hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代シーケンサーを利用したH. pylori病原性遺伝子の網羅的探索

本研究はピロリ菌の遺伝子・系統解析を行うことで、(1)先史時代アジアにおける人類移動経路の推定、および(2)東アジア株における新規疾患関連領域の探索の2つをテーマとする。テーマ(1)に関しては、次世代シーケンサーデータを用いたゲノムワイドな系統・集団解析により、沖縄特異的なピロリ菌集団の一つとアフガニスタンからネパールの菌株が近縁であることを発見した。この沖縄株集団の推定分岐年代は約3万年前の旧石器時代であり、おそらく内陸を経由した人類集団移動の痕跡だと考えられる。やはりピロリ菌を用いた先行研究では、旧石器時代にオセアニアに至る海岸ルート経由の人類移動が明らかにされているが、本研究はそれとは異なる内陸経由の早期人類移動を示唆するものである。これらの結果は近日中に論文投稿予定である。(2)に関しては、ピロリ菌感染モデルとして使われるスナネズミへの経口投与後1ヶ月、3ヶ月、6ヶ月経過後の菌株のゲノムを次世代シーケンサーで読み取り、投与前の元株と比較して、スナネズミへの適応に伴う遺伝子の変化を調べた。解析結果からはアミノ酸の変化を引き起こす非同義置換が膜タンパクなどに見られ、また、フレームシフトによる偽遺伝子化が起きていることが明らかになった。これらの結果は論文として投稿中である(査読中)。また、日本(大分県)で採取された胃がん患者由来の株と胃MALTリンパ腫由来の株のゲノムワイドな比較から、既知の病原遺伝子以外の遺伝子の違いを見出し、これも論文投稿準備中である。テーマ(1)の鍵となる沖縄特異的なピロリ菌集団は、前年まではネパールでしか近縁株が見られなかったが、新たにGenbankに登録されたデータの中からアフガニスタンからネパールで近縁株が見つかり、地理的に線として繋がった。中央アジアから琉球列島までの道のりは依然不明だが、遺伝子フローの解析からも南アジアからオセアニアを経由しない流れが見られ、内陸経由の人類移動に伴って移動した菌系統だと考えられる。テーマ(2)については、スナネズミへの菌投与後、アミノ酸の変化を引き起こす非同義置換が膜タンパクなどに見られ、また、フレームシフトによる偽遺伝子化が起きていることが明らかになった。また、胃がん患者由来の株と胃MALTリンパ腫由来の株のゲノム比較により、既知の病原遺伝子以外にも疾患群間で有意なアミノ酸頻度差が見られる遺伝子座位を同定した。沖縄特異的ピロリ菌については、系統・集団解析結果をまとめて論文投稿準備中である。新規疾患関連領域の探索については、性質の違う悪性疾患同士の比較として胃がん患者由来の株と胃MALTリンパ腫由来の株の比較を行った。今後、胃がんと胃炎、十二指腸潰瘍株株についてもゲノムワイドな比較を行い、疾患とピロリ菌遺伝子型との相関を探索する予定である。テーマ(1)に関しては、7つのハウスキーピング遺伝子を連結したMLST(Multi Locus Sequence Typing)配列に対する集団構造解析を行い、沖縄特異的なピロリ菌集団の一つが、アジア株の祖先的な要素を持つことを確認した。これは新石器時代にあたる34万年前に既に人類集団が琉球列島に到達していた可能性を示唆している。同年代にパプアニューギニアとオーストラリアにも人類が到達しているが、集団構造解析ではパプアニューギニア・オーストラリア地域のピロリ菌(hpSahulグループ)と沖縄特異的な菌との間に関連性が見られる。ゲノム情報を利用した系統樹ではhpSahul系統の株よりネパールで採取された株の方が沖縄特異株に近縁であり、沖縄特異株の由来についてはさらなる解析を行っている。テーマ(2)に関しては、日本(大分県)で採取された胃がん患者由来の株と胃MALTリンパ腫由来の株のゲノムワイドな比較から、これまでにピロリ菌の主要病原遺伝子cagAとvacA内にアミノ酸頻度に有意差のある座位を発見し、既知の病原遺伝子以外でもアミノ酸頻度差を検出している。さらにベトナム株でも胃がん株と十二指腸潰瘍株を比較し、新たな疾患関連遺伝子を探索している。テーマ(1)の鍵となる沖縄特異的なピロリ菌集団は、ゲノム系統樹では最も近縁な株が地理的に遠く離れたネパールの株であり、どのような経路で琉球列島に到達したのか不明な点が多かったが、集団構造解析からパプアニューギニア・オーストラリア地域のピロリ菌との関連性が示唆され、南方からの海洋ルートが可能性として考えられるようになった。テーマ(2)の新規疾患関連領域の探索では、日本の胃がん患者由来の株と胃MALTリンパ腫由来の株のゲノム比較により、既知の病原遺伝子cagA, vacAでのアミノ酸頻度の差、およびそれ以外の新規疾患関連遺伝子候補を同定した。ベトナム株を用いた疾患関連因子の探索も進行中であり、今後、日本とベトナムの比較から疾患関連遺伝子の共通性・地域性を明らかにしていく。

