hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
TGF-βおよびWntシグナル分子の相互作用によるシグナル制御機構

TGF-bシグナルに関わる新規分子を取得することを目的として,yeast two-hybridスクリーニングによりBMP receptr associated molecule(BRAM)に結合する因子,BRAM intcracting protein(BIP)を単離した。BIPホモログはヒト,アフリカツメガエル,線虫C. elegansに存在していた。C. elegansにはBRAMホモログ、BRA-1,BRA-2が存在し、C. elegans BIPがこれらと相互作用することが期待されたので,C. elegansを用いたBIPの機能解析を行った。C. elegans BIPは733アミノ酸をコードした。C. elegans BIPとBRA-1,BRA-2の相互作用を検討し、C. elegans BIPはBRA-1,BRA-2の両者と結合することが明らかとなった。次にC. elegans BIPの組織発現を検討し,咽頭筋とhypodermisで強い発現が見られたほか,尾部の神経細胞にも発現が認められた。尾部神経での発現は,線虫のdafシグナルの受容体DAF-1およびBRA-1の発現部位とオーバーラップするものであり,また,咽頭筋とhypodermisでの発現は,smaシグナルの受容体であるSMA-6およびBRA-2の発現部位と重なっている。以上の結果から,C elegans BIPはBRA-1あるいはBRA-2を介してdaf経路あるいはsma経路に関与している可能性が考えられた。次にdouble stranded RNA interference(dsRNAi)を用いて検討した。野生型にBIP dsRNAをインジェクションし,F1を観察したところ野生型の体長は1.18ア0.09mmであるのに対し,BIP dsRNAをインジェクションした群では1.00ア0.09mmと,BIPの機能欠失によって体長の短いSmaの表現型を示すことが明らかとなった。そこで,sma経路のリガンドであるDBL-1の過剰発現変異体dbl-1(++)に対するBIPdsRNAiを検討したところ,dbl-1(++)の体長は1.53mmであるが,これにBIP dsRNAをインジェクションした群では,体長が1.24mmまで短くなり野生型と同程度になる個体が認められた。さらに,sma経路の標的遺伝子であるlon-1機能欠失変異体にdsRNAiを行ったが,この変異体に対しては作用が全く認められなかったことから,C. elegans BIPはsma経路においてリガンドDBL-1より下流かつ標的遺伝子であるLON-1より上流に位置することが確認された。以上の結果よりBIPはBRA-2に作用してsma経路をポジティブに調節している可能性が高いと思われた。TGF-β(transforming growth factor-β)スーパーファミリーに属する増殖因子は、細胞の分化や増殖、初期発生における形態形成などに重要な役割を果たしていることが知られている。

これらの増殖因子は、細胞膜上の特異的なセリン/スレオニンキナーゼ型受容体に結合し、受容体からはSmad経路とTAB1(TAK1 binding protein1)/TAK1(TGF-βactivated kinase1)経路によって核へシグナルが伝達される。近年、TGF-βファミリーと他の増殖因子による協調的、または、拮抗的な生理作用が示され、その分子機構が解析されるようになった。本研究ではアフリカツメガエル胚オーガナイザー形成におけるWntシグナル伝達系の分子機構を検討した。その結果以下のことが明らかになった。1)オーガナイザー領域におけるWnt標的遺伝子Xtwnの発現誘導には、Smad4がXtwnプロモーターに結合することによって関与していることが明らかになった。2)Smad4はLEF1やβ-cateninに結合することが明らかになった。また、内在性のSmad4とβ-cateninのWntシグナル依存的な複合体形成が確認された。さらに、Smad4はWntシグナル依存的に核移行することを明らかにした。3)Smad4はWntシグナル依存的にXtwn遺伝子発現に関与することが確認された。また、Smad4とβ-cateninはLEF1による転写を相乗的に活性化し、Xtwn遺伝子発現を協調的に誘導することを明らかにした。以上の結果から、Smad4はWntシグナルによって核移行し、LEF1やβ-cateninと複合体を形成することによりWnt標的遺伝子の転写を協調的に活性化することが示された。TGF-βシグナルに関わる新規分子を取得することを目的として,yeast two-hybridスクリーニングによりBMP receptor associated molecule(BRAM)に結合する因子,BRAM interacting protein(BIP)を単離した。BIPホモログはヒト,アフリカツメガエル,線虫C. elegansに存在していた。C. elegansにはBRAMホモログ、BRA-1, BRA-2が存在し、C. elegans BIPがこれらと相互作用することが期待されたので,C. elegansを用いたBIPの機能解析を行った。C. elegans BIPは733アミノ酸をコードした。C. elegans BIPとBRA-1, BRA-2の相互作用を検討し、C. elegans BIPはBRA-1, BRA-2の両者と結合することが明らかとなった。次にC. elegans BIPの組織発現を検討し,咽頭筋とhypodermisで強い発現が見られたほか,尾部の神経細胞にも発現が認められた。尾部神経での発現は,線虫のdafシグナルの受容体DAF-1およびBRA-1の発現部位とオーバーラップするものであり,また,咽頭筋とhypodermisでの発現は,smaシグナルの受容体であるSMA-6およびBRA-2の発現部位と重なっている。
extensionという概念の変容に着目したサイボーグ技術に関する思想の研究

