hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脊椎動物胚の尾芽に存在する多分化能幹細胞の分化と脊髄発生の制御機構

・ゼブラフィッシュ胚の尾芽、そして胚軸後端部におけるOct4型転写因子pou5f3の発現の詳細を、体節形成の様々な時期において検討した。具体的には、尾芽幹細胞のマーカーとされるtbxta、神経管後端マーカーnkx1.2、沿軸中胚葉マーカーtbx6、神経発生遺伝子soxB1、主要シグナル遺伝子fgf8aとwnt3aなど、様々な尾芽領域形成遺伝子の発現と、2色FISH技術を用いて比較した。同時に、尾芽周辺領域の細胞構成を透過型電子顕微鏡により検討した。以上により、尾芽及び神経管後端の分子的、形態的構造を明らかにするとともに、pou5f3が尾芽幹細胞から神経細胞への移行に関与することを示唆した。・pou5f3の加温誘導性ドミナントネガティブ遺伝子(hsp-en-pou5f3)をゲノム中に持つ遺伝子導入魚を用い、体軸伸長中の胚において、加温誘導によりpou5f3の機能阻害を行った。また、CRISPR/Cas9技術によりpou5f3の変異体を作成した。これらの胚で見られた表現型の解析により、尾芽形成と体軸伸長が神経形成遺伝子及びシグナル遺伝子pou5f3の制御下にあることを示した。・各種シグナル阻害因子で処理した胚の尾芽においてpou5f3及び各種神経発生遺伝子、尾芽遺伝子の発現を検討し、pou5f3を初めとする尾芽関連遺伝子の発現がFGF、Wnt、そしてBMPシグナルにより制御されていることを示した。・尾芽形成と脊髄発生におけるsoxB1の役割を検討するため、ゼブラフィッシュにおいてsox3とsox19aの遺伝子破壊を行い、系統化した。また、神経管でsox3及びpou5f3を発現する細胞の発生過程における動態を明らかにするため、CRISPR/Cas9技術を活用し、各遺伝子上流へのegfpレポーター遺伝子の相同組換え非依存的ノックイン実験に着手した。・尾芽形成及び神経管後端の伸長に関するこれまでの研究で、tbxta、wnt、fgf8、nkx1.2、soxB1などの関与が予想されていたが、これらの遺伝子の発現する尾芽周辺領域とpou5f3発現領域の位置関係を明らかにした。その結果、尾芽幹細胞から神経細胞への運命選択にpou5f3が関与することを示唆された。また、電子顕微鏡観察により、尾芽周辺における細胞構成が複雑であり、多様な細胞集団を含むことを確認した。これらの結果は、今後の尾芽形成、脊髄形成に関わる細胞群と遺伝子を解明するための基盤となる。・ゲノム編集技術により新たにpou5f3、sox3、sox19aの変異体の作出に成功した。これらの変異体魚、そして既に保有する誘導性ドミナントネガティブpou5f3遺伝子導入魚を利用したLoss-of-Function実験を実行することで、pou5f3、そしてsoxB1が、予想されるように各種尾芽関連遺伝子及び神経発生遺伝子の発現制御を行っていることが確認された。これらの実験系は今後の研究でも大きな武器になると考える。・尾芽形成を制御するとされるFGF、Wnt、BMPシグナルが、現在注目している遺伝子群の発現制御に関わることが確認された。今後、これらの各種シグナルの尾芽形成、脊髄発生における役割について、さらなる検討が可能となった。・pou5f3発現細胞の蛍光標識を行うための相同組換え非依存的遺伝子ノックイン技術を導入した。今後、この技術を利用することで、尾芽周辺の特定領域に分布する細胞の蛍光標識とその追跡が可能になる。この技術をさらにGIFM法に発展させ、尾芽周辺での細胞の動態について、イメージング技術を活用出来ると期待している。・すでに解析中のpou5f3変異体、そして新たに作製したsoxB1変異体を用い、pou5f3、soxB1の欠損した胚における尾芽形成、脊髄発生について、各種遺伝子マーカーを利用した遺伝子解析、電子顕微鏡での微細構造解析などにより検討する。また、soxB1については、ドミナントネガティブsox3遺伝子誘導の尾芽発生への影響を検討する。これらにより、尾芽の形成と維持、脊髄発生と神経形成におけるpou5f3、soxB1を中心とした遺伝子機構を理解する。・現在進行中の相同組換え非依存的ノックイン法を用いたpou5f3、sox3発現細胞の蛍光標識を完成した上、これらの遺伝子発現、そして発現細胞の尾芽発生、脊髄伸長における動態の追跡を行う。さらに、pou5f3、sox3の上流に対するCreERT2遺伝子のノックインを行う一方(pou5f3:CreERT2、sox3:CreERT2)、Cre-LoxP系によりtamoxifen依存的に蛍光タンパク質ZsGreen標識が可能な遺伝子導入魚を作成する(CAG-loxP-Stop-loxP:ZsGreen)。これらの遺伝子導入魚を用い、pou5f3、sox3を発現する細胞の永久標識、そして発生後期、成体におけるこれら発現細胞の動態追跡を可能にする(GIFM法)。さらに、尾芽幹細胞のマーカーとされるtbxtaを発現する細胞のGIFM法による追跡を行うための準備(tbxta細胞のCreERT2標識など)にも着手する。・尾芽幹細胞から脊髄後端への移動と神経前駆細胞への分化、神経前駆細胞から脊髄細胞への成熟の2つの過程各々について、tbxta、pou5f3、soxB1各々の役割、これらの遺伝子の相互作用について、各遺伝子の強制発現、機能阻害、そして転写制御に関わるプロモーター解析などにより検討を進める。