やはりピロリ菌を用いた先行研究では、旧石器時代にオセアニアに至る海岸ルート経由の人類移動が明らかにされているが、本研究はそれとは異なる内陸経由の早期人類移動を示唆するものである。これらの結果は近日中に論文投稿予定である。(2)に関しては、ピロリ菌感染モデルとして使われるスナネズミへの経口投与後1ヶ月、3ヶ月、6ヶ月経過後の菌株のゲノムを次世代シーケンサーで読み取り、投与前の元株と比較して、スナネズミへの適応に伴う遺伝子の変化を調べた。解析結果からはアミノ酸の変化を引き起こす非同義置換が膜タンパクなどに見られ、また、フレームシフトによる偽遺伝子化が起きていることが明らかになった。これらの結果は論文として投稿中である(査読中)。また、日本(大分県)で採取された胃がん患者由来の株と胃MALTリンパ腫由来の株のゲノムワイドな比較から、既知の病原遺伝子以外の遺伝子の違いを見出し、これも論文投稿準備中である。テーマ(1)の鍵となる沖縄特異的なピロリ菌集団は、前年まではネパールでしか近縁株が見られなかったが、新たにGenbankに登録されたデータの中からアフガニスタンからネパールで近縁株が見つかり、地理的に線として繋がった。中央アジアから琉球列島までの道のりは依然不明だが、遺伝子フローの解析からも南アジアからオセアニアを経由しない流れが見られ、内陸経由の人類移動に伴って移動した菌系統だと考えられる。テーマ(2)については、スナネズミへの菌投与後、アミノ酸の変化を引き起こす非同義置換が膜タンパクなどに見られ、また、フレームシフトによる偽遺伝子化が起きていることが明らかになった。また、胃がん患者由来の株と胃MALTリンパ腫由来の株のゲノム比較により、既知の病原遺伝子以外にも疾患群間で有意なアミノ酸頻度差が見られる遺伝子座位を同定した。先史時代アジアにおける人類移動経路の推定については、MLST配列による系統樹とゲノム配列データを用いた系統樹との間に齟齬が見られる。これはMLSTに含まれる菌集団の一部(北東アフリカ系のhpNEAfrica)について、まだゲノムデータがリリースされていないこと、また、ピロリ菌間で頻繁に起こる組み替えの影響が考えられる。所属研究室では2017年よりアフリカ地域との共同研究が立ち上がっており、hpNEAfrica株が得られれば解析に加えたい。組み替えの影響は、組み替え領域を同定するテストや移入された遺伝子領域を推定する手法を用いて、非組み替え領域を系統解析に用いる工夫をする。また、系統樹の作成法についても、最尤法、ベイズ法などを試みて、最適な方法を探す。新規疾患関連領域の探索については、ベトナムの胃がん株と十二指腸株のゲノムワイド関連解析(GWAS)を行い、それぞれの疾患と関連する遺伝子の探索を進める。また、日本株でも胃がん株と十二指腸潰瘍株の比較を行い、ベトナム株での結果と比較する。配列比較から判明した疾患と多型の相関関係に対しては、実際に疾患発症に至る機序や因果関係を探るため培養細胞への感染実験等の実験的手法を援用する。沖縄特異的ピロリ菌については、系統・集団解析結果をまとめて論文投稿準備中である。
ホヤ胚発生過程における割球の発生運命決定機構の解析

初期発生過程において、各割球がどの組織を作る細胞になるのかを決定するしくみを解明するのが本研究の目的である。材料としては、研究上の利点に富んでいる原索動物(ホヤ)を用いた。1。未受精卵内における組織決定因子の分布本年、生体染色を用い未受精卵の方向性を検出する方法を開発し、細胞質移植実験を行うことにより、表皮・筋肉・内胚葉決定因子の卵内分布を明らかにすることができた。その結果、筋肉と内胚葉決定因子は、動物極付近を除く広い範囲にあり、赤道附近より植物極付近に多い。また、表皮決定因子も広い範囲にあるが、動物極付近に一番多いと考えられた。2。脊索分化の分子メカニズム昨年の割球単離、及び再結合実験により、脊索の分化には誘導が必要であることが結論された。カエルでは、アクチビンやbFGFが中胚葉誘導物質として知られている。そこで、誘導が起こる前に単離した予定脊索割球をこれらの物質で処理してみたところ、bFGFが低濃度(0.2ng/ml)で、かつ高率(100%)に脊索を誘導できることが判明した。3。眼点-平衡器等価群におけるシグナルレセプターのクローニング側方抑制シグナルのレセプター遺伝子として、線虫C.elegansではlin-12、DrosophraではNotchが単離されている。そこで、ホヤの眼点-平衡器等価群における細胞間相互作用の実体を分子レベルで明らかにするために、lin/Notch遺伝子のホモログを単離した.発現解析の結果、神経胚期に感覚器前駆細胞を含む10個前後の細胞で発現が起こっていることが示された。1。2。3。
教員の勤務負担の歴史的起源－日米英独の教員の労働法制度の成立過程に着目して－

本年度はこれまでの研究成果を博士論文にまとめた。博士論文全体では「2000年代後半以降の日本の公立小中学校教員にとって負担の大きい業務は何か」という問いを設定した。この問いにアプローチするために、次の2つに着目して分析を行った。第1に、過去の教員と比べて2000年代後半以降の教員の業務負担はどうであるのかである。ここでは労働時間に着目した時間的負担と精神性疾患による病気休職という心理的負担の2つの側面から分析を行った。まず時間的負担については、2000年代後半以降の教員は195060年代の教員と比べて、生徒指導や部活動指導などの授業以外の教育活動に費やす時間が長く、これに伴い労働時間が長かった。次に心理的負担については、不登校など教育的配慮が必要な児童生徒が増大するにつれて、教員の精神疾患による病気休職発生率が増大していた。このように教員の行う生徒指導が時間的・心理的にも負担の大きいものになっていることが明らかとなった。第2に多忙とされる日本の教員にとって、負担の大きい業務は何かというものである。ここでは文部科学省「平成18年度教員勤務実態調査」とOECD「第2回国際教員指導環境調査」(TALIS2013)の分析をそれぞれ行った。両調査の分析から、課題を抱える児童生徒に行われる生徒指導が、日本の教員にとって心理的負担の大きい業務であることが示された。TALIS2013の分析では、生徒指導は他国では教員の心理的負担をもたらす業務として析出されなかったが、日本では教員の心理的負担をもたらす業務として析出されたことが特筆できる。一連の検証から、教員が児童生徒の教育課題に対処することが社会的に要求される中で、日本の教員の生徒指導に伴う負担が増大し、生徒指導が2000年代後半以降の日本の教員にとって負担の大きい業務となったことが明らかにされた。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は多忙といわれる日本の教員の過重な業務負担を規定する要因は何かについて、これまでの国内外の教員の労働時間調査データの分析を通じて、実証的に明らかにした。次の作業課題を遂行し、4つの知見が得られた。第1にこれまでの教員の労働時間調査の集計データを収集し再分析を行ったところ、195060年代に比べて2000年代後半以降の教員の方が全体の労働時間が長く、特に課外活動に費やす時間が増大していることである。他方で事務処理や保護者対応などに費やす時間は過去と今日との間に顕著な差は確認されなかった。第2に2006年度文部科学省「教員勤務実態調査」の再分析を行ったところ、教員の多忙感・負担感の状態は生徒指導への従事に大きく左右され、さらに家庭での家事負担が教員の多忙感・負担感を強く規定していることである。第3に2014年6月に公表された第2回OECD国際教員指導環境調査の個票データの分析を行ったところ、海外とは異なり日本の教員は、部活動指導などの課外活動、生徒との面談等の生徒指導への従事により長時間労働や業務満足度の低下が生じていることである。第4に日本・アメリカ・イギリス・ドイツの教員の労働時間の実態及び関連制度に関する資料・先行研究について、国内で入手可能なものを収集した。これにより日本と異なり、アメリカやイギリスなどでは教員の役割が授業を中心とした教授活動に置かれていることが確認できた。従来の教育学では、日本の教員の多忙は事務処理や保護者対応といったいわゆる周辺的職務の存在によって引き起こされているということが十分な実証もないまま言及されてきた。しかし以上の知見を踏まえると周辺的職務の存在ではなく、教員の本分とされる教育活動(しかも他国に比べてその内容は多岐にわたる)によって、日本の教員の多忙がもたらされている可能性が示唆される。本年度の研究成果は、以下の2点があげられる。第1に、前年度に引き続き、現代日本における教員に負担をもたらす業務は何かということの解明である。ここでは2つのデータについて分析を行った。一つは「OECD第2回国際教員指導環境調査」である。当該データを使用して、他国と比較して日本では、どの業務が教員に過重な負担をもたらしているのかを分析した。その結果、日本以外の国では、進路指導等の個別の生徒指導に費やす時間が長い教員ほど、業務満足度が高かったが、日本では逆に業務満足度が低かった。通説では教員は生徒指導に対してはやりがいを感じており、過重な負担を感じないとされてきた。しかし本分析結果を踏まえると、日本の教員にとって生徒指導も、過重な負担をもたしうると推察される。もう一方は「2006年度文部科学省教員勤務実態調査」である。当該データを使用して、保護者対応等の「周辺的な職務」と、生徒指導等の教員の本来業務のどちらの方が、単位時間あたりに教員の業務負担感増大に与える効果(労働強度)が大きいのかについて検証した。その結果、保護者対応と同程度、あるいはそれ以上に、進路指導等の授業以外の課外活動による労働強度が大きく、本来業務の中にも、教員に過重な業務負担をもたらすものがあることが確認された。第2に、海外での教員の業務負担をめぐる政策動向の整理・把握である。とりわけ日本と同様に、教員の業務負担が政策課題となっているイギリスに着目した。

