hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属の陽極処理膜を利用した微小機械装置の研究

平成8年度の研究計画にしたがって報告する。1.陽極酸化によって得られたアルミナ膜の物性温度の異なる基板上にスパッタされたアルミニウム薄膜を陽極酸化することで得られたアルミナ膜について、SEM、TEM、電子線回折により構造解析をおこなった。また光学特性測定を行った。その結果(1)基板温度が高いほどアルミナ薄膜には凝集が見られる。また陽極酸化は付着したアルミニウムの表面形状を保ちながら進行することが分かった。多孔質アルミナに見られる微細孔の直径は約20nm程度である。TEM観察では、基板温度が高いほど孔のできかたはイソギンチャク様になる。常温の場合の表面状態が最も平坦で連続性を持っている。ただし、高温の場合もマクロ的には平坦面が保たれている。(2)硫酸液を用いた陽極酸化のアルミナ膜は通常無色透明といわれているが、やや灰色味を帯びていた。紫外線吸収測定をおこなったが、顕著な吸収はない。全領域にわたって10%程度の吸収がある。(3)屈折率の測定では基板温度常温のアルミナが約1.6、基板温度300°Cで3.2と温度が高いほど屈折率は大きくなることが分かった。2.マイクロアクチュエータとしての振動子の機械的特性測定(1)平成7年度は片持ち梁の動的測定からヤング率を測定したが、本年度は静的特性として、梁のたわみ量を測定した。その結果、μgオーダーの質量を検知する能力を持っていることが分かた。(2)試作した梁に下に凸の反りが生じた。主なプロセスに対応してその内部応力を測定した。その結果最終工程である上部電極用アルミニウムとアルミナ梁の間に生じる応力が原因であることを確認した。3.マイクロ湿度センサの試作アルミナ膜の吸着性を利用し湿度センサの試作を行った結果、50%以上の湿度に対しては高感度で動作することが確認された。全く新しい方法として、アルミニウムの陽極酸化膜を構造材料に利用した微小機械装置の研究に着手した。比較的簡単な構造を持つ片持ち梁の形成を通じて、プロセス条件の設定、アルミナ膜の構造、片持ち梁としての振動特性などについて多くの知見を得ることができた。1.陽極酸化の条件10%硫酸、温度2530°C、印加電圧10Vでの処理条件が適していることが分かった。また、しゅう酸でも良好な膜を得ることが出来た。アルミニウムは、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法共に同一条件で良い。2.スパッタの条件設定スパッタの条件は、アルゴンガス圧力0.8mmtoor、流量10ssccm、真空度5×10^<-8>toor、供給電力は、コイル側100W、ターゲット側180Wの条件でスパッタレート約10Åである。3.電子顕微鏡による表面観察走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡観察により、抵抗加熱蒸着によるアルミニウムの陽極酸化膜の構造とスパッタアルミニウム膜の陽極酸化膜の構造とは大きく異なっていることが明らかとなった。また、アルミニウム膜の構造そのものは陽極酸化によっても変化せず、ほぼそのままで陽極酸化がすすむ。3-1.抵抗加熱蒸着蒸着されたアルミ膜が熱により成長しており、結晶粒界が大きくなっている。その一つの粒界のなかに、多孔質の特徴である微小孔が数個発生していることが観察された。3-2.スパッタ膜スパッタ膜では、粒界は成長しておらず、微小孔が一つの粒界に一つ存在していることが観察されている。

4.アルミナ膜の特性抵抗加熱蒸着で製作したアルミナ膜を用いて片持ち梁を製作し、その振動特性を測定し、膜のヤング率を求めた結果、327GPaが得られた。アルミニウムが60Gpa,焼結タイプのアルミナが約400Gpaであることから妥当な値であると考えられる。この結果は関連学会に投稿中である。平成8年度の研究計画にしたがって報告する。1.陽極酸化によって得られたアルミナ膜の物性温度の異なる基板上にスパッタされたアルミニウム薄膜を陽極酸化することで得られたアルミナ膜について、SEM、TEM、電子線回折により構造解析をおこなった。また光学特性測定を行った。その結果(1)基板温度が高いほどアルミナ薄膜には凝集が見られる。また陽極酸化は付着したアルミニウムの表面形状を保ちながら進行することが分かった。多孔質アルミナに見られる微細孔の直径は約20μm程度である。TEM観察では、基板温度が高いほど孔のできかたはイソギンチャク様になる。常温の場合の表面状態が最も平坦で連続性を持っている。ただし、高温の場合もマクロ的には平坦面が保たれている。(2)硫酸液を用いた陽極酸化のアルミナ膜は通常無色透明といわれているが、やや灰色味を帯びていた。紫外線吸収測定をおこなったが、顕著な吸収はない。全領域にわたって10%程度の吸収がある。(3)屈折率の測定では基板温度常温のアルミナが約1.6、基板温度300°Cで3.2と温度が高いほど屈折率は大きくなることが分かた。2.マイクロアクチュエータとしての振動子の機械的特性測定(1)平成7年度は片持ち梁の動的測定からヤング率を測定したが、本年度は静的特性として、梁のたわみ量を測定した。その結果、μgオーダーの質量を検知する能力を持っていることが分かった。(2)試作した梁に下に凸の反りが生じた。主なプロセスに対応してその内部応力を測定した。その結果最終工程である上部電極用アルミニウムとアルミナ梁の間に生じる応力が原因であることを確認した。3.マイクロ湿度センサの試作アルミナ膜の吸着性を利用し湿度センサの試作を行った結果、50%以上の湿度に対しては高感度で動作することが確認された。
マウス胎仔口蓋突起における間質成分の分布に関する免疫電顕的研究

口蓋の発生機序を解明することは、口蓋裂の発生機序を追求する上で極めて重要であることは勿論であるが、発生生物学の普遍的課題である細胞分化と間質成分との相互作用や、器官発生と異種組織間の関係を追求する上でも重要な知見が得られることが期待される。我々はすでに、マウス胎仔の口蓋発生とコラーゲンやフィブロネクチンの分布との関係を光顕免疫組織化学的手段を用いて検索した。その結果、【I】型及び【III】型コラーゲン,フィブロネクチンは突起内でそれぞれ特異的な分布をし、その分布は発生に伴って変化することが明らかになった。この所見は、コラーゲンやフィブロネクチンは口蓋発生に重要な役割を果していることを示唆している。しかし、光顕の分解能ではこれ以上の解析ができない。そこで、本研究では電顕免疫組織化学的手段を用いて、口蓋発生とコラーゲンやフィブロネクチンなどの間質成分との関係について検索し、以下の結果を得た。細胞間質には数本から数十本の原線維からなる線維が様々な方向に走り、その周囲にはしばしば無構造又は原線維より細くφ1015nmの線維構造がみられた。原線維のうち【I】型コラーゲンはφ545nmの範囲(平均22.2nm)にあり、【III】型コラーゲンはφ535nmの範囲(平均21.2nm)にあり、両者の間に大きな差はなかった。また、二重染色法によって、1本の線維の中に【I】型コラーゲンと【III】型コラーゲンが混在していることが明らかになった。フィブロネクチンはコラーゲン線維付近にφ1015nmの線維又は無構造なやや電子密度の高い部分に認められる他、間葉細胞周囲や基底膜内に分布していた。基底膜では、lanina lucidaよりもlanina densaに多く分布していた。間葉細胞内のrERの染色性よりこの細胞がフィブロネクチンを合成していることが確認された。以上の結果は【I】型及び【III】型コラーゲンとフィブロネクチンは互に密接な関係にあることが示された。
金属内包シリコンクラスレートの触媒反応