extensionという概念は、身体との関係から技術を記述してきた歴史がある。本研究は、extensionに少なくとも三つの内包があることを出発点に、サイボーグ技術を複数のextensionの系譜に位置づけ、それ以前の技術の記述との差異から、その特性を理解する点を特徴とする。20072008年度は、系譜の特定に必要なレファレンス作りを中心に、系譜学の適用と方法論としての精緻化を進めた。「身体を延長するもの」「身体の機能を拡張するもの」「身体から外化したもの」の三つの内包を持つextensionという概念は、新しい技術が登場するたびに技術を身体との関係で記述してきた。したがって、この概念の起源を特定し、変遷を追跡することで、各技術の特性を「原型」との差異として解明できる。本研究では、サイボーグはもちろん、補綴技術、機械と人間の共生関係を主題にした研究書、小説、映画、漫画、アニメーション作品、さらに新しい技術が開発されている現場の語りまで、関係資料を縦断的に収集し、extensionの用法サイボーグ技術の特性を解明する。このような系譜学的方法の成功には、レファレンスの豊富さが鍵になる。資料の収集と分析の作業は継続中だが、19年度の成果としては、「拡張」の系譜の指標になるS・バトラーの『エレホン』(1872)とJ・D・バナールの『宇宙・肉体・悪魔』(1929)の特定があげられる。前者では機械の進歩が人間の進化のスピードを凌駕する不安が描かれており、後者では機械との接合による人間の人為的な進化が主題になっている。蒸気機関の発明を背景に機械を一種の生物種と見なして進化を論じる前者は生物と機械の類推を基調にし、J・B・S・ホールデンの生物遺伝学に触発された後者は人為的な「改良」の操作が機械だけでなく人間にも適応できる(適応されるべきである)という発想を基調にする。後者の発想は、K・ウォーリック(2002)の発想の「原型」になっている点で特に興味深い。バナールの思想は、今日のサイボーグ技術の特性を解明する「原型」の役割を果たしているのである。19年度の成果を受けて、ジャパニメーションの代表作の一つとされる『Ghost in the Shell/攻殻機動隊』(押井守監督,1995)を「拡張」の系譜から解釈する論文を執筆中である。extensionという概念は、新しい技術が登場するたびに技術を身体との関係で記述してきたが、今日のサイボーグ技術もその例外ではない。本研究の目的は、状況的な分析から一歩進めて、サイボーグ技術をextensionの系譜に位置づけることで理解しようとするものである。既にこの研究の出発段階で、extensionには「身体を延長するもの」「身体の機能を拡張するもの」「身体から外化したもの」の三つの内包があることが明らかになっていた。本研究は、各々の概念の起源を特定し、変遷を追跡することで、サイボーグの特性を「原型」との差異として理解することを目的にするが、そのためには、extensionの系譜学の方法論を洗練させる必要がある。平成20年度は、各概念のレファレンスの作成と並行して、具体例を通じて方法論を構築、提示すること第一の目標とした。方法論の構築には、第一に、extensionの系譜に定位した思想家と技術状況の二項関係に加え、当時の思想に影響力を持った理論状況に目配せすること、第二に、「原型」に定位する一方、「原型」の論理を批判的に対象化する思想家の登場に注意することが必要である。後者は、系譜の結節点としてそれ以後の思想に大きな影響を及ぼすだけでなく、全く新しい系譜が形成される可能性がある点で、系譜学上、極めて重要である。平成20年度の具体的成果としては、J・J・ギブソンのメディウム論が、デカルトに起源を持つ「延長」に定位しつつデカルトの心身二元論を覆す可能性があることを、同じくメディウムに着目した同時代のF・ハイダーの心理学説、さらに通信モデル、サイバネティクスという理論状況に目配せしながら解明した論文(「ハイダーとギブソンのメディウム概念」[印刷中])と、extensionをめぐるM・マクルーハン、E・T・ホール、R・B・フラーの間の論争に新解釈を提出した論文(「マクルーハンのextensionのオリジナリティーについて」)の二本に加え、extensionを切り口にマクルーハンとギブソンのメディウム概念を比較した学位論文(「20世紀におけるメディウム概念の成立と変容」)があげられる。
先端の構造解析技術を駆使したニトリル水和酵素ファミリーの触媒機構と成熟化機構解明

鉄型ニトリルヒドラターゼのβR56K変異体を用いて触媒反応の時間分割結晶構造解析を行った。その結果、非ヘム鉄に配位した基質のニトリル炭素原子をαCys-SOー配位子の側鎖O原子が求核攻撃することで環状中間体を形成することを明らかにした。更に、18Oラベルした水の取込をFTIRで解析することにより、αCys-SOー配位子の側鎖O原子が触媒サイクル中にβArg56によって活性化された水分子と交換されることを明らかにした。また、チオシアネートヒドロラーゼ変異体解析から、両酵素は共通の触媒機構を有し、基質ポケットのサイズと構造が基質特異性に重要であることを明らかにした。1.ニトリルヒドラターゼ(NHase)の触媒反応の時間分割X線結晶構造解析。kcatが約2%に低下する変異体βR56KNHaseを用いて、tert-butyl nitrile(tBuCN)の水和反応を解析した。βR56KNHaseをニトロシル化して不活性化したものを結晶化し、暗所でtBuCNを添加した後、光照射で酵素を活性化し、結晶内で触媒反応を行わせた。一定時間、光条件下で反応させた後、結晶を凍結して反応を停止させ、結晶構造を決定した。反応時間5-120分で解析した結果、tBuCNは反応開始後50分までに非ヘム鉄反応中心に配位したが、その電子密度の形状は基質ではなく、生産物のtert-butyl amideに酷似していた。また、アミド基の酸素原子となる電子密度と酵素のシステインスルフェン酸配位子の酸素原子間の距離は0.7Aであり、両者は同一原子であると考えられた。すなわち、非ヘム鉄中心に配位した基質のニトリル炭素をシステインスルフェン酸配位子の側鎖酸素原子が求核攻撃するという新奇反応モデルを反応中間体の構造に基づいて提案した。2.類縁酵素であるチオシアネートヒドロラーゼ(SCNase)とNHaseの基質認識機構の違い。SCNase基質ポケット深部に側鎖をもつ二つのArgをNHaseの相当するアミノ酸に置換した変異体(βR90F,γR136W)SCNaseを解析した。いずれの酵素もSCNase活性を消失し、弱いNHase活性を示した。γR136WSCNaseの結晶構造を決定したところ、γArg136の置換によって、ポケットのサイズが大きくなり、ポケット表面の正電荷がやや減少していた。以上の結果から、SCNaseにおいては、基質ポケットが小さく、ポケット上部に存在するこれらのArg残基によって、負電荷の基質が捕捉されることが触媒活性に重要であることがわかった。1.ニトリルヒドラターゼ(NHase)の触媒反応のFTIRによる解析昨年の結果から、基質ニトリルが金属に配位した後、αCys114-SOHの-SOH基がニトリル炭素を求核攻撃し、環状中間体を形成することが分かった。残る課題は中間体を水分子が求核攻撃し、生産物の解離と-SOH基の再生が起こるメカニズムである。これを明らかにするため、今年度はH2(18O)中で触媒反応をさせた酵素のFTIR解析を行った。その結果、触媒反応後の試料では、Cys-SOHのS-O間の振動に相当するピークの波数が26cm-1減少しており、これは16O→18Oの交換が起こったときの理論値の変化(31cm-1)に良く一致していた。この結果から、環状中間体の形成後、水分子が-SOH基に由来するS原子を求核攻撃することで、基質が解離し、-SOH基が再生されると考えられた。2.ニトリルヒドラターゼ(NHase)の触媒反応の時間分割X線結晶構造解析昨年度に引き続き、触媒活性の低下した変異体βR56Kの結晶中におけるpivalonitrile水和反応のX線結晶構造の時間経過を解析した。本年度は10分ごとに700分まで反応させたときの構造を決定したところ、50分以降700分まで構造変化は見られなかった。従って、結晶中では、上記の環状中間体の形成以降、変化しないことが予想された。50分で得られた環状中間体の構造を詳細に解析したところ、βLys56の側鎖アミノ基とαCys114-SOHの側鎖-SOH基に水素結合する水分子が反応の時間経過に伴って僅かにβLys56側に移動していること、また、この水分子はαCys114-SOHの側鎖S原子に最も接近している水分子であった。これらのことから、この水分子がαCys114-SOHの側鎖-SOH基を求核攻撃する可能性が考えられた。