・ゼブラフィッシュ胚の尾芽、そして胚軸後端部におけるOct4型転写因子pou5f3の発現の詳細を、体節形成の様々な時期において検討した。具体的には、尾芽幹細胞のマーカーとされるtbxta、神経管後端マーカーnkx1.2、沿軸中胚葉マーカーtbx6、神経発生遺伝子soxB1、主要シグナル遺伝子fgf8aとwnt3aなど、様々な尾芽領域形成遺伝子の発現と、2色FISH技術を用いて比較した。同時に、尾芽周辺領域の細胞構成を透過型電子顕微鏡により検討した。以上により、尾芽及び神経管後端の分子的、形態的構造を明らかにするとともに、pou5f3が尾芽幹細胞から神経細胞への移行に関与することを示唆した。・pou5f3の加温誘導性ドミナントネガティブ遺伝子(hsp-en-pou5f3)をゲノム中に持つ遺伝子導入魚を用い、体軸伸長中の胚において、加温誘導によりpou5f3の機能阻害を行った。また、CRISPR/Cas9技術によりpou5f3の変異体を作成した。これらの胚で見られた表現型の解析により、尾芽形成と体軸伸長が神経形成遺伝子及びシグナル遺伝子pou5f3の制御下にあることを示した。・各種シグナル阻害因子で処理した胚の尾芽においてpou5f3及び各種神経発生遺伝子、尾芽遺伝子の発現を検討し、pou5f3を初めとする尾芽関連遺伝子の発現がFGF、Wnt、そしてBMPシグナルにより制御されていることを示した。・尾芽形成と脊髄発生におけるsoxB1の役割を検討するため、ゼブラフィッシュにおいてsox3とsox19aの遺伝子破壊を行い、系統化した。また、神経管でsox3及びpou5f3を発現する細胞の発生過程における動態を明らかにするため、CRISPR/Cas9技術を活用し、各遺伝子上流へのegfpレポーター遺伝子の相同組換え非依存的ノックイン実験に着手した。・尾芽形成及び神経管後端の伸長に関するこれまでの研究で、tbxta、wnt、fgf8、nkx1.2、soxB1などの関与が予想されていたが、これらの遺伝子の発現する尾芽周辺領域とpou5f3発現領域の位置関係を明らかにした。その結果、尾芽幹細胞から神経細胞への運命選択にpou5f3が関与することを示唆された。また、電子顕微鏡観察により、尾芽周辺における細胞構成が複雑であり、多様な細胞集団を含むことを確認した。これらの結果は、今後の尾芽形成、脊髄形成に関わる細胞群と遺伝子を解明するための基盤となる。・ゲノム編集技術により新たにpou5f3、sox3、sox19aの変異体の作出に成功した。これらの変異体魚、そして既に保有する誘導性ドミナントネガティブpou5f3遺伝子導入魚を利用したLoss-of-Function実験を実行することで、pou5f3、そしてsoxB1が、予想されるように各種尾芽関連遺伝子及び神経発生遺伝子の発現制御を行っていることが確認された。これらの実験系は今後の研究でも大きな武器になると考える。・尾芽形成を制御するとされるFGF、Wnt、BMPシグナルが、現在注目している遺伝子群の発現制御に関わることが確認された。今後、これらの各種シグナルの尾芽形成、脊髄発生における役割について、さらなる検討が可能となった。・pou5f3発現細胞の蛍光標識を行うための相同組換え非依存的遺伝子ノックイン技術を導入した。
一人暮らし高齢者の介護予防に向けた食生活の実態把握

地域高齢者における食環境と栄養素摂取状況の関連について検討を行った。調査に協力の得られた地域高齢者95名(男性10名、女性85名)を対象にかけて身体・体力測定、栄養調査を行った。本調査では、身長、体重、体組成の測定、食環境に関するアンケート及びエネルギー及び栄養素等摂取量の調査を行った。食環境は、食料品購入店舗までの移動手段及び所要時間、買い物頻度、食料品アクセスについての調査を行った。さらに、食料品アクセスは、GIS(地理情報システム)を活用し、生鮮食品販売店舗までの距離が500m(直線距離)以上の人口割合が20%未満に居住する者とそうでない者に分類した。解析対象者は地域高齢者87名である。解析対象者87名のうち、食料品購入店舗までの移動手段は徒歩が49名(56%)、自転車等の徒歩以外が38名(44%)であった。所要時間は10分未満が48名(55%)、10分以上が39名(45%)であった。買い物頻度は週5回以上が29名(33%)、週5回未満が58名(67%)であった。食料品アクセスは20%未満区分が70名(80%)、20%以上区分が17名(20%)であった。移動手段、所要時間、買い物頻度及び食料品アクセスと栄養素摂取状況の関連について解析を行った。その結果、移動手段及び所要時間と栄養素摂取状況には有意な関連は見られなかった。買い物頻度において、有意差が見られたエネルギー・栄養素は、エネルギー、水溶性食物繊維、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ビタミンKであった。これらの栄養素において、性別、年齢及びBMIの交絡因子を調整した重回帰分析では、買い物頻度とエネルギー、カルシウム、マグネシウム、ビタミンKのみが有意に関連していた。地域高齢者における買い物頻度と栄養素摂取状況に関連が見られた。一方、移動手段及び所要時間、食料品アクセスにおいては関連が見られなかった。今後の20年間のうちに、一人暮らし高齢者は約750万人を超えることが推計されており、新たに一人暮らしを開始する時期に、円滑な自立支援を行うことが非常に重要である。そこで、本応募研究では、地域新たに一人暮らしを開始する高齢者を対象に健康状態や食生活・食事・栄養に関する実態調査を行い、その後の日常生活を円滑にスタートすることができる方策について検討を行った。昨年度においては、対象地域の一人暮らし高齢者111名を対象に食習慣について検討を行った。このうち、食事調査への協力を得られた37名の食事状況について検討を行い、エネルギーおよび栄養素等摂取状況と料理区分別の出現料理ついて検討を行った。男性においては、概ね適正なエネルギー比率であったが、カルシウム、ビタミンCおよび食物繊維において推定平均必要量や目標量を下回って摂取している者が約半数であった。女性においては、脂質エネルギー比率が基準範囲を逸脱している者は、全体の51.6%であった。一方で、カルシウムおよびビタミンCにおいては、概ね適正な摂取状況であった。食物繊維においては、男性と同様に約半数の者が目標を下回って摂取していた。また、食事調査から得られた結果を、食事バランスガイドに準拠した料理区分別に分類し、集計を行った。なお、出現料理数は延べ226種類、出現料理数は延べ911品であった。副菜における出現料理の上位3品目(サラダ、漬物、和え物)で副菜料理の全体の33.3%を占めた。また、主菜においては、出現料理の上位6品目(納豆、焼き魚、煮物、豆腐、煮魚)で主菜料理の全体の35.9%を占めた。以上のことから、一人暮らし高齢者においては、エネルギーや栄養素摂取量においては、充分な食事を行っているのに関わらず、料理メニューが固定化されやすい等の課題が明らかとなった。今年度においては、地域社会組織と綿密な連携をとり、調査依頼地域の拡大を含めて慎重に研究を実施していく予定である。2017年度では、地域一人暮らし高齢者の置かれている食環境について検討を行った。過年度までに調査協力の得られた地域一人暮らし高齢者123名を対象に、食品購入店までの時間および移動手段、また買い物頻度について調査を行った。また、身体計測を行い、日常生活活動テスト(ADLスコア)および体重変化の状況については質問紙法による調査を行った。解析対象者の平均年齢は79.1±5.5歳、買い物頻度は週5回以上の者が43名、週5回未満が80名であった。ADLスコアの平均は、26.3±4.7であった。単変量回帰分析の結果、買い物頻度とADLスコアは有意に関連していた(β=-2.348, 95%CI: -4.074 -0.622, p=0.008)。さらに年齢及び性別の調整後による重回帰分析においても買い物頻度とADLスコアは有意に関連していた(β=-2.301, 95%CI: -4.048 -0.555, p=0.010)。買い物の移動手段が徒歩である者は73名、徒歩以外の者は50名であった。過去3か月以内に3kg以上の体重変化があった者は25名、なかった者は98名であった。買い物移動手段と体重変化の有無には有意な関連がみられた(粗オッズ比:2.70, 95%CI: 1.10 6.64, p=0.031)。