金属内包シリコンクラスレートおよび関連化合物を合成し、電子スピン共鳴(ESR)法により内包された金属周辺の電子構造を解明し、新しい分子認識機能を有するミクロボーラスクリスタル系触媒開発のための基礎的研究を行った。さらに、代表的なミクロポーラスクリスタルである金属イオン交換ゼオライトの吸着分子の運動と触媒作用の関連に関する基礎的研究を行った。主要な結果を以下に記す。1. NaSiを出発物質として高温、高真空下で脱ナトリウム反応を行い、ナトリウム金属内包シリコンクラスレート、Na_xSi_<136>(3<x<10)、を合成した。Na_3Si_<136>に対しては、4Kで13.7mTおよび6.7m丁の等方性超微細結合(hfc)をもつESRスペクトルを観測し、各々Na原子およびNa_2^+に帰属できた。スペクトル強度の温度依存性の解析より、Na原子と伝導帯間のエネルギー差として0.001eVが評価できた。2.シリコンクラスレート系と炭素クラスタ一系との金属を取り囲む局部構造の相違を検討するために、高圧処理金属内包炭素クラスター(Na_3C60)のESR観測を行った。スペクトル線形、線幅および磁化率の温度変化に基づき、系内の伝導電子の挙動につき検討した。3.金属イオン交換ゼオライトの構造と吸着分子の運動の関係をESR法により検討した。例えば、X-およびY-ゼオライト中では、NO_2は回転拡散の運動をするが、Na^+-モルデナイトでは並進運動に伴うスピン交換が支配的になることがわかった。また、Na^+-ZSM-5に吸着したNO_2のスピン交換速度はSi/Al比の増加(即ち、Na^+量の減少)に伴い増加することがわかった。Na^+がNO_2の並進拡散を阻害する結果と考察した。本研究では、金属内包シリコンクラスレートを合成し、磁気共鳴法により内包された金属周辺の電子状態を解明し、新しい分子認識機能を有するミクロポーラスクリスタル触媒系の開発を目的とする.得られた結果を以下に記す。1)NaSi出発物質として高温、高真空下で脱ナトリウム反応を行なうことにより、ナトリウム金属内包シリコンクラスレートを合成した。Na_xSi_<46>およびNa_xSi_<136>構造(1.5<x<24)をもつ2種類のシリコンクラスレートの生成をX線構造解析により確認した。3)シリコンと遷移金属を組成比で混合し、高温で溶融することによりネットワークシリコンのサイトを遷移金属で置換したBa_8T_6Si_<40>クラスレート化合物(T=Cu,Ni等)を合成した。4)シリコンクラスレート系と炭素クラスター系との金属を取り囲む局部構造の相違を検討するために、金属内包炭素クラスター(Na_3C60)の高圧下で合成を行った。伝導電子のESR観測を行い、電子状態につき検討を行っている。金属内包シリコンクラスレートを合成し、電子スピン共鳴法等により内包された金属周辺の電子状態を解明し、新しい分子認識機能を有するミクロポーラスクリスタル触媒系開発のための基礎的研究を行った。また、代表的なミクロポーラスクリスタルであるゼオライトの金属イオン交換と吸着分子の運動および触媒作用の関係につき基礎的研究を行った。得られた結果を以下に記す。1) Na_3Si_<136>化合物のNa原子ESRの温度変化を詳細に観測し、系内でのNa原子の電子状態と電気伝導との関係を考察した。2)種々のNa金属内包シリコンクラスレート(Na_<10>Si_<136>,Ba8Na_6Si_<40>,Na_8Si_<46>)の触媒反応を検討した。

エチレンの水素化反応では、Na_8Si_<46>の触媒活性は低いが、Na_<10>Si_<136>は比較的高い活性を持つことがわかった(200oC、2時間で40%の水素添加率)。この水素添加率はNa,Agイオン交換A型ゼオライト(4Ag-Na-A)の触媒活性に匹敵することを確認できた。3)構造の相異なる種々のゼオライトに吸着したNO_x(x=1,2)のESR研究を行い、ミクロポーラスクリスタルの金属イオン交換と分子の吸着および分子回転・並進運動の関係につき詳細な検討を行った。
放射光の波長・偏光・パルス特性を用いた超励起分子の解離ダイナミックス

