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明治後期における小学校長の地位と役割に関する実証的研究

明治後期における小学校長職の地位と役割を実証的に解明するために、以下の方法により研究を展開させた。まず校長の地位(人事行政)に関しては、長崎県立図書館郷土資料室への訪問による長崎県庁文書の調査を二度にわたって行い、第二次小学校令期および第三次小学校令期における同県校長人事に関する行政文書を写真撮影により収集した。これを第一次小学校令期との比較により考察した結果、専任校長や校長兼訓導(校長を主とする職)が第二次小学校令期をほぼ境に訓導兼校長に職名変更されたこと、また第三次小学校令により校長職がすべての小学校で設置される際にいったん兼任が解除されたことなどが明らかとなった。次に校長の法的地位に関しては、全国の『府県教育史』の中から、明治期における各県の校長人事関係規則・通知および小学校長の職務規定を整理した。明治20年代以降は画一性が強まり、各県の差異は小さくなるが、それ以前の諸規則にはかなりの多様性が指摘できる。これにより、明治前期に各地域においてそもそも校長職がどのように捉えられていたかを検討していくことが、わが国の伝統的な校長像を明らかにするための新たな課題として浮かび上がった。校長の役割については、明治後期における学校管理関係図書(コピー)の収集を東京大学教育学部図書室、国立国会図書館等を利用して行なった。まだ、個別・具体的な実証の段階には至っていないが、明治30年代から40年代にかけて、校長の役割(期待される職務遂行領域)の変容が認められた。
アフリカツメガエル胚の背腹軸形成デタ-ミナントの分離とその作用機作の解明

アフリカツメガエル初期胚の、将来の背側に現われる細胞、すなわち背側細胞は、背側中軸構造を形成し、あるいはその形成を誘導する。その結果として、背側細胞は胚の背腹軸を決定し、胚全体の形態形成を可能にする。またこの背側細胞は、他の胚の腹側に移植されると、そこに二次中軸構造を形成して、宿主胚を重複胚に発生させる。このような、背側細胞による背腹軸の決定や背側中軸構造の形成・誘導の機構は、発生生物学の中心課題であるにもかかわらず、まったく理解されていない。この機構を分子レベルで解析するためには、関与している物質を明らかにする必要がある。それを明らかにするために、次の実験をおこなった。アフリカツメガエル16細胞胚の背側細胞から、ピペットを使って細胞質をとりだし、それを同じ時期の受容胚の腹側細胞へ注入した。受容胚(114個)の10%は途中で発生停止し、50%は正常胚に発生したが、40%は重複胚に発生した。すなわち本来の腹側にも完全な、あるいは不完全な中軸構造が形成されたのである。これらの二次中軸構造は、組織標本の観察によっても確認された。なお、対照実験において腹側細胞細胞質を注入された受容胚(66個)においては、重複胚は1例も認められなかった。16細胞胚の腹側半胚に、背側細胞の細胞質を注入した。その結果、本来は中軸構造を形成しない腹側半胚が中軸構造を形成すること、あるいは中軸構造を形成する頻度がいちじるしく上昇することが観察された。以上の結果は、背側細胞がもっている背腹軸を決定する能力や背側中軸構造を形成・誘導する能力が、その細胞の細胞質にになわれていることを示している。今後、その能力をになっている物質を明らかにする。
統計的推論を支える効率的計算アルゴリズムに関する数理基盤

本研究の目的である,グラフ構造を利用した伝搬型アルゴリズムの数理的解明に関しては,近似確率計算の代表的手法である確率伝搬法に対して,グラフゼータ関数を用いた新たな数学的解析法を導入して,従来のアプローチよりも精緻な結果が得られることを確認した.また,ループ展開の方法により,近似精度に関する理論的結果も得た.また,期待値伝搬法の理論解析の数理基盤としてカーネル法に基づく無限次元指数分布族を導入して,それを用いた推論法の提案との理論的性質の解明を行った.本研究の目的である,グラフ構造を利用した伝搬型アルゴリズムの数理的解明に関しては,近似確率計算の代表的手法である確率伝搬法に対して,グラフゼータ関数を用いた新たな数学的解析法を導入して,従来のアプローチよりも精緻な結果が得られることを確認した.また,ループ展開の方法により,近似精度に関する理論的結果も得た.また,期待値伝搬法の理論解析の数理基盤としてカーネル法に基づく無限次元指数分布族を導入して,それを用いた推論法の提案との理論的性質の解明を行った.平成22年度は主として,グラフの幾何的な構造と確率伝搬法との関係に関する研究に進展が見られた.離散状態を持つグラフィカルモデルでは、事後確率や周辺分布を正確に計算しようとすると,計算量の組み合わせ的爆発の問題が生じるため,これに対処するために局所計算の繰り返しによって近似計算を行う確率伝搬法が,確率推論のための計算手法として重要な役割を持つ.しかしながら,グラフがサイクルを持つ場合のアルゴリズムの特性の解明はいまだ極めて不十分であり,特にその収束性や解の一意性に関しては,さらなる理論的基盤を深める必要性が高い.本研究においては,研究代表者のグループによって今までに得られたグラフゼータ関数による独自の解析法を用いることにより,確率伝搬法の解の一意性の条件を,グラフィカルモデルの局所的な相関の正負を表わす符号付きグラフによって特徴づける理論的な結果を得た.これは解の一意性や収束性に関する従来研究とは全く異なるアプローチによる強い結果であるとともに,グラフの位相幾何的な性質との関連も示唆しており,今後の数理的研究の深化が期待できる.無限次元情報幾何による期待値伝搬法の解析基盤であるカーネル法に関しても研究を推進し,特に,再生核ヒルベルト空間上の平均による確率分布の表現に関して,平均が分布を一意に定めるための条件を明らかにした.この結果,どのようなカーネルを選択すると広いクラスの確率分布が表現できるかを判定することが可能となり.実用上の示唆が得られる.また,研究代表者らがこれまで進めたカーネル法研究の成果をまとめた書籍を上梓した.平成23年度は,伝搬型アルゴリズムの位相幾何的研究,無限次元情報幾何に関わるカーネル法の研究,ネットワーク上のダイナミクスの代数幾何的研究,の3点の研究を推進した.この中で,特に無限次元情報幾何に関して,ベイズ推論へのカーネル法の一般的適用方法を提案した.これは,数値的近似を必要とする様々なベイズ推論に対して,行列計算に基づく全く新しいノンパラメトリックな一般的計算法を提案したもので,モンテカルロなどサンプリングによる方法に比べて高速な計算が可能となる.ノンパラメトリックベイズやApproximate Bayesian Computation(ABC)で扱われるモデルのベイズ推論計算に対する新たな選択肢を与えている.さらに,従来は有限次元パラメトリックモデルによって定義されていた確率伝搬法や期待値伝搬法を,無限次元のノンパラメトリックな方法に拡張可能であるなど,今後のさまざまな展開が期待できる.伝搬型アルゴリズムの位相的研究に関しては,研究代表者のグループによって今までに得られたグラフゼータ関数による独自の解析法を,被覆空間を用いて拡張することを検討した.伝搬型アルゴリズムの繰り返し計算は被覆空間(無限木)上のアルゴリズムとみなされるため,より深い解析が可能になると考えられる.この研究は平成24年度以降も継続して進める予定である.ネットワーク上のダイナミクスの研究として,主として生物の代謝ネットワークなどに現れる力学系の不動点を,代数幾何的な方法によって解析を行った.通常のfIux解析では考慮されていない制約を導入することにより,より正確な解析が可能となる.現状は単純化された代謝ネットワークに適用し論文としてまとめている段階であるが,24年度に実際の代謝ネットワークに適用する計画である.本年度は本研究最終年度に当たるが,以下のような実績を得た.無限次元情報幾何に関しては,Hyvarinen(2005)が提案したスコアマッチングの方法を無限次元指数分布族に拡張したノンパラメトリック密度関数推定の方法に関して,昨年度までの結果をさらに発展させた.特に,推定できる真の分布がモデルに入っていない場合も含めて,大標本の漸近的な収束性に関して,さまざまな理論的な結果を得た.この成果は,論文誌への投稿を準備中である.また,情報幾何の応用的研究に関連して,分担者池田が,IEEE journal of selected topics in signal processing 8月号でDifferential Geometry in Signal Processing特集号を企画した.位相幾何的なアルゴリズム研究として,パーシステントホモロジーを用いたデータ解析に関して継続して検討を行った.パーシステントホモロジーは,近傍グラフなどを利用してデータ解析を行う際に,近傍を決める閾値を様々に変化させたときの近傍グラフの位相的情報(ホモロジー群)をまとめて表現する方法で,近傍の閾値に対して安定した位相情報を抽出することができる点にメリットがある.抽出される位相情報の統計的性質を解明するために,ブートストラップ法に着目して基本的なアイデアを固めた.

