hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
感染防止対策加算算定病院の感染対策の整備状況および地域連携に関する実態調査

感染防止対策加算算定届出3,680施設を対象に感染対策の活動状況調査を実施した。その結果、評価対象708施設のうち、加算1算定の304施設、および加算2算定の404施設について検討した。加算1の9割で看護師が専従していたが、それ以外の職種の専従化は1割未満であり、専任者の配置状況はさらに難しい状況であることが判明した、感染対策院内ラウンドへの参加状況、感染対策委員会の開催状況、地域連携の状況も、十分な活動が行えているとは言えず、特に医師の参画が低い傾向が認められた。以上より、小規模で医療法人などの施設では人的体制整備が十分でない状況が確認され、今後の感染対策上考慮すべきであると考えられた。平成24年4月の診療報酬改定で、感染防止対策加算が医療安全対策加算とは別の評価体系に改められ、多くの施設が算定を開始している。これには多額の医療費が投入されることから、加算開始後の病院の感染対策実態を、目に見える形で評価・分析し、その結果を出来るだけ速やかに国民に対して公表することが望まれる。アンケート調査:(i)病院に関する基本情報:感染対策加算算定の有無、算定開始時期、設置主体、臨床研修病院の有無・形態、病床数、医療従事者数、医業収支など。(ii)感染対策活動に関する項目:感染防止対策委員会・ICT会議等に関する情報(設置時期、開催回数、構成員等)、回診、職員研修、抗菌薬の適正使用の監視体制などについて、病院別にデータを収集するためのアンケート調査表を作成した。調査実施前に島根大学医学部医の倫理委員会へ研究実施について審査申請を行ったが、「審査対象外」との指示・決定が通知され、病院業務に係る法令を遵守して、係る研究活動に従事せよとの指示に従い、研究を遂行することとした。各地区の厚生局が公表している感染防止対策加算1および2算定施設を調査したところ、約3,600施設が算定していることが判明し、すべての施設にアンケート調査表を送付して、研究協力を依頼した。4月末の時点で約300施設より回答が寄せられ、現在、再度ハガキにて、研究協力依頼を行っている。すくなくとも1,000施設の回答が得られることが望ましく、それにより本研究の意義が大きくなり、国民に対して有益な情報公開ができると考えられる。学会における情報収集:日本化学療法学会・日本感染症学会合同学会および日本環境感染学会学術大会に研究代表者が参会し、感染防止対策加算に関連する施設報告、地域での取り組み等の情報収集を行った。感染防止対策加算届出3,680施設を対象に無記名自記式アンケート調査票を送付し、感染対策の活動状況調査を実施した。アンケート回答施設は718病院(回答率20%)で、解析対象とした708施設(加算1;304施設、加算2;404施設)について検討した。感染対策に関わる医師、看護師、薬剤師、臨床検査技師の配置状況をみると、加算1の約91%で看護師が専従していたが、それ以外の職種の専従化は10%未満であった。加算2では、看護師においても専従化は9.5%であった。一方、専任者の配置状況は、加算1でいずれの職種も56-60%であったのに対し、加算2では看護師でも46%にとどまり、その他の職種は35-37%であった。これらのことから、スタッフの専従化、専任化は難しい現状であることが推察された。感染対策院内ラウンドへの参加状況をみると、加算1ではいずれの職種も90%以上の参加率であったが、加算2では特に医師の参加率が70%未満と低い傾向が認められた。また、加算2施設では、薬剤師および臨床検査技師が院内ラウンドに毎回参加できていない現状も明らかとなった。また、抗菌薬の許可制導入病院の30%、届出制導入病院の85%で薬剤師がそれぞれ使用許可、届出内容確認などの業務に参画している実態が明らかとなった。しかし、専従・専任薬剤師の感染制御業務従事は平均9.5(時間×人/週)であり、医師、看護師、臨床検査技師に比較して少ないことが明らかとなった。以上のことから、加算2を算定している小規模で医療法人などの施設では人的体制整備が十分でない状況が確認され、今後の感染対策上考慮すべきであると考えられた。また、薬剤師は感染制御業務への従事時間は十分ではないものの、院内ラウンドおよび抗菌薬の許可・届出制の運用に主体的に関わっていることが明らかとなり、抗菌薬適正使用における重要な役割を担っていることが推察された。アンケート調査については、2014年10月の各地区厚生局が公開していた感染防止対策加算届出3,680施設を対象に無記名自記式アンケート調査票を送付した。当初の締切前に、未回答施設に対して、再度、回答依頼ハガキを送付し、回答をお願いした。最終的に回答は718病院から得られ、回答率は約20%であった。そのうち、解析が可能であった708施設(加算1;304施設、加算2;404施設)について、回答内容を表計算ソフトに入力を行い、すべての項目について、完了している。その後、調査表の回答内容を統計学的に解析し、感染対策の実施状況、人員配置、地域連駅の現状を評価した。アンケート表は17項目、100設問で構成されているため、解析には膨大な時間を要することから、現在、解析作業を継続中であり、3月末時点でほぼ7割の解析が終了している。今後、9月までには、全ての解析を完了し、報告書をまとめる予定である。