昨年度までに時間分割X線結晶構造解析から、基質のニトリル基が反応中心金属に配位後、システインスルフェン酸基のSO-基がニトリル炭素を求核攻撃し、新規な環状中間体を生じることを明らかにした。本年度は、環状中間体形成以降の過程を明らかにするために、以下の研究を行った。1.質量分析による水の取り込み過程の解析:環状中間体形成後に水分子がどのように反応するかを明らかにするために、18Oラベルした水分子中で触媒反応を行い、酵素と基質に対する18Oの取り込みを質量分析で解析する手法を検討した。18Oラベルした水で作製した緩衝液中に凍結乾燥させたNO結合型不活性NHaseを溶解し、0.3等量の基質を加えて反応させた後、精製した生産物の質量を測定したところ、理論値よりも2Mass増大しており、水由来の18Oは生産物に取り込まれる可能性が示唆された。しかし、昨年、行ったFTIRによる結果と矛盾していることと、代謝回転数から考えて、同一の酵素が複数回触媒している可能性も無視できないため、酵素側の同位体取り込みの検出法を行う必要が考えられた。2.βR56K以外の変異体による時間分割構造解析:βR56Kで得られたものとは異なる反応中間体構造を決定するために、βR141K、βR167K変異体発現系を構築した。現在、構築した発現系を用いて、変異体酵素の大腸菌による発現系構築と精製を行っている。3.中性子構造解析のための結晶化:中性子構造解析を行う上で、結晶化中に分子間でS-S結合を生じてしまう可能性があるため、βC146S, αC195S二重変異体発現プラスミドを構築した。26年度が最終年度であるため、記入しない。生体関連化学26年度が最終年度であるため、記入しない。時間分割X線結晶構造解析により、酵素基質複合体と思われる反応中間体の結晶構造を決定することができ、反応中間体の立体構造に基づく反応機構を世界で始めて提唱することに成功した。今後、提唱したモデルと生化学的に検証することで、反応機構の核心に迫ることができると期待される。一方で、もう一つの鍵である中性子構造解析に関しては、未だ、良質な結晶を作成中であるため、今後、精力的に進めて行く必要がある。平成24年度の時間分割構造解析の結果から、基質の結合様式ならびに反応中間体の結晶構造を1.2Åの高分解能で決定することができた。その結果、基質の配位後に酸化修飾を受けたシステイン配位子が求核攻撃をして環状中間体を形成することを明らかにした。25年度は、安定同位体18Oラベルした水中での反応をFTIRで解析することと昨年度の構造を詳細に解析することにより、βLys56の側鎖アミノ基とαCys114-SOHの側鎖-SOH基に水素結合する水分子がαCys114-SOHの側鎖-SOH基を求核攻撃することで、基質が解離し、-SOH基が再生される可能性示した。これらの結果から、反応中間体の結晶構造に基づく反応モデルを提唱し、NHaseの触媒反応機構をほぼ明らかにできたと考えている。本成果は当初の計画を上回るものであり、予想以上の達成度に至っていると考えている。時間分割X線結晶構造解析の結果に基づいて提唱した反応モデルを安定同位体を用いて触媒反応を追跡することにより、検証する。一方、中性子構造解析に適用可能な良質な大型結晶の作製を集中して行い、ニトリルヒドラターゼの中性子構造解析を試みる。反応モデルを構築できたことから、今後は以下の3点に絞って研究を行う。1.質量分析による、H2(18O)取込の確認
木質混構造を対象としたCLT各種接合部の構造性能評価手法

本研究は、中高層建築物において、木材(W)をコンクリート部材(RC)や鋼材(S)と併用して構造躯体に使用することを大きな目標とする。中でも木材(W)と他材料(RC、S)の接合部の抵抗機構を解明し、荷重変形挙動と破壊に関して定式化することを目的とする。対象とする接合部は、施工が容易で高耐力化・高剛性化に適したボルトやドリフトピンといった機械的接合具で、理論式の誘導、画像解析等を用いた実験や解析による検証を実施し、ボルト等の任意の配置手法、剛性・荷重の評価手法を理論的に体系化する。
酵素的代謝に安定な心房性ナトリウム利尿ペプチド誘導体の合成研究

心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)の主な分解酵素の一つであるNeutral Endopeptidase(NEP)による酵素的な代謝に焦点をあて,NEPに対する酵素安定性を高めた誘導体の合成を試み,その評価を行なった結果を以下に示す。1我々の構造活性相関研究より得た知見を元に,ANP分解酵素であるNEPに対する安定性を考慮し,(1)NEPの主な切断部位である7位Cysと8位Pheの間にD-アミノ酸としてD-Ala,D-Leu,D-Val,D-Argを挿入した誘導体、(2)またこの7位と8位の間の最適な環の長さを確認するためにGly,β-Ala,Gly-Glyを挿入した誘導体を主にBoc型固相法により合成を行なった。得られた粗ペプチドは最終的にHPLCにて精製を行い,高純度の合成品を得た。2生物活性の評価については血管平滑筋弛緩活性及びreceptor binding assayを指標とし,誘導体のED_<50>値,Ki値をそれぞれ測定し,合成品の活性を比較検討した。その結果,D-Ala,D-Valのような脂肪族でややBulkyなD-アミノ酸を含む誘導体が高活性を示し,D-Argの様な陽電荷を持つ誘導体は逆に活性が減少した。また,7位Cysと8位Pheの間がGlyよりも長くなると血管平滑筋弛緩活性もKi値も大きく減少した。最も,活性が高く有望な誘導体は[Arg^6,D-Ala^<7a>,Leu^<12>,Cys^<16>]-α-ANP(6-17)-Phe-Arg-NH_2であり,ANPの約1/20の血管平滑筋弛緩活性を示した。しかしながら,今回は活性が上昇した原因が化合物の酵素切断に対する抵抗性を示すためかどうかはウサギ副腎皮質標本をもちいた化合物の半減期(t1/2)を測定できなかったので正確な評価は出来なかった。今後,我々の得た有望な誘導体についてさらなる最適化が必要と考えられる。
肝幹細胞移植による肝再構築機構の解析