本研究代表者らにより実験的にはじめて実証された超励起分子の存在とその性質についての研究は、その後、電子線衝撃、シンクロトロン放射光を用いた本グループの実験を通じ、さらにその概要が明らかにされるとともに、現在国際的な競争の下にある。本研究はこのような背景から、放射光の連続的波長特性に加えてパルス・偏光特性を組合わせて駆使することにより、超励起分子の電子的エネルギー状態とその解離過程の詳細を明らかにすることを目的とするものであり、平成3-5年度において、計画調書記載の通り以下の研究を遅滞なく行った。(1)放射光パルス特性を利用した高速応答遅延同時計数法を開発し、水素分子超励起状態を経由して解離生成する励起水素原子(n=3)状態からのバルマーα発光の時間分解スペクトルを、H_2およびD_2分子について測定することにより、これらの解離原子の軌道角運動量量子数分布の測定を行った。またこれらについて、より高分解能の励起波長の下でさらに超励起状態を詳細に特定した測定を行うことに成功した。また解離前駆体である超励起状態の電子的対称性を反映して、解離生成した励起水素原子からの発光強度が放射光偏光軸に対して異方性を示すことを明らかにした。(2)CH_4,SiF_4,SiCl_4などの多原子分子について光吸収・光電離・光解離の各断面積絶対値の測定を行い、極紫外領域における光エネルギーのこれら諸過程への分配についての詳細な知見を得ることができた。(3)分子超励起状態の中性解離によって生成する励起断片からの真空紫外発光の励起スペクトル測定法、ならびに分散発光スペクトルを放射光波長に対して連続的に測定することによる2次元発光励起スペクトル測定法を確立し、O_2,N_2,N_2Oなどの分子について、極紫外光解離に関与する超励起状態のポテンシャル構造についての詳細な知見を得た。分子超励起状態の存在とその性質について本研究代表者らは放射線化学反応の実験によりはじめて実証し、その後、電子衝撃実験によりその概要を明らかにしてきた。また最近ではシンクロトロン放射光を用いた実験により分子超励起状態の研究が国際的な競争となりつつある。本研究ではこの様な背景から、放射光の波長特性に加えてパルス特性・偏光特性を組合せて駆使することにより超励起状態のエネルギ-状態ならびに電子状態とその解離過程の詳細の解明を目的とした。平成三年度は、最も簡単な分子である水素分子について、シンクロトロン放射光のパルス特性ならびにそれに追随する高速の同時計数システムを用い、また新たに真空排気系を整備することによって、以下の様な超励起分子の解離等の崩壊ダイナミックスを明らかにすることができた.すなわち、1)高エ研放射光実験施設においてパルス放射光によって光じた超励起水素分子の解離断片原子からのライマンαおよびバルマ-α発光の時間分解測定を行うことにより、生成した励起原子の軌道角運動量分布の測定を世界ではじめて行うことができた。あわせて、生成した励起水素原子と水素分子と反応性衝突という、超励起に引き続く媒質気体分子中の反応素過程についても新しい手法の開発により研究を行った。なお同位体効果についても間もなく実験予定である。2)窒素、酸素、一酸化炭素などの基本的かつ重要な分子について、シンクロトロン放射光を用いて超励起状態を生成させその解離過程を観測することによる、従来とは全く異なる分光法を開発し種々の超励起状態をはじめて観測することに成功した。

3)さらに、超励起状態のエネルギ-状態、電子状態に特徴的な解離過程を研究するため、光吸収・光電離・光解離の各過程の全断面積解離過程を研究するため、光吸収・光電離・光解離の各過程の全断面積絶対値測定をハロゲン化メタン、ハロゲン化ケイ素等種々の分子について行った。以上、ほぼ計画通り遅滞無く研究を遂行することができた。本研究代表者らにより実験的によりはじめて実証された分子超励起状態の存在とその性質についての研究は、その後、電子衝撃、シンクロトロン放射光を用いた本グループ実験を通じさらにその概要が明らかにされるとともに、現在、国際的な競争の下にある。本研究ではこの様な背景から、放射光の波長特性に加えてパルス特性・偏光特性を組合せて駆使することにより超励起状態の解離過程の詳細の解明を目的としている。平成四年度は、高エ研放射光実験施設でのパルス放射光を利用すべく初年度に確立した高速応答測定系を用いた発光の時間分解観測を行い、(1)超励起水素分子・重水素分子の解離断片である励起水素原子の軌道角運動量分布測定を初年度に取得した予備的なデータに較べて格段に波長分解能を向上した実験を種々の励起波長において行い、電子状態に及ぼす同位体効果の観点から詳細な知見を得ることができた。あわせて、(2)解離生成した当該励起水素原子(主量子数2および3の種々の軌道角運動量状態)と水素分子との衝突反応素過程について、シンクロトロン放射光の波長特性を利用することにより詳細な衝突エネルギー選別実験を行った。本測定系は当初、本年度予算によりさらに高速化するための新規備品購入の計画であったが、高エ研光源・測定器研究系との連携評価により、本測定系が軽微な修正によって発光測定系としては最高の時間分解能レベルの達し、かつ本研究に必要充分を有することが確認されたので、備品再整備の計画を若干修正にした。また(3)ネオン原子と等電子数のメタン分子について解離フラグメントとして生じた種々のフリーラジカルからの発光の励起スペクトルを測定し、その他の多原子分子についても同様な測定を行い、超励起状態の解離過程についての詳細な知見を得ることができた。以上本年度もほぼ初期の計画通り遅滞無く研究を遂行した。本研究代表者らにより実験的にはじめて実証された超励起分子の存在とその性質についての研究は、その後、電子線衝撃、シンクロトロン放射光を用いた本グループの実験を通じ、さらにその概要が明らかにされるとともに、現在国際的な競争の下にある。本研究はこのような背景から、放射光の連続的波長特性に加えてパルス・偏光特性を組合わせて駆使することにより、超励起分子の電子的エネルギー状態とその解離過程の詳細を明らかにすることを目的とするものである。最終年度である平成5年度は平成3・4年度において得られた成果を踏まえて、当初の予定通り以下の研究を遅滞なく行った。(1)放射光パルス特性を利用した、水素分子超励起状態を経由して中性解離によって生成する励起水素原子の角運動量量子状態分布の測定を継続して行い、H_2分子だけでなくD_2分子についても新たな知見を得た。またこれらについて、より高分解能の励起波長の下でさらに超励起状態を詳細に特定した測定を行うことに成功した。また解離前駆体である超励起状態の電子的対称性を反映して、解離生成した励起水素原子からの発光強度が放射光偏光軸に対して異方性を示すことを明らかにした。(2)CH_4,SiF_4,SiCl_4などの多原子分子について光吸収・光電離・光解離の各断面積絶対値の測定を行い、極紫外領域における光エネルギーのこれら諸過程への分配についての詳細な知見を得ることができた。
局所脳梗塞回復期における健常半球の機能代償および回路再編の解明