このアイデアは,H26-28年度に科研費挑戦的萌芽研究(採択済)として発展させる予定である.本年度の研究は,特に無限次元情報幾何に関して特に進展があった.Hyvarinen(2005)が提案したスコアマッチングの方法を無限次元指数分布族に拡張することにより,困難な正規化関数(分配関数)の計算を回避して,密度関数をノンパラメトリックに推定できる方法を提案することができた.その収束性を理論的に示し,簡単な計算機シミュレーションによってその性能を検証した.今後,高次元データを含めた様々な場合の検証を行って論文としてまとめる予定である.伝搬型アルゴリズムの位相幾何的研究に関しては,ホモロジー代数的な定式化に関して基礎的な検討を継続して行った.位相幾何的な研究を進める過程で,近年発展しているパーシステントホモロジーという概念がデータ解析に多くの可能性を有していることがわかり,基礎的な検討を開始した.パーシステントホモロジーは,近傍グラフなどを利用してデータ解析を行う際に,近傍を決める閾値を様々に変化させたときの近傍グラフの位相的情報(ホモロジー群)をまとめて表現する方法で,近傍の閾値に対して安定した位相情報を抽出することができる点にメリットがある.これを遺伝情報処理の課題に応用する方法に関して基礎的検討を行った.来年度にさらに研究を進める予定である.個々の研究課題に対して着実に研究が進んでいる.また本年度も,カーネル法によるベイズ推論など,波及効果の大きな研究成果が得られている.25年度が最終年度であるため、記入しない。無限次元指数分布族に関しては,スコアマッチングを用いた新たな推定方法を考案し,その効率的な計算法を提案するなど,当初の計画以上の進展が見られた.伝搬型アルゴリズムの位相幾何的研究に関しては,本年度は基礎的な検討を継続して行っている段階で,計画よりも若干遅れている状況である.一方,パーシステントホモロジーという最近の代数位相幾何的方法に関して,新たな研究の展開が見られた.これらを総合して,全般的にはおおむね順調に進展しているといえる.平成23年度に得られたカーネル法によるベイズ推論は,さまざまな問題に適用が可能であるため,無限次元情報幾何にとどまらず,さらに一般的な無限次元のベイズ推論へと拡張して研究を進めていきたい.また,伝搬型アルゴリズムの位相幾何的研究に関しては,平成23年度は基礎検討にとどまったため,24年度は被覆空間による解析に注力して研究を進める計画である.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度は最終年度にあたるため,今まで若干遅れ気味である,伝搬型アルゴリズムの位相幾何的研究に注力し,さらなる進展を図りたい.特に,ホモロジー代数を用いた基礎付けを確立させる計画である.無限次元指数分布族に関しては,24年度に得られたスコアマッチングの方法の理論的,数値実験的検討を深め,高次元データに対する新しいノンパラメトリック分布推定の方法として確立させたい.新しい方向性として,24年度に検討を開始したパーシステントホモロジーに関して,基礎的な検討と遺伝情報処理への応用をまとめる予定である.
新規脂質メディエーター・12-HHTの生理機能と病態における役割の解明