研究代表者らは、細胞表面抗原によって濃縮したマウス肝幹・前駆細胞を用いて、目的分子の発現を修飾することで、肝幹/前駆細胞の移植効率に与える影響を解析し、レシピエント肝臓を置換するメカニズムを解析する研究を行った。その結果、CD13が肝幹・前駆細胞の純化に有用であること、Sa114を介した経路が胆管細胞への分化が調節されていることを発見した。また、MMPの調節によって、細胞移植をより効率化することができることが示された。本研究は、将来の自己由来幹細胞を用いた細胞治療の進歩に貢献すると考えられる。我々は当該研究において、ウイルスベクターによって特定の目的分子の発現を修飾することで、肝幹/前駆細胞の移植効率に与える影響を解析し、さらに、肝幹細胞がレシピエント肝臓を置換する際に目的分子がどのような動態をとるのかを解析することで、効率的に肝幹細胞を致死的肝不全の治療に応用しようとする研究を行い、今年度の成果として下記を得た。(1).マウス肝前駆細胞・肝幹細胞の分離、培養:マウス胎仔肝臓から初代肝幹/前駆細胞が高濃度に純化された画分を分取し、増殖もしくは肝細胞への分化を誘導する培養実験系を確立した。この中で、胎生中期マウス胎仔肝臓からCD13^+CD133^+CD45^-Terl19^-の分画を分取すると、より濃縮した肝幹・前駆細胞画分が得られることを発見した(Kakinuma et al.J Hepatol, 2009)。さらに肝幹・前駆細胞に対して、分化・増殖に関与することを予想している遺伝子の強制発現およびノックダウンを行った。その結果、転写因子Sall4は肝幹・前駆細胞の胆管細胞への分化を正に調節していることを示した(Oikawa et al.Gastroenterology, 2009)。(2).肝幹細胞を用いた細胞移植後の細胞動態の解析:研究グループは成体由来肝細胞を用いて、高度の肝キメリズムが得られる移植系を確立した。高脂血症モデルマウスであるApoE欠損マウスに対して、野生型のマウス胎仔由来肝幹・前駆細胞を移植したところ、高脂血症が治癒し、移植した細胞がレシピエントの肝臓内で1年以上にわたって肝細胞として機能することを示した(第95回日本消化器病学会総会にて発表)。さらに、成体マウス肝臓から分離した肝幹・前駆細胞についても検討し、移植細胞が長期間肝臓を再構築できることを示した(Kamiya et al.Gastroenterology, 2009)。(3).肝幹細胞移植時の肝臓置換に関わる分子の解析:研究グループが確立した移植系において、いかなる分子が肝臓の再構築に関与しているかを明らかにする研究を行った。その結果、MMP2欠損マウス由来の肝細胞はMMP2野生型マウスと比較して、移植後の肝臓再構成が遅延していることが明らかになった(第16回肝細胞研究会シンポジウムにて発表)。これらの成果に基づき、次年度も本研究を継続する予定である。我々は当該研究において、特定の目的分子の発現を修飾することで、肝幹・前駆細胞の移植効率に与える影響を解析し、さらに、肝幹細胞がレシピエント肝臓を置換する際に目的分子がどのような動態をとるのかを解析することで、効率的に肝幹細胞を致死的肝不全の治療に応用しようとする研究を行い、今年度の成果として下記を得た。(1)マウス肝前駆細胞・肝幹細胞の分離、培養:研究グループは前年度に継続して肝幹細胞の分離、培養法について検討を重ねた。胎仔及び成体マウス肝臓から分離した肝幹・前駆細胞について、その培養に改良を加えた。(2)肝幹細胞を用いた細胞移植後の細胞動態の解析:研究グループは成体由来肝細胞を用いて、高度の肝キメリズムが得られる移植系を確立した。高脂血症モデルマウスに対して、野生型のマウス胎仔由来肝幹・前駆細胞を移植したところ、高脂血症が治癒し、移植した細胞がレシピエントの肝臓内で1年以上にわたって肝細胞として機能することを示した(図書「肝細胞及び肝幹・前駆細胞移植におけるMatrix Metalloproteinaseの関与」に著述)。さらに、成体マウス肝臓から分離した肝幹・前駆細胞についても検討し、移植細胞が長期間肝臓を再構築できることを示した。(3)肝幹細胞移植時の肝臓置換に関わる分子の解析:研究グループが確立した移植系において、いかなる分子が肝臓の再構築に関与しているかを明らかにする研究を行った。その結果、MMP2欠損マウス由来の肝細胞はMMP2野生型マウスと比較して、移植後の肝臓再構成が遅延していることを示した(第17回肝細胞研究会にて発表)。(4)低侵襲前処理と肝幹細胞を用いた細胞移植系の開発:レトロルシンを用いない細胞移植系の開発に着手した。

現時点では成功していないがいくつかの条件検討を継続している。以上、これらの成果に基づき、次年度も本研究を継続する予定である。我々は当該研究において、特定の目的分子の発現を修飾することで、肝幹・前駆細胞の移植効率に与える影響を解析し、さらに、肝幹細胞がレシピエント肝臓を置換する際に目的分子がどのような動態をとるのかを解析することで、効率的に肝幹細胞を致死的肝不全の治療に応用しようとする研究を行い、今年度の成果として下記を得た。(1)肝幹細胞を用いた細胞移植後の細胞動態の解析:研究グループは成体由来肝細胞を用いて、高度の肝キメリズムが得られる移植系を確立した。高脂血症モデルマウスに対して、野生型のマウス胎仔由来肝幹・前駆細胞を移植したところ、高脂血症が治癒し、移植した細胞がレシピエントの肝臓内で1年以上にわたって肝細胞として機能することを示した。さらに、成体マウス肝臓から分離した肝幹・前駆細胞についても検討し、移植細胞が長期間肝臓を再構築できることを示した(2011年米国肝臓病学会年次総会にて発表)。(2)肝幹細胞移植時の肝臓置換に関わる分子の解析:研究グループが確立した移植系において、いかなる分子が肝臓の再構築に関与しているかを明らかにする研究を行った。その結果、MMP2欠損マウス由来の肝細胞はMMP2野生型マウスと比較して、移植後の肝臓再構成が遅延していることを示した。(3)低侵襲前処理と肝幹細胞を用いた細胞移植系の開発及び致死的肝不全治療モデルの開発:これまでの結果に基づき、MMPを強制発現した細胞を移植すると、効率的に置換されたが低侵襲条件下では移植効率は低下した。さらにレトロルシンを用いない細胞移植系の開発に着手した。低侵襲条件下での移植は現時点では成功していないが、いくつかの条件検討を継続している。
統合カメラモデルを用いた実写画像と生成画像の合成に関する研究