さらに、年齢及び性別の調整後のオッズ比においても有意な関連が認められた(調整オッズ比:2.68, 95%CI: 1.04 6.96, p=0.042)。本調査の結果から、地域一人暮らし高齢者の買い物頻度と日常生活活動、また、買い物移動手段と体重変化の有無との間に有意な関連がみられた。このことから、地域一人暮らし高齢者を取り巻く食環境が地域一人暮らし高齢者の身体状況に影響を与えていることが明らかとなった。2017年度においては、地域一人暮らし高齢者の取り巻く食環境について調査を行い身体状況について明らかにすることができた。しかしながら、調査対象地域において、新たに一人暮らしを開始する高齢者は、約120名に上った。これらの地域高齢者に対して、地域の民生委員を通じて研究参加への協力を依頼したが、実参加者数は14名となった。研究応募時おいては、40から50名の研究参加者を見込んでいたが、約20%となったため、研究の進捗状況はやや遅れている。今年度においては、調査の協力をする地域社会組織において組織改編と綿密な連携をとり、調査依頼地域の拡大を含めて慎重に研究を実施していく予定である。「当初計画通りに進まない場合の対応」に記載のとおり、過年度までの調査結果を用いて地域一人暮らし高齢者の食生活状況に関する研究を行っている。地域高齢者における食環境と栄養素摂取状況の関連について検討を行った。調査に協力の得られた地域高齢者95名(男性10名、女性85名)を対象にかけて身体・体力測定、栄養調査を行った。本調査では、身長、体重、体組成の測定、食環境に関するアンケート及びエネルギー及び栄養素等摂取量の調査を行った。食環境は、食料品購入店舗までの移動手段及び所要時間、買い物頻度、食料品アクセスについての調査を行った。さらに、食料品アクセスは、GIS(地理情報システム)を活用し、生鮮食品販売店舗までの距離が500m(直線距離)以上の人口割合が20%未満に居住する者とそうでない者に分類した。解析対象者は地域高齢者87名である。解析対象者87名のうち、食料品購入店舗までの移動手段は徒歩が49名(56%)、自転車等の徒歩以外が38名(44%)であった。所要時間は10分未満が48名(55%)、10分以上が39名(45%)であった。買い物頻度は週5回以上が29名(33%)、週5回未満が58名(67%)であった。食料品アクセスは20%未満区分が70名(80%)、20%以上区分が17名(20%)であった。移動手段、所要時間、買い物頻度及び食料品アクセスと栄養素摂取状況の関連について解析を行った。その結果、移動手段及び所要時間と栄養素摂取状況には有意な関連は見られなかった。買い物頻度において、有意差が見られたエネルギー・栄養素は、エネルギー、水溶性食物繊維、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ビタミンKであった。これらの栄養素において、性別、年齢及びBMIの交絡因子を調整した重回帰分析では、買い物頻度とエネルギー、カルシウム、マグネシウム、ビタミンKのみが有意に関連していた。地域高齢者における買い物頻度と栄養素摂取状況に関連が見られた。一方、移動手段及び所要時間、食料品アクセスにおいては関連が見られなかった。昨年度の研究結果から、一人暮らし高齢者の食生活上の問題点を把握することができた。今年度以降については、これらの結果を比較および対照として、一人暮らし開始直後の高齢者の食生活上の課題を明らかにする。
層の分岐の不変量と特性サイクル

本研究は、大域的な不変量であるオイラー数を計算する特性サイクルとよばれる代数幾何を用いて構成された対象を、より数論的な局所不変量である層の分岐の不変量から得ることを目標としている。数学において不変量は数学的対象を特徴づけるものであり、不変量の新たな性質を知ることは不変量の対象である数学的対象の新たな理解を与えることにつながる。特性サイクルはオイラー数以外にもいくつかの不変量との関係が知られており、特性サイクルと層の分岐の不変量との関係を知ることで、それらの不変量と層の分岐の不変量との関係についての理解も深まると期待できる。
光エネルギー変換機能をもつタンパク質超分子複合体の電極上での組織化と機能解析

21年度は下記1および2で示したように、光合成膜構造を模した階層的ナノ組織体を構築し、基板上で高効率な光電変換機能をもつタンパク質色素複合体のナノデバイスの開発を行った。また、その色素複合体のAFM観察ならびにX線の構造解析の結果と合わせて、光合成の色素複合体の動的構造と機能との相関について明らかにした。1光合成反応中心およびアンテナ系タンパク質色素複合体(LH-RC)の電極上での組織化と機能解析人工的に調製した光合成反応中心(RC)およびアンテナ系タンパク質(LH)色素複合体とそれらのモデルタンパク質色素複合体の自己組織化を基板上で行った。その確認は、UV-VisおよびCDなどの分光学的手法ならびにAFMならびにConductive AFMを用いた検討から行った。その結果、アンテナ系タンパク質/色素複合体複合体中が基板上で配向を制御されて組織化されていることがわかった。また、そのため、それらの複合体の蛍光挙動の比較検討から、クロロフィル色素誘導体間のエネルギーおよび電子移動についてレーザーを用いた分光学的手法で検討できることがわかった。2アンテナ系タンパク質およびそのモデルタンパク質を用いた色素誘導体の基板上での組織化とその機能解析光捕集系(LH)として紅色光合成細菌、R. ruburmおよびR. Sphaeroidesを培養し、アンテナ色素複合体およびそれを構成するタンパク質(LH・&LH・)ならびにクロロフィル色素(BChl a)色素を単離精製した。そして、アンテナ系タンパク質/色素複合体の再構成を脂質二分子膜(リポソーム膜)中および基板(ITOあるいは金電極)上で行った。その結果、この複合体の形成とその光電変換機能におよぼすタンパク質のアミノ酸組成および脂質の組成の役割について、それぞれ、検討を行うことができた下記1)および2)で示したように、光合成膜構造を模した階層的ナノ組織体を巧みに構築し、基板上で高効率な光電変換機能をもつタンパク質色素複合体のナノデバイスの開発を目指した。そして、「電気化学・分光同時計測」および「TIRF(全反射)-分光同時計測」の計測システムを用いて構成色素間のエネルギーならびに電子伝達の機能を検討した。1)光合成反応中心およびアンテナ系タンパク質色素複合体(LH-RC)の電極上での組織化と機能解析光合成細菌R. ruburmおよびR. palustriusから単離精製したLH-RCおよびLH2ならび人工的に調製した光合成反応中心(RC)およびアンテナ系タンパク質(LH)色素複合体とそれらのモデルタンパク質色素複合体の自己組織化を基板上で行った。また、それらの複合体の蛍光挙動の比較検討から、クロロフィル色素誘導体間のエネルギーおよび電子移動についてレーザーを用いた分光学的手法で検討を行った。2)アンテナ系タンパク質およびそのモデルタンパク質を用いた色素誘導体の基板上での組織化とその機能解析光捕集系(LH)として紅色光合成細菌、R. ruburmおよびR. Sphaeroidesを培養し、アンテナ色素複合体およびそれを構成するタンパ質(LH・&LH・)ならびにクロロフィル色素(BCh1 a)色素を単離精製した。そして、アンテナ系タンバク質/色素複合体の再構成を脂質二分子膜(リポソーム膜)中および基板(ITOあるいは金電極)上で行った。ここで、この複合体の形とその光電変換機能におよぼすタンパク質のアミノ酸組成および脂質の組成の役割についてそれぞれ、検討を行った。その結果、この複合体の形成とその光電変換機能におよぼすタンパク質のアミノ酸組成および脂質の組成の役割について、それぞれ、検討を行うことができた
超強電場中のファンデルワールス分子の分光学的研究:分子ダイナミックスの制御の試み