マウスにおける皮質脳梗塞後の神経回路再編成のピークは梗塞部位によらず、1週間目にあることがわかった。行動解析実験においては、機能回復が1週間目よりも遅れる(2-4週間後)ことがわかった。In vivo microdialysisの結果から、脳梗塞からの機能回復期(2-7日目)において、グルタミン、グリシン、ドパミンの増加があることがわかった。また、機能回復期の前半(2-4日目)にドパミン受容体阻害薬(ハロペリドール)を投与すると、機能回復に遅れが生じることがわかった。本年度の研究では、光感受性色素(ローズベンガル)を用いた手技により、体性感覚野に局所的に脳梗塞を発症させたマウス脳梗塞モデルにおいて、障害発生後1週間以内で対側健常領域の脳機能が亢進していることがFDG-PETを応用した手法によって証明された。その脳機能亢進が沈静化するまさに週間目の時点で特異的に、神経接合部(シナプス)の可塑性が増加していることが2光子顕微鏡を用いた非侵襲的in vivo imagingによる実験によって証明された。この可塑性変化が起こった後に、梗塞によって失われた機能が回復するが、この時、健常半球の神経回路の再編が起こっていることがin vivo記録法による電気生理学的実験により証明され、行動薬理学的実験により健常半球で左右両方の機能を担っていることがわかった。以上の研究成果は論文発表や学会発表を行っている(項目11参照)。また、さらに今年度は研究を発展させ、環境要因に伴う機能回復の変化と神経活動の変化の関連性を追及するべく、新たな実験系の確立を行った。予備実験の段階において、環境変化に対する行動様式が、上記の神経可塑性が起こる前後で異なっている可能性が高いことがOpen filedtestやLocomotion testにより判明した。また、脳梗塞後各時期における健常半球の神経伝達物質の構成が大きく異なっている可能性が高いことが、in vivo microdialysis法による実験によって示唆された。今後、当現象の真偽について追加実験を行い検証する予定である。脳梗塞による機能不全からの回復において、非障害領域の働きによる機能代償は重要であると考えられる。この過程において、病巣近傍の生き残った領域(ペナンブラ)による代償はもちろんのこと、健常半球の働きも重要であることは良く知られている(Crosson et al., Neuropsychol. Rev., 2007)。しかしながら、活動領域の変化をもたらす基盤メカニズムである神経回路自体の再編成については、いまだ全く研究されていない。申請者はこれまでの研究で、2光子励起レーザー顕微鏡をもちいたIn vovo imagingと電気生理学的実験を中心とした機能評価実験とを組み合わせることにより、マウス大脳皮質体性感覚野において、障害領域の対側半球において、神経回路再編を伴う機能代償が起こっている可能性があることを明らかにしている(Takatsuru et al., J. Neurosci., 2009)。そこで本研究課題では、脳梗塞後の機能回復における、障害領域に対応する健常半球領域の機能再構築に関して、回路レベルでの詳細な検討を行うことを目標としている。体性感覚野破壊においては、神経回路再編成が活発に起こる時期が脳梗塞後2-7日目であることが観察された。また、この時期に作られたシナプスはそれ以外の時期に作られたシナプスよりも安定して存在していることがわかった。脳梗塞後の機能回復は梗塞後2-7日目で起こるが、電気生理学的所見では、この時期において(a)新規回路からの入力(通常利用していない左末梢→左皮質の回路)が有意に増加していた。(b)しかしながら、一つ一つの応答は小さくなっていた。ことがわかった。In vivo microdialysisの結果から、脳梗塞からの機能回復期(2-7日目)において(a)グルタミンの増加(b)グリシンの増加、があることがわかった。このことから、神経回路再編成においてはグリア細胞の働きやNMDA受容体の働きが重要である可能性が示唆された。
メチル水銀が示すコレステロール代謝因子の脳特異的発現誘導とその意義

メチル水銀投与マウスの脳内で、コレステロール25-水酸化酵素(CH25H)が顕著に発現上昇することを明らかにした。さらにその発現が、マウス脳内のGFAP陽性細胞(アストロサイト)で観察されることを見出した。siRNAによるCH25Hの発現抑制下で、メチル水銀を処理した場合のメチル水銀感受性を評価した結果、C17.2細胞(神経前駆細胞)、BV2細胞(ミクログリア)およびC8-D1A細胞(アストロサイト)の3種類のマウス神経細胞すべてで、メチル水銀に対する感受性が増加することを確認した。これらの結果は、CH25Hがメチル水銀毒性に対して防御的な役割を果たす可能性を示唆していた。メチル水銀は強力な神経毒性を有し、脳に対して選択的にダメージを与える。しかしながら、メチル水銀が示す毒性発現機構は未だほとんど解明されていない。本研究は、メチル水銀の示す脳特異的毒性発現機構におけるCH25H(コレステロール25水酸化酵素)の役割を検討するものである。当該年度は、メチル水銀曝露によって発現レベルが上昇する遺伝子であるCH25Hの発現変動と脳内での発現特異性の検討(1)、ならびに神経細胞での発現レベルの検討を行った(2)。(1)近交系マウスC57BL/6に25mg/kgbw(as Hg)の塩化メチル水銀を皮下投与し、1,3,5,7日目にそれぞれ解剖した。脳組織、肝臓および腎臓でのCH25HのmRNA発現レベルを確認したところ、1日目に大脳および小脳で非投与群に比べて10倍程度発現レベルが上昇し、3日目に2倍まで低下後、5日目および7日目に再び発現レベルが10倍程度まで上昇した。投与量依存性についても確認し、10,15, 20, 25mg/kgbw(as Hg)の塩化メチル水銀を皮下投与し、発現をみたところ、投与量依存的に発現レベルが上昇した。肝臓での発現は顕著でなかった一方で、腎臓でも発現レベルの上昇がみられた。しかしながら、メチル水銀の蓄積量から考えると、脳での発現上昇がより顕著であった。さらに脳内での発現特異性について、in situハイブリダイゼーションと免疫染色による2重染色を実施したところ、GFAP(Glial Fibrillary Acidic Protein)発現細胞でCH25Hの発現が重なる一方で、Iba1(Ionized calcium binding adaptor molecule 1)発現細胞との重複は確認されなかった。以上の結果から、メチル水銀曝露によってアストロサイトでCH25Hの発現がみられることが明らかになった。(2)細胞の検討では、神経幹細胞であるC17.2およびミクログリア細胞のBV2を用いて、メチル水銀の添加後CH25Hの発現を確認した。細胞生存率が60%程度になるとCH25Hの発現上昇が顕著であり、特にC17.2でより発現上昇がみられた。当該年度予定していたコレステロール水酸化酵素の発現量の変動とメチル水銀毒性との関係についても合わせて検討し、研究自体は概ね順調に進展してきたものの、産休および育休もあり研究従事期間が短かったこともあり、十分な成果発表ができていないことが課題となった。メチル水銀は、強力な神経毒性を有し、脳に対して選択的なダメージを与える。本研究では、メチル水銀曝露によって脳特異的に発現が上昇するCH25H(コレステロール25水酸化酵素)の役割を検討し、メチル水銀が示す毒性発現機構の一端を明らかにすることを目指している。前年度までの検討によって、脳内のアストロサイト特異的にCH25Hが発現することを見出している。当該年度は、メチル水銀の曝露による脳内のアストロサイト特異的なCH25Hの発現について、3種類のマウス神経細胞(アストロサイト(C8-D1A細胞)、神経前駆細胞(C17.2細胞)、ミクログリア(BV2細胞))を用いて、その発現を比較するとともに、CH25HのsiRNAを用いたノックダウン試験およびCH25Hの代謝産物である25-水酸化コレステロールの前処理によるメチル水銀感受性を評価した。その結果、CH25Hの代謝産物である25-水酸化コレステロールの前処理では、C17.2細胞、ミクログリアおよびアストロサイトにおいて顕著な回復効果は確認できなかったものの、CH25HのsiRNAを用いたノックダウン試験により、もっともノックダウン効率の良いsiRNAを処理した場合において、3種類(C8-D1A細胞、C17.2細胞、BV2細胞)のすべてマウス神経細胞でメチル水銀処理によって高感受性を示した。以上の結果から、メチル水銀によって誘導されるCH25Hは、メチル水銀毒性に対して防御的に働いてる可能性が推察された。今後の推進方策として、アストロサイトやミクログリア以外でCH25Hの発現がみられないかニューロンマーカー含め他の因子との2重染色も必要か検討する。その結果をもとに、脳内でアストロサイト特異的にCH25Hが発現し、メチル水銀毒性に関わっているのか明らかにする。
同位体希釈の原理に基づく新規な不足当量定量法による微量金属のスペシエーション