本研究では、感染防止対策加算算定病院を対象に感染対策活動の実態を明らかにすることを目的とし、加算算定届出3,680施設を対象にアンケートによる感染対策の活動状況調査を実施した。回答率は約20%で、加算1算定の304施設および加算2算定の404施設より情報が得られた。加算1の91%で看護師が専従していたが、それ以外の職種の専従化は10%未満であった。加算2では、看護師においても専従化は9.5%であった。一方、専任者の配置状況は、加算1でいずれの職種も56-60%であったのに対し、加算2では看護師でも46%にとどまり、その他の職種は35-37%であった。これらのことから、スタッフの専従化、専任化は難しい現状であることが推察された。また、加算1ではいずれの職種も90%以上が院内ラウンドに参加していたが、加算2では特に医師の参加率が70%未満と低い傾向が認められた。また、加算2施設では、薬剤師および臨床検査技師が院内ラウンドに毎回参加できていない現状も明らかとなった。以上の結果より、加算2を算定している小規模施設では人的体制整備が十分でない状況が確認され、今後の感染対策上考慮すべきであると考えられた。平成28年度の診療報酬改定では、感染防止対策加算の変更はなかったものの、施設基準に感染対策チーム活動(ICTラウンド)が新たに明示され、各医療機関では対応に追われたとの意見が多く聞かれた。また、厚生局の立入検査により、感染防止対策加算が取り消された医療機関があるとの情報も得られている。一方、感染対策活動の地域連携については、地域における感染症発生状況や感染対策の実施状況が大きく異なっている、すなわち地域差があることが分かってきたため、全ての都道府県の状況確認の実施の方がより有用性の高い情報となると考え、各都道府県を対象に調査を進めることとした。アンケート調査およびデータ入力は終了し、解析・評価を進めている。平成28年度は国内学会で4演題、国際学会(東京開催)で1演題、国際学会(海外開催)で1演題の成果発表を行った。現在は、データの信頼性等の評価を加え、解析結果と学会等で得られた情報から、論文にて公表すべき内容を精査している。また、感染対策活動の地域連携については、研究計画では先進的に実施している地域あるいはグループを取材すること、およびその情報を公開することで、全国の各地域における感染制御地域連携を推進し、均てん化することを目的としていた。しかし、地域ごとに感染症発生状況や感染対策の実施状況が大きく異なっていることが分かってきたため、全ての都道府県の状況確認の実施がより有用性の高い情報となると考え、アンケートあるいは聞き取り等の方法を用いて、各都道府県を対象に調査を行うための準備を行っている。回答率は約20%で、加算1・304施設、加算2・404施設の情報を解析した。加算2では、看護師の専従化は9.5%であった。
突発的電波新星の観測的研究

2009年12月に論文化されている4つの電波トランジェントの位置誤差に対し、実際の追観測を想定したVLBIでのモザイク観測を行った。この観測では4つの電波トランジェントに対応すると思われる電波源の同定には至らなかったが、これらの領域に定常的に150mJy(雑音レベルの8倍)を超えるような天体は存在しないという上限値を設定することができ、またVLBIで十分な感度をもって電波トランジェントを追観測できることを示すことができた。本研究の目的は早稲田大学那須パルサー観測所において高銀緯で続々と観測されている突発的に発生する電波新星(トランジェント電波源)をさらに高い精度の観測で検出し、その起源の特定を目指すことである。現在のところこのトランジェント電波源は那須観測所の観測範囲においてそのほとんどが高銀緯で観測されている現象であるということを除いて、その正体を掴むための情報が無いというのが現状である。本年度は海外などを含めた他の観測機関の共同利用観測にトランジェント電波源検出時の追観測提案をする予定であったが、8月から9月にかけての大規模な落雷の影響で、那須観測所が大きなダメージを受けてしまった(受信系統の故障、通信回線の断線など)。2009年初頭まで観測所の復旧に時間を費やしてしまい、他の観測機関の共同利用に申し込むことができなかった。そのため、今年度は30m鏡の追尾精度の向上、及び観測装置が故障する前までに検出されたトランジェント電波源の解析に従事した。この解析の結果、Kida et al., (2008)で示されたものよりも多<の検出数で評価したにもかかわらず同程度の精度でLogN-LogSの傾きが-1.5に近似できることが分かった(検出が期待される個数の誤差(1σ) :対数スケールで0.203->0.225(Niinuma et al., 2009in submitteitted to ApJ))。これらは宇宙においてトランジェント電波源の分布が等方的であることを示唆する結果である。3月半ばより定常観測に戻りつつあるので、来年度早々に共同利用観測制度を利用し、すでに検出されているトランジェント電波源の位置誤差内の高分解能観測、及び検出時の追観測提案を行い、トランジェント電波源の起源の解明を目指す。本研究の目的は早稲田大学那須パルサー観測所において高銀緯で続々と観測されている突発的に発生する電波新星(電波トランジェント)をさらに高い精度の観測で検出し、その起源の特定を目指すことである。そのために、2009年度は他観測所(国外あるいは国内の大学連携VLBI網など)との連携観測を試行し、那須観測所で電波トランジェントを検出した際のフォローアップ体制の構築を目指した。複数の観測装置(他周波数)での追観測に成功すれば、他波長に渡るスペクトル情報(SED)の取得が可能になる。また、VLBIでの検出により数ミリ秒角の精度で位置が決まると共に、コンパクトな天体であるかどうかの判別や輝度温度へ制限を付けることも可能になる。電波トランジェントのVLBI観測における問題は、VLBIの分解能に対し那須観測所で検出される電波トランジェントの位置誤差が大きすぎる(0.16deg2)という点である。この問題をVLBIでモザイク観測を行うことにより解決しようと考え、2009年12月に実際の追観測を想定し、論文化されている4つの電波トランジェントの位置誤差に対しVLBIでのモザイク観測を周波数8GHzにおいて行った。この観測では、4つの電波トランジェントに対応すると思われる電波源の同定には至らなかったが、これらの領域に定常的に150mJy(雑音レベルの8倍)を超えるような天体は存在しないという上限値を設定することができ、またVLBIで十分な感度をもって電波トランジェントを追観測できることを証明した。この成果を国際会議において発表した。
ウイルス誘導細胞融合制御因子FRP-1複合体の構造と機能