このプロジェクトは1998年-2000年3月までの2年間のプロジェクトとして発足した。当初,主研究者は陳文初であったが,1999年7月に香港中文大学に転出したため天埜が引き継いだものである。初年度は主として実験装置の製作にあてられた。装置は超音速分子ビーム発生部分,高電場領域,分子線検出器よりなる。これらは2つの真空チェインバーに納められる予定であったが,既に述べたように,主研究者の陳が年度半ばで転出したため計画の変更し,既存の主チェインバーに全てを納める。超音速ジェット源を用い酵素分子の780nmバンド(いわゆるAバンド)のコールドスペクトルを観測した。このバンドは大気化学において重要なバンドで吸収断面積・衝突幅の精密データをえることが重要である。そのための予備的なデータを得た。さらに,酵素ダイマーの780nm近辺での吸収スペクトルの観測は現在継続中である。超強電場の印加テストを行った。電極の形状などに変更が必要と思われる。本実験で最も重要かつ困難な点は,分子ビームのオプトサーマル検出である。強い結合を有する(H_2O)_2のようなダイマーと共に,弱い錯体である(NO)_2を観測し,分子間結合力と分子間ダイナミック巣の電場による影響を研究する。実験は継続中であるが,当初の検出感度はまだ達成されていない。既に述べたように,研究体制の変更が生じたが,本研究は更に継続する予定である。空間的な分子の配向を電場を用いて制御することは,従来より,行われているが,本プロジェクトの最大の特長は,極端状態を用いて,ファンデルワールス(van der Waals)分子の量子力学的トンネル効果に基づく配向を研究することである。本研究の成果は,外部条件を操作し,分子を制御することにより,化学反応を特定の生成物の方向へ人為的に導く方法を見出す糸口にもなり得る。本年度(平成10年度)は2年計画プロジェクトの第一年目であり,大部分は装置全体の設置に必要な部品の調達および,そのテストにあてられた。真空槽および真空排気系はほぼ完成しよび実験を行った。天埜教授の協力のもと,超音速ジェット源を製作し,現在,イオン,フリーラジカルの生成テスト中である。このテスト結果をうけて副真空室の製作を次年度早々に行い,コリメートされた分子線を発生させる。本研究では,分子の吸収スペクトルを観測するために,赤外レーザー等を用いたオプトサーマル検出を計画しているが,検出器として使用するHeデュワーを我々の目的に適合するように改良中である。光源としては,近赤外領域および可視領域の半導体レーザー分光器がほぼ完成し,データ取り込み,装置制御プログラムを含めて当初の予定どおりに動作していることを確認した。次年度は,これらを総合したテストを実行し,特に,本プロジェクトのもっとも困難が予想される,高電圧印加セルの製作,テストを行う予定である。超音速ジェット源を用い酸素分子の780nmバンド(いわゆるAバンド)のコールドスペクトルを観測した。さらに酸素ダイマーの780nm近辺での吸収スペクトルの観測は現在継続中である。

電極の形状等に変更が必要と思われる。本実験で最も重要かつ困難な点は,分子ビームのオプトサーマル検出である。強い結合を有する(H_2O)_2のようなダイマーと共に,弱い錯体である(NO)_2を観測し,分子間結合力と分子間ダイナミックスの電場による影響を研究する。実験は継続中であるが,当初の検出感度はまだ達成されていない。既に述べたように,研究体制の変更が生じたが,本研究は更に継続する予定である。
活動的固体天体の内部活動解明とハビタビリティの考察