ゼブラフィッシュにBLT1タイプの受容体が1つ、BLT2タイプの受容体が2つあることを見出し、LTB4/BLT1軸がゼブラフィッシュの発生に必須であることを発見した。12-HHT/BLT2軸がケラチノサイトの遊走を促進することで、皮膚創傷治癒を促進することを明らかにした。またBLT2作動薬がケラチノサイトの遊走を促進することで糖尿病などの皮膚潰瘍の治療薬になりうることを明らかにした。12-HHT/BLT2軸がGαi-p38 MAPK経路依存的にCLDN4を発現誘導し、上皮細胞のバリア機能の強化に関わることを明らかにした。申請者は、低親和性のロイコトリエンB4受容体として見出されたBLT2の生体内リガンドが、12(S)-ヒドロキシ-ヘプタデカトリエン酸(12-HHT)であることを発見した(Okuno, J. Exp. Med., 2008)。12-HHTは、アスピリンなどの非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)の標的分子であるシクロオキシゲナーゼ(COX)依存的に産生されるが、生理機能や病態における役割は十分に明らかにされていない。本年度は特に12-HHTの生合成機構の解明に取り組み、その結果を論文としてまとめることができた(Matsunobu, J. Lipid Res., 2013)。12-HHTは、血液凝固時に多量に産生したが、COX阻害剤であるアスピリンの前処理でほぼ完全に産生が抑制された。一方、トロンボキサン合成酵素(TxAS)阻害剤であるオザグレルによる12-HHTの産生抑制は部分的であった。洗浄血小板のトロンビン刺激依存的な12-HHT産生もアスピリンによって完全に抑制されたが、オザグレルの効果は部分的であった。またTxAS欠損マウスを用いた12-HHT産生は野性型マウスより減弱したが、部分的な産生は残っていた。HEK細胞にCOX-1もしくはCOX-2とTXAを共発現させた細胞にアラキドン酸を投与して12-HHTの産生量を測定した。COXとTxASの共発現細胞だけでなく、COX-1/2の単独発現細胞でも12-HHTの産生が観察された。従って、12-HHTの産生経路にはTxAS依存的な経路と非依存的な経路があることが示唆された。12(S)ーヒドロキシトリエン酸(12-HHT)は、アラキドン酸のシクロオキシゲナーゼ代謝物であるプロスタグランジンH2から生合成される炭素数17の不飽和脂肪酸である。皮膚パンチを行った後の創傷治癒を観察する実験を行ったところ、野性型マウスに比べてBLT2遺伝子欠損マウスでは皮膚創傷治癒が遅延した。皮膚切片を組織学的に検討したところ、ケラチノサイトの遊走によってもたらされる再上皮化がBLT2欠損マウスで減弱していた。さらに詳細な分子機序を明らかにする目的で、初代培養ケラチノサイトを用いたin vitroのスクラッチアッセイを行った。その結果、in vitroにおいても12-HHT及びBLT2依存的に創傷治癒が促進した。さらにRT-PCR解析、抗TNFα中和抗体を用いたスクラッチアッセイ、ザイモグラフィーアッセイなどにより、ケラチノサイトがTNFαを産生し、TNFαがタンパク質分解酵素MMP9の発現上昇を促すことで、細胞遊走を促進することがわかった。次に創傷治癒におけるBLT2アゴニストの治療的効果を検討したところ、マウスの創傷部位にBLT2の合成アゴニストを塗布することによって、皮膚の創傷治癒が促進された。また、臨床医学の現場では糖尿病性の皮膚潰瘍が重要な問題となっている。そこで糖尿病のモデルマウスであるdb/dbマウスを用いて、糖尿病性皮膚潰瘍におけるBLT2アゴニストの治療的効果を検討したところ、db/dbマウスにおいてもBLT2アゴニストは創傷治癒を促進した。皮膚切片を作製し、組織学的に検討したところ、BLT2アゴニストがケラチノサイトの遊走を促進していることがわかった。以上の結果は、12-HHT/BLT2シグナルがケラチノサイトの遊走を促進することで皮膚創傷治癒を促進すること、また、BLT2アゴニストが新しい皮膚潰瘍の治療薬になりうることを示唆している。研究代表者は、12(S)-ヒドロキシエノイック酸(12-HHT)がGタンパク質共役型受容体であるBLT2の内在性リガンドであることを発見し(Okuno J. Exp. Med. 2008)、12-HHTの生理機能と病態における役割の解明を目的に研究を行ってきた。12-HHTはシクロオキシゲナーゼ(COX-1,COX-2)の代謝物であるプロスタグランジンH2(PGH2)を前駆体として生合成されるが、COX-1とCOX-2はアスピリンなどの非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)の標的分子であるため、その生理機能の解明が注目されている。

本研究課題において研究代表者らは、1)トロンボキサンA合成酵素(TxAS)依存的及び非依存的に12-HHTがPGH2から生合成されること(Matsunobu J. Lipid Res. 2013)、2) 12-HHTが皮膚のケラチノサイトに発現するBLT2を活性化することで細胞遊走を亢進させ、皮膚の創傷治癒を促進すること(Liu J. Exp. Med. 2014)、3)12-HHTがBLT2/Giタンパク質/p38MAPK経路を介してクローディン-4の発現を誘導することで上皮細胞のバリア機能の維持と強化に関わること(Abe FASEB J. 2016)、4) BLT2が肺炎球菌であるニューモライシン投与による急性肺障害において保護的な役割を有すること(Shigematsu論文投稿中)を明らかにした。ゼブラフィッシュにBLT1タイプの受容体が1つ、BLT2タイプの受容体が2つあることを見出し、LTB4/BLT1軸がゼブラフィッシュの発生に必須であることを発見した。12-HHT/BLT2軸がケラチノサイトの遊走を促進することで、皮膚創傷治癒を促進することを明らかにした。またBLT2作動薬がケラチノサイトの遊走を促進することで糖尿病などの皮膚潰瘍の治療薬になりうることを明らかにした。12-HHT/BLT2軸がGαi-p38 MAPK経路依存的にCLDN4を発現誘導し、上皮細胞のバリア機能の強化に関わることを明らかにした。12-HHTの皮膚における役割を詳細に明らかにすることができ、また、創薬標的となりうることを示せたため。脂質生化学12-HHT/BLT2シグナルはバリア機能においても重要なため、そのシグナル伝達機構を明らかにしたいと考えている。12-HHTの生合成機構を明らかにし、論文にまとめることができた。研究費を効率的に使用し残金が出たため。12-HHTの生体内における機能の解明をさらに進めて行きたい。消耗品の購入に使用する予定。年度のまたぐ出張があり、出張後に清算の必要があったため。出張費として支出をする。
３次元データによる政府開発援助配分行動の理論構築

開発援助委員会(DAC)加盟諸国による援助配分行動の多様性を説明する理論を構築することで、援助配分決定研究に新たな光を照射させる、それが本研究の目的である。従来の研究は、ODAの輸出志向性や利他主義性の存在といった、各国の特徴を捉えるにとどまっていた。すなわち、なぜドナーによってそのような差異が生じるのか、という問いに対して解答を与えるという問題意識は希薄であった。本研究はそのような研究状況に対して、ドナー各国のODA配分の特徴を明らかにするだけではなく、それを説明する仮説を導き出し、大規模で周到に加工されたデータを使用して統計的に検証する。本年度は、DACの大規模データを収集するとともに、2つの問題(仮説)を当該データで検証した。ひとつは米国との同盟関係がDAC加盟国のODAに影響を与えるかという問題であり、DAC18カ国のデータを使用して分析を行った。もう一つは、事例を日本に限定し、外交訪問がODA配分に影響を与えるか否かという問題を検証した。統計分析の結果、いずれも答えはポジティヴなものであり、2本の単独論文にまとめて、一本は国際ジャーナルに投稿、もう一本も体裁が整えば投稿予定である。当初計画は、最終年度に国際ジャーナルへの投稿を行う予定であったが、すでに2本の英語論文を書き上げ、一本は投稿中である。したがって当初の計画通りに進展していると言える。すでに大規模データを収集しているが、データは毎年更新されるために、その度に収集作業を行う。それらの数量データを使用してさまざまな仮説を試し、最終的にはDAC加盟諸国による援助配分行動の多様性を説明したいと考えている。今後も今年度のペースを守り、年に1、2本の英語論文を執筆・投稿する予定である。統計分析が予定より早く終わったために、英文校正費を前倒し請求したが、論文執筆が見込みよりも遅れたために、次年度使用額が生じてしまった。すでに翌年度の4月に執筆および校正が終わっており、予算は使用されている。
ラミナリアを用いた血管内腔拡張による異径血管吻合について