ヒト組織と腫瘍細胞において、LAT1をはじめとするFRP-1/CD98Lcと、その機能に深く関係するFRP-1の発現について調べた。RT-PCRとReal-Time PCRによる分析では、腫瘍細胞では、すべての細胞株でLAT1のmRNAとFRP-1のmRNAが発現していたが、その発現パターンはLAT1とFRP-1hcで異なっていた。また、FACSによる解析では、すべての腫瘍細胞株でLAT1タンパク質とFRP-1タンパク質がともに存在することがわかった。これはLAT1の機能的な発現に、FRP-1が必要であるという報告と一致する。ヒト組織のRT-PCRとReal-Time PCRによる分析では、LAT1のmRNAは、胎盤、骨髄、精巣、脳で高く発現していた。こうしたLAT1/FRP-1複合体の特徴は、細胞の成長・増殖やアミノ酸関連化合物の生成に必要なアミノ酸を供給するアミノ酸トランスポーターとしての役割を支えているものと思われる。FRP-1媒介性細胞融合制御におけるCD147分子の関与:ウイルス感染細胞における細胞融合はFRP-1/CD98系によって制御を受けている。さらに、血液単球に抗FRP-1/CD98抗体を作用させると、多核巨細胞が形成され、さらに培養すると破骨細胞に分化する。この反応には種々の分子が関与している。本年の研究により、新たにCD147分子がFRP-1媒介性細胞融合の調節因子の一つであることが明らかになった。a.血液単球,U937細胞やJurkat細胞にCD147分子は発現していた.b.使用した3つの抗CD147抗体(Ab-1,-2,-3)はU937細胞におけるFRP-1媒介性細胞凝集には影響を与えなかった。c.抗CD147抗体(Ab-1)はU937細胞におけるFRP-1媒介性細胞融合を阻害し、Ab-2は亢進した。d.Ab-1はその抑制効果を示すために、FRP-1刺激後の比較的早い時期に、作用させる必要があった。一方、Ab-2は、FRP-1刺激8時欄後に作用させても、刺激効果を発揮した。e.Ab-2とAb-3はJ2ME細胞におけるFRP-1非依存性細胞凝集と細胞融合を阻害する。f.Ab-2はJ2ME細胞におけるFRP-1媒介性細胞融合を阻害し、抑制性抗FRP-1抗体の作用を阻害した。Ab-2は血液単球におけるFRP-1媒介性細胞融合を阻害した。
ヒアルロン酸による皮膚バリア調節機構の解明とアトピー性皮膚炎の新規治療法の開発

皮膚に多量に存在する主な細胞外マトリックスであるヒアルロン酸は皮膚の自然免疫において重要な役割を担っていることが知られている。我々はこれまでヒアルロン酸の分解が自然免疫機構を介して惹起する炎症反応について研究してきた。本研究では、ヒアルロン酸分解または合成のアトピー性皮膚炎における役割を解明し、さらに新たなアトピー性皮膚炎の治療法として臨床応用へと展開するための研究基盤を確立することが目的である。皮膚バリア機能の調整機構を明らかにするため、オリゴ型を含めた様々なサイズのヒアルロン酸で表皮角化細胞を処理したところ、表皮角化細胞ではヒアルロン酸の分解により皮膚バリア機能に重要な複数の分子の発現が変化することを示唆するデータをin vitroで得た。また、特定のヒアルロン酸を外部から投与することで、皮膚バリア機能が調節されるかどうかTEWLを用いて、マウスの皮膚を用いて研究し、興味深い結果を得た。ヒアルロニダーゼ1過剰発現マウスの精子をカリフォルニア大学サンディエゴ校(Richard L. Gallo教授)より譲渡いただき、体外受精によりマウス個体の作出を7回試みたが、目的の遺伝子改変マウスを作成することができなかった。そのため、トランスジェニックマウスをカリフォルニア大学から直接輸送した。現在交配しており、実験に使用するために繁殖作業中である。今後は、これらトランスジェニックマウスを用いてin vivoの系で、皮膚に於ける自然免疫によるヒアルロン酸産生や分解調節機構の解明のため研究を進めてゆく。現在交配し、実験に使用するために繁殖作業中である。今後は、ヒアルロニダーセ過剰発現トランスジェニックマウスを用いて、in vivoの系でヒアルロン酸産生や分解による皮膚自然免疫調節の解明のため研究を進めてゆく。具体的には、ハプテン反復塗布によるアトピー性皮膚炎モデルを用いてヒアルロン酸による皮膚バリア機能への影響を調べる予定である。In vitroの系で様々なサイズへのヒアルロン酸分解により皮膚のバリア機能が変化することが確認されたため、アトピー性皮膚炎モデルでのヒアルロン酸投与の効果を検討する。特定のTLRリガンドでヒアルロン酸の合成または分解が促進されていたため、そのTLRリガンドを外部から投与することで、皮膚バリア機能が調節されるかどうかTEWLを使用し、マウスの皮膚で研究し、さらにアトピー性皮膚炎モデルマウスへ投与し、その効果を検討する。カリフォルニア大学サンディエゴ校から譲渡されたトランスジェニックマウスの各種費用支払いに使用する。さらにこのヒアルロン酸による皮膚バリア機能の調節に関する現象につき、マウスを用いてin vivoで同様の効果があるか研究を進めて検証している。さらに本年はハプテン反復塗布によるアトピー性皮膚炎マウスモデルを用いてヒアルロン酸による皮膚バリア機能への影響を調べる予定である。また、各Toll-like receptor (TLR)のリガンドでヒト表皮角化細胞やマウス肺胞由来マクロファージを刺激したところ、細胞レベルでのヒアルロン酸合成酵素、分解酵素の発現促進や抑制にかかわるTLRリガンドを見出した。今後は、マウスを用いてin vivoの系で、皮膚に於ける自然免疫によるヒアルロン酸産生や分解調節機構の解明のため研究を進めてゆく。表皮角化細胞等でヒアルロン酸の分解と皮膚バリア機能に重要な複数の分子の発現が関連することをin vitroで確認できたため。