まず、以下の2つの研究が論文として受理されました。1)テティスの地形形成:土星の衛星であるテティスには、巨大な渓谷が存在していますが、これがどのようにして形成されたかについては分かっていません。我々は、テティスの渓谷は軌道が変化したことによって衛星が変形し、それによって生じた応力で表面に亀裂が入ったのではないかと考え、軌道進化と応力の計算を行なったころ、応力の向きが渓谷の割れ目と整合的であるという結果を得ました。2)ディープラーニングによる火山灰の形状分類:火山灰の形状は、噴火がどのように発生したのかを知る重要な手がかりとなりますが、噴火が起きた際、採取された灰を人間の目で迅速に分析するには限界があります。我々は、ディープラーニングによって火山灰の形状をすばやく分析できるようになることを目指し、採取した火山灰粒子の形状分類を行いました次に今年度からのテーマとして以下の2つに取り組みました。1)有機化学反応の経路探索手法の開発:有機物の反応プロセスを考察することは、原始地球での大気進化やアミノ酸の合成に至るまで、地球惑星科学にとって極めて重要なテーマです。しかし、可能性のある反応経路を網羅的に調べた上で、重要な経路を決定するということは、実験的にも数値計算的にも簡単ではありません。我々は、有機物の結合状態を行列の要素で表し、モンテカルロ法を用いた経路探索手法の開発に取り組みました。2)火星のRSL形成に関する考察:火星の表面にはRecurrent Slope Lineae (RSL)と呼ばれる、アルベドの低い(暗い)帯状の模様が毎年出現していることが観測されています。今年度から火星における砂の湿り気の影響を見積もるためのシミュレーションや、地球で火星のRSLと似た地形を探すことを念頭に、機械学習による地形探索に取り組んでいます。当初は氷衛星や惑星のみを対象とした研究を計画していましたが、所属先の縁もあって、火山灰を機械学習を用いて分類する、原始地球の大気進化やアミノ酸の形成に関するシミュレーションを行うというような、惑星科学を超えた範囲の研究に取り組むことができました。現在、機械学習の理論やプログラムを用いて、火星と似た地形を地球上で探索するというテーマを行なっており、惑星科学以外で学んだことを本来のテーマにフィードバックさせるなど、いい方向に進んだと考えています。来年度は、主に有機反応のシミュレーション手法の開発と、火星のRSL地形形成の2つを行なっていく予定です。これらのテーマは、惑星の活動というような惑星科学における研究テーマだけでなく、生命が存在できる環境の考察にも深く関わっており、本研究の目的とも合致しています。具体的な計画としては、アルデヒドやアンモニアといった、有機物の種類や分子数を増やして、ユーリーミラーの実験におけるアミノ酸形成の経路探索を行ったのち、エンケラドスの海における反応の考察へと応用していくことを考えています。エンケラドスの海では有機物が実際に観測されているため、内部でどのような有機反応が起きているか、さらにアミノ酸のような生命に必要な分子が形成される可能性はあるかなどの考察を行います。また、RSL形成の考察に関しては、DEMとよばれる粉体のシミュレーション手法を用いて、砂が乾いている場合と湿っている場合の2つで砂がどのように流れるのかのシミュレーションを行い、湿った砂が乾いたときに形成される流れで、火星のRSLの再現ができるかどうか、また、砂の摩擦係数や粒径の影響などを見積もっていく予定です。1.テティスの地形形成メカニズムについてテティス表面にはIthaca Chasmaという長さが約2000kmにも及ぶ巨大な渓谷が観測されているが、このサイズの衛星に、なぜこのような巨大な割れ目が形成されたのかについてはよく分かっていない。テティスの軌道は、土星の潮汐変形によって生じたトルクによって軌道が時間とともに広がっていくが、土星のコアが粘弾性であると仮定して、衛星の軌道変化を計算した結果、テティスは過去にディオーネと2:1の共鳴に入っていた可能性があること、また、テティス内部に約100GWほどの熱が発生することが判明し、これらは観測結果とも整合的であった。さらにこの共鳴が発生する時期、軌道が比較的短時間で外側に広がっていることも分かった。そのため、ディオーネとの2:1共鳴によって内部が加熱されると同時に、軌道の広がりによってテティスの形が変化することで、巨大な渓谷が発生したのではないかと考え、表面に発生する応力の力と向きを計算したところ、力の向きと大きさが観測された割れ目の向きと整合的であった。2.火山灰の形状分類について粒子形状の判定は専門家による目視か、形状をパラメータ化することで行われることが多い。しかし、専門家による判定では、判定した人の主観に依存し、パラメータによる解析では、パラメータの選択が課題となる。そこで、近年画像認識において成果を挙げているディープラーニングを用いて、火山灰の形状を分類することを試みることにした。まず、4つの特徴的な形状クラスを設定し、一つの形状のみを持つ粒子だけを、ネットワークに学習させた。その結果、ネットワークは90%以上の精度で火山灰の形状を判定することに成功した。その後、この訓練されたネットワークを用いて、不明瞭な形状を含む全粒子で、4つの形状である確率を算出し、その確率の割合で粒子の形状を分類した。課題研究である氷衛星の内部活動と地形形成に関しては、テティスの渓谷と軌道進化を考察することができ、共著者として論文を投稿する段階に至っている。また、火山灰の形状分析という、課題研究とは異なるテーマにも取り組み、こちらも論文投稿の段階にある。そのため、おおむね順調に進展していると判断した。

まず、以下の2つの研究が論文として受理されました。1)テティスの地形形成:土星の衛星であるテティスには、巨大な渓谷が存在していますが、これがどのようにして形成されたかについては分かっていません。我々は、テティスの渓谷は軌道が変化したことによって衛星が変形し、それによって生じた応力で表面に亀裂が入ったのではないかと考え、軌道進化と応力の計算を行なったころ、応力の向きが渓谷の割れ目と整合的であるという結果を得ました。2)ディープラーニングによる火山灰の形状分類:火山灰の形状は、噴火がどのように発生したのかを知る重要な手がかりとなりますが、噴火が起きた際、採取された灰を人間の目で迅速に分析するには限界があります。我々は、ディープラーニングによって火山灰の形状をすばやく分析できるようになることを目指し、採取した火山灰粒子の形状分類を行いました次に今年度からのテーマとして以下の2つに取り組みました。1)有機化学反応の経路探索手法の開発:有機物の反応プロセスを考察することは、原始地球での大気進化やアミノ酸の合成に至るまで、地球惑星科学にとって極めて重要なテーマです。しかし、可能性のある反応経路を網羅的に調べた上で、重要な経路を決定するということは、実験的にも数値計算的にも簡単ではありません。我々は、有機物の結合状態を行列の要素で表し、モンテカルロ法を用いた経路探索手法の開発に取り組みました。2)火星のRSL形成に関する考察:火星の表面にはRecurrent Slope Lineae (RSL)と呼ばれる、アルベドの低い(暗い)帯状の模様が毎年出現していることが観測されています。今年度から火星における砂の湿り気の影響を見積もるためのシミュレーションや、地球で火星のRSLと似た地形を探すことを念頭に、機械学習による地形探索に取り組んでいます。当初は氷衛星や惑星のみを対象とした研究を計画していましたが、所属先の縁もあって、火山灰を機械学習を用いて分類する、原始地球の大気進化やアミノ酸の形成に関するシミュレーションを行うというような、惑星科学を超えた範囲の研究に取り組むことができました。現在、機械学習の理論やプログラムを用いて、火星と似た地形を地球上で探索するというテーマを行なっており、惑星科学以外で学んだことを本来のテーマにフィードバックさせるなど、いい方向に進んだと考えています。受け入れ先である東京工業大学では現在、詳細な土星系衛星の軌道進化を解析している。今後は、その結果をもとに、地形の形成年代を見積もる予定である。また、火山灰の分析も引き続き継続する予定で、機械学習を用いた区分けの方法を検討しているところである。来年度は、主に有機反応のシミュレーション手法の開発と、火星のRSL地形形成の2つを行なっていく予定です。これらのテーマは、惑星の活動というような惑星科学における研究テーマだけでなく、生命が存在できる環境の考察にも深く関わっており、本研究の目的とも合致しています。
金属ナノ粒子と混合導電性酸化物の相互作用を利用した高性能電極の設計