ウサギの大腿動脈の内腔に径1.0-1.5mmのラミナリアを挿入し、内腔拡大の経過を観察した。挿入したラミナリアの太さも関与したが、5分で1.8-2倍、10分で2.5倍、15分で3倍、30分で4倍、60分でも4倍あった。ラミナリアは抜く際に、血管の内膜が一緒に抜ける現象は認めなかった。1.5倍、2倍、2.5倍、3倍、3.5倍の内腔拡張モデルにおいて、引く抜いた後に内腔を30分てい度観察すると、1.5および2倍拡大モデルでは再縮小したが、内腔を2.5倍以上拡大したモデルでは内腔の縮小はほとんど認められなかった。したがって、拡張後の再縮小を防ぐには10分以上待つ必要があり、また30分以上待っても、拡張率は変化しないと考えられた。しかし、2.5倍以上に内腔を拡張したところ、血管長が短縮してしまう現象が観察された。2.5倍拡張モデルについて画像解析で内腔面積を計測したところ、拡張前の4055pixcelが拡張後は30193pixelであり、動脈内腔面積は7.46倍の拡張が得られていた。拡張モデルの組織は、内膜では内皮細胞とそれを裏打ちする薄い結合組織の剥離がみられた。しかし、内弾性板は特有の波形が平坦化していたが、ほぼ完全に連続性を保ち、全体の基本構造を保っていた。また、中膜、外膜は断裂を認めず、基本構造は保たれていた。血管吻合モデルについて、当初は、拡張した血管同士をそのまま端端吻合する予定であったが、2.5倍以上に内腔を拡張したところ、血管長が大きく短縮してしまい、両血管断端間は相当の距離が開いてしまうという事態が生じた。これを無理に引き寄せて吻合を行ったところ、開存率はきわめて不良であった。したがって、両血管断端間の距離を埋める必要があり、改良モデルとして拡張血管断端間に静脈移植を行ったモデルを作成中です。
人工知能を使用した上部消化管内視鏡における食道癌診断の検討

食道癌は進行癌で発見されると予後が悪く、早期診断が重要である。わが国では近年、内視鏡検査数が増加しているが、早期癌は診断が難しく、専門性が高くない内視鏡医が検査を施行した際には早期診断の機会を逸している可能性がある。近年、人工知能(AI)は目覚ましい進歩を遂げており、我々は世界に先駆けて食道癌におけるAIを用いた画像診断の有用性を報告した。今回、内視鏡画像の動画中でも高い診断能を持つAI画像診断装置の確立を目的として研究を行う。動画中での診断能が確立すれば、内視鏡検査中にリアルタイムにAIが診断支援を行うことが可能となり、内視鏡検査における食道癌見逃しを防ぐ一助となる。
地中RC構造物の地震時限界状態設計法に関する研究

地中RC構造物の限界状態設計法を確立する際、最大の難点となるのが地中構造物の地震時荷重の評価法である。従来、物部・岡部の土圧公式が適用されてきたが、これは擁壁に作用させるべき土圧であり、地中構造物と周辺地盤との動的相互作用に起因する動土圧とは根本的に発生機構が異なるものである。動土圧の発生機構が解明されていることを前提に限界状態を想定する必要があるが、未知のため動的解析を併用する応答変位法が代用された。しかし、応答変位法の結果が動的解析結果と食い違う事も指摘され始めた。本研究では、地中ダクトのようなダブルボックスラ-メン構造を対象に側壁に作用する垂直動土圧を模型実験とその数値シミュレ-ションにより検討した。その結果、動土圧は地中構造物の見かけのセン断剛性率と地盤のセン断剛性率との比率に応じて地盤セン断応力を構造物自身で分担し得る程度に応じて発生し、自由地盤と地中構造物との相対変位で定量化できることを解明すると共に、相対変位にかけるべき地盤反力係数は、山原が提案している矩形板の半無限弾性体に対する剛板分布の係数で与え得ること、地中構造物と周辺地盤の変形に応じた地盤内の全エネルギ-の停留条件から地中構造物の荷重分担率が上述した構造物と地盤とのセン断剛性比率の関数として定式化できることを明らかにした。また、地中構造物に作用する力のモ-メントの特性から側壁に作用する垂直土圧のみならず地中構造物周辺に作用する全セン断応力および垂直応力の評価式を誘導し、FEMに基づいた動的解析結果との照合により理論の妥当性を確認した。上記荷重の評価法の確立に加えてRC部材の靭性の評価手法ならびに特性を解明し、地震応答における靭性の影響を解明することによりRC構造物の極限耐力の評価手法を確立し得た。以上、地中RC構造物の限界状態設計法確立の基本的知見が得られた。当初予定した研究計画の内、平成2年度分の模型振動実験および数値シミュレ-ションは全て完了した。またRC梁の載荷試験の予備実験を行った。これらの研究により新たに得られた知見は以下の通りである。1.限界状態の設定について各種構造物を対象とし、要求される機能と機能損失状態をFault Tree Analysisにより分析し、構造物の特徴や重要度に応じて整理することにより各種限界状態を設定することができた。2.地震時動土圧について地中ダクトを対象に地震時動土圧の発生機構を解明し、その定量的評価式を誘導した。得られた下記の知見は他の多種類の地中構造物に適用可能である。(1)ダクトの見掛けせん断剛性率と地盤のせん断剛性率の比(以下、剛性比と呼称)が1より大きいか小さいかに応じて側壁の動土圧の作用方向が逆転する。(2)ダクト底に作用する地盤からのせん断力はダクト剛性に応じて地盤のみの場合の同位置のせん断応力から変化する。変化率は剛性比の対数に比例する。(3)ダクト側壁に作用する動土圧はダクト上下板に作用する地盤応力によるダクトのみの変位と地盤のみの場合の地盤変位と相対変位に比例する。(4)エネルギ-法により上記ダクト底応力変化率すなわち荷重分担率の理論式を誘導し、ダクト中心回りの各種動土圧によるモ-メント間の関係を解明することにより全動土圧の評価式を誘導した。