現在交配しており、実験に使用するために繁殖作業中である。今後は、これらトランスジェニックマウスを用いてin vivoの系で、皮膚に於ける自然免疫によるヒアルロン酸産生や分解調節機構の解明のため研究を進めてゆく。ヒアルロニダーゼ1過剰発現マウスの精子をカリフォルニア大学サンディエゴ校(Richard L. Gallo教授)より譲渡いただき、体外受精によりマウス個体の作出を7回試みたが、目的の遺伝子改変マウスを作成することができなかった。そのため、トランスジェニックマウスをカリフォルニア大学から直接輸送した。現在交配し、実験に使用するために繁殖作業中である。今後は、ヒアルロン酸投与によるアトピー性皮膚炎モデルへの影響を検討する。In vitroの系で様々なサイズへのヒアルロン酸分解により皮膚のバリア機能が変化することが確認されたため、アトピー性皮膚炎モデルへのヒアルロン酸投与の効果を検討する。特定のTLRリガンドでヒアルロン酸の合成または分解が促進されていたため、そのTLRリガンドを外部から投与することで、皮膚バリア機能が調節されるかどうかTEWLを使用しマウスの皮膚で研究し、さらにアトピー性皮膚炎モデルマウスへ投与しその効果を検討する。今後は、ヒアルロニダーセ過剰発現トランスジェニックマウスを用いて、in vivoの系でヒアルロン酸産生や分解による皮膚自然免疫調節の解明のため研究を進めてゆく。具体的には、ハプテン反復塗布によるアトピー性皮膚炎モデルを用いてヒアルロン酸による皮膚バリア機能への影響を調べる予定である。In vitroの系で様々なサイズへのヒアルロン酸分解により皮膚のバリア機能が変化することが確認されたため、アトピー性皮膚炎モデルでのヒアルロン酸投与の効果を検討する。特定のTLRリガンドでヒアルロン酸の合成または分解が促進されていたため、そのTLRリガンドを外部から投与することで、皮膚バリア機能が調節されるかどうかTEWLを使用し、マウスの皮膚で研究し、さらにアトピー性皮膚炎モデルマウスへ投与し、その効果を検討する。作成したヒアルロニダーゼ1過剰発現トランスジェニックマウスの費用支払い時期が次年度となったため。カリフォルニア大学サンディエゴ校から譲渡されたトランスジェニックマウスの各種費用支払い時期が次年度となったため。作成したヒアルロニダーゼ1過剰発現トランスジェニックマウスの費用及び維持費として使用する予定。カリフォルニア大学サンディエゴ校から譲渡されたトランスジェニックマウスの各種費用支払いに使用する。
フタバガキ科樹種における遺伝子散布の近交弱勢回避仮説の検証

今年度の研究では、更新における種子・花粉散布の役割を(1)逃避仮説(2)移住仮説(3)近交弱勢回避仮説の3つの観点から評価することを目的とした。調査は、マレーシアサラワク州ランビルヒルズ国立公園で行った。種多様性の高いフタバガキ科の種は、同じ科・属内でも異なる種子、花粉媒介者をもつ。そこで、この科のなかから種子花粉散布の異なる4種を選択した。それは、Dipterocarpus globosus(種子に翼あり、オオミツバチ媒),D.tempehes(種子に翼なし、オオミツバチ媒),Shorea beccariana(種子に翼あり、甲虫媒),S.laxa(種子に翼なし、甲虫媒)である。野外調査では、4種稚樹の成長・生残を4年間追跡した。そこから、相対成長速度を算出し、同種成木からの距離、同種密度、環境、近親交配の影響などのうち、どの要因に影響されるかについて解析した。近親交配の程度は、マイクロサテライトマーカーを用いて、内的血縁度(IR)、標準化ヘテロ接合度(sMLH)、標準化meand2の3つの値で予測した。そして、これらの要因をステップワイズ重回帰によって解析した。結果として、D.globosusの稚樹の成長には近交弱勢の影響が検出された。またD.tempehesの稚樹ではサイズクラスが上がると、IRの平均値が下がることから、間接的な近交弱勢が起きていることが示唆された。これらの種は、近交弱勢回避仮説を支持する。Shoreaでは近交弱勢は検出されなかったが、S.beccarianaは移住仮説を最も強く支持した。一方で、S.laxaの遺伝子散布の意義は見出せなかった。このように、散布の意義は種間で異なり、また近距離散布の種もその不利益を克服するメカニズムを持っていると考えられた。フタバガキ科2種における逃避仮説の検証植物の種子散布意義に関する仮説の一つに、「逃避仮説」が言われているが、種子を散布しない植物種では、この仮説は成り立つのだろうか?マレーシア・ランビル国立公園で2004年9月に結実した重力散布型のフタバガキ科2種Shorea laxa,Dipterocarpus tempehesを対象とし、種子デモグラフィーの距離密度効果を測る実験を行った。各種母樹を4本ずつ選定し、種子播種実験コドラートを母樹林冠から5、20、80m地点に、3つの密度処理区として設けた。各コドラートに母樹下で集めた種を播種してから、5日後、2週間後、1ヵ月後の生存を追跡した。また自動撮影装置を置き、捕食者の種類と出現頻度を測定した。全体として1ヶ月後の種子の生存率はS.laxaで32%、D.tempehesで4%だった。死亡原因としては、哺乳類による捕食および持ち去りが高い割合を示した。距離別にこの死亡の割合を見てみると、S.laxa、D.tempehesの両種において80m地点で有意に大きいことが分かった。また、密度においては両種ともに個体間でのばらつきが大きく、傾向はみられなかった。自動撮影装置の結果からS.laxaでは、80m地点よりも5m地点での捕食者の種数は大きいが、単位時間あたりの出現頻度は80mで大きいことが推測された。S.laxa、D.tempehesの両種において母樹から遠くよりも近くで生存率が高く、逃避モデルとは逆パターンを示した。種子源に近い所には、捕食者は集まるが、飽食が起こっているために種子の死亡率は遠くよりも低くなると考えられる。つまり、種子の密度(森林全体の生産量)と捕食者の密度の相対的関係によっては、逃避仮説が成り立たない場合もあり、特に種子散布をしないS.laxa、D.tempehesの種子の段階では、その効果が顕著にでることが示唆された。

Shoreaでは近交弱勢は検出されなかったが、S.beccarianaは移住仮説を最も強く支持した。一方で、S.laxaの遺伝子散布の意義は見出せなかった。このように、散布の意義は種間で異なり、また近距離散布の種もその不利益を克服するメカニズムを持っていると考えられた。
脂肪細胞の分化誘導と質的変化を制御するアラキドン酸カスケード反応の分子調節機構