マルチメディア通信や仮想現実では写実性の高い画像を高速に作成する技術が求められている.本研究では,カメラで撮影した実写画像とコンピュータグラフィックスで作成した生成画像を用いて高品質な画像を合成するための技術基盤としてカメラモデルとキャリブレーションに着目し,下記の4項目について研究を行った.その成果をまとめると以下のようになる.実カメラをキャリブレーションして得られるモデルパラメータを用いてリアルな画像を生成する"Calibrated Computer Graphics"の手法を構成した.複数枚の実写画像と多数の仮想物体で構成されたシーンを対象に,連続フォーカス画像を作成し,高品質な画像合成が可能であることを示した.逆投影ぼけモデルに基づく高精度なぼけ画像生成アルゴリズムである多重Zバッファアルゴリズムの高速化と画質評価を行った.また,多数のピンホール画像からぼけ画像を生成する多重ビンホールアルゴリズムを構成し,多重Zバッファアルゴリズムと比較評価した.3. CalibratedComputer Graphicsのためのズーム・フォーカス・アイリス統合カメラモデルズーム,フォーカス,アイリスの3種類のレンズパラメータを統一的に記述する統合カメラモデルを構成し,そのキャリブレーション手法を明らかにした.また,統合カメラモデルを用いて実写画像と仮想物体の合成を行い,ズーム,フォーカス,アイリスを連続的に変化した画像が作成可能であることを示した.4.ズームレンズの光学的歪みの解析と補正ズームレンズの特徴的な光学的歪みである口径蝕現象(画像周辺部の明度低下)の性質とその補正法を明らかにした.単一凸レンズの前面に可変円筒モデルを付加したカメラモデルを提案し,円筒長,入口半径,出口半径の三つのパラメータで口径蝕現象を記述できることを示し,実験的に検証した.マルチメディア通信や仮想現実では写実性の高い画像を高速に作成する技術が求められている.本研究では,カメラで撮影した実写画像とコンピュータグラフィックスで作成した生成画像を用いて高品質な画像を合成するための技術基盤としてカメラモデルとキャリブレーションに着目し,下記の4項目について研究を行った.その成果をまとめると以下のようになる.実カメラをキャリブレーションして得られるモデルパラメータを用いてリアルな画像を生成する"Calibrated Computer Graphics"の手法を構成した.複数枚の実写画像と多数の仮想物体で構成されたシーンを対象に,連続フォーカス画像を作成し,高品質な画像合成が可能であることを示した.逆投影ぼけモデルに基づく高精度なぼけ画像生成アルゴリズムである多重Zバッファアルゴリズムの高速化と画質評価を行った.また,多数のピンホール画像からぼけ画像を生成する多重ビンホールアルゴリズムを構成し,多重Zバッファアルゴリズムと比較評価した.3. CalibratedComputer Graphicsのためのズーム・フォーカス・アイリス統合カメラモデルズーム,フォーカス,アイリスの3種類のレンズパラメータを統一的に記述する統合カメラモデルを構成し,そのキャリブレーション手法を明らかにした.また,統合カメラモデルを用いて実写画像と仮想物体の合成を行い,ズーム,フォーカス,アイリスを連続的に変化した画像が作成可能であることを示した.4.ズームレンズの光学的歪みの解析と補正ズームレンズの特徴的な光学的歪みである口径蝕現象(画像周辺部の明度低下)の性質とその補正法を明らかにした.単一凸レンズの前面に可変円筒モデルを付加したカメラモデルを提案し,円筒長,入口半径,出口半径の三つのパラメータで口径蝕現象を記述できることを示し,実験的に検証した.マルチメディア通信や仮想現実などでは写実性の高い画像を高速に作成する技術が求められている.本研究では,カメラで撮影した実写画像とコンピュータグラフィックスで作成した生成画像を用いて高品質な画像を合成するための技術基盤としてカメラモデルとキャリブレーションに着目し,以下の検討を行っている.(1)統合カメラモデルの設計と実験的検証(2)カメラキャリブレーション手法の検討(3)カメラモデルを用いた画像生成法の検討今年度は,統合カメラモデル設計の基礎となるズ-ムレンズのモデル化とキャリブレーション手法について検討を加え,ズ-ムレンズの特徴的な光学的歪みである口径蝕現象(画像周辺部の明度低下)の性質とその補正法を明らかにした.まず,単一凸レンズの画像生成過程で生じるcos^4θ現象による明度低下が主に広角レンズで問題となるのに対して,複数枚のレンズが構成する筒状の光路で生じる口径蝕現象による明度低下が主に望遠レンズで問題となることを示した.次に,口径蝕現象を解析するために単一凸レンズの前面に可変円筒モデルを付加したカメラモデルを提案し,円筒長,入口半径,出口半径の三つのパラメータで口径蝕現象を記述できることを示した.そして一様白色シーンを撮影した画像から求めたモデルパラメータを用いて実画像の明度低下の補正を行い,本モデルの妥当性と光学的歪み補正の有効性を示した.マルチメディア通信や仮想現実では写実性の高い画像を高速に作成する技術が求められている.本研究では,カメラで撮影した実写画像とコンピュータグラフィックスで作成した生成画像を用いて高品質な画像を合成するための技術基盤としてカメラモデルとキャリブレーションに着目し,以下の検討を行っている.・統合カメラモデルの設計とキャリブレーション・カメラキャリブレーションの実用的手法の検討・統合カメラモデルを用いた画像生成法の検討今年度は,統合カメラモデルと画像合成に関して以下の研究成果を得た.・ズ-ム,フォーカス,アイリスの3種類のレンズパラメータを統一的に記述する統合カメラモデルを構成し,そのキャリブレーション手法を明らかにした.また,統合カメラモデルを用いた画像生成を行い,実写画像との合成に向けた検討を行った.・複数枚の実写画像を用いて合成画像を作成する際に問題となる画像間の光学的整合性について検討を行った.可変円筒モデルを用いてズ-ムレンズの口径蝕現象を補正することによって,画像接合部における明度の不整合を解消した画像合成が可能であることを実験的に示した.

・実カメラをキャリブレーションして得られるモデルパラメータを用いてリアルな画像を生成する"Calibrated Computer Graphics"の手法を構成した.複数枚の実写画像と多数の仮想物体で構成されたシーンを対象に,連続フォーカス画像を作成し,高品質な画像合成が可能であることを示した.マルチメディア通信や仮想現実では写実性の高い画像を高速に作成する技術が求められている.実写画像(実空間)とCG画像(仮想空間)を合成し,実写画像並みのリアルな合成画像を作成するには,撮像過程の忠実なモデル化と正確なカメラキャリブレーションに基づくCG画像の生成が必要である.そこで本研究では,(1)ズーム・フォーカス・アイリス統合カメラモデルの設計,(2)統合カメラモデルのキャリブレーション手法の開発,(3)統合カメラモデルを用いた画像合成法の開発,について検討した.今年度は,統合カメラモデルと画像合成に関して以下の研究成果を得た.●ズーム,フォーカス,アイリスの3種類のレンズパラメータを統一的に記述する統合カメラモデルを構成した.●統合カメラモデルを用いて電動ズームレンズのキャリブレーションを行い,カメラモデルの検証とキャリブレーション精度の評価を行った.●逆投影ぼけモデルに基づいて実写画像と同等の正確なぼけ画像を生成する多重Zバッファアルゴリズムを構成した.●多重Zバッファアルゴリズムを統合カメラモデルに適用することによって,ズーム,フォーカス,アイリスを変化させた画像の生成が可能となった.●複数枚の実写画像と多数の仮想物体で構成されたシーンを対象に,連続的にズーム,フォーカス,アイリスを変化した画像を作成し,高品質な画像合成が可能であることを示した.
半導体量子ドットにおける単一電子スピン状態のトモグラフィ測定と任意光制御