従来、物部・岡部の土圧公式が適用されてきたが、これは擁壁に作用させるべき土圧であり、地中構造物と周辺地盤との動的相互作用に起因する動土圧とは根本的に発生機構が異なるものである。動土圧の発生機構が解明されていることを前提に限界状態を想定する必要があるが、未知のため動的解析を併用する応答変位法が代用された。しかし、応答変位法の結果が動的解析結果と食い違う事も指摘され始めた。本研究では、地中ダクトのようなダブルボックスラ-メン構造を対象に側壁に作用する垂直動土圧を模型実験とその数値シミュレ-ションにより検討した。その結果、動土圧は地中構造物の見かけのセン断剛性率と地盤セン断剛性率との比率に応じて地盤セン断応力を構造物自身で分担し得る程度に応じて発生し、自由地盤と地中構造物との相対変位で定量化できることを解明すると共に、相対変位にかけるべき地盤反力係数は、山原が提案している矩形板の半無限弾性体に対する剛板分布の係数で与え得ること、地中構造物と周辺地盤の変形に応じた地盤内の全エネルギ-の停留条件から地中構造物の荷重分担率が上述した構造物と地盤とセン断剛性比率の関数として定式化できることを明らかにした。また、地中構造物に作用する力のモ-メントの特性から側壁に作用する垂直土圧のみならず地中構造物周辺に作用する全セン断応力および垂直応力の評価式を誘導し、FEMに基づいた動的解析結果との照合により理論の妥当性を確認した。上記荷重の評価法の確立に加えRC部材の靭性の評価手法ならびに特性を解明し、地震応答における靭性の影響を解明することによりRC構造物の極限耐力の評価手法を確立し得た。以上、地中RC構造物の限界状態設計法確立の基本的知見が得られた。
ジルコンを用いる過去環境推定法に基づく福島デブリ生成環境の解析手法の開発

本研究では、数十年間水に浸漬した福島第一原子力発電所(1F)の溶融炉心とコンクリートの反応(MCCI)生成物中に生成していると推定するジルコンから、事故時の温度や酸素分圧の推移を推定可能とするため、数十年間のジルコンと水との反応による形状、性状の変化を予測可能とすることを目的としている。これまでに、水との反応性評価に用いる模擬MCCI生成物を異なる温度、酸素分圧の条件下で作製し、ジルコンの生成挙動を確認するとともに、酸素分圧の推定に用いる模擬MCCI生成物中のセリウムの価数をXAFSにより測定した。また、ジルコン鉱物の一般的な溶解挙動を把握するため、破砕して粉体化した天然ジルコンの溶解速度を取得した。この結果、1Fを模擬したコンクリートと酸化ジルコニウム等を1300°C1500°Cに加熱して作製した模擬MCCI生成物中において、数十μm程度のジルコンが生成することを確認した。また、異なる酸化雰囲気で作製した模擬MCCI生成物中のセリウムの価数を測定した結果、雰囲気に応じてセリウムの3価と4価の割合が変化することを確認した。これより、1FのMCCI条件においてもジルコンが生成する可能性が高いこと、ジルコン中のセリウムの価数を分析することで事故当時の溶融プール中の酸素分圧を技術的に推定できることを示した。粉体化した天然ジルコンをpH1、7、13の水溶液中に2ヵ月程度浸漬し、溶液中のZr、Si濃度から溶解速度を算出した結果、Zrの溶解速度はSiの溶解速度に比べて101,000倍程度遅く、ジルコンは調和溶解しないこと、pH7の溶液中では溶解速度が遅いことを確認した。本結果により、2ヵ月程度のジルコンと水との反応により、ジルコン表面は平均して数十nm程度溶解することを示した。当初の予定では模擬MCCI生成物を作製し、原子間力顕微鏡等を用いて模擬MCCI生成物中のジルコンの溶解その場観察までを実施する計画であったが、模擬MCCI生成物の作製条件の検討、溶解その場観察に用いる外部機関の原子間力顕微鏡の利用手続きに時間を要したため、当初の予定よりやや遅れている。今後は、当該年度に実施できなかった模擬MCCI生成物及び天然ジルコンの溶解その場観察と合わせて、当初から計画しているウランを含む模擬MCCI生成物の作製、浸漬による形状、性状変化の評価を実施する。当該年度分の溶解その場観察は数日の測定を数回行う程度であるため、当初の計画をほぼ変更することなく、目的を達成できる見込みである。当初は研究代表者が所属する研究機関が有するTEMを用いた試料観察を実施予定であり、これに使用する観察ホルダーの購入を計画していたが、施設の都合上TEMの使用が困難となったため、観察ホルダーの購入を中止した。以上が、次年度使用額が生じた主な理由である。次年度は外部機関が有するTEMの使用許可を既に取得しているため、主にこのTEMを用いた観察にかかる費用として次年度使用額を使用予定である。
Neural circuits regulating fear learning and anxiety disorders

我々は、嫌悪的ショックが予測される場合にショックの処理を抑制する、負のフィードバック神経回路を同定した。さらに、この回路が学習の程度や漸近を定める機能を持つことを示した。光遺伝学によりこの回路を抑制すると、恐怖記憶を貯蔵する扁桃体外側核において予測誤差の抑制が解かれ、恐怖学習の程度が強められた。以上の成果により、予測誤差表現と恐怖記憶の強度設定の回路機構を明らかにした。予測誤差は報酬・運動学習など多くの学習回路にみられる普遍的なコーディングである。本成果は、神経系による予測誤差表現の一般特性を示唆する。また、この回路の攪乱は、過度な嫌悪学習により特徴づけられる不安障害の原因となりうるだろう。27年度が最終年度であるため、記入しない。
多血小板血漿の間葉系幹細胞を介した筋衛星細胞増殖分化促進作用の解析

口蓋裂という先天異常では口蓋形成術が必要で、その際筋肉の緊張が強いと、高度の瘢痕組織となり、手術した部位に穴が開いたり、上顎の発育不全の原因になったりします。多血小板血漿は、自身の血液から作ることができるもので、傷を治すために必要な成分を多く含みます。その成分を口蓋形成術に応用することで、筋肉の再生を促し、瘻孔形成や上顎の発育不全の防止につながるあたらな治療法の開発を目指します。
グラフェンを利用した窒化物自立基板の開発

比較的インジウム組成の高い(In>30%)窒化インジウムガリウム(InGaN)薄膜は緑色から黄色領域の発光デバイス材料として注目されており、結晶品質のさらなる向上が求められている。本研究は、二次元層状物質であるグラフェンの表面形態を制御することによって、その上に高品質なInGaN薄膜を成長させることを目的に、高輝度放射光X線を用いたInGaN/グラフェン界面の構造解析を行う。そして、インジウム組成の高いInGaN薄膜にとって有用な基板開発に向けて、グラフェンからのInGaN薄膜の剥離と転写によって、InGaN自立基板を試作し、その特性評価を行う。
東アジアにおける日本古代文書論の再構築