生活習慣病の危険因子である胆満の発生おいて、末梢組織で中心的な役割を果たす脂肪細胞の質的変化におけるエイコサノイド類の生合成調節と代謝産物の細胞での作用を解明する研究の一環として、脂肪細胞のライフサイクルの変化におけるアラキドン酸カスケード反応経路に関与する生合成酵素、特に、シクロオキシゲナーゼ系酵素のアイソフォーム類の遺伝子発現や内因性エイコサノイド類の役割を研究することを計画した。そのために、哺乳動物培養細胞系の特定の培養条件で、脂肪細胞に分化誘導するマウス3T3-L1前駆脂肪細胞株を利用した研究を実施した。その結果、脂肪細胞の分化誘導や肥大の過程で重要な作用を示す核内受容体のペルオキシソーム増殖剤応答性因子(PPAR)γの活性化因子とされるプロスタグランジンJ_2誘導体の生成に至る経路に関与する生合成酵素アイソフォームの特異的な遺伝子発現調節機構を明らかにした。脂肪細胞のライフサイクルの時期に応じて、異なる種類のプロスタノイド類が生成し、また、生成される化合物により、プログラム細胞死や脂肪細胞の分化誘導における異なる役割も解明した。さらに、食用の油脂に由来する特殊な脂肪酸であるニガウリ由来の共役脂肪酸による前駆脂肪細胞での腫瘍壊死因子-αによるアポトーシス誘導作用の増強作用を見出した。さらに、植物のジテルペノイドであるアビエチン酸による脂肪細胞の分化誘導の促進作用が発見された。その作用機構を検討した結果、核内受容体のPPARγの活性化を介することを証明した。このように、今回の哺乳動物細胞培養系を用いた実験系は、機能性食品と期待される脂質分子の検索と同定にも非常に有用であった。加えて、食用トチノミのサポニン類の化学構造を解明し、それらの抗肥満や糖尿病予防に関連する生物活性も明らかにした。脂肪細胞のライフサイクルを制御するアラキドン酸シクロオキシゲナーゼ(COX)系代謝産物の生合成能と細胞応答性を解析した。まず、脂肪細胞への分化誘導系としてマウス前駆脂肪細胞株3T3-L1細胞を用いて以下の研究を行った。脂肪細胞のライフサイクルの変化に重要な働きをする核内受容体のペルオキシソーム増殖剤応答因子(PPAR)γを活性化する内因性リガンドとして、エイコサノイド類がある。これまで、それらの生合成の調節機構は不明であった。そこで、強い活性化作用を持つアラキドン酸カスケード反応のひとつのCOX経路により生成されるプロスタグランジン(PG)J_2誘導体、特に、15-デオキシ-Δ^<12,14>-PGJ_2(15d-PGJ_2)を特異的に感度よく測定する免疫測定法の開発研究を行った。その結果、作成された標準曲線の測定範囲は、非常に高感度で、1pgから1ngの範囲で測定が可能であった。調製した単クローン抗体の特異性を評価するため、他のCOX経路でつくられる代謝産物に対する交差反応性を調べた。その結果、PGD_2に対して高い交差反応性を示した他は、他のPGA_2,PGB_2,PGE_2,PGF_<2α>,6-ケト-PGF_<1α>、そしてTXB_2などの他のプロスタノイド類に対する交差反応性は、より低いものであった。従って,測定感度も抗体の反応特性も満足するべきものであった。現在、脂肪細胞の実験系での測定の適用を行っている。脂肪細胞への分化誘導能を示すマウス3T3-L1細胞の脂肪細胞への分化誘導過程におけるアラキドン酸COX反応経路の遺伝子発現様式について詳細に検討した。脂肪細胞の分化誘導過程には、生育期、分化誘導期、成熟期がある。これらの脂肪細胞のライフサイクルの変化に伴うプロタノイド生合成系のCOXやPG合成酵素のアイソフォームの発現様式を検討した。

その結果、それぞれ、独特な発現様式が明らかになった。本研究は、脂肪細胞とその関連細胞でのプロスタグランジン(PG)類の生合成経路のアラキドン酸カスケード反応のシクロオキシゲナーゼ(COX)経路の研究を行った。実験系には、脂肪細胞への分化誘導能を示すマウスの前駆脂肪細胞株の3T3-L1細胞を用いた。まず、前駆脂肪細胞から成熟脂肪細胞への分化誘導過程において、アラキドン酸COX経路の生合成酵素のアイソフォームの遺伝子発現様式を検討した。カスケード反応経路の律速酵素のCOXアイソフォームの遭伝子発現量を測定すると、COX-1は構成的に発現しているが、誘導型のCOX-2は、分化誘導期の数時間と成熟期の数時間のそれぞれに、二相的で一過的な遺伝子発現量の増加を示した。PGJ_2誘導体の生成には、COX反応とPGD合成酵素の関与が必要となる。PGD合成酵素については、脳などの中枢神経系で発現しているリポカリン型PGD合成酵素(L-PGDS)の発現が選択的に成熟期で発現し、脂肪細胞の終末分化相の進行で、その転写レベルが増加した。酵素免疫測定法で成熟期のPGD_2生成量を測定すると、PGD_2の生合成活性は成熟期に一定のレベルで検出された。このことから、核内受容体のペルオキシソーム増殖剤応答性受容体(PPAR)γの内因性リガンドとなる15-デオキシ-Δ^<12,14>-PGJ_2(15d-PGJ_2)を含むPGJ_2誘導体が生成できると考えられる。COX阻害剤のアスピリンの存在下に、種々のPG類で処理したところ、PGD_2と15d-PGJ_2は脂肪蓄積量を増加した。このことから、脂肪細胞の分化誘導過程で構成的に存在するCOXとL-PGDSが共役して、これらのPGの生成に関与するものと考えられた。これらの知見から、成熟脂肪細胞が生成する内因性のプロスタノイド類は、オートクライン的な調節機構を介して終末分化誘導期の脂肪細胞の脂肪合成に寄与することがわかった。脂肪細胞への分化能を有する前駆脂肪細胞株のマウス3T3-L1細胞を用いて、各種のプロスタノイド(PG)やイソプロスタンの脂肪細胞機能に対する作用を検討した。逆転写-ポリメラーゼ連鎖反応法によって、脂肪細胞の分化誘導のマーカー遺伝子の発現を調べた。その結果、インスリンを含む成熟促進培地中で、アスピリンの添加により成熟期の脂肪蓄積が有意に抑制された。このことは、インスリンを含む成熟促進培地中での脂肪蓄積を促進する内因性PG類の生成を示すものである。インスリンの場合で存在しない場合では、アスピリンの脂肪蓄積に対する抑制作用は顕著ではなかった。一方アスピリンに加えて外因性PGを添加すると、インスリンの有無にかかわらず、15-デオキシ-Δ^<12,14>-PGJ_2、Δ^<12>-PGJ_2、そして9,10-ジヒドロ-15-デオキシ-Δ^<12、14>-PGJ_2のようなPGJ2誘導体により、脂肪細胞内の脂肪含量の蓄積の促進が有意に認められた。また、インスリンの存在する場合とない場合の両条件で、酸化ストレスを反映するF_<2a>-イソプロスタンの8-iso-PGF_<2α>は、成熟期の6日間の脂肪蓄積量の有意な増加を示した。このことは、生体内での酸化ストレスによる肥満の促進作用の一面を示唆するものである。
軽種馬および北海道和種馬放牧飼養に関する栄養学的・行動学的研究