関連資料を収集し、イギリスで実施されている学校評価の準備(資料作成など)が、多くの教員にとって負担となっており、授業準備等に十分な時間が確保できないことが政策文書で報告されており、イギリスでも、日本の教員の業務負担をめぐる通説と同様の議論が展開されていることが把握できた。今後、日英での教員の業務負担に関する議論の比較検討むけた、基本資料を収集することができた。以上のように、本年度は「TALIS2013」という国際データを用いた他国との比較から、日本では、個別の生徒指導に伴う教員の業務負担が大きいという特徴を明らかにすることができた。またイギリスでの教員の業務負担に関する資料も入手することができ、今後日本と海外の間で、教員業務に関する政策を比較検討するための資料が集まった点で、当初の計画通り研究が進展している。しかし一方で、TALIS2013には、本研究が検討対象とするドイツが調査参加国に入っていなかった。さらに管見の限りでは、ドイツ政府による全国規模の教員の労働時間調査の報告書もなく、ドイツの教員の労働時間に関する分析データ構築が遅れている。これらの点を総合的に判断して、以上のような自己評価とした。本年度はこれまでの研究成果を博士論文にまとめた。博士論文全体では「2000年代後半以降の日本の公立小中学校教員にとって負担の大きい業務は何か」という問いを設定した。この問いにアプローチするために、次の2つに着目して分析を行った。第1に、過去の教員と比べて2000年代後半以降の教員の業務負担はどうであるのかである。ここでは労働時間に着目した時間的負担と精神性疾患による病気休職という心理的負担の2つの側面から分析を行った。まず時間的負担については、2000年代後半以降の教員は195060年代の教員と比べて、生徒指導や部活動指導などの授業以外の教育活動に費やす時間が長く、これに伴い労働時間が長かった。次に心理的負担については、不登校など教育的配慮が必要な児童生徒が増大するにつれて、教員の精神疾患による病気休職発生率が増大していた。このように教員の行う生徒指導が時間的・心理的にも負担の大きいものになっていることが明らかとなった。第2に多忙とされる日本の教員にとって、負担の大きい業務は何かというものである。ここでは文部科学省「平成18年度教員勤務実態調査」とOECD「第2回国際教員指導環境調査」(TALIS2013)の分析をそれぞれ行った。両調査の分析から、課題を抱える児童生徒に行われる生徒指導が、日本の教員にとって心理的負担の大きい業務であることが示された。TALIS2013の分析では、生徒指導は他国では教員の心理的負担をもたらす業務として析出されなかったが、日本では教員の心理的負担をもたらす業務として析出されたことが特筆できる。一連の検証から、教員が児童生徒の教育課題に対処することが社会的に要求される中で、日本の教員の生徒指導に伴う負担が増大し、生徒指導が2000年代後半以降の日本の教員にとって負担の大きい業務となったことが明らかにされた。交付申請書では、今年度の研究実施計画では(1)教員の職務実態、教員の労働・学校教育の目的を規定する法制資料について、国内で入手可能なものを収集すること、(2)収集資料をもとに、教員の労働及び学校教育の目的について規定する法制の概要の整理、およびその法制の成立過程の分析の2つに焦点をあてることを記した。
植物細胞膜におけるNa共役輸送系の証明と解析; 植物におけるNa必須性の再検討