本研究では、「東アジアにおける日本古代文書論の再構築」を目指して、〈文書の機能〉、〈紙と木の使い分け〉、〈文書伝達と口頭伝達との関係〉に注意を払いながら、木簡・古文書・編纂史料の相互比較をおこなった。研究成果は多岐にわたるが、日本古代木簡の視覚機能という新たな視点を打ち出したこと、日本古代木簡の源流に関する見通しを得たこと、文書伝達のあり方を明らかにしたことが、特に大きな成果としてあげられる。研究成果は複数の学会報告・雑誌論文・図書などの形で公表した。学会報告は中国・イギリス・フランスでもおこない、図書のなかには韓国語に翻訳された図書もあり、研究成果を国内外を問わず発信できた。本研究は、東アジア古代文書論の再構築を最終目標として、日本古代文書論の再構築に取り組むものである。この点を強く意識しながら、日本における飛鳥時代から平安時代にいたる行政文書に焦点を定めて、〈文書の機能〉、〈紙と木の使い分け〉、〈文書伝達と口頭伝達との関係〉に特に注意を払いながら、幅広く史料収集・調査をおこない、従来の文書様式論に変わる新たな枠組みを構築することにつとめた。本研究を遂行するにあたっては、平川南代表「古代における文字文化形成過程の総合的研究」(基盤研究A)、角谷常子代表「東アジア木簡学の確立」(基盤研究A)、鷹取佑司「古代中世東アジアの関所と交通政策」(基盤研究A)、吉村武彦代表「東アジアのおける墨書土器データベースの構築」(基盤研究A)などの共同研究に、連携研究者として参画することによって、さまざまな研究分野の研究者と議論することができた。そうした研究交流を通じて、「木簡の視覚機能」という新たな研究視点を提示したり、議論の錯綜していた「過所木簡」を分析するための新たな研究視角を得ることができた点は、大きな成果であったと考えている。これらの成果については、複数の論文にまとめ、一部は公刊された。また、名古屋市博物館で開催された特別展「文字のチカラー古代東海の文字世界ー」(2014年1月4日2月16日)に全面的に協力するとともに、いくつかの市民講座等を通じて、本研究の成果を市民に広く還元することができた。さらに、本研究と連動させながら、飛鳥時代を総括的に論じた講座論文や概説や、難波長柄豊碕宮の造営過程に迫る論文も執筆することができた。この点を強く意識しながら、日本における飛鳥時代から平安時代にいたる行政文書に焦点を定めて、<文書の機能><紙と木の使い分け><文書伝達と口頭伝達との関係>に特に注意を払いながら、幅広く史料収集・調査をおこない、従来の文書様式論にかわる新たな枠組みを構築することにつとめた。本研究を遂行するにあたっては、平川南代表「古代における文字文化形成過程の総合的研究」(基盤研究A)、鷹取佑司代表「古代中世東アジアの関所と交通政策」(基盤研究A)などの共同研究に参画することによって、さまざまな研究分野の研究者と議論することができた。そうした研究交流を通じて、朝鮮半島からの強力な影響のもと日本古代木簡が誕生する過程を解き明かしたり、中国北宋時代にまとめられた天聖令との比較という視点から、日本の過所木簡の性格や駅伝制度の特徴に迫る研究論文を発表することができた。なお、こうした研究に関わって、国立歴史民俗博物館の国際企画展示「文字がつなぐー古代の日本列島と朝鮮半島ー」(2014年10月15日12月14日)に参画し、展示図録の分担執筆もおこなった。また、2012年に公刊した単著『飛鳥の木簡』が韓国古代史の研究者の目にとまり、韓国語に翻訳されて出版された。その一方で、日本各地の木簡・墨書土器などの実物調査にもつとめた。その研究の成果の一端は、「出土文字資料からみた古代の駅家」の論文にまとめた。さらに、隠岐国の荷札木簡についても研究を進めており、その中間報告を島根県古代文化センター主催のシンポジウムで披露した。シンポジウムの内容を記録した『しまねの古代文化』22号には、隠岐国荷札木簡の釈文の集成を掲載することができた。本研究は、東アジア古代文書論の再構築を最終目的として、日本古代文書論の再構築に取り組むものである。日本における飛鳥時代から平安時代にいたる行政文書を中心にして、〈文書の機能〉、〈紙と木の使い分け〉、〈文書伝達と口頭伝達との関係〉などに特に留意しながら、幅広く史料収集や調査をおこない、従来の文書様式論にかわる新たな枠組みを構築することにつとめた。この研究成果の中間報告を、「紙木併用時代の日本古代木簡」と題して中国の清華大学でおこない、中国在住の研究者の意見を得ることができた。また、日本考古学協会において、「飛鳥・藤原京跡出土木簡から見た日本古代国家の形成」と題する口頭報告をおこない、全国の考古学研究者に対して、研究現状の一端を提示することができた。また、本研究を遂行するにあたって、鷹取祐司代表「古代中世東アジアの関所と交通政策」(基盤研究A)の共同研究に参加したこともあって、東アジアの視野を念頭に置きながら、文書伝達を含む交通制度に関する研究を大きく進めることができた。特に北宋天聖令の分析を進めることができた。

その成果は「研究発表」にあるとおりであるが、『日本古代都鄙間交通の研究』(2017年刊行予定)の原稿にも反映させることができた。こうした研究実績をあげる一方で、「研究発表」にあるように、現物調査した木簡など出土文字資料を活用した論考も複数発表することができた。特に「隠岐国海部郡の荷札木簡とミヤケ」は、現地調査・実物調査を実施したことによって、隠岐のミヤケに関する新たな問題提起をおこなうことができた。本年度は研究の後半段階にあたるが、中間総括にあたる口頭報告を中国の清華大学でおこなうことができた。また、全国の考古学研究者に対しても研究成果の一端を発信することができた。第二に、文書伝達を含めた交通制度に関する研究を大きく進めることができた。中国史の研究者と共同研究をおこなったこともあって、北宋天聖令を活用した研究を進展させることができた。第三に、出土文字資料の実物調査の成果にもとづき、日本古代社会像についても、いくつか新たな提言をおこなうことができた。本研究は、〈文書の機能〉、〈紙と木の使い分け〉、〈文書伝達と口頭伝達との関係〉などに留意しながら、報告者の日本古代木簡研究をより一層発展させ、さらに行政文書を中心に古文書・編纂史料などと相互比較する作業を通じて、「日本古代文書論の再構築」を目指した。そして、中国・韓国の状況にも広く目配りすることによって、「東アジア古代文書論の構築」に向けての布石とすることを狙った。研究の結果、大きく次の3つの分野で成果をあげることができた。1日本古代木簡の検討。木簡の現物調査、フィールド調査などを通じて、木簡の文字面以上の情報を得ることができた。木簡の考察に際して、木簡そのものが醸し出す視覚効果にも目を向けるべきこと、木簡の実用的な側面に加えて、象徴的な側面にも着目すべきことを提言した点は特に重要と考える。2木簡とその他史料との比較研究。新出の北宋天聖令を活用した日唐令文の比較検討と、木簡・古文書などの分析を通じて、日本古代交通の法的特徴と運用実態の一端を解明した。これによって、文書伝達方法を具体的に明らかにできた。3東アジアを視野に入れた、日本古代文書論の再構築。上記の研究とリンクさせながら、国立歴史民俗博物館の国際展示「文字がつなぐー古代の日本列島と朝鮮半島ー」など各種の共同研究に参画し、朝鮮半島から日本古代木簡を考える視点を一層強めるとともに、中国木簡の研究成果も新たに吸収し、日本古代木簡を東アジア世界のなかに位置づける試みをおこなった。さらに、明治時代以来の史学史に関する検討を通じて、「古文書学から史料学へ」という研究動向の流れをたどり、今後の研究の方向性を窺うこともできた。以上の研究成果の大部分は、複数の口頭発表・論文・図書の形で公表した。図書の中には、単著『飛鳥の木簡ー古代史の新たな解明ー』の韓国語版(2014年)もあり、研究成果の国際発信という点で特に意義深いと考える。本研究では、「東アジアにおける日本古代文書論の再構築」を目指して、〈文書の機能〉、〈紙と木の使い分け〉、〈文書伝達と口頭伝達との関係〉に注意を払いながら、木簡・古文書・編纂史料の相互比較をおこなった。研究成果は多岐にわたるが、日本古代木簡の視覚機能という新たな視点を打ち出したこと、日本古代木簡の源流に関する見通しを得たこと、文書伝達のあり方を明らかにしたことが、特に大きな成果としてあげられる。
超低密度リポタンパク質(VLDL)の酸化修飾と抗酸化物質による抑制