アンチモンのIII価とV価のように,微量金属元素は酸化状態や化学形態によって毒性が異なっており,それぞれの化学種を定量する必要がある。本研究では,目的化学種の定量的な回収も検量線も不要な化学種選択的同位体希釈質量分析法および安定同位体を用いる不足当量分析法を研究した。アンチモン(III, V),銅(If, II)のほかホウ素(III)化学種について検討し,提案した分析法を標準物質に適用し,その精確さを評価した。微量金属は酸化状態や化学形によって環境中での移行,生物による取り込み及び毒性が大きく異なることが知られており,化学種分析(スペシエーション)が必要である。しかし,不安定な化学種の定量は一般の検量線法では容易ではない。安定同位体を用いる新しい不足当量分析法では,同位体希釈の原理に基づき目的化学種の定量的な回収も検量線も不要であり,スペシエーションに適した絶対定量法と考えられる。研究初年度は,銅(I,II)及びアンチモン(III,V)を取り上げ,基礎検討として,それぞれの化学種の溶媒抽出あるいはマイクロ流体抽出を中心に研究した。1)水溶液中で銅(I)がグルタチオン(GSH)錯体として安定に存在することを見出した。大気中で1x10^<-3>MのGSH共存下で調製した銅(I)水溶液は,pH7.4で7時間まで変化は見られなかった。また,pH2.7-7.4で銅(I)-2,9-ジメチル-1,10-フェナントロリン錯体として,1,2-ジクロロエタンに定量的にイオン対抽出することができた。この他,マイクロチップを用いたマイクロ流体抽出法によってジオクチルジチオカルバミン酸による銅(II)の抽出速度を研究し,速度定数に対する水相中の銅(II)の溶存状態の影響を明らかにした。2)アンチモン(III)の選択的分離系としてN-ベンゾイル-N-フェニルヒドロキシルアミン抽出系を選び,溶媒,試薬濃度,pHなどの最適分離条件を確認した。^<123>Sb濃縮同位体を用いて20倍量のアンチモン(V)を含むアンチモン(III)試料に本法を適用して,III価の同位体希釈定量を行い精確さを確かめた。一方,アンチモン(V)の選択的抽出系としてピロガロールとトリオクチルアミンを用い,溶媒,試薬濃度;硫酸濃度,振とう時間などを最適化することにより,V価のみを定量的に分離・回収できることを確認した。微量金属イオンは酸化状態や化学形によって環境中での移行,生物による取り込み及びその毒性が大きく異なることが知られており,化学種分析(スペシエーション)が必要である。本年度は,銅(I)の不足当量分離法の検討,並びにアンチモン(III,V)の化学種分析法を環境エアロゾル試料に適用するために,共存イオンや塩の影響について詳細に検討した。また,バナジウム(III,IV,V)溶液の電気化学的調製法の検討に着手した。1)大気雰囲気下で安定な銅(I)-グルタチオン(GSH)水溶液を用いて,銅(I)イオンの不足当量分離法を詳細に検討し,最適条件を明らかにした。5x10^<-5>M以上の銅(I)に対し,大過剰の過塩素酸イオンと不足当量の2,9-ジメチル-1,10-フェナントロリン(dmp),あるいは過剰のdmpと不足当量の過塩素酸イオンのいずれの系によっても,pH4付近で常に一定量の銅(I)をクロロホルムに不足当量抽出でき,また,銅(II)イオンからの分離も可能なことを示した。2)アンチモンIII価とV価の選択的分離系として,それぞれベンゾイルフェニルヒドロキシルアミン(BPHA)系とピロガロールートリオクチルアミン(PG-TOA)系を用い,環境試料中に共存する17種類の金属及び非金属イオンの影響を調べた。BPHAでは鉄(III),銅(II),クロム(III)などによる顕著な妨害が認められ,これらのイオンからアンチモン(III)の前分離が必要なことが分かった。一方,PG-TOAでは,妨害となるイオンは全くなく,アンチモン(V)に高選択的な分離系であることが確かめられた。微量金属イオンは酸化状態や化学形によって環境中での移行や生物に対する毒性が異なることが知られており,元素の汚染の程度や毒性の評価のためには,化学種別の定量(スペシエーション)が必要である。一般に,検量線法では不安定な化学種の定量は容易ではないが,同位体希釈の原理に基づく同位体希釈質量分析や安定同位体を用いる不足

当量分析法は,目的化学種の定量的な回収も検量線も不要であり,スペシエーションに適した絶対定量法と考えられる。本年度は,ホウ酸の選択的不足当量分析法,およびアンチモン(III,V)の化学種選択的同位体希釈分析法を中心に研究した。1)ホウ酸に選択的な抽出試薬として,数種のサリチルアルコール誘導体を合成した。ジヨードサリチルアルコールが最も抽出能が高く,これをホウ酸に対して過剰量とし,不足当量のトリオクチルメチルアンモニウムにより不足当量抽出した。B-10を用いた同位体希釈法と組み合わせることにより,nmolレベルのホウ酸の絶対定量が可能となり,肥料標準物質に適用し,本法の精確さを実証した。2)アンチモン(III)の選択的分離系として,ジエチルジチオカルバミン酸塩を用いる速度論的抽出法を確立し,前年度に確立したアンチモン(V)分離系であるピロガロールートリオクチルアミン系と組み合わせて,環境試料中のアンチモン(III,V)の選択的同位体希釈分析法を開発した。NIST1648aなどの大気環境標準物質に適用し,酸浸出されるアンチモンのスペシエーションに成功した。3)不安定な化学種であるバナジウム(III,IV,V)水溶液の簡易・迅速な組成制御法として,マイクロカラム電極による電解法を検討した。充填炭素繊維の陽極酸化処理と錯形成剤タイロンの共存により,バナジウム(III)を含む化学種の定量的な酸化還元が可能になった。
生態データの統計的解析-不等分散のもとでの分析手法の開発