我々は、車軸藻節間細胞の細胞膜に、リン酸飢餓条件下で発現し、動物細胞と同様にNa^+の電気化学ポテンシャル勾配によって駆動されている新しいタイプのリン酸輸送系の存在を確認した。本研究では、このNa^+/リン酸輸送系の生理学的な特徴を明らかにすると共に、その誘導機構について解析を進めている。本年は、以下の研究事実を明らかにした。1: Na^+/リン酸輸送系の駆動エネルギーを明らかにするため、車軸藻の細胞内潅流法を用いて、ATP依存性と膜電位依存性を検討した。この結果、この輸送系が細胞膜の電位勾配で駆動される可能性が最も高いことが示唆された。2:膜電位勾配で駆動されるという仮定から、化学量論比を理論的に計算したところ、通常の測定条件下では、リン酸一分子の輸送に、Na^+を6以上必要とすることが分かった。そこで、実際にリン酸とNa^+のフラックスをそれぞれの存在量を変えて測定し、量比を検討したところ、およそ6という値が得られた。これは、理論計算と一致する値である。こうして、車軸藻節間細胞細胞膜に存在するNa^+/リン酸輸送系は、膜電位で駆動され、その量比は6ということが明らかになった。3:リン酸輸送系誘導過程に対する、Na^+の効果を調べた。Na^+の存在下では、通常のH^+/リン酸輸送系と同様リン酸飢餓条件下で輸送系が誘導され、リン酸存在下で輸送系が抑制されたが、外液から共輸送イオンであるNa^+を除くと、通常の誘導過程と逆に、リン酸の存在下で輸送系が誘導され、リン酸飢餓条件下で抑制された。これは、これまでの栄養塩輸送機構誘導過程の研究では全く知られていなかった事実である。4: 3の事実を説明するために、輸送系誘導のリン酸濃度依存性を調べたところ、Na^+存在下では、リン酸が完全に除かれた状態よりも、ごく微量存在した場合の方が、輸送活性の誘導が促進されることが分かった。現在その詳細を検討中である。我々は車軸藻節間細胞の細胞膜に、リン酸飢餓条件下で発現し、動物細胞と同様にNa+の電気化学ポテンシャル匂配によって駆動されている新しいタイプのリン酸輸送系の存在を確認した。本研究では、このNa+/リン酸輸送系の生理学的な特徴を明らかにすると共に、他の高等植物細胞においても、環境条件によって発現するかもしれないNa+依存輸送系の存在を探ることを研究目的とした。生理機構の詳細を検討する実験材料として、車軸藻節間細胞とニチニチソウ培養細胞及びマングローブ培養細胞を用いた。1:リン酸輸送系の解析過程でこのNa+/リン酸輸送系を見いだしたが、逆に、リン酸イオンに依存したNa+の輸送過程の詳細を検討する必要がある。車軸藻では、リン酸輸送系の誘導とNa+インフラックスの増大が一致すること、リン酸取り込みのNa+濃度依存性から、この輸送系のNa+に対するKmがおよそ0.2mMであることが分った。2:リン酸輸送系には、リン酸イオンに対して高親和性と低親和性の二種の輸送系の存在が示唆されているが、リン酸濃度に対する、Na+の取り込みも二相性を示した。3:Na+/リン酸輸送系においては、輸送系駆動エネルギーの動力学的証明を行う必要がある。そのために濃度測定と電位匂配測定を行った。細胞内のNa+濃度は、十数mMあり、Na+の濃度匂配からはリン酸イオンの取り込み系を駆動できない。一方、電位測定から、Na+/リン酸輸送系が起電的であることが分ったので、この輸送系は電位匂配で駆動されるものと思われる。現在化学量論比を検討中である。4:リン酸輸送系誘導過程に対する、Na+の効果を調べたところ、Na+が存在しない場合には、リン酸イオンが存在しなくてもリン酸輸送系が誘導できなかった。5:高等植物細胞の実験材料として、ニチニチソウとマングローブの培養細胞を用いて、成長のNa+依存性を検討中である。

Na^+の存在下では、通常のH^+/リン酸輸送系と同様リン酸飢餓条件下で輸送系が誘導され、リン酸存在下で輸送系が抑制されたが、外液から共輸送イオンであるNa^+を除くと、通常の誘導過程と逆に、リン酸の存在下で輸送系が誘導され、リン酸飢餓条件下で抑制された。これは、これまでの栄養塩輸送機構誘導過程の研究では全く知られていなかった事実である。4: 3の事実を説明するために、輸送系誘導のリン酸濃度依存性を調べたところ、Na^+存在下では、リン酸が完全に除かれた状態よりも、ごく微量存在した場合の方が、輸送活性の誘導が促進されることが分かった。現在その詳細を検討中である。
アレンを基軸とする新規環構築法の開発

当該年度の初期計画に沿って、アレン-アルキン-アルキンを用いる環構築反応の天然物合成への応用及びアレン-アルケン-アルキンの分子内環化反応の分子間反応への拡張を試みた。1)アレン-アルキン-アルキンを用いる環構築反応の天然物合成への応用:本環化反応によって5/5/6員環骨格を効率的に構築できることを前年度までに明らかにしていた。当該年度はトリキナン型セスキテルペンの合成を指向し、その主骨格である5/5/5員環骨格構築を検討した。アレン上の置換基やアルキン末端の置換基を種々変更した様々な基質を合成し、それらの環化反応を試みる事によって目的の骨格を持つ化合物を合成することはできたものの低収率にとどまった。また当初の目的とは異なるものの、本手法を環サイズが大きい5/5/7員環骨格の構築に適用できることを明らかにした。2)アレン-アルケン-アルキンの分子間環化付加反応:ロジウム/キラルビスホスフィン錯体触媒存在下、アレン-アルケンとアクリルアミド反応させたところ、不斉分子間[2+2+2]環化付加反応が進行することを見出した。ロジウムソースやホスフィン配位子など各種反応条件の精査および用いる反応基質の置換基効果の検討を行い、目的の不斉反応のeeを90%まで向上させることができた。本環化反応においてはアルケン上にアミド構造を有することが必須であり、アクリルアミドに代えて、アクリルエステルなど他のアルケンを用いた場合には目的の反応は進行しなかった。さらに、アレン-アルキンのアルキン部分を内部アルキンから末端アルキンへ変更することによって、異なる様式の環化異性化反応が進行することも見いだすことができた。当該年度の初期計画に沿って、アレン-アルキン-アルキン及びアレン-アルケン-アルキンを用いる新規環構築反応の開発を試みた。以下に示すように、計画した反応の開発に加えて、関連領域における新規環構築反応の開発にも成功した。1)アレン-アルキン-アルキンの環化異性化反応:ロジウム触媒をアレン-アルキン-アルキンと処理することにより、5/5/6員環化合物が一挙に得られることを見出した。さらに、反応機構解明のための検討実験により、当初推定した反応機構が誤りであることを突き止め、新たに正しい反応機構を提唱することもできた。2)アレン-アルケン-アルキンの分子内環化付加反応:ロジウム触媒をアレン-アルケン-アルキンと処理することにより、分子内[2+2+2]環化付加反応あるいは環化異性化反応が進行することを見出した。本法においては、用いるロジウム触媒及びアレン上の置換基が反応性・化学選択性に大きく影響を与えることが明らかとなり、それらを適宜選択することによって、3種類の多環性骨格を作り分けることができた。そのうちの1つについては当初、分子内[2+2+2]環化付加反応が起こって生成した4/6/6員環骨格と推定し、研究計画書にもそのように記載した。しかし、当該年度の研究によってその構造推定が誤りであり、正しくは環化異性化反応によって生成した5/5/6員環骨格であることを明らかにすることができた。3)新規C-H活性化を利用したベンジルアレン-内部アルキンの環化異性化反応:ロジウム触媒をベンジルアレン-内部アルキンと処理したところ、ベンゼン環上のC-H結合の活性化を伴った環化異性化反応が進行し、6員環と7員環とベンゼン環が縮環した三環性化合物が一挙に得られることを見出した(本結果はJ.Org. Chem.に投稿し、受理された)。本年度は当初、i)アレン-アルキン-アルキンの環化異性化反応、iii)アレン-アルケン-アルキンの不斉[2+2+2]環化付加反応、の2つの反応開発を計画した。i)に関しては、目的の環化異性化反応の開発に成功した。また、アレンとアルキンをつなぐ側鎖を1炭素増炭した基質の反応を検討した結果、5/5/7員環骨格の合成にも成功し、多様な環構築の可能性を示すことができた。さらに反応中間体の単離およびX線結晶構造解析による構造決定により、反応機構を明らかにした。ii)に関しては、目的の環化異性化反応の開発に成功した。また、合成した3種類の骨格のうちの1つについて、X線結晶構造解析によって、当初推定した構造が誤りであることを突き止め、正しい構造を明らかにした。さらに、当初計画していなかったが、ベンジルアレン-内部アルキンの反応を検討し、ロジウム触媒存在下でベンゼン環のC-H結合の活性化を伴った環化異性化反応が進行し、6員環と7員環とベンゼン環が縮環した三環性化合物が一挙に合成できることも明らかにした。さらに数種の重水素化実験を行い、反応機構を明らかにするとともに、過去に報告した類似の環化異性化反応の反応機構を訂正するに至った。以上示した通り、計画i)とii)を達成したことに加えて、新規環構築反応の開発に成功したことから、本研究は「おおむね順調に進展している」と判断した。