超低密度リポタンパク質(VLDL)を構成するアポリポタンパクE (apoE)はapoBとともに細胞表面のLDLレセプターおよびグリコサミノグリカン(GAG)へのリガンドとして働き、VLDLの輸送・代謝に重要な役割を果たすことが知られている。平成12年度の報告で、活性酸素によってapoEが酸化修飾を受けると、GAG結合性が低下することを示した。平成13年度では、血液中の主要な抗酸化物質であるアスコルビン酸(AsA)およびα-トコフェロール(α-Toc)がVLDLのapoEの酸化修飾に対してどのような効果を示すかを調べた。健常人の血漿から超遠心分離法によってVLDLを調製し、AsAおよびα-Tocの存在下で、酸化ストレス(遷移金属イオン:Cu^<2+>、ペルオキシラジカル:AAPH、ペルオキシナイトライト:SIN-1)を負荷した。チオバルビツール酸反応性物質およびコレステロールエステルヒドロペルオキシドを定量することにより脂質過酸化反応をモニターした。apoE酸化修飾物をウエスタンブロッティングによって分析した。AsA(2001000μM)はCu^<2+>、AAPH、SIN-1が誘導する脂質過酸化反応とそれに伴うapoEの酸化修飾(apoEスメア状バンドの生成)およびヘパリン結合性の減少を強く抑制した。α-Toc(170μM)はCu^<2+>およびSIN-1が誘導する脂質過酸化反応とそれに伴うapoEの酸化修飾およびヘパリン結合性の減少を抑制した。α-TocはAAPHによるVLDLの脂質過酸化反応を抑制しなかったが、apoEの酸化修飾およびヘパリン結合性の減少については抑制した。Cu^<2+>によるVLDLの酸化反応では反応性の高いアルデヒドであるアクロレインが生成し、アポリポタンパク質を修飾したが、AsAおよびα-Tocはこれを抑制した。AsAおよびα-Tocは、VLDLのapoEの酸化修飾を抑制し、生体酸化ストレスによる脂質代謝異常の誘導を予防する効果を持つことが示唆された。<VLDLの脂質過酸化反応にともなうapoEの酸化修飾>健常人の血漿から超遠心分離法によってVLDLを調製し、酸化ストレス(遷移金属イオン:Cu^<2+>、ペルオキシラジカル:AAPH、ペルオキシナイトライト:SIN-1)を負荷した。生成する過酸化脂質をHPLCで定量し、VLDL中のapoE酸化修飾物をSDS-PAGEおよびwestern blottingによって分析した。Cu^<2+>による酸化反応ではチオバルビツール酸反応性物質の蓄積が、AAPHおよびSIN-1による酸化反応ではコレステロールエステルヒドロペルオキシドの蓄積が認められた。未酸化のVLDL中のapoEは、抗apoE抗体によって分子量34000の単一バンドとして検出されるが、Cu^<2+>、AAPH、SIN-1によって12時間酸化したVLDL中のapoEは、いずれもスメア状のバンドとして検出された。Cu^<2+>による酸化VLDL中には脂質ヒドロペルオキシド(LOOH)の分解物であるアクロレイン(ACR)の付加体が抗ACRモノクローナル抗体によりスメア状のバンドとして検出されたが、AAPHおよびSIN-1による酸化VLDL中には検出されなかった。脂質代謝において重要なapoEの機能の一つであるヘパリン結合活性はCu^<2+>、AAPH、SIN-1による酸化修飾によって著しく低下した。Cu^<2+>による酸化反応ではLOOHは分解されてACRなどのアルデヒドが生成すると考えられる。apoEの修飾はこのアルデヒドの付加反応によって引き起こされることが示唆された。AAPH、SIN-1による酸化ではACR付加体が検出されなかったことから、LOOHは分解されずに蓄積すると考えられる。apoEの修飾機序は明らかではないが、AAPHおよびSIN-1が直接生成するペルオキシラジカルおよびペルオキシナイトライトや、脂質過酸化連鎖反応で生成する脂質ペルオキシラジカルとの反応が関与していると推察される。

α-TocはAAPHによるVLDLの脂質過酸化反応を抑制しなかったが、apoEの酸化修飾およびヘパリン結合性の減少については抑制した。Cu^<2+>によるVLDLの酸化反応では反応性の高いアルデヒドであるアクロレインが生成し、アポリポタンパク質を修飾したが、AsAおよびα-Tocはこれを抑制した。AsAおよびα-Tocは、VLDLのapoEの酸化修飾を抑制し、生体酸化ストレスによる脂質代謝異常の誘導を予防する効果を持つことが示唆された。
ラット顎顔面頭蓋の大きさと形の成長変化における有限要素法を応用した遺伝学的研究

口蓋裂発症マウスであるCL/Frマウスの受精卵を、CL/FrとC57BLの2系統の母親マウスに受精卵移植し、その後口蓋裂を発症して生まれた仔マウスの出生直後の側方頭部X線規格写真を撮影した。受精卵移植によりこの2系統の母親マウスから生まれた口蓋裂を発症したCL/Fr仔マウスの顎顔面頭蓋の大きさと形の類似性を、有限要素法を応用して分析することにより、母親マウスの系統の違いによる出生前母体効果の影響の大きさを検索した即ち、発症したCL/Frマウスの、下顎骨を除いた顎顔面頭蓋を側方頭部X線規格写真により顔面部と脳頭蓋部の2つのパートに分け、顔面部4要素、脳頭蓋部6要素について有限要素方を応用して、CL/FrとC57BLの2系統の母親マウスから生まれた仔マウスの非類似度を求めた。得られた非類似度は、大きさについては顔面部では0.071、脳頭蓋部では0.049であった。また形については、顔面部では0.146、脳頭蓋部では0.038であった。大きさと形のいずれにおいても顔面部の方が脳頭蓋部より非類似度が大きく、顔面部の方が出生直後においては出生生前母体効果の影響をより大きく受けている可能性が示唆された。今後Litter Sizeや母親マウスの体重などを考慮にいれた詳細な分析を行う予定である。また口蓋裂の発症が顔面部に見られることより、口蓋裂発症の重症度が母親マウスにより左右される可能性もあり、今後さらなる解析が必要である。
シトリン欠損症における糖質摂取忌避と食欲低下の機構