データの検定や推定などに用いられる統計的解析の手法の多くは、データセットの各データ点が同じ分布に由来するものだと想定しているが、生態的データでは、分散が異なるデータ点が混在することが多い。この不等分散性のため、第1種の誤りの率が所定値(有意水準)を上まわるだけではなく、状況によってはまったく反対に検定を過剰にきびしいものとしたのと同じ効果があることがわかった。不等分散を量的に記述するだけの充分なデータがあれば、多くの場合に、最尤法や重みを付ける方法などで解決できることがわかった。これらの方法は広い範囲で、とくに極端に小さなサンプルサイズでないなら、検出力の点でも通常使われている検定を理想的な条件で使用したときと大きくは異ならないことが示された。また、これまで解析方法が充分に整理されていないケースのいくつかで超パラメーターを導入した経験ベイズ的な方法の有効性も示唆された。これまでに不等分散への対応として広く使用されてきた各種の変数変換(角度変換すなわち逆正弦平方根変換、平方根変換、角度変換など)について検討したところ、分散の一様化(安定化)が達成されないような使用例が多いばかりか、分散を一様化して不等分散を解消しようとしてかえって他の点で望ましくない結果をもたらすことがわかった。変数変換では分散と同時に独立変数と従属変数の期待値とのあいだの決定論的な関係にも変更を加えてしまうため、分散分析で言えばartifactとして交互作用を生じ、重回帰で言えば、ある独立変数の効果が一定であっても他の独立変数の効果が変化すると一定であるはずの独立変数の効果を表す偏回帰係数が変化してしまうことがわかった。まずブルードないしクラッチの性比のデータを具体的な例としてとりあげ不等分散の影響を検討した。ブルードやクラッチの性比は多くの例で二項分布の仮定に基づき分析されている。そこで不等分散としてはいわゆるoverdispersionやunderdispersionの形で起こるとすることができる。ブルードやクラッチの性比データの特徴を検討した結果、通常はあまりみられないunder-dispersionが見られることとoverdispersionやunderdispersionの程度がクラッチやブルードのサイズに依存して変化することの2点があることが明らかになった。したがって、離散的なデータのover-dispersion対策としてこれまで使われたきた方法では、不充分な場合が多く対応しきれないと考えられる。実際の性比調節で想定されているケースをもとにしたモンテカルロシミュレーションによっても、そのことが裏づけられた。次に変数変換について検討した。変数変換はパラメトリックな統計的方法を使用する際にその前提条件の確保のために広く使われているが、生態的データにおける生存や個体数などの個別の適用分野をみると不適切な使用例が多い。変数変換してパラメトリックな統計的方法を適用すると、独立変数が複数存在する場合に、一般的に大きな推定のかたよりなどを生じる状況が多数存在することが明らかとなった。このかたよりは、一部が誤差構造に関するものだったが、期待値に関するものも存在した。期待値に関する効果のために、数値計算によって検討したところ、標本数を大きくすることではかたよりの解消にはならずにかえってかたよりを大きくする場合が見られた。
X-Pt-Sユニット反応場の新機構築法および不飽和有機分子との反応

金属-配位子の新しい結合を生じる"酸化的付加反応"、その逆反応であり多くの触媒反応の完結プロセスとして含まれる"還元的脱離反応"、そして不飽和有機分子を錯体上に取り込むことを可能にする"挿入反応"は有機金属化学において最も重要な研究事項である。なかでも金属-水素結合へのアルキン類の挿入反応は、ヒドロシリル化やヒドロホウ素化の反応機構に関連して古くより研究されており、一般的に四中心の遷移状態を経てシス挿入することが知られている。また電子吸引性の置換基を有するアセチレンを用いた場合、シス挿入ばかりではなく、金属-水素結合間へアルキン類がトランス挿入する例も報告されている。本研究では、アルキンにフェニルアセチレンを用い、ヒドリド白金錯体との反応を検討したところ、系中にチオールが存在するとフェニルアセチレンがヒドリド白金錯体の白金-水素結合間にトランス挿入することを見出した。また本反応が光照射によって促進されること、および反応条件を選択することによって挿入反応の位置および立体選択性が制御できることも見出した。炭素-水素結合の低原子価遷移金属への酸化的付加については、sp^3炭素-水素結合、芳香族炭素-水素結合に関しての研究が多く成されており、反応が可逆的に進行することが報告されている。一方、イミノ炭素-水素結合の酸化的付加については、OsやRhへの酸化的付加反応が錯体レベルで確認されているが,反応の詳細については明らかにされていない。本研究では、イミノホスフィンを配位子として有するゼロ価白金錯体を合成したところ、イミノホスフィンのイミノ炭素-水素結合がゼロ価白金錯体へ容易に酸化的付加付加すること、および生成したヒドリド白金錯体からのイミノ炭素-水素結合の還元的脱離反応も室温で進行することを見出し、反応機構に関する考察も行った。
電場を利用した晶析による有機化合物の精製に関する基礎的研究

ゾーン・メルティングは高純度の有機化合物を得るためのもっとも有効な方法の一つである。しかし、その分離速度が遅いために工業的規模の分離精製プロセスに用いられていないのが現状である。本研究では、電場が分離効率を向上させるか否かを調べる目的で、ノーマル・フリージングにおける電場の効果を実験的に調査した。本研究ではノーマル・フリージングによる3,5-キシレノール+ナフタレン系の精製を試みた。この系は単純共融混合物である。固化の際、固液界面に水平方向へ6,000V/cmおよび10,000V/cmの電場をかけることにより分離効率への電場の効果を実験的に検討した。ここで、初期不純物濃度は5wt%とした。固化終了後、固体試料中の不純物濃度はガスクロマトグラフィーにより分析を行った。さらに固化面および液相の流れの様子をビデオカメラ付き顕微鏡を用いて観察した。3,5-キシレノールが主成分の場合、不純物(ナフタレン)の濃度は電場により減少した。これは電場によって誘起された液相の対流によるものと思われる。この対流は顕微鏡により明瞭に観察された。一方、ナフタレンが主成分の場合、不純物(ナフタレン)の濃度は電場により増加した。また、電場の強さが増すにつれて不純物濃度が増加した。この系では、電場をかけた場合に顕微鏡によって微小な結晶が観察された。このことにより3,5-キシレノール(不純物)が粒状の界面により多く吸着したものと考えられる。晶析による3,5-キシレノール(極性物質)+ナフタレン(無極性物質)系の分離・精製における電場の効果を検討した。3,5-キシレノールが主成分である場合には、電場により不純物(ナフタレン)の濃度が減少し、ナフタレンが主成分である場合には、不純物(3,5-キシレノール)の濃度が増加することを実験的に見いだした。また、電場と不純物の結晶中への取り込みを解明する目的で、電場をかけた状態で結晶が析出する状況を直接顕微鏡を用いて観察した。これより、以下のことが明らかとなった。3,5-キシレノール(95wt%)+ナフタレン(5wt%)系の結晶成長においては、結晶形状および成長方向への電場の影響は見られなかったが、電場により成長速度が遅くなることがわかった。また、電場をかけた場合には、電極板間において液相の激しい対流が誘起されることがわかった。本系では、この対流が分離効率に影響するものと思われる。つまり、固化の際に不純物が界面に押し出されてくるが、誘起された対流がこの不純物の液相バルクへの拡散を促進したために、結晶中への不純物の取り込みが減少したものと思われる。ナフタレン(95wt%)+3,5-キシレノール(5wt%)系の結晶成長においても、電場により結晶成長が遅くなること、液相の対流が誘起されることがわかった。また、電場をかけた場合には多くの微小な結晶が現れることがわかった。本系では、結晶成長の影響が大であり、電場による微小な結晶の出現が分離効率に影響しているものと思われる。つまり、微小な結晶の出現による固液界面積の増大に伴い、結晶中への不純物の取り込みが増加したものと思われる。