当該年度はトリキナン型セスキテルペンの合成を指向し、その主骨格である5/5/5員環骨格構築を検討した。アレン上の置換基やアルキン末端の置換基を種々変更した様々な基質を合成し、それらの環化反応を試みる事によって目的の骨格を持つ化合物を合成することはできたものの低収率にとどまった。また当初の目的とは異なるものの、本手法を環サイズが大きい5/5/7員環骨格の構築に適用できることを明らかにした。2)アレン-アルケン-アルキンの分子間環化付加反応:ロジウム/キラルビスホスフィン錯体触媒存在下、アレン-アルケンとアクリルアミド反応させたところ、不斉分子間[2+2+2]環化付加反応が進行することを見出した。ロジウムソースやホスフィン配位子など各種反応条件の精査および用いる反応基質の置換基効果の検討を行い、目的の不斉反応のeeを90%まで向上させることができた。本環化反応においてはアルケン上にアミド構造を有することが必須であり、アクリルアミドに代えて、アクリルエステルなど他のアルケンを用いた場合には目的の反応は進行しなかった。さらに、アレン-アルキンのアルキン部分を内部アルキンから末端アルキンへ変更することによって、異なる様式の環化異性化反応が進行することも見いだすことができた。当初の研究計画に記した通り平成30年度は、アレン-アルキン-アルキンの環化異性化反応の天然物合成への応用、アレン-アルケン-アルキンの分子内[2+2+2]環化付加反応の分子間[2+2+2]反応への応用を検討する。予備実験から、アルケンとしてアクリルアミドを用いた場合に、ロジウム/BINAP触媒存在下で目的の[2+2+2]環化付加反応が高い収率で進行することを確かめている。今後は基質適用範囲の検討を行う。さらに、本環化反応で得られる環化成績体は不斉点を有するために、キラルロジウム触媒を用いる不斉環化反応への応用も試みる。
窒化炭素の合成と超硬質性

「ダイヤモンドを超える硬質性が理論的に予測されている窒化炭素C3N4の世界的初合成を1年以内に実現する」を挑戦的研究目的とした。その研究計画実施方法として、「1)H,OフリーのC3N4ナノ粒子の創製、2)そのナノ粒子を高温高圧処理することによる超硬質窒化炭素C3N4の合成」とした。研究出発点であるC3N4HxOyナノ粒子の結晶構造理解は進んだ。へプタジンを単位とする層状構造を基本骨格とするナノアモルファス粒子である。HはNを終端しておりへプタジンを単位とする層の広がりを止めている。OはCとエポキシ結合等をしている。このC3N4HxOyナノ粒子を高温高圧処理するとC3N2(CH2)結晶が確実に合成できることが明らかになった。C3N2(CH2)結晶はC-N単結合を含む4面体単位とHで終端された側鎖を有するブリッジング構造からできており、C-N単結合を含む4面体はダイヤモンド程度の圧縮率を有することが分かった。これは研究目的に照らして積極的な成果、つまりC-N単結合がC-C単結合を遜色ない硬さを有すること、従って、今後もC-N単結合を用いれば超硬質性物質が創製できると思われるからである(硬質性には最近接距離の結合のほかに結晶構造も関係する)。これらは世界初の研究成果であるとともに、研究目的で提案した「ダイヤモンドを超える硬質性が理論的に予測されている窒化炭素C3N4の世界的初合成」シナリオにはポジティブな結果であると考えている。「H,OフリーのC3N4ナノ粒子の創製」では「ほぼOフリーのC3N4Hxナノ粒子の創製」までは合成プロセスをチューニングすることができた。「H,OフリーのC3N4ナノ粒子の創製」までにはさらに知恵がいる。

「H,OフリーのC3N4ナノ粒子の創製」では「ほぼOフリーのC3N4Hxナノ粒子の創製」までは合成プロセスをチューニングすることができた。「H,OフリーのC3N4ナノ粒子の創製」までにはさらに知恵がいる。
輻射輸送方程式の解析解

多次元輻射輸送方程式の解に現れる固有モード間の、双直交関係を得ることを目指している。1次元の場合にはこの固有モードは特異固有関数と呼ばれる超関数を使って書かれるが、本研究の固有モードは多次元版の特異固有関数を用いて得られる。全角度で積分する場合の直交関係は全領域の直交関係と呼ばれ、すでに重み関数がわかっている。ところが、境界がある場合には半領域の直交関係が必要である。多次元の輻射輸送方程式については、半領域の(双)直交関係にどのような重み関数が登場するか、まったく未知の状況である。1次元理論から、非等方散乱の場合にはさらに、双直交の関係が必要なことが予想される。多次元輻射輸送方程式の解を得るためには、解を固有モードで展開して、その展開係数を求める必要がある。展開係数を計算するために、直交関係や双直交関係を確立することが必須になる。特異固有関数の方法は基本的に変数分離法である。展開係数を数値的に求めることにすると、半領域での直交関係に頼らずに全領域の直交関係だけを使うことで、固有モードを用いて3次元輻射輸送方程式の数値計算手法を作ることができる。特に、以前の研究で得られた3次元FN法に着目した。これを逆問題に適用し、光トモグラフィーの数値手法を構築した。従来の光トモグラフィーのように光ファイバーによる点光源で生体の各点を照射するのでなく、空間的に振動する構造照射による光トモグラフィーの数値計算手法を開発した。1次元の半領域直交関係を3次元に拡張することは可能であるはずだが、当初想定していたよりも困難であることがわかった。境界がある状況での輻射輸送方程式の解析解の研究を続ける一方、解析解に基づく数値計算手法の開発も行い、成果が出るようにしたい。多次元輻射輸送方程式の解に現れる固有モード間の、双直交関係を得ることを目指した。一次元の場合にはこの固有モードは特異固有関数と呼ばれる超関数を使って書かれるが、本研究の固有モードは多次元版の特異固有関数を用いて得られる。一次元理論から、非等方散乱の場合にはさらに、双直交の関係が必要なことが予想される。全領域の場合には、一次元輻射輸送方程式の全領域での直交関係にヒントを得て二次元や三次元の輻射輸送方程式の全領域直交関係が得られた。そこで本年度は、一次元等方散乱の輻射輸送方程式における半領域の直交関係を見直した。一次元の場合には、半領域の直交関係の重み関数にチャンドラセカールのH関数が現れることが知られている。したがって多次元においてもチャンドラセカールのH関数が登場することが予想される。しかし、一次元での半領域直交関係の計算に、一次元の特殊性を利用した導出は今の場合役に立たない。最終的に、チャンドラセカールのH関数を使って多次元輻射輸送方程式の積分項を書き換えるところから出発すると見通しが良いことがわかり、多次元に拡張可能な導出を整備した。一次元の輻射輸送方程式における半領域の直交関係は既知ではあるが、X関数を使うものやH関数を用いるものなどいくつかの流儀があり、また、その導出もいろいろである。想定以上に時間を要したが、多次元への拡張に際して見通しのよい一次元の理論を整備することができた。