シトリン欠損症における食癖(糖質摂取を好まない)について注目し、疾患モデルマウスを用いて中枢神経系を中心に解析した。視床下部における食欲関連ペプチドの遺伝子発現を評価した結果、通常食摂食時には、摂食抑制ペプチドであるUrocortin1(Ucn1)が高発現した。また、スクロース投与後の血中乳酸濃度は、野生型に比べて有意に上昇した。Ucn1・血中乳酸濃度が、摂食行動に影響を与えている可能性が示唆された。シトリン欠損症の特異な食癖(糖質を避け、タンパク質・脂質に富む食事を好む)が生じる原因は、高糖質食投与・高糖質輸液などで高アンモニア血症を起こすことと関連があると考えられる。しかし、シトリン欠損症では糖質摂取に対する食欲が抑制される分子機構は未だ解明されていない。そこで、本研究では、疾患モデルマウスを用いた行動解析を行い、食行動を中心に脳内メカニズムを解明し、一部明らかにされつつある食欲抑制を改善する栄養素などの作用機構を解析し、シトリン欠損症の発症予防・QOL改善に資することを目的とする。解析には4種類(wild-type・citrin-KO・mGPDH-KO・citrin/mGPD-KO)のマウスを用い比較する。食餌としては、通常の飼育管理に用いている固形食(CE-2)と食餌組成の違う餌として糖質含量が高くタンパク質含量の低い固形食(AIN-93M)を用いる。2.食行動解析: CE-21摂食時における摂食量・飲水量・体重変化・摂食パターン(日内変動)を測定した。2摂食時・絶食時の血中の食欲関連ホルモン(Insulin・Leptin・Corticosterone)を測定した。AIN-93M1摂食量・飲水量・体重変化を測定した。2摂食時の血中の食欲関連ホルモン(Insulin・Leptin・Corticosterone)を測定中である。3.食欲調節機構解析:CE-2摂食時における視床下部での食欲調節ペプチドの遺伝子発現(RT-PCR法)を解析中である。シトリン欠損症は、SLC25A13を病因遺伝子とする劣性遺伝性先天代謝異常症である。これまでの臨床的観察ならびに疾患モデルマウスを用いた実験結果から、シトリン欠損症では糖質摂取によって食欲が低下し摂食できなくなることは明らかである。しかし、食欲低下作用の分子機構は未だ解明されていない。そこで、疾患モデルマウスの行動解析を行い、食行動を中心に脳内メカニズムを解明し、一部明らかにされつつある食欲低下を改善する栄養素、さらに食欲不振を解消する物質の作用機構を解明し、シトリン欠損症の発症予防・QOL改善に資することを目的とする。本年度は、行動解析に用いるマウスの匹数を十分に供給することが困難だった。行動解析の方法確立・RNA抽出法・cDNA合成法・RT-PCR条件(プライマー・設定など)を検討した。1.本モデルマウス(citirn/mGPDH-KO)は、mGPDH-KO(mGPDH-/-)の背景をもつcitrin+/-マウスの交配によって得られ、別に交配で作出する野生型wildとcitrin-KOの系と合わせ、実験には4種のマウスを用い比較検討する。モデルマウス作成のために系統維持しているマウスの産出数を得ることが困難だったため、交配・出産の飼育環境などを見直した。平成24年度後半より繁殖能力のあるcitrin+/-マウスを得ることができた。1.食行動解析:CE-2;4種類のマウスにおいて、摂食時における摂食量・飲水量に有意差は認められなかった。摂食パターン(日内変動)においても、4種類のマウスは、明期では摂食量が低下し、暗期開始直後1-2時間・暗期終了前1-2時間に摂食量が増加する同様のパターンを示した。2.摂食中枢である視床下部における食欲関連ペプチドの遺伝子発現(RT-PCR法)の評価:疾患モデルマウスにおいては、CE-2摂食時に摂食抑制ペプチドであるUrocortin1が高い発現を示し、AIN-93摂食時にAgRPとUrocortin1の高い発現が認められた。また、mGPDH-KOにおいては、AIN-93摂食時にUrocortin1が高発現した。3.2種類のマウス(wild-type・citrin/mGPDH-KO)にスクロースを投与し、血糖・血中乳酸値を測定(0・30・60・120分後)した。血糖値:開始時は有意差を示したが、投与30-60分後のピーク時に有意差は認められなかった。血中乳酸値:開始時に有意差はなく、投与30分後にピークを示す同様のパターンが認められた。疾患モデルマウスは、30分以降有意に高い値を示した。健康科学栄養学4種類のマウスにおける食行動解析は、食餌の組成を変え比較検討中である。マウスの供給数を考慮し、行動解析の方法を検討中である。

本年度は、行動解析に用いるマウスの匹数を十分に供給することが困難だった。本モデルマウス(citirn/mGPDH-KO)は、mGPDH-KO(mGPDH-/-)の背景をもつcitrin+/-マウスの交配によって得られ、別に交配で作出する野生型wildとcitrin-KOの系と合わせ、実験には4種のマウスを用い比較検討している。昨年度後半に動物実験施設飼育室内において、肺パスツレラ汚染があり、交配できない期間生じた。そのため老齢マウスが増え、モデルマウス作成のために系統維持しているマウスの産出数を得ることが困難だったため、交配・出産の飼育環境などを見直した。平成24年度後半より繁殖能力のあるcitrin+/-マウスを得ることができた。平成25年度に引き続き行動解析・食欲調節機構解析を行う。行動解析:自発行動量や不安等の情動、認知・学習に及ぼす影響を解析する。平成24年度に引き続き、行動解析・食欲調節機構解析を行う。通常の固形食(CE-2)投与時について4種のマウス間での比較を行う。1基本的食行動と摂食量の解析:摂食時・絶食後再摂食時の摂食量・飲水量・体重変化を測定する。4種マウス間での血中の食欲関連ホルモン(LeptinとGhrelin)変化を検討する。2エネルギー代謝:代謝ケージ内での酸素消費量を測定する。3行動解析:不安等の情動、認知・学習に及ぼす影響を解析する。自発行動量の測定ホームケージ活動性テスト・ビデオ画像の観察(採餌・採水など)を比較する。4食欲調節機構解析:食欲調節メカニズムを解明するため、視床下部での食欲調節ペプチドの遺伝子発現(RT-PCR法)を4種のマウス間で比較検討する。該当なし