する。またエンドトキシン投与後の処置でも効果が得られるのか、さらに肺障害の軽減の機序についても検討予定である。
時間生物学における視交叉上核の機能形態-免疫細胞化学・分子形態学・比較形態学を用いて-

平成4年5年で得られた研究結果は以下のようなものである。(1)網膜より視交叉上核(SCN)への線維投射の微細局在について:眼球内にコレラトキシンBサブユニット(CT)を注入し、網膜神経節細胞内に取り込まれ、順行性に軸索流により輸送されたCTを含む神経終末とSCN内の主要ニューロンであるVIPニューロンを二重標識電顕免疫細胞化学により検索し、以前に行った研究結果に加えて新しい所見が得られた。即ち、SCNにおいて網膜よりの線維投射はVIPニューロンの細胞体及び樹状突起の両者に終末することが明らかにされた。(2)視交叉上核内に分布するVIPニューロンとバソプレシンニューロン(AVP)ニューロンとの微細相関について:SCN内におけるVIPニューロンとAVPニューロンについて、それぞれの抗血清を用いる二重標識免疫細胞化学を行い、VIPニューロンの軸索がAVPニューロンの細胞体及び樹状突起にシナプス形成を行っていることが明らかにされた。(3)ニホンザル視交叉上核におけるVIP及びAVPニューロンの微細胞構造について:ニホンザルSCNについて光顕及び電顕免疫細胞化学を行い、それぞれのニューロンやシナプスの特徴が明らかにされた。即ち、VIPニューロンの多くは神経膠細胞の突起に囲まれていた。また、VIPニューロンの軸索はSCN内で他の樹状突起などにシナプス形成を行っており、一部の内因性ニューロンであることが明らかにされた。(4)視交叉上核におけるarmatic L-amino acid decarboxylase(AADC)の発現について:SCNにおいてアミン合成の第2段階酵素であるAADC含有ニューロンについて、その分布及びAVPニューロンと共存について個体発生について、mRNAの日内変動について、免疫細胞化学、in-situ hybridization及びnorthern blottingにより検索された。1.ニホンザル視交叉上核(SCN)におけるVIP及びバソプレシンニューロンの免疫細胞化学的検索:ニホンザルSCNの腹側部には小型のVIP免疫陽性(VIP/IR)ニューロン,背内側部にも小型のバソプレシン免疫陽性(VP-IR)ニューロンの分布が認められる。また、VIP-IRニューロンは視交叉中に埋没して認められるものもあり、それらの突起は視交叉上核の方向に伸びている。電顕免疫細胞化学により観察するとVIP-IR及びVP-IRニューロン共に細胞小器官がかなり良く発達しており、細胞質内には免疫陽性を示す顆粒小胞が散在的に分布している。また、VIP-IRニューロンの周囲のかなりの部分は内部にgliofilomentを含む星状膠細胞の突起に囲まれており、細胞表面に終末するaxosomatic synapseは少ない。SCN内部にはVIP-IR軸索が免疫非陽性の樹状突起や棘にシナプスを形成する像が認められ、VIP-IRニューロンはSCN内で介在ニューロンとして働いていることが示唆される。2.VIP-IRニューロンとVP-IRニューロンとのシナプス相関について:ラットを用い、SCNにおけるVIP-IRニューロンとVP-IRニューロンとの相関について2重標識電顕免疫細胞化学により検索した。VIP-IRニューロンの軸索がVP-IR樹状突起及び細胞体にシナプス入力を行っていることが明らかとなった。3.VIP-IRニューロンへの網膜視神経の直接投射について:ラットを用い、眼球内にコレラトキシンsubunitを注入した後,軸索流により運ばれたコレラトキシン含有神経終末とVIP-IRニューロンを2重標識免疫細胞化学により検索した。コレラトキトン含有神経終末がVIP-IRニューロンの細胞体及び樹状突起にシナプス入力を行っていることが明らかとなった。

この事実から,SCNへの他のCNSからの入力は全てVIP-IRニューロンにシナプス入力し,それらの情報をVIP-IRニューロンが統合しVP-IRニューロンへ伝えることが示唆される。平成4年5年で得られた研究成果は以下のようなものである。【.encircled1.】網膜より視交叉上核(ScN)への線維投射の微細局在について:眼球内にコレラトキシンBサブユニット(CT)を注入し、網膜神経節細胞内に取り込まれ、順行性に軸索流により輸送されたCTを含む神経終未とScN内の主要ニューロンであるVIPニューロンを二重標識電顕免疫細胞化学により検索し、以前に行った研究結果に加えて新しい所見が得られた。即ち、ScNにおいて網膜よりの線維投射は、VIPニューロンの細胞体及び樹状突起の両者に終末することが明らかにされた。【.encircled2.】視交叉上核内に分布するVIPニューロンとバソプレシンニューロン(AVP)ニューロンとの微細相関について:ScN内におけるVIPニューロンとAVPニューロンについて、それぞれの抗血清を用いる二重標識免疫細胞化学を行い、VIPニューロンの軸索がAVPニューロンの細胞体及び樹状突起にツナプス形成を行っていることが明らかにされた。【.encircled3.】ニホンザル視交叉上核におけるVIP及びAVPニューロンの微細構造について:ニホンザルScNについて光顕及び電顕免疫細胞化学を行い、それぞれのニューロンやツナプスの特徴が明らかにされた。即ち、VIPニューロンの多くは神経膠細胞の突起に囲まれていた。また、VIPニューロンの軸索はScN内で他の樹状突起などにツナプス形成を行っており、一部は内因性ニューロンであることが明らかにされた。【.encircled4.】視交叉上核におけるaromatic L-armno acid decarboxylase(AADC)の発現について:ScNにおいてアシン合成の第2段階酵素であるAADC含有ニューロンについて、その分布及びAVPニューロンと共存について、個体発生について、mRNAの日内変動について、免疫細胞化学、in situ hybridization及びnorthern blottingにより検索された。