従来の光トモグラフィーのように光ファイバーによる点光源で生体の各点を照射するのでなく、空間的に振動する構造照射による光トモグラフィーの数値計算手法を開発した。1次元の半領域直交関係を3次元に拡張することは可能であるはずだが、当初想定していたよりも困難であることがわかった。等方散乱の場合の三次元への拡張が鍵であり、これが成功すれば研究が一気に進展することが期待される。29年度に行った下ごしらえの計算を元に、今後は三次元等方散乱の場合の半領域直交関係を確立したい。境界がある状況での輻射輸送方程式の解析解の研究を続ける一方、解析解に基づく数値計算手法の開発も行い、成果が出るようにしたい。
島嶼型リゾ-トにおける地域収容力ー沖縄のリゾ-ト開発と社会・経済を例としてー

人口動態と将来の予測から、各市町村レベルでの将来人口とその構成を把握し、人口の集中する地域(労働力の供給地)と観光施設の集中する地域(労働力の需要地)の分布状況を明らかにした。労働力の確保はマクロ的には県内の供給だけでは不足し、外部(他県や海外)からの導入が必要で、これを時系列的に数量でとらえている。たとえば離島の石垣市では、計画されている観光施設がすべて稼働する2010年では、市内で新規に発生する全ての労働力を観光関連産業に振り分けても、約3000人の労働力が不足する。次に水の確保の問題では、県が想定している入込予測とソゾ-ト計画をベ-スに,住民の必要量と観光者の水消費予測を行い、新たに施設をつくる場合、中水道(飲料に適さない雑水)の割合を、当該施設が消費する総量の%にしなければならないかをシミュレ-トした。これにより行政指導として、企業に対し中水道率を勧告することができる。季節によって、入込の変動があるため、客室の稼働率によっても変わるが、計算方法を示すことにより、状況に応じた指導ができるよう工夫してある。水や労働力、施設の分布状況等を総合的に判断して考え方を示し、石垣市をケ-ススタディ-として、適切な開発規模を策定する方法を提案している。収容力は「単一の数値」ではなく、さまざまな社会的状況を想定して、下限から上限といった「範囲」で示すようになっている。本年度は人口動態シミュレ-トモデルを構築し、将来の人口予測を行うと共に、リゾ-ト産業のかかえる労働力不足の問題に、地域がどうこたえ得るかを考察した。沖縄県は平均寿命が高い上,合計特殊出生率も高率(2.15程度)で、他府県に比べ高令化が早く進む。したがって人口に占める労働力比率は低くなり、人口の割に人材不足が深刻化することが予想される。一方リゾ-ト法関連で申請されているホテルが、今後10年間に相次いで開業したとすれば、2000年には全体で約5万人の従業員不足を引き起こす。離島地域での人材不足はかなり深刻で、年間約1000人づつの労働需要が発生することがわかった。これに対応して、海外も含む他域から、人材を確保してくるシステムが求められるが、同時に、現在計画されているリゾ-ト計画を縮少する必要も生じる。人口動態に続いて、沖縄県への入込動向シミュレ-トを行った。観光地のライフサイクルから、今後の動向を予測し、実際の旅行ニ-ズ分析とクロスさせることにより、需要量をマクロ的に捉えた。この中で、現在の沖縄の位置づけは、ライフサイクル上は発展途上であり、需要ニ-ズ分析からは今後10年間で500万人の入込(現在300万人)が見込めることがわかった。今後の研究としては、環境,水の問題から、さらに入込数を規定する要因をさぐり、現実的に立地可能な宿泊施設規模と、タイムスケジュ-ル、地域的な分散について検討する。労働力の確保は、マクロ的には県内の供給だけでは不足し、外部(他県や海外)からの導入が必要で、これを時系例的に数量でとらえている。次に水の確保の問題では、県が想定している入込予測とリゾ-ト計画をベ-スに、住民の必要量と観光者の水済費予測を行い、新たに施設をつくる場合、中水道(飲料には適さない雑水)の割合を、当該施設が消費する総量の何%にしなければならないかをシミュレ-トした。

季節によって、入込の変動があるため、客室の稼働率によっても変わるが、計算方法を示すことにより、状況に応じた指導ができるよう工夫してある。水や労働力、施設の分布状況等を総合的に判断して考え方を示し、石垣市をケ-ススタディ-として、適切な開発規模を策定する方法を提案している。収容力は「単一の数値」ではなく、さまざまな社会的状況を想定して、下限から上限といった「範囲」で示すようになっている。
創発する記号を経由した心理学的時間・空間の起源に関する研究