本研究は、金属ナノ粒子と混合導電性酸化物間の特異な相互作用を解明・制御して高性能電極を開発し、ナノイオニクスの発展に貢献することを目的とする。本年度は、以下の成果を得た。1)噴霧プラズマ法で合成したNi-SDC複合粒子のNi粒子サイズ制御とSOFCアノード特性昨年度報告したように、組成と粒径がよく制御されたSDC固溶体とNiOの複合粒子がSSP法により一段階で簡便に合成できる。この粒子は中空状であり、Ni, Ce, Smが均一に分布していた。水素気流中8001000°Cで1時間還元処理するとNiOは全てNiに還元できた。NiとSDC間の強い相互作用により、SDC表面にアンカーされた状態でNi粒子が析出し、Ni結晶子サイズは、1000°C還元では50nm、800°Cでは37nmであった。還元温度を低くするほどNi粒径を小さく制御できることがわかった。このNi-SDCをYSZ電解質に取り付けてSOFCアノード特性を評価した結果、17vol%-Niで最大活性を示すことを見出した。2)ヘテロ界面制御:混合導電性酸化物LSCF酸素極の長期耐久性La_<0.6>Sr_<0.4>Co_<0.2>Fe_<0.8>O_3(LSCF)+SDC/LSCF二重層構造電極を900°C、0.5A/cm^2で酸素発生させ、5000時間の耐久性を実証できた。落雷での停電での急冷、作業停電での室温までのヒートサイクルにも耐え、0.15V以下(vs. air)という高い性能を維持できた。試験開始時と再起動時に、一度上昇した電位が緩やかに回復する原因は、電極内の粒子同士の焼結がガス拡散性を抑制しない程度に進行してイオンと電子の導電ネットワークが向上し、有効反応領域が増大することに加え、LSCF中のCoの価数変化または相変化が起こっている可能性が高いことを明らかにした。本研究は,金属ナノ粒子と混合導電性酸化物間の特異な相互作用を解明、制御して高性能電極を開発し,ナノイオニクスの発展に貢献することを目的とする。本年度は,Niナノ粒子とサマリアドープセリア(SDC)の相互作用を利用して,低温でも高活性かつ高耐久性の可逆SOFC電極材料を一段階で開発することを目的に,噴霧プラズマ法(Solution-spraying plasma,SSP)でNi-SDC複合粒子を合成した。また,対極側の混合導電性酸化物酸素極の可逆作動特性も解析した。1)噴霧プラズマ法によるNi-SDC複合粒子の合成Ce,SmおよびNiの硝酸塩水溶液を(CeO_2)_<0.8>(SmO_<1.5>)_<0.2>-17vol.%Niの組成比となるように混合し,超音波噴霧器からキャリアガスで大気圧プラズマ炎に導入して熱分解した。組成と粒径がよく制御したSDC固溶体とNiOの複合粒子がSSP法により一段階で簡便に合成でぎることがわかった。この粒子を水素中で還元すると,Ni粒子がSDC担体にアンカーされることにより凝集が抑制され,均一に分散できることが明確に示された。このような特異な触媒構造は,原料水溶液が均一に混合した微細液滴のプラズマ炎による瞬間熱分解と,NiとSDC間の強い相互作用によるものと考えられる。2)混合導電性酸化物酸素極の可逆作動特性の解析La_<0.6>Sr_<0.4>Co_<0.2>Fe_<0.8>O_3(LSCF)+SDC/LSCF二重層構造電極を酸素還元カソードとして作動ざせるよりも,酸素発生アノードとして作動させる方が高性能であることを見出した。酸素発生極として作用すると,電極界面付近のp[O_2]は増加する。これにより電極界面のp型導電率が上昇し,触媒利用率(有効反応面積)が増加するためであることを明らかにした。2)ヘテロ界面制御:混合導電性酸化物LSCF酸素極の長期耐久性La_<0.6>Sr_<0.4>Co_<0.2>Fe_<0.8>

O_3(LSCF)+SDC/LSCF二重層構造電極を900°C、0.5A/cm^2で酸素発生させ、5000時間の耐久性を実証できた。落雷での停電での急冷、作業停電での室温までのヒートサイクルにも耐え、0.15V以下(vs. air)という高い性能を維持できた。試験開始時と再起動時に、一度上昇した電位が緩やかに回復する原因は、電極内の粒子同士の焼結がガス拡散性を抑制しない程度に進行してイオンと電子の導電ネットワークが向上し、有効反応領域が増大することに加え、LSCF中のCoの価数変化または相変化が起こっている可能性が高いことを明らかにした。
小児炎症性腸疾患におけるガレクチン９の免疫調節機能とその治療戦略

炎症性腸疾患は、腸管に慢性炎症をきたし再燃寛解を繰り返す消化管疾患である。近年、本邦での患者数は小児期発症を含め増加している。小児期のIBDは病変部位が広範囲であること、重症度が高いことが特徴とされる。炎症性腸疾患発症の病態に関する研究では、獲得免疫や自然免疫、遺伝的背景との関連が報告されている。一方、ガレクチンは自然免疫と獲得免疫の両者に関与していることが多数報告されており、免疫学的検討が進んでいる分野である。その中でガレクチン9は炎症調節作用があることが解明されつつあり、自己免疫疾患への治療効果も期待されている。今回、ガレクチン9に注目して小児炎症性腸疾患における免疫調節作用の解析を行うことで、IBD治療の選択肢の1つとなりえるか検討する。現在までに倫理委員会からの承認を得て、検体採取・保存、細胞培養、リアルタイムPCR、ELISAを実施している。検体は潰瘍性大腸炎、クローン病、正常対照群の3群で採取しているため、すべての検体の解析が終了したら統計学的な有意差を確認する予定であるが検体数が予定より伸びていない。今後、検体数を増やし検討を進める予定である。検体採取・保存、解析(細胞培養、realtime PCR、ELISA)は実施できているが、検体数が不足しており統計学的な検討に至っていない。検体数を増やしていく方針である。検体採取・保存、解析の数をさらに進めていく。研究のご協力いただける患者様のリクルートを積極的に行っていく。そして統計学的検討を進めていく。炎症性腸疾患(IBD)は、腸管に慢性炎症をきたし再燃寛解を繰り返す消化管疾患である。IBD発症の病態に関する研究では、獲得免疫や自然免疫、遺伝的背景との関連が報告されている。小児IBDの炎症粘膜におけるガレクチン9の作用と治療効果について免疫染色と細胞培養を用いて解析し、炎症調節作用が存在し、治療効果が期待できるを予測される。このように、ガレクチン9が小児IBDにおける免疫調節作用を明らかにすることでIBD治療の選択肢の1つとなりえるかについて検討する。現在までに、検体採取・保存、細胞培養、real-time PCR解析、ELISA解析を実施できるような準備を行っている。また、潰瘍性大腸炎群、クローン病群、コントロール群の粘膜検体の採取を開始している。採取した一部の検体をreal-time PCRによりガレクチン9、サイトカインを確認している。しかし、検体数が少ないために、比較検討し統計学的有意差を解析するまでには至っていない。今後は、検体数を増やしていくことによりガレクチン9とIBDの病態について比較検討できるものと考えている。検体採取・保存、細胞培養、real-time PCR解析、ELISA解析を実施できるような準備を行っているが、検体数はあまり集まっていない状況である。今回、ガレクチン9に注目して小児IBDにおける免疫調節作用の解析を行うことで、IBD治療の選択肢の1つとなりえるか検討する。現在までに検体採取・保存、細胞培養、realtime PCR、ELISAが実施でるようになり、実施している。検体は潰瘍性大腸炎、Crohn病、正常対照群の3群で採取しているため、すべての検体の解析が終了したら統計学的な有意差を確認する予定である。今後も検体数を増やしていき、ガレクチン9と炎症性腸疾患の病態との関連について検討していく。検体採取・保存、解析(細胞培養、realtime PCR、ELISA)を実施できている。検体数は少ないため統計学的な検討はまだしていない。