ケンタッキーブルーグラス主体草地に終日放牧した軽種成去勢馬3頭を用い、採食量、消化率、消化管内滞留時間および糞の粒度分布を測定し、採食行動を調査した。採食量、消化率は春季、夏季に比べて秋季に低下する傾向にあったが、牧草の消化管内平均滞留時間と採食量、繊維成分消化率との間に一定の傾向はみられなかった。糞の粒度分布は、消化管内滞留時間が最も長かった夏季放牧飼養時に大粒度分画の割合が高い傾向にあり、春季、秋季放牧飼養時に大きな差はなかった。よって、単胃草食家畜であるウマにおいても、消化管内容物の粒度が粗飼料の消化管内滞留時間に関係している可能性が示唆された。イネ科牧草サイレージを自由採食させた軽種馬の糞の粒度分布は、放牧飼養時の場合と大きな差はなかったが、消化管内滞留時間は短い傾向にあった。サイレージと放牧地草で繊維成分消化率に大きな差がなかったことから、ウマの消化管内滞留時間には採食量が関係しており、易分解性繊維分画の分解後比較的早く糞中に排泄される消化戦略を、粗飼料の繊維成分消化性に関わらず示す可能性が示唆された。軽種馬の採食時間、喫食および咀嚼速度、フィーディングステーション(FS)行動は、牧草の草高と密接に関係していた。すなわち草高が15cm以下の放牧条件では喫食および咀嚼速度が速く、採食時間が長い傾向にあり、また頻繁に採食場所を変えて移動しながら採食を行った。北海道和種馬による採食行動と草高との関係も、軽種馬と同様の傾向にあった。一方、北海道和種馬のFS行動は軽種馬と異なり、比較的高い草高においてもFS滞在時間が短く、FS内での喫食および咀嚼回数が少なく、FS間移動距離が長かった。したがって、北海道和種馬の方が軽種馬より放牧地における選択採食性が高いことが明らかとなった。また、クマイザサ優占林間放牧地における北海道和種馬は、牧草放牧地より高い選択採食性を示すFS行動特性がみられた。軽種成去勢馬3頭を182m×150m(2.73ha)のケンタッキーブルーグラス主体草地に5月23日から10月13日まで終日放牧した。試験は6月、8月および10月にそれぞれ12日間(予備期7日間、本期5日間)行い、10%酸化クロム含有ペレット100gを毎日朝夕2回各供試馬に給与した。また、本期開始時にイッテルビウム(Yb)標識牧草を各供試馬に200gずつ給与した。本期中約4時間間隔で排泄直後の糞を採取し、酸化クロムと酸不溶性灰分を用いたDouble indicator法により採食量および消化率を測定し、Yb累積糞中排泄量から牧草の消化管内平均滞留時間を算出した。本期最終日に24時間行動観察を行い、採食時間を測定した。また、1分間の喫食および咀嚼回数を、各供試馬について本期中毎日6回ずつ測定した。草高および草量は各試験終了直後に測定した。平均草高は6,8,10月でそれぞれ36.4,21.1および14.2cm、平均乾物草量はそれぞれ163.3,77.3および44.0g/m^2であった。乾物採食量は6,8,10月でそれぞれ15.2,13.6および13.5kg/日で、体重の2.6,2.4および2.3%であり、6月において8月および10月より多い傾向があった。粗タンパク質消化率はどの月においても75%以上と高かったが、乾物、繊維成分およびエネルギー消化率は6月、8月より10月で低かった。粗タンパク質摂取量は維持要求量の2.83.3倍であり、どの月においても維持要求量を大きく上回っていた。また、可消化エネルギー摂取量の維持要求量に対する割合は6,8,10月でそれぞれ240,229および202%であり、採食量および消化率の低い傾向にあった10月においても維持要求量の2倍以上であった。牧草の消化管内平均滞留時間は6,8,10月でそれぞれ20.6,18.9および19.0時間であり、月間で統計的な差はなかった。8月の採食時間は753分であり、6月の860分および10月の970分より短かった。喫食速度は草高の低下にともなって早くなり、咀嚼速度は逆に遅くなる傾向にあった。1日の総喫食回数は6,8月より10月で多く、総咀嚼回数は6月と10月で同程度であったが8月で少なかった。乾物1gあたり、中性デタージェント繊維1gあたりの咀嚼回数は、どちらも6,8月より10月で多かった。軽種成去勢馬3頭をケンタッキーブルーグラス主体草地に5月9日から10月19日まで終日放牧し、6、8、10月に草高約15cmの同放牧地でそれぞれ採食量、消化率、消化管内平均滞留時間、採食時間を測定した。