意識を物理現象として理解しようとするとき、神経細胞という計算素子の集まりによって、意識が解明できるかとの疑念が生じる。脳科学者の殆どが、計算機をメタファーに脳を捉えているのだから。しかし、この疑念自体、素朴な計算概念を前提としている。神経細胞は環境と分離可能な計算素子ではなく、自ら計算実行環境を創り、そのもとで計算を実行する計算機なのだから。ここでは形式世界(計算)と物理世界のインターフェースとして、絶えず創られる計算実行環境が機能する。我々は、形式世界を束多項式で、物理世界を属性と対象集合との二項関係の階層で定義した。両者の間に,形式世界の計算を実行する実行環境が,自然世界からその都度創られる。我々はこれを局所的意味論と呼び,二項関係から定義される不完全概念束で与えた。二項関係の間に閉包操作を定義するとき,属性・集合の部分集合対で概念順序集合が定義でき,ここから概念束が得られる。ここでも閉包操作はアジャンクションを構成する。我々は閉包操作に含まれる全称量化子を弱めることで、概念束を弱め、概念束がアジャンクションを回復すべく変化し続ける局所的意味論を構成した。形式世界の計算は、この、その都度創られる局所的意味論の下で実行される。こうして局所的意味論は自然世界と形式世界(機械)とのインターフェースとして機能し,世界性を潜在させる。世界性の潜在こそが、意識を論ずるための基本的メタファーである。我々は、2ブール束上で定義されたセルオートマトンにおいて、計算の万能性と計算効率を定量的に定義し、その結果両者の間に排他原理が見出されることを発見した。その上で、同じセルオートマトンの計算が局所的意味論上で実行されるとき、排他原理が弱められ、万能性をさほど壊さないまま適当に効率よい計算が実現される結果を得た。これは、人間の適応や学習を考える上で、現象論的計算なる概念が極めて重要かつ有効である点を示している。心理学的時間と空間とは、現象論的計算において「いま・ここ」という両者の混合態として構成可能である。我々は局所的意味論を、力学系に双対に付随する境界条件を創る形式としても得られること、両者の相互作用によっても意識に通ずる大域的かつ頑健な挙動が得られることを示した。「持続する今」という心理学的時間は、瞬間としての個別な意思決定と、その意思決定を可能とする無限の前提とが共立する結果であると考えられる。工学的には、無限の前提の中での意思決定は、いわゆるフレーム問題として忌み嫌われる。しかし、無限の前提と共立する意思決定であるからこそ、意思決定は無根拠に自明であるとともに、いつでも劇的に変化しえる。無限の前提すなわち文脈が、瞬間(現在)の背景として共立するために、「現在」という瞬間は厚みを有し、持続する今を構成しえる。この限りで、今は、文脈を構成するさまざまな過去と共存し、その結果、「今」は時間の中で常に有意味な今となる。既視感のような現在完了を過去完了と思い違える現象を含めて、文脈としての過去の共存が理解の鍵となる。以上の基本理念に対し、本研究では、以下を実現した。

1瞬間と共存する過去の大きさが、それ自体文脈依存的であるような系のモデルを構築し、持続を有する探索モデルの挙動を解析した。その結果安定性と変化を共存した探索系を得た(論文Chaos,Solitons & Fractalsなど)。2文脈を規定するための全体概念が、過去のすべてを見渡すわけではないとき、全称量化子がどう定義できるか検討し、そうな部分的全称量化子を用いた束の時間発展をモデル化し、これを意味論として用いたシステムを解析した(論文Science of Interfaceなど)。3瞬間と共存する過去が意識の背景に退くのではなく、陽に表れるとき記憶の使われ方がどう変化するか、逆さメガネを用いた迷路探索実験を行い、その場合記憶の並列処理が陽に出現する結果を得た(論文:投稿中)。4瞬間なる現在と過去(文脈)との共立によって、目指すものとしての目的と,現在の試行の結果想定される目的といった2種類の目的概念が共立し、その不断の調整によって、意識の陽に表れる目的概念が維持され、かつ変化すると考えられる。われわれは、二つの目的を、全体を見渡せない探索者と、全体を見て指示を与える指示者とに、実験において分節し、両者の論理的関係が迷路探索にどう関わるかを調べた。その結果、両者の論理的齟齬が解消されるのではなく、むしろある程度増大していくとき、複雑な迷路は速やかに解かれる結果を得た(論文:準備中)。以上のように、モデルと認知実験をあわせて行い、過去の共存という様相のもつ意味を構想し、認知的時間を変え得る実験の準備が整った。また、この問題から派生して、決定論的システムと選択の自由との関係を吟味し、徹底的な決定論的システムはフレーム問題に曝されながら個別の決定を実現し、その結果決定論的システムを実現しているからこそ、すでに選択の自由を内在させているという猫像を得た。ここから、現在、局所的視点を有した論理のモデル化について構想を開始した。意識を物理現象として理解しようとするとき、神経細胞という計算素子の集まりによって、意識が解明できるかとの疑念が生じる。脳科学者の殆どが、計算機をメタファーに脳を捉えているのだから。しかし、この疑念自体、素朴な計算概念を前提としている。神経細胞は環境と分離可能な計算素子ではなく、自ら計算実行環境を創り、そのもとで計算を実行する計算機なのだから。ここでは形式世界(計算)と物理世界のインターフェースとして、絶えず創られる計算実行環境が機能する。我々は、形式世界を束多項式で、物理世界を属性と対象集合との二項関係の階層で定義した。両者の間に,形式世界の計算を実行する実行環境が,自然世界からその都度創られる。我々はこれを局所的意味論と呼び,二項関係から定義される不完全概念束で与えた。二項関係の間に閉包操作を定義するとき,属性・集合の部分集合対で概念順序集合が定義でき,ここから概念束が得られる。ここでも閉包操作はアジャンクションを構成する。我々は閉包操作に含まれる全称量化子を弱めることで、概念束を弱め、概念束がアジャンクションを回復すべく変化し続ける局所的意味論を構成した。形式世界の計算は,この、その都度創られる局所的意味論の下で実行される。こうして局所的意味論は自然世界と形式世界(機械)とのインターフェースとして機能し,世界性を潜在させる。世界性の潜在こそが、意識を論ずるための基本的メタファーである。
温度の変動に対するニッケル箔動ひずみ計の適応性

ニッケル箔ひずみ計を変動する温度下で適用することを想定し、試験温度T=常温350°Cの範囲で、温度差100°Cの直線的な上昇・降下、階段状の上昇・降下、台形状の上昇・降下等を設定して、繰返し数N=10^410^6の回転曲げ試験を実施し、基礎的な調査・検討を行った。その結果、以下のような結果が得られた。1.一定のTにおいては、箔に疲労すべり帯を発生させる限界応力sigmapはNの増加とともに低下し、sigmap-logN関係(較正曲線)は直線で表される。また、一定のNに対するsigmapは、Tの上昇とともに低下する。2.Tが直線的に上昇・降下する変動温度下の限界応力sigmacと繰返し数Nとの関係は、線形累積損傷則を適用すれば、一定温度下のsigmap-logN関係から計算によって精度よく誘導することができる。また、sigmacはNの増加とともに低下し、sigmac-logN関係は直線で表される。3.Tが階段状に上昇・降下する場合には、高温側の繰返し数をNh≧3×10^5に取るならば、限界応力sigmatの値はNhに著しく影響されることが分かった。4.Tが階段状及び台形状に上昇・降下する変動温度下の限界応力sigmatと繰返し数Nとの関係を線形累積損傷則に基づいて算定し、その値を実験値と比較して検討した結果、両者は十分な精度で一致することが分かった。5.以上の結果から、温度変動が比較的緩やかで、温度の繰返し数Nの関数として表示できるならば、変動温度下の限界応力と繰返し数との関係(較正曲線)は、線形累積損傷則を適用することにより、一定温度下のsigmap-logN関係から計算によって精度よく推定できることが明かになった。
ルーメンVFAによる反芻動物脳下垂体機能の調節