光共振器中に埋め込まれたGaAs/AlGaAs単一量子ドットの中性励起子および荷電励起子の光励起発光スペクトルの磁場依存性測定から、電子と正孔のg因子を同定し、電子スピン状態の光書き込み、光制御、光トモグラフィ測定に不可欠なV型三準位構造が実現できることを明らかにした。また、量子井戸においても光書き込みおよび光読み出しの過程が量子的なものであることを示した。さらに、光感受率の虚部を利用した従来のトモグラフィックカー回転に加え、実部を利用したトモグラフィックカー楕円率と呼ぶ新たな手法でスピンコヒーレンスの測定が可能であることを示し、コヒーレントカー効果の一般的概念を構築した。本研究プロジェクトでは、半導体量子ドットにおける電子スピン状態の光書き込み、光制御、光トモグラフィ測定の実現を目的とする。本年度は提案時計画の通り、以下の成果を得た。(1)GaAs半導体量子井戸における電子スピンのコヒーレンス状態の高精度な測定研究代表者は、電子スピンのコヒーレンス状態を直接測定する手法として、従来の磁気光学カー回転測定を発展させたトモグラフィックカー回転(TKR)測定と呼ぶ新しい手法を考案している。通常のカー回転測定では、基板に垂直な方向へのみスピン射影が可能であるが、TKR測定では任意方向へのスピン射影が原理上可能である。しかしながら、現状では基板の面内方向への射影に関しては、絶対値を精度良く評価することができないという課題があった。特に横磁場方向のスピン成分を定量評価することができなかった。本年度はこの問題を解決し、電子スピンの完全なコヒーレンス測定を可能とした。(2)電子スピンの位相緩和に関する知見の取得量子ビットのメモリー時間は位相緩和時間で決まるが、この位相緩和には様々な物理機構が関与する。従来は電子スピンの位相を直接測定する手法がなかったため、位相緩和機構について部分的な情報しか得られなかった。本年度は、TKR測定を利用し位相緩和に関する新たな知見を得た。特に、電子スピンの初期状態に依存した位相緩和を調べた結果、全方位で全く等価な位相緩和を観測した。従来測定不可能であった磁場方向の緩和も、予想した縦緩和ではなく横緩和に支配されることが判明し、スピンダイナミクスの機構解明に向け、重要な知見を得た。(3)顕微磁気光学測定系の構築量子ドットにおける電子スピン状態のトモグラフィ測定と任意光制御を行うため、顕微磁気光学測定系の構築を本年度行った。本顕微鏡を用いることにより、局所的なスピン状態の観測を行うことができ、スピンの量子性を利用することができる。量子ドットにおけるスピン状態トモグラフィ初年度に行った量子井戸におけるトモグラフィックカー回転(TKR)測定を発展させ、量子ドットにおけるTKR測定を行う実験系を構築し、その目処を立てた。この際、軽い正孔を仲介とするV型遷移の利用が鍵となる。量子ドットの電子状態は十分離散化しており、パウリ排他律によってシングレット(一重項状態)のみが許容されるため、量子井戸の場合より厳密なトモグラフィ測定が可能である。実験では、共振器中に埋め込まれた単一量子ドットを光励起し、単一量子ドットからの発光スペクトルの磁場依存性を調べた。その結果、通常の中性励起子だけでなく、電子を一つを過剰に持つ荷電励起子の存在を確認した。これに磁場を印加すると、発光スペクトルは4本に分裂し、電子と正孔のゼーマン分裂幅の違いを反映した不均等なスペクトル分裂を観測した。この分裂から、電子と正孔のg因子が大きくことなることとを明らかにし、上述のV型遷移の利用が可能であるとの結論を得た。この量子井戸はQ値が200程度の共振器中に埋め込まれたものであり、目的とする単一量子ドットのTKRを観測するのに十分な構造となっている。本実験により、始めて電子スピンの量子的なコヒーレンスを調べることができると期待される。入射光の偏光状態を様々に変化させ、TKR測定を通して電子スピンの状態密度行列を測定することにより、単一スピンの状態トモグラフィのみならず、状態転写に関わるチャンネルトモグラフィも行うことができる。実験では、Q値が200程度の共振器中に埋め込まれたGaAs/AlGaAs単一量子ドットを用いた。この単一量子ドットの光励起発光スペクトルの磁場依存性を詳細に調べた結果、通常の中性励起子だけでなく、電子一つを過剰に持つ負の荷電励起子(トリオン)の存在を確認した。

この分裂から電子と正孔のg因子を同定し、これらが大きく異なることを示した。これにより、本研究の目的となる電子スピン状態の光書き込み、光制御、光トモグラフィ測定に不可欠なV型三準位構造が実現できることを明らかにした。量子井戸の場合に軽い正孔励起子が重要であったのと同様に、量子ドットの場合においても軽い正孔成分の混成がこのV型三準位構造を可能としている。この単一量子ドットを用いた電子スピン状態の光書き込み、光制御、光トモグラフィ測定の実験を試みたが十分な測定感度を得ることができなかったため、アンサンブルではあるが量子井戸の実験をさらに進化させ、光書き込みおよび光読み出しの忠実度が、古典限界である2/3を超えた量子的なものであることを示した。また、光トモグラフィ測定についても、光感受率の虚部を利用した従来のトモグラフィックカー回転のみならず、実部を利用したトモグラフィックカー楕円率と呼ぶ手法でもスピンコヒーレンスの測定が可能であることを示し、コヒーレントカー効果の一般的概念を構築した。24年度が最終年度であるため、記入しない。
幼小児のキック動作の発達過程についての筋電図的研究

キック動作を取上げ映画と筋電図を用いて15歳の同一幼児11名が加齢に伴い習熟していく過程を5カ年間追跡するとともに幼児から成人に至る加齢的変遷を横断的に検討し、幼少児におけるキック動作の発達過程を明らかにした。さらに、技術水準の異なる成人を対象に、種々の速さのボールを蹴らせスイングスピードとボール速度を示標に両者の間に介在するキック動作が技術段階や習熟過程でどのように異なるかを筋作用機序の面から検討した。加えて、幼少児,成人580名について電気的装置を用いてボール速度を測定し、年齢別変化を捉えた。ボール速度は1歳児の1.8m/秒から成人の19.2m/秒(男子),13.2m/秒(女子)まで加齢的に増大し、男女いずれも13歳で成人の90%以上のレベルに達することが認められた。また、性差は5歳頃から出現し7歳以降で顕著になる傾向がみられた。成人熟練者では立脚着地後、股関節屈曲筋,僅かに遅れて膝関節伸展筋の放電が顕著にみられ、さらに足関節の伸展位での固定が認められた。しかし、若年者,未熟練者では積極的な膝関節の伸展,足首の固定は認められなかった。幼児の加齢による習熟過程、成人の練習過程において動作パターンは熟練者に近づく傾向が認められた。すなわち、男子では10歳以降で足関節の固定を除き成人と類似したパターンを示すようになった。これらのことからキック動作の習熟には学習の必要性が示唆され、学習の可能性はパントキックができるようになる6歳頃からで、適時性はバランス能力が成人レベルに達する9歳以降ボール速度が成人の域に達する13歳までの年齢に存在すると推定された。技術水準の高い者ほどスイングスピードとボール速度の間の相関ならびに回帰係数は大きかった。また、スイングスピードの割にボール速度の低かった試技ではインパクト時の足関節の伸展位での固定,膝伸展筋あるいは股関節屈曲筋の緊張に欠如がみられた。
アルメニアの教会堂における図像プログラムの体系化