乾物採食量は6,8,10月でそれぞれ14.5,13.9および12.2kg/日で、体重の2.7,2.4および2.0%であり、10月において6月より少なかった。粗タンパク質消化率はどの月においても75%以上と高かったが、繊維成分の消化率は6月、8月より10月で低かった。可消化エネルギー摂取量の維持要求量に対する割合は6,8,10月でそれぞれ217,220および189%であり、採食量および消化率の低かった10月においても維持要求量の1.9倍程度摂取した。牧草の消化管内平均滞留時間は6,8,10月でそれぞれ18.9,16.3および17.4時間であり、8月において6月より短かった。8月の採食時間は905分であり、6月の722分より短く、10月は816分とその間の値であった。牧草の草高や草量、消化性が低下した10月に同放牧地に北海道和種馬を終日放牧し、採食量、消化率および採食行動を軽種馬と比較した。和種馬の乾物採食量は体重の1.9%と軽種馬の2.3%より少なかったが、乾物およびエネルギー消化率に有意差はなく、繊雑成分、持にヘミセルロース消化率は和種馬の方が高かった。また、採食行動観察の結果、和種馬は軽種馬よりも放牧地全体を比較的均一に利用する傾向があり、頻繁に長い距離を移動しながら採食場所を変える採食戦略であることも明らかとなった。軽種馬4頭を用いてケンタッキーブルーグラスサイレージ1番草と、2番草の消化試験を行った結果、乾物採食量はそれぞれ体重の1.6、1.5%と同程度であった。NDF消化率が61.3%と比較的高かった1番草と、22.6%と非常に低かった2番草で、全消化管内滞留時間に有意な差はなかったが、糞の粒度分布から1番草の方がより微細化されて排泄される傾向がみられた。ケンタッキーブルーグラス主体草地に終日放牧した軽種成去勢馬3頭を用い、採食量、消化率、消化管内滞留時間および糞の粒度分布を測定し、採食行動を調査した。採食量、消化率は春季、夏季に比べて秋季に低下する傾向にあったが、牧草の消化管内平均滞留時間と採食量、繊維成分消化率との間に一定の傾向はみられなかった。糞の粒度分布は、消化管内滞留時間が最も長かった夏季放牧飼養時に大粒度分画の割合が高い傾向にあり、春季、秋季放牧飼養時に大きな差はなかった。よって、単胃草食家畜であるウマにおいても、消化管内容物の粒度が粗飼料の消化管内滞留時間に関係している可能性が示唆された。イネ科牧草サイレージを自由採食させた軽種馬の糞の粒度分布は、放牧飼養時の場合と大きな差はなかったが、消化管内滞留時間は短い傾向にあった。サイレージと放牧地草で繊維成分消化率に大きな差がなかったことから、ウマの消化管内滞留時間には採食量が関係しており、易分解性繊維分画の分解後比較的早く糞中に排泄される消化戦略を、粗飼料の繊維成分消化性に関わらず示す可能性が示唆された。軽種馬の採食時間、喫食および咀嚼速度、フィーディングステーション(FS)行動は、牧草の草高と密接に関係していた。すなわち草高が15cm以下の放牧条件では喫食および咀嚼速度が速く、採食時間が長い傾向にあり、また頻繁に採食場所を変えて移動しながら採食を行った。北海道和種馬による採食行動と草高との関係も、軽種馬と同様の傾向にあった。一方、北海道和種馬のFS行動は軽種馬と異なり、比較的高い草高においてもFS滞在時間が短く、FS内での喫食および咀嚼回数が少なく、FS間移動距離が長かった。したがって、北海道和種馬の方が軽種馬より放牧地における選択採食性が高いことが明らかとなった。また、クマイザサ優占林間放牧地における北海道和種馬は、牧草放牧地より高い選択採食性を示すFS行動特性がみられた。
電子-ラジカル衝突励起過程の研究

平成12年度は、研究計画書に記載したように、ラジカル-電子衝突実験を行いました。(1)含金属ラジカルの電子励起過程の研究Nd:YAGレーザーを使用して、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素ガスの自由噴流中で、Ba,Sr金属片をアブレーションすることにより、BaCl,SrCl等のビームを発生させました。電子衝撃で誘起された発光を検出・スペクトル測定を試験しましたが、ラジカルを生成するに充分なアブレーション強度では、ビーム中に多くの金属微粒子が発生してしまい、電子との2次衝突のため精確な発光強度の測定は困難でした。(2)CNの電子衝撃による絶対励起断面積の測定超音速自由噴流ノズル先端のテフロンチャネル内で、窒素噴流の炭素細棒を電極としたパルス放電を行い、CNラジカルビームを発生させました。電子ビームとの交差領域において放電と同期した発光は検出できましたが、ビーム形状・強度が不安定であり発光強度がかなり低いため、断面積を決定できるほどS/N比のよいデータは得られませんでした。実施期間内に公表できる結果は得られませんでしたが、ラジカルの電子衝撃発光の検出には成功しました。今後は大幅にラジカルビーム源を改良し、目標達成のため研究を継続します。平成11年度は研究計画書に記載したように、「装置の試作」と「ラジカルビームの発生試験」を実施しました。下記の様な結果(申請書の研究目的に対応)が得られています。本格的なラジカル-電子の衝突実験は、平成12年度から開始します。(1)ラジカルビーム源・電子衝突発光測定装置の開発現有の真空装置を、2つのチャンバー分け差動排気系を導入しました。発光検出器及びラジカルビーム源を設計・製作したました。窒素分子-電子衝突において生成する窒素分子イオンの発光を、分光器・光電電子増倍管を用いて検出し、回転線を分離した高分解能スペクトルの測定が可能であることを確認しました。(2)含金属ラジカルの電子衝撃励起過程の系統的研究2族金属-ハロゲン2原子分子ラジカルの発生を試験した。Nd:YAGレーザーを使用して、ハロゲン化炭化水素ガスの超音速自由噴流中でBa Sr金属片をアブレーションすることにより、ラジカルが高効率で発生可能であることを、化学発光測定により確認しました。発生したラジカルについて、簡単な電子銃を使用した電子衝撃の実験を行い、その化学発光と電子衝撃誘起発光の時間分離を現在試験中です。(3)CNの絶対励起断面積の測定炭素細棒を電極とした、窒素ガス放電によりCNラジカルの発生を試験しました。放電発光によりCNの存在は確認しましたが、ビーム形成には至っておりません。今後キャリアガスの種類や圧力、電極の形状を変えて大強度のビーム発生を目指します。
光機能性材料を検出部位とする新規超分子型アニオンセンサーの開発