反芻動物において、VFAの栄養源としての役割はよく理解されてきたが、ホルモン分泌とは関係、特に下垂体ホルモン分泌との関連性は殆ど検討されてこなかった。本研究では、ヒツジの採食に伴う下垂体ホルモン(GH、プロラクチン、ACTH, TSH)分泌の変化を詳細に観察し、それらの変動にルーメン内VFA濃度の上昇がどのように関与しているか検討した。GH濃度は摂食開始後に急速に低下し、低濃度状態が数時間にわたって持続した。一方、非採食時には、GH分泌の変化は認められなかった。この採食後のGH分泌の顕著な抑制について、ルーメン内VFA混合液を注入し、採食後のルーメン内VFAの濃度変化を再現したところ、GH基礎分泌は徐々に低下し、採食後と同じ水準まで低下した。血漿プロラクチンレベルは、GHとは逆に、採食によって有意に上昇した。TRH刺激プロラクチン分泌反応は、採食前後では差は見られなかったが、ルーメン内VFA注入によって増大した。ACTH濃度は、採食90分以降に採食前よりも低下することが明らかになった。また、採食後の血漿ACTH濃度が低下する時期に、AVP刺激ACTH分泌反応を調べたところ、分泌反応は抑制された。次に、これらの採食後に認められたACTH分泌能低下と、ルーメン内VFA濃度上昇とのとの関連性を検討した結果、ルーメン内VFA濃度上昇はACTH基礎濃度の低下を生じなかったが、AVP刺激ACTH分泌反応を抑制した。血漿TSH基礎濃度は採食の影響を受けなかった。また、TRH刺激に対するTSH分泌反応の大きさに、採食の影響と思われる一定の変化は認められなかった。以上の結果より、採食はヒツジの下垂体機能を調節する作用を有し、その機構に採食後のルーメン内VFA濃度の上昇が関与することが明らかになった。去勢雄ヒツジ7頭に、ルーメンカニューレおよび頸動脈ループを装着し、以下の実験に供試した。採血は頸静脈よりおこない、GH測定はRIAでおこなった。結果は以下の通りである。1)GH分泌パターンの日内変動24時間にわたって採血し、PULSAR解析を行った結果、24時間当たりのGHパルス発生率、平均GH濃度、及びパルス1個の持続時間は、それぞれ、約10回、2.4ng/ml及び47分であった。採食(ルーサーンを体重の2%給与)によって、血漿GH濃度は検出限界以下まで速やかに低下し、パルスの発生率も有意に減少した。回復には、少なくとも6時間以上を要することが明らかとなった。2)GRF(0.1μg/kg)の静脈内投与は、血漿GH濃度を、採食前では最高値33.5ng/mlまで一過性にかつ有意に上昇させたが、採食後の最高値は17.3ng/mlであった。この結果は、GRF刺激によるGH分泌は、採食後に有意に低下することを示している。3)VFAのルーメン内投与(100μmol/kg/min)によって、血漿基礎GH濃度は、投与開始から減少し始め、投与2時間以降に有意な低下となった。GRF刺激による血漿GH濃度の増加は、VFAのルーメン内投与によって、有意に低下した。4)ルーメン内に投与したVFAの中では、酢酸が通常の採食後に見られる濃度増加程度でGH分泌を抑制している可能性が示唆された。以上の結果から、ヒツジの血漿GH濃度は採食に伴って低下し、その原因の一つとして、採食によるルーメン内VFA濃度の増加が関与する可能性が示唆された。

採食行動は反芻動物の多くの生理諸元に変化を起こす。たとえば、採食に伴う血漿浸透圧の上昇、血液pHや尿量の低下などが知られている。さらに、最近になって、内分泌機能の変動も知られるようになった。すなわち、反芻動物の生産性と深い関わりのある下垂体前葉ホルモン分泌に関しては、成長ホルモン(GH)が採食後に低下することが知られている。本年度の研究目的は、プロラクチン(PRL)と甲状腺刺激ホルモン(TSH)に関して、採食後の変化を測定し、その変動と第一胃内VFA濃度増加との関連性を検討することである。去勢雄ヒツジ6頭を供試した。体重の2%に相当するアルファルファ・ヘイ・キューブを、一日に一回、12時に給餌した。採血は、頸静脈より15分間隔で行った。血漿中のホルモン濃度は、二抗体法によるラジオイムノアッセイにより行った。1.採食に伴うPRLおよびTSH基礎濃度の変化採食に伴うPRL基礎濃度の変化を測定した結果、PRLは採食2時間以降に有意に増加することが明らかとなった。しかし、TSH濃度は、採食によって変化を起こさなかった。2.採食に伴うTRH刺激PRLおよびTSH分泌の変化TRH(0.1、1.0、5.0μg/kg)を投与すると、投与量依存性にPRLおよびTSH分泌が増加したが、採食による影響は認められなかった。3.第一胃内VFA注入によるPRLおよびTSH基礎濃度の変化4.第一胃内VFA注入によるTRH刺激PRLおよびTSH分泌の変化100および200μmol/min/kgの注入速度で混合VFAを第一胃内に注入した場合、TRH刺激によるPRL濃度増加は高注入時にのみ有意に増加した。例えば、採食に伴う血漿浸透圧の上昇、血圧pHや尿量の低下などが知られている。さらに最近になって、内分泌機能の変動も知られるようになった。本研究においても昨年までに、成長ホルモンが採食後に低下し、プロラクチンは増加することを明らかにしている。また、TSH濃度は採食の前後で変化しないことも明らかにした。本年は、ACTH分泌に対する採食の影響について検討した。ACTHの基礎レベルは、採食後に一過性に上昇し、その後低下して採食90以降では逆に採食前より有意に低い値を示した。また、採食後の血漿ACTH基礎濃度が低下する時期には、AVP刺激ACTH分泌反応が低下していた。これらの採食後に認められたACTH分泌能低下とルーメン内VFA濃度上昇の関連を検討した結果、ルーメンVFA濃度上昇はACTH基礎濃度に影響しなかったが、AVP刺激ACTH分泌反応を抑制した。以上の結果より、採食はヒツジの下垂体前葉機能に影響を与え、その機構にはルーメン内VFA濃度上昇が関与していることが明らかになった。