本研究ではノーマル・フリージングによる3,5-キシレノール+ナフタレン系の精製を試みた。この系は単純共融混合物である。固化の際、固液界面に水平方向へ6,000V/cmおよび10,000V/cmの電場をかけることにより分離効率への電場の効果を実験的に検討した。ここで、初期不純物濃度は5wt%とした。固化終了後、固体試料中の不純物濃度はガスクロマトグラフィーにより分析を行った。さらに固化面および液相の流れの様子をビデオカメラ付き顕微鏡を用いて観察した。3,5-キシレノールが主成分の場合、不純物(ナフタレン)の濃度は電場により減少した。これは電場によって誘起された液相の対流によるものと思われる。この対流は顕微鏡により明瞭に観察された。一方、ナフタレンが主成分の場合、不純物(ナフタレン)の濃度は電場により増加した。また、電場の強さが増すにつれて不純物濃度が増加した。この系では、電場をかけた場合に顕微鏡によって微小な結晶が観察された。このことにより3,5-キシレノール(不純物)が粒状の界面により多く吸着したものと考えられる。
原始太陽系星雲における鉱物蒸発のカイネティクスと同位体分別

初期太陽系星雲の高温過程における固体鉱物の蒸発にともなう元素および同位体の分別を温度.圧力に依存する時間の関数として解明するため,フォルステライトとかんらん石(Fo92)をもちいた蒸発実験をおこなった.結晶軸に平行な定方位に切り出した箱型とした出発物質を用いた実験の結果、鉱物は蒸発に関し強い異方性をもつことが明らかとなった.表面は方位ごとに固有の微細構造を示し,転位密度に応じて固有の表面組織を示す.かんらん石はかんらん石構造を保ったまま蒸発するため,部分蒸発の結果,表面はよりMg,Caに富むようになる。一方Fe,Niは初生値より低くなる。表面組成は中心部に未反応部分が残っているかぎり一定時間の経過後定常状態に達し,初生値との比が固相・気相分別係数を求めることが可能となった。内部は拡散プロファイルを示し、蒸発が拡散に支配されていることを示している。蒸発による界面後退をともなう拡散方程式により実験結果を解析した結果、蒸発速度と拡散係数を求めることができた。拡散係数はMisner(1974)による低温での結果の外挿値よりやや大きい。この値の原因は(1)高温では拡散のモードが低温とは変化するためintrinsicな値として正しい、(2)真空中の蒸発では表面に空孔が発生して拡散速度が増大する、(3)蒸発速度の推定値が不正確でその結果拡散速度も誤差を含んでいる、という3つの可能性がある。今回用いた方法は従来実験技術上の制約から困難であった拡散係数を求める上で画期的なものである。さらに、拡散をともなう蒸発における元素分別の一般的な関係を定式化することに成功したため、太陽系星雲における元素分別を温度、圧力、時間の関数として記述することが可能となった。初期太陽系星雲の高温過程における固体鉱物の蒸発および冷却に伴うガスからの鉱物の再凝縮の反応速度を求めることは、星雲の進化と隕石に含まれる高温鉱物がしばしば示す非平衡な鉱物組み合わせや同位体分別の形成条件を知る上で決定的な情報である。さらに、それを一般化するためには反応を支配する素過程やメカニズムを明らかにしなくてはならない。そのため、真空中や水素ガス中での蒸発速度や蒸発係数のわかっているフォルステライトの蒸発の異方性を実験的に求めることを試みた。研究遂行のため、新たに高温真空装置を開発した。フォルステライト単結晶をa-軸およびc-軸方向に引き上げて合成し、定方位になるように小さく切り出して、実験をおこなつた。その結果、(100)、(010)、(001)の各結晶面は、それぞれ特有の表面構造をもつことがわかった。表面微細構造を用いて各面の蒸発速度を求めると、[100]、[010]、[001]方向にそれぞれ8.5,5,38mm・sec^<-1>で、[001]方向の速度が圧倒的に大きい。各面の固有の蒸発速度をもち、面の蒸発速度は固有の速度と転位の寄与による速度の和で表されるという仮定をおこない異方性の内容を検討した。全体としての速度は2通りの方法で求めた。第一に3つ以上の重量変化のデータから最小二乗法により各面速度を見積もる方法、第2に実際に一定時間の厚さの変化を測定する方法である。前者の方法で求めた速度は各面に対し、19,8,38μm・sec^<-1>、後者の方法では14,5,16μm・sec^<-1>である。両者の差から面の蒸発速度全体に対する転位の寄与を見積もると[100]方向で約50%、[010]方向で約40%、[001]方向ではほとんどない、といえる。