今回、ガレクチン9に注目して小児炎症性腸疾患における免疫調節作用の解析を行うことで、IBD治療の選択肢の1つとなりえるか検討する。現在までに倫理委員会からの承認を得て、検体採取・保存、細胞培養、リアルタイムPCR、ELISAを実施している。検体は潰瘍性大腸炎、クローン病、正常対照群の3群で採取しているため、すべての検体の解析が終了したら統計学的な有意差を確認する予定であるが検体数が予定より伸びていない。今後、検体数を増やし検討を進める予定である。検体採取・保存、解析(細胞培養、realtime PCR、ELISA)は実施できているが、検体数が不足しており統計学的な検討に至っていない。検体数を増やしていく方針である。検体採取・保存、細胞培養、real-time PCR解析、ELISA解析を実施できるように準備を終了させる。研究に参加していただける患者様のリクルートを積極的に行うことで検体数を増加させる。検体採取・保存、解析の数をさらに進めていき、統計学的検討を行う。さらに、研究のご協力いただける患者様のリクルートを積極的に行っていく。検体採取・保存、解析の数をさらに進めていく。研究のご協力いただける患者様のリクルートを積極的に行っていく。そして統計学的検討を進めていく。検体採取・保存、細胞培養、real-time PCR解析、ELISA解析を実施できるような準備を行っているが、検体数はあまり集まっていない状況である。研究に参加していただける患者様のリクルートが少なかった。さらに積極的にリクルートを行う。検体採取・保存はできつつあり、解析の準備も整った。解析を進める。研究に参加していただける患者様のリクルートが少なかったため、積極的にリクルートを行う。検体採取・保存をできているものの解析を進める。実際の研究計画は、粘膜組織におけるガレクチン9、TIM-3の蛋白発現を確認するために免疫染色を施行する。また、検体からコラゲナーゼや単核球分離法などを用いて単核球を分離する。分離した単核球を1×106個/1mlずつ細胞培養プレートのwellに無添加、100ng/mlのガレクチン9添加、10μg/mlの抗ガレクチン9抗体添加、陽性対照として50ng/mlのPHA添加の4条件に分け、細胞培養プレートを用いて48時間、37°Cで細胞培養を行う。検体から単核球分離を行い、ガレクチン9による刺激/阻害を行い、48時間細胞培養する。培養上清を採取し、各条件の上清中の各種サイトカイン(IL-6、IFNγ、TNF-α、IL-17、IL-10、TGF-β)濃度をELISAにて測定する。また、培養血球からRNA、cDNAを抽出し、サイトカインの転写因子としてTh1細胞はT-bet、Th17細胞はRORγt、調節性T細胞はFoxp3などのシグナル分子の発現をreal-timePCRを用いて各条件で解析する。
心療内科を受診したうつ病患者の費用対効果性のプロスペクティブ・スタディ

1.うつ病患者の病型と治療成績との関係九州大学心療内科を受診したうつ病またはうつ状態患者の病型と予後の関係をプロスペクティブに検討した。1999年12月1日から2000年5月31日までの間に新患外来を受診した患者で、DSM-IVの大うつ病性障害、気分変調性障害、抑うつ気分を伴う適応障害および特定不能のうつ病性障害の診断基準を満たした者は計157名であった。この中で、6ヶ月間完全に外来でフォローされた65名について、Hamiltonうつ症状評価尺度(HAM-D)およびZungうつ症状自己評価尺度(SDS)でうつ症状の改善度を経時的に評価した。抑うつ症状を呈するどの病型も治療開始3ヶ月で、良好な治療成績が得られた。その効果は6ヶ月後においてもほぼ維持された。とくに大うつ病性障害でその成果が著しかった。軽症うつ病が心療内科における治療でも、その病型にかかわりなく効果が得られることが証明された。また初回面接のみで、他院に紹介または助言を加えて前医に戻した患者45名中回答のあった29名での3ヶ月後の成績は、約半数で「改善」以上の効果が得られた。このことは、軽症うつ病においては、専門科にかかわず薬物中心の治療で対応できることを示唆する。(心身医学42:575-584,2002)2.うつ病既治療群と未治療群の心身医学的治療による医療経済学的効果治療費は外来通院の未治療者が既治療者より高かったが、治療効果を考慮した評価では、未治療群の方が高いcost-effectivenessが得られた。うつ病については発症早期より適切な診断と治療をすれば費用効果面においても経済的であることが明らかになった。この事実は軽症うつ病には、薬物療法に支持的心理療法を加えた心身医学的治療の医療経済学的効果が高いことを証明するものである(第42回日本心身医学会総会ワークショップにて発表)。1.うつ病患者の病型と予後との関係九州大学心療内科を受診したうつ病またはうつ状態患者の病型と予後の関係をプロスペクティブに検討した。また初回面接のみで、他院に紹介または助言を加えて前医に戻した場合でも、約半数で「改善」以上の効果が得られた。(心身医学誌投稿中)