アルメニアの教会堂には石製の様々なモティーフを題材とした建築装飾が見られる。報告者はこの中でも普遍的に見られながら、これまでアルメニア美術史の中で詳細に検討されてこなかった動植物や幾何学文様に着目した上で、これらが象徴する意味を教会堂建築の図像プログラムとして考察、体系化することを研究目的としている。2018年度は、ノラヴァンクとマカラヴァンクという2件の教会堂を図像プログラムの事例として取り上げ、論文執筆や研究発表を通して考察した。これまで装飾の図像学上の意味や配置に見える神学的な象徴性、建築部位がもつ機能を主な着眼点としてきたが、マカラヴァンクでは建築装飾と福音書写本に見られる挿絵との関連についても検討を進めた。古典由来と考えられるモティーフの選択や、「入口」や「境界」に相応する配置の共通性から、建築という物理的な空間と写本という二次元の世界では、同等の象徴性をもつ図像プログラムが見られる可能性があるとした。建築装飾では挿絵と比べて空間を埋めるための装飾的なモティーフが少なく、かつ選択されたモティーフがキリスト教の文脈で解釈可能なため、より具体性をもつ教義的な意味が含まれていると考えられる。特に、一定数の作例が見られる動物の闘争的な表現は、教会堂を装飾するモティーフにも拘らずこれまで古代異教および世俗的な意味をもつと捉えられてきた。闘争図をキリスト教の教義的な文脈で解する視点は、アルメニア美術史家らが近年唱えるようになってきたものの根拠に乏しく、報告者の考察結果は重要な視点と言える。アルメニア長期滞在では、エレヴァン国立大学や国立古文書館であるマテナダランへ出入りし文献収集を行うとともに、国際学会への参加を通して現地研究者と意見交換を行い、情報を共有することもできた。緊密なコネクションの形成は、帰国後の報告者の研究に役に立つと考えられる。図像プログラムの考察対象として、2018年度から新たに検討し始めたのはマカラヴァンクの装飾である。ここでは特に教会堂装飾と福音書写本の挿絵がもつ象徴的な関連性に着目している。報告者はこれが教会堂の出入り口における図像プログラムを説明する鍵になると仮定し、教会堂壁面に見られる銘文も視野に入れつつ、現在もこの点についての考察を続行している。現地フィールド調査については、2018年度を以ってアルメニア共和国におけるほぼ全ての主要な教会堂へ訪問することができた。これに伴い、各教会堂の創建年代や現状等の基礎情報、確認される装飾モティーフの種類、関連文献を記した教会堂データベース、および教会堂名や建築部位、各装飾の特徴等をモティーフ毎に記した装飾データベースを作成し終えた。2018年8月から継続しているアルメニア共和国での長期滞在を通して、日本では得られる機会がほぼ無いアルメニア美術および建築の基礎知識や基本文献を入手することができ、研究の土台を固めることにつながった。現在、写本挿絵の象徴性にも着目していることから、マテナダランのリーディングホールで積極的に資料を閲覧している。エレヴァン国立大学やマテナダランへ通い、国際学会に参加することを通して、現地研究者および大学院生とも知り合い、自身の研究課題の意義や問題点を確認することができた。それとともに現地の最新の研究動向を把握し、必要な情報が手に入りやすくなった。教会堂訪問のエクスカーションでは、通常閉鎖されている建築の基礎部分への立ち入りと写真撮影が許可され、付属博物館で解説を聞く機会を得た。自身で作成した教会堂データベースをもとに考察するにふさわしい教会堂を選択し、引き続き図像プログラムを検討していく。アルメニア長期滞在を通して、アルメニア美術・建築には各地域が強い特色をもつことを再認識した。そのため、これまで通り全体に目を向けて考察を続けるものの、自身の研究課題である体系化のために共通項を見出せるかは疑問である。対応策としては、闘争図のような特定のモティーフや、出入口やアプシス等の特定の建築部位に焦点を当てること、また特定の地域に的を絞ることによって検討を進めていきたい。当初は、教会堂での儀式や人々の目線の動きにも着目する予定であったが、アルメニア滞在中に現地研究者と意見交換を行ったところ、中世当時の儀礼の慣習や使用していた文書の情報が不確かであると認識しつつある。現段階ではこの点を除外することとし、代ってこれまでに着目してきたモティーフの図像学上の意味、配置の神学的な象徴性、建築部位の機能に加え、昨年度から関心を向けていた、建築装飾と写本挿絵の象徴的な関連性、教会堂内外壁に刻まれた銘文の内容を図像プログラム考察の新たな着眼点としていく。これまで人物以外で見られるほぼ全てのモティーフ(十字架、果実、鳥、動物、容器)に着目してきたが、制作した装飾データベースを概観するに、全てを意味あるものとして検討する必要はなく、考察においてもどの建築部位に置かれているのか、他にどのようなモティーフが近接して配置されているのか等、装飾の置かれた文脈を予想し、対象を取捨選択する必要があると考えている。データベースを元に様々な種類のモティーフをもつ教会堂に着目することで、集中的な図像プログラム例の収集を進める。第一に、自身の研究課題であるアルメニアの教会堂における図像プログラムの体系化に鑑み、アルメニア共和国の4件の教会堂を取り上げ、建築装飾としてのレリーフがどのような図像プログラムを構成しているのかについて、研究発表および論文執筆を通して考察した。アルメニアの教会堂装飾で本研究のような図像プログラムの可能性が考えられることはこれまで皆無に近かった。