結晶の単位格子でみると、[100]方向が毎秒約5層、[010]方向が約1層、[001]方向が約18層が蒸発することになる。これは原子密度比のちがいでは説明できず、速度を律しているのはむしろ表面カイネティクスに依存する効果と考えられることが明らかとなった。初期太陽系星雲における高温過程における固体鉱物の蒸発,および冷却に伴うガスからの鉱物の再凝縮による元素および同位体の分別を温度・圧力に依存する時間の関数として解明するため、それらの関数として蒸発速度を実験的に求めた。前年度の研究により特定温度での蒸発速度が求められているフォルステライトについて、1500度から1800度の温度範囲で蒸発速度を求めた。研究の過程において、蒸発速度が鉱物の結晶方位に依存する異方性を示すことが明らかとなり、結晶軸に垂直な方向での速度を求めた。その結果、フォルステライトではc軸に沿った蒸発速度がもっとも大きく、a軸とb軸に沿う方向はほとんど区別がつかないことが明らかとなった。活性化エネルギーはc軸方向がもっとも小さく、融点に近づくほど異方性が小さくなる。また、MgO-SiO2系珪酸塩メルトの蒸発速度を求め、化学平衡計算の結果をもちいて解析し、カイネティックバリアがMgにくらべSiが数倍大きいことを明らかとした。さらに、太陽系の原物質の生き残りとして隕石からみいだされているSiCの蒸発を検討したところ、不一致蒸発してCが蒸発残渣として残ることがわかった。メルトとSiCに関しては従来まったく得られていなかった蒸発速度を求めたこと蒸発における同位体分別から温度・圧力・時間の情報をえるため、固体内拡散を考慮に入れた蒸発による同位体分別のモデル化をおこなった。その結果、同位体分別がレーリー分別を仮定できる場合、拡散と蒸発の競合過程となる場合、拡散が反応律速となり同位体分別の観測されない場合があり得ることがわかった。実験により求められた蒸発速度をもちいて、3つのケースを粒子サイズと温度の関係において求めた。フォルステライトのMgは広い条件下で同位体分別が観測にかかる可能性があり、太陽系や星の周囲の環境の温度・圧力の履歴を解明する有力な物質であることがわかった。初期太陽系星雲の高温過程における固体鉱物の蒸発にともなう元素および同位体の分別を温度.圧力に依存する時間の関数として解明するため,フオルステライトとかんらん石(Fo92)をもちいた蒸発実験をおこなった.結晶軸に平行な定方位に切り出した箱形とした出発物質を用いた実験の結果、鉱物は蒸発に関し強い異方性をもつことが明らかとなった.表面は方位ごとに固有の微細構造を示し,転位密度に応じて固有の表面組織を示す.かんらん石はかんらん石構造を保ったまま蒸発するため,部分蒸発の結果,表面はよりMg,Caに富むようになる.一方Fe,Niは初生値より低くなる.表面組成は中心部に未反応部分が残っているかぎり一定時間の経過後定常状態に達し、初生値との比が固相・気相分別係数を求めることが可能となった。内部は拡散プロファイルを示し、蒸発が拡散に支配されていることを示している.蒸発による界面後退をともなう拡散方程式により実験結果を解析した結果、蒸発速度と拡散係数を求めることができた。拡散係数はMisner(1974)による低温での結果の外挿値よりやや大きい。この値の原因は(1)高温では拡散のモードが低温とは変化するためintrinsicな値として正しい、(2)真空中の蒸発では表面に空孔が発生して拡散速度が増大する、
ニワトリの体蛋白合成速度とインシュリン様増殖因子Iに関する栄養生理学的研究

絶食後のニワトリに飼料を再給餌すると体蛋白質合成速度が急激に上昇することが、また血漿中IGF-I濃度も栄養条件の変化に対して鋭敏に反応することが報告されている。本研究では、栄養条件の変化のシグナルとしてIGF-Iに着目し、様々な栄養条件におけるニワトリの体蛋白質合成速度とIGF-Iレベルとの関係について調査した。蛋白質合成速度は、標識フェニルアラニンの大量一回投与法により測定した。血中IGF-I濃度は、ニワトリIGF-Iをスタンダードとして用いたラジオイムノアッセイにより測定した。血中IGF-I濃度は1週齢から6週齢にかけて上昇し、絶食により減少した。1および2週齢のニワトリにおいて、絶食により筋肉の蛋白質合成速度および肝臓におけるIGF-I mRNAレベルともに減少し、両者の間に正の相関が認められた。15日齢の単冠白色レグホーン種雄を2日間絶食した後、蛋白質、炭水化物、脂肪を単独で、あるいは2種類の栄養素を同時に摂取させた。飼料再給餌30分後に筋肉の蛋白質合成速度と血中のIGF-I濃度を測定した。絶食により低下した筋肉の蛋白質合成速度におよぼす各種栄養素再給餌による交互作用は認められなかった。飼料再給餌にともなう蛋白質合成速度の上昇は、筋肉では蛋白質および炭水化物の再給餌による上昇の相加的上昇により説明された。絶食により血中IGF-I濃度は有意に減少し、各種栄養素の再給餌30分後における血中IGF-I濃度は、絶食時と比べて変化は認められなかった。以上の結果より、絶食後の再給餌による組織蛋白質合成速度の急速な上昇には血中IGF-I濃度の変化は関与していないことが示された。しかしながら、栄養条件を変化させたニワトリにおいて、組織蛋白質合成速度と血中IGF-I濃度を同時に調査した報告は見当たらない。従って本研究では、栄養条件の変化のシグナルとしてIGF-Iに着目し、絶食後のニワトリに個々の栄養素を摂取させた後、組織蛋白質合成速度と血中IGF-I濃度がどの様に変化するか調査することを目的とした。飼料再給餌30分後に肝臓および筋肉の蛋白質合成速度と血中のIGF-I濃度を測定した。血中IGF-I濃度は、遺伝子組み替えニワトリIGF-Iをスタンダードとして用いたラジオイムノアッセイにより測定した。絶食により低下した肝臓および筋肉の蛋白質合成速度におよぼす各種栄養素再給餌による交互作用は認められなかった。飼料再給餌にともなう蛋白質合成速度の上昇は、肝臓では蛋白質、炭水化物および脂肪の再給餌による相加的上昇により、筋肉では蛋白質および炭水化物の再給餌による上昇の相加的上昇により説明された。

蛋白質合成速度は、標識フェニルアラニンの大量一回投与法により測定した。血中IGF-I濃度は、ニワトリIGF-Iをスタンダードとして用いたラジオイムノアッセイにより測定した。血中IGF-I濃度は1週齢から6週齢にかけて上昇し、絶食により減少した。1および2週齢のニワトリにおいて、絶食より筋肉の蛋白質合成速度および肝臓におけるIGF-I mRNAレベルともに減少し、両者の間に正の相関が認められた。15日齢の単冠白色レグホーン種雄を2日間絶食した後、蛋白質、炭水化物、脂肪を単独で、あるいは2種類の栄養素を同時に摂取させた。飼料再給餌30分後に筋肉の蛋白質合成速度と血中のIGF-I濃度を測定した。絶食により低下した筋肉の蛋白質合成速度におよぼす各種栄養素再給餌による交互作用は認められなかった。飼料再給餌にともなう蛋白質合成速度の上昇は、筋肉では蛋白質および炭水化物の再給餌による上昇の相加的上昇により説明された。絶食により血中IGF-I濃度は有意に減少し、各種栄養素の再給餌30分後における血中IGF-I濃度は、絶食時と比べて変化は認められなかった。以上の結果より、絶食後の再給餌による組織蛋白質合成速度の急激な上昇には血中IGF-I濃度の変化は関与していないことが示された。