2.うつ病既治療群と未治療群の心身医学的治療による医療経済学的効果治療費は外来通院の未治療者が既治療者より高かったが、治療効果を考慮した評価では、未治療群の方が高いcost-effectivenessが得られた。うつ病については発症早期より適切な診断と治療をすれば費用効果面においても経済的であることが明らかになった。この事実は軽症うつ病には、薬物療法に支持的心理療法を加えた心身医学的治療の医療経済学的効果が高いことを証明するものである。(第42回日本心身医学会総会ワークショップにて「心療内科を受診したうつ病患者のcost-effectivenesの検討」として発表)1.うつ病患者の病型と治療成績との関係九州大学心療内科を受診したうつ病またはうつ状態患者の病型と予後の関係をプロスペクティブに検討した。1999年12月1日から2000年5月31日までの間に新患外来を受診した患者で、DSM-IVの大うつ病性障害、気分変調性障害、抑うつ気分を伴う適応障害および特定不能のうつ病性障害の診断基準を満たした者は計157名であった。この中で、6ヶ月間完全に外来でフォローされた65名について、Hamiltonうつ症状評価尺度(HAM-D)およびZungうつ症状自己評価尺度(SDS)でうつ症状の改善度を経時的に評価した。抑うつ症状を呈するどの病型も治療開始3ヶ月で、良好な治療成績が得られた。その効果は6ヶ月後においてもほぼ維持された。とくに大うつ病性障害でその成果が著しかった。軽症うつ病が心療内科における治療でも、その病型にかかわりなく効果が得られることが証明された。また初回面接のみで、他院に紹介または助言を加えて前医に戻した患者45名中回答のあった29名での3ヶ月後の成績は、約半数で「改善」以上の効果が得られた。このことは、軽症うつ病においては、専門科にかかわず薬物中心の治療で対応できることを示唆する。(心身医学42:575-584,2002)2.うつ病既治療群と未治療群の心身医学的治療による医療経済学的効果治療費は外来通院の未治療者が既治療者より高かったが、治療効果を考慮した評価では、未治療群の方が高いcost-effectivenessが得られた。(第42回日本心身医学会総会ワークショップにて「心療内科を受診したうつ病患者のcost-effectivenesの検討」として発表。心身医学投稿中)
幼雛期のニワトリにおけるキヌレニン経路の生理的意義の解明

最終年度は、以下の2項目を実施した。1)ニワトリにおいて成長が異なる2鶏種の孵化直後血漿のメタボローム解析を行った。ガスクロマトグラフ四重極型質量分析計によるノンターゲットな分析法を用いた。同定された53成分の中で、パントテン酸など18の代謝物に鶏種の影響が認められ、幾つかは成長との関連が推測できることから、更なる研究を行う必要性が示唆された。また、本成果を学術誌に投稿し、原著論文として受理された。本分析法は、キヌレニン経路代謝物の分析には感度が不十分であったことから、ニワトリにおけるキヌレニン経路代謝物の研究には、他の分析法を用いる必要性が示唆された。2)トリプトファン代謝物を含む低分子代謝物の網羅的分析系の確立を試みた。ガスクロマトグラフ三連四重極型質量分析計の負化学イオン化法を用いた分析系を検討した。標品の検討では、トリプトファンおよびその代謝物を含む45成分が検出可能であることを確認した。キヌレニン経路代謝物では、キノリン酸、ピコリン酸、3-ヒドロキシキヌレニン、キヌレン酸、キヌレニン、アントラニル酸、3-ヒドロキシアントラニル酸およびキサンツレン酸が検出可能であった。更に、他のトリプトファン代謝物として、セロトニン、5-ヒドロキシインドール酢酸、メラトニン、インドール酢酸、インドールプロピオン酸およびトリプタミンが検出可能であった。ニワトリの血漿を検討したところ、(1)では分析できなかったキノリン酸およびピコリン酸の定量分析が可能であることを確認した。今後は、これらの成果に基づき、ニワトリにおけるトリプトファン代謝物、ストレスおよび成長の関連解明に向けた研究を進めていく。本研究では、ニワトリ幼雛におけるキヌレニン経路の生理的意義の解明を目指している。本年度は、ニワトリ幼雛におけるキヌレニン経路の代謝物質が成長ならびにストレス反応に及ぼす影響を明らかにするための初期段階の研究を遂行した。具体的には、ニワトリ幼雛を用いて、(1)キヌレニン経路の代謝物質であるキヌレニンの単回投与におけるガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)を用いたメタボローム解析、(2)ストレス負荷におけるGC/MSメタボローム解析結果の確認、および(3)GC/MSメタボローム解析を用いた成長に伴う代謝変動の解析、以上3課題に取り組んだ。(1)では、ニワトリ幼雛において、キヌレニンを単回投与から1時間経過後の脳、肝臓および血漿を採取した。本年度は、血漿のGC/MS分析を行った。次年度は、脳および肝臓の同分析も行い、全結果を用いた解析(多変量解析やエンリッチメント解析等)から総合的に考察する予定である。(2)では、先行研究において、ニワトリ幼雛におけるストレス負荷後の血漿のGC/MSメタボローム解析からキヌレニン経路への影響を確認しているが、今回は同サンプルを用いてキヌレニン経路代謝物への影響をGC/MSを用いた定量分析で確認した。本結果から、次年度以降の実験条件(投与量など)の判断材料を得た。(3)では、ニワトリ幼雛の脳、血漿、浅胸筋および肝臓を経日的に採取し、全サンプルのGC/MSメタボローム解析を行った。成長に伴うキヌレニン経路代謝物の変動は認められなかったが、幾つかの低分子代謝物質において、成長に伴う変動を確認した。本結果から、次年度以降の実験条件(投与期間など)の設定において参考となる情報を得た。想定外の分析系の検討や、関連した機器の緊急メンテナンスなどが生じ、今年度で予定通りの実験を行えなかったため、遂行に若干の遅れが生じた。しかしながら、次年度には完全に解決されるため、この遅れを取り戻す予定である。今年度は、以下の3項目を実施した。1)ニワトリ幼雛の慢性暑熱ストレス負荷時の血漿メタボローム解析において、キヌレニン経路代謝物の増加が認められたことなどを原著論文として投稿し、受理された。産業動物におけるストレスとキヌレニン経路の関連解明の意義を議論した。それだけでなく、他の代謝物との関連も考察できたことから、ニワトリ幼雛のストレスと生体内低分子代謝物の関連における基盤情報を提供することができた。2)キノリン酸およびピコリン酸のガスクロマトグラフ三連四重極型質量分析計(GC-MS/MS)のメタンガスを用いたNCI法による分析系確立に向けた基盤を整えた。当初用いる予定であったガスクロマトグラフ四重極型質量分析計(GC/MS)のメタンガスを用いたNCI法よりも良い分析系の確立が期待されることから、関連する知識および技術の習得を行った。3)本研究の遂行においてメタボローム解析は重要であるが、GC/MSを用いた新規のアンターゲット解析法が公開されたことからメソッドの導入と検討を行った結果、有用であることを確認した。また、当初の予定にはなかったが、GC-MS/MSを用いたワイドターゲットメタボローム解析が利用可能になったことからその導入と検討を行った結果、これも有用であることを確認した。更に、これらを今後用いるための準備を整えた。今後は、上記の新規導入した分析系および解析系を用いて、キヌレニン経路、ストレスおよび成長の関連解明に向けた研究を引き続き進めていく。当初より遅れている部分も認められるが、分析系および解析系における改良を、当初の想定を超えて行うことができたことが大きな成果だといえる。