建築装飾としてのレリーフは、建築に付随するオーナメントとしてその意味が深く解釈されることはなく、あるいは図像の象徴性に議論が留まり、その象徴性と建築のもつ機能や周辺で行われる儀礼との関連に関しては看過されてきた。本研究では、レリーフの図像が象徴する意味に加えて、それが特定の建築部位を飾る意義を考察することにより、看過されることの多かったレリーフが単なる装飾ではなく、建築の機能やそこで行われる儀礼等と関連した役割をもつ媒体であると示しえる点で重要といえる。多様な図像あるいは特徴的な図像をもつことから今年度は4件の教会堂を選択した。各図像の意味を図像学の視点から考察した上で、図像の選択に見られる意味や、建築部位への配置とその部位がもつ機能、儀礼等の図像を取り巻く周辺環境に着目した結果、各々の建築や建築部位がもつ役割、そこにおける儀礼と対応した図像プログラムが見出された。具体的には、主教座という公的な場でありながら戦死した寄進者の先祖を弔う私的な空間であったこと、堂内における洗礼の場であること、来訪者が堂内から退出する際に見る建築部位であること、一族が埋葬される場であることが、検討した4件それぞれのプログラムを解する鍵となった。また図像プログラムを考察することによって、従来看過されてきた建築装飾が担う役割を示すとともに、図像自体の象徴性を図像学の視点だけではなく、配置された環境からより正確に捉えることが可能となった。当初見込んでいたように、一定数のレリーフをもつ教会堂では、建築の機能や建築部位におけるレリーフの配置等の建築的な側面、また教会堂における儀礼等のキリスト教の教義的な側面から、レリーフに表された図像の意味を考察し、建築全体における図像プログラムを見出すことは可能であるとわかった。この点で、図像プログラムの体系化を進めるための前提条件は整ったと言える。平成29年度は、アルメニア共和国における4件の教会堂を取り上げ、図像プログラムについて2回の発表と2本の論文を通して考察をおこなった。発表での反応を受け、意見を取り入れながら研究を進められたことは、自身の見識を見直し、考察を深めるためにも有効であったと考えている。また夏季のアルメニア現地調査では、既知のハコブヤン教授から事前に送付していた修士論文に関する意見を賜った。特に、教会堂の年代設定に関する問題点は図像プログラムの体系化を行う基礎であるため、早期に認識することができた点に鑑みても、研究は修正を要しながらも概ね進展に向かっていると考えられる。取り上げた4件とも図像プログラムを指摘することができたものの、特徴的な図像をもつ教会堂が多数を占めたためか独自性が強く、これらに一貫性は見られない。加えて、結果的に共和国中部から中南部の教会堂に集中してしまったことは反省点である。申請者が目指す図像プログラムの体系化を進めるためには、より多くの事例を広範囲に渡って収集する必要があると痛感し、特に地域性が強かったと考えられる中世のアルメニア東部の状況に鑑みれば、より地域を細かく分けて検討すべきである。先行研究に乏しく、象徴的なモティーフの多いアルメニアの教会堂の装飾を図像学の点から考察し、それを基礎に図像プログラムを見出すことは容易ではない時間を要する作業ではあるが、より地域性に富む事例を収集することが早急に必要と考える。
食餌内容による消化管運動制御及び摂食行動制御の可能性

食餌内容が消化管の運動性と摂食行動を制御する可能性についてヒヨコを用いて検討した。視床下部において、摂食亢進系のペプチドであるNPYとソマトスタチンの分布を明らかにした。食餌中のタンパク質含量の低下あるいはメチオニンやリジンの食餌への添加により、消化管運動に関与する消化管内分泌細胞の分布密度は低下した。しかし、視床下部のNPYとソマトスタチンの分布に明白な変化はなかった。以上の結果から、食餌中のタンパク質含量の調節およびアミノ酸添加による消化管運動性制御の可能性が示唆される。食餌内容が摂食行動制御に与える影響を明らかにするために、まず通常の状態における摂食制御機構を明らかにすることにした.摂食中枢が存在する視床下部下核及び漏斗核の神経ペプチドY(NPY)含有ニューロンは、サポリン結合NPYを用いた実験より室房核及び室周囲核の小型ニューロンと視床下部外側核の大型ニューロンに投射することが分かった.また、ソマトスタチンがNPYと共に摂食亢進作用をニワトリでは示すことが明らかになり、二重免疫組織化学法により室周囲核でNPYニューロンと接触することが分かった.これらの結果は、NPY含有ニューロンが室周囲核のソマトスタチン含有ニューロンに投射し、このものを介して摂食亢進作用を示すことを示唆する.一方、摂食行動制御にも関わる膵島のインスリン分泌は、下垂体アデニルシクラーゼ活性化ペプチド(PACAP)により影響されることが示唆された.つまり、ニワトリのB島には豊富なPACAP含有神経が分布しており、インスリン産生細胞(B細胞)に接する像が観察された.この結果は、末梢神経が内分泌組織の分泌制御を介して摂食行動に影響することを示唆する.食餌中のタンパク質含量を変化させると、回腸のグルカゴン様ペプチドI(GLP1)及びニューロテンシン(NT)産生内分泌細胞が影響を受けることが明らかになった.つまり、食餌のタンパク質含量を18%, 9%, 4.5%および0%と下げるにつれて、これらの内分泌細胞の分泌密度は低下した.この結果は、NT産生で顕著であった(投稿準備中).なお、この際の視床下部におけるNPY含有ニューロンの変化については現在解析中である.ニワトリの摂食調節機構を解明するため、摂食に関わるいくつかの神経ペプチドの相関関係をブロイラー視床下部において免疫組織化学的手法を用いて明らかにした。室周囲核や室傍核において、神経ペプチドY免疫陽性線維やガラニン免疫陽性線維がオレキシン免疫陽性細胞体に接触している像が観察された。さらに外側野ではコレシストキニン免疫陽性線維がオレキシン免疫陽性細胞体に接する像が見られた。これらのことから、室傍核のオレキシン含有ニューロンは神経ペプチドY含有ニューロンやガラニン含有ニューロンからの投射を受け、外側野のオレキシン含有ニューロンはコレシストキニン含有ニューロンから投射を受けている可能性がある。しかしながら、鳥類においてオレキシンは哺乳類のような摂食亢進作用を示さないと言われているため、オレキシン含有ニューロンへの投射は摂食行動と結びつくかどうかは不明である。また、室周囲核で神経ペプチドY免疫陽性線維がソマトスタチン免疫陽性細胞体に終末している像が見られたことから、神経ペプチドY含有ニューロンは室周囲核のソマトスタチン含有ニューロンへ投射している可能性がある。ソマトスタチンはニワトリにおいては摂食亢進作用を示すため、神経ペプチドYによる摂食亢進作用はソマトスタチンを介して行われていると考えられる。さらに腹内側核において神経ペプチドYとソマトスタチンが共存する細胞体が観察されたことから、神経ペプチドYとソマトスタチンが相互に関係して、摂食亢進作用の発現に関与している可能性が示唆された。なお、消化管運動へのグルカゴン様ペプチドI及びニューロテンシンの影響については手技を検討し、引き続き継続することとした。食餌中のアミノ酸が消化管内分泌細胞に与える影響を組織学的手法で明白にし、消化管運動制御への関与について考察した。供試鶏として7日齢の白色レグホン種雄20羽を用い、1)対照飼料(CP20%)群、2)CP0%飼料群、3)CP0%+メチオニン添加飼料群、4)CP0%+リジン添加飼料群の4群に分けた。各群の供試鶏に対照飼料を1日、実験飼料を2日間強制給餌後、回腸を材料として摘出した。4%PFAで固定し、定法によりパラフィン切片を作製した。一次抗体としてGLP-1、ニューロテンシン(NT)及び5-HTに対する抗血清を用い免疫染色を施し、形態観察及び絨毛丈測定、画像解析装置により各内分泌細胞の分布密度を測定した。また、PAS染色により杯細胞の形態観察も行った。絨毛丈は対照群が他の群と比べ有意に高かつた。