光機能性材料を検出部位とし,これに水素結合部位・配位結合部位を導入した超分子錯体型センサーによるアニオン定量分析法の開発を行った。蛍光性のトリフェニルアミン誘導体とβ-ジケトン性配位子の亜鉛(II)錯体を溶液内で反応させると消光するが,これにリン酸二水素イオンを添加すると,トリフェニルアミン誘導体由来の460 nmの発光に加えて,発光極大波長の長波長シフトを伴った547 nmの蛍光強度増大も確認された。547 nmにおける蛍光強度とリン酸二水素イオン濃度(010 μM)との間に,良好な比例関係が得られた。この検量線における検出限界は3.4 nMであった。本研究は、光機能性材料を検出部位とし、これに超分子部位(水素結合部位・配位結合部位)を導入したセンサーを合成し、これとリン酸イオン、過塩素酸イオンなどのターゲットアニオンとの超分子錯体による定量分析法の開発を行うものである。平成24年度は、23年度に得られた超分子型センサーと各ターゲットアニオンとの超分子錯体の合成と同定、さらにはアニオンセンサーとしての評価を重点的に行った。ここで、センサーとしてはトリフェニルアミン誘導体を中心に、この化合物と各種アニオン、並びに金属イオンとの相互作用を調べるため、吸収スペクトル並びに蛍光スペクトル測定を行った。このうちトリフェニルアミンに3つのピリジル基を導入した化合物において、各種アニオンのみを添加した溶液では吸収スペクトル並びに蛍光スペクトルの変化が見られなかったが、この化合物を配位子とする亜鉛(II)錯体において、アセトニトリル溶液中でリン酸二水素イオンを添加すると、蛍光スペクトルにおける発光強度の顕著な減少が起こることを見出した。しかし、他の配位性アニオンを添加した場合でも同様な発光強度の減少が見られたため、この亜鉛(II)錯体では選択性が低いことが分かった。そこで、このトリフェニルアミン誘導体とβ-ジケトン性配位子との混合配位子型の亜鉛(II)錯体を溶液内で合成し、これに各種アニオンを加えたところ、リン酸二水素イオンに対して発光極大波長の長波長シフトを伴うことを見出した。この現象は、亜鉛(II)錯体とリン酸二水素イオンとの間で特異的な超分子を形成しているものと考えることができる。平成25年度は,24年度までの研究において良好な結果が得られた超分子錯体を用いて,ターゲットとなるアニオンの微量定量法の構築を行った。ここで、検出部位としては蛍光性のトリフェニルアミン誘導体を選定し、この化合物とβ-ジケトン性配位子の亜鉛(II)錯体を溶液内で反応させると、超分子型の混合配位子錯体を形成して蛍光強度は大幅に減少した。この錯体溶液に各種アニオンを加えたところ、酢酸イオンや塩化物イオンなどの配位性アニオンを添加するとトリフェニルアミン誘導体由来の460 nmの蛍光強度が増大した。さらに、リン酸二水素イオンを少量添加した場合には、460 nmの発光に加えて、発光極大波長の長波長シフトを伴った540 nmの蛍光強度増大も確認された。蛍光スペクトルにおける540 nmの蛍光強度とリン酸二水素イオン濃度(010 μM)との関係を調べたところ、良好な比例関係が得られた。この検量線における検出限界は3.4 nMであり、定量限界は10 nMであった。以上の結果から、光機能性材料であるトリフェニルアミン系化合物を検出部位とする超分子型アニオンセンサーを開発し、これを用いたリン酸イオン定量法を構築することができた。平成23年度は、超分子型センサーの合成(光機能性試薬の合成と超分子アーキテクチャー化)、並びにこれらの物性評価を行った。センサーの合成は計画に従い、光機能性試薬としてはカルバゾロファン・トリフェニルアミン・ジュロリジンを選定し、これらに配位結合や水素結合が可能な超分子部位の導入を試みた。具体的には、カルバゾロファン系はトリアミンで2つのカルバゾールを環化した化合物を、トリフェニルアミン系は3つのフェニル基にピリジンを導入した化合物を、ジュロリジン系はチオウレア基を導入した化合物を、それぞれ予定通り合成した。

これらの超分子アーキテクチャーのうち、カルバゾロファン系について各種アニオン、並びに金属イオンとの相互作用を調べるため、吸収スペクトル並びに蛍光スペクトル測定を行った。このうちジイミノカルバゾロファンを配位子とする亜鉛(II)錯体において、溶液中に塩化物イオン共存すると発光強度が増大することが確認された。その一方で、上記の塩化物イオンが共存する錯体溶液に、さらにリン酸二水素イオンを添加すると、発光極大波長の短波長シフトと発光強度の著しい減少が起こることを見出した。この現象は、亜鉛(II)錯体とリン酸二水素イオンとの間で超分子を形成しているものと考えることができる。さらに、トリフェニルアミン系並びにジュロリジン系について,吸収・蛍光スペクトル、分子構造、酸化還元電位等に関するデータも収集した。計画通りに、平成23年度に得られた超分子センサーとターゲットアニオンとの超分子錯体を合成し,その生成確認とアニオンセンサーとしての評価を行うことができたため、おおむね順調に進展しているといえる計画通りに光機能性試薬の合成と超分子アーキテクチャー化を行い、これらのセンサーについて,溶液の吸収スペクトル並びに蛍光スペクトルの測定やX線構造解析などを行い,センサーとしての評価を行うことができたため、おおむね順調に進展しているといえる。計画に従い、平成24年度において良好な結果が得られた超分子錯体を用いて,ターゲットとなるアニオンの微量定量法の構築を行う。なお、得られた結果をセンサーの設計にフィードバックすることで、より高性能な超分子型センサーの設計・合成とそれらを用いたアニオン微量定量法の構築を行う。計画に従い、平成23年度に得られた超分子型センサーと各ターゲットアニオンとの超分子錯体を合成し,その生成確認とアニオンセンサーとしての評価を行う。なお、得られた結果をセンサーの設計にフィードバックすることで、より高性能な超分子型センサーの設計・合成を行う予定である。さらに、良好な成果が得られた超分子錯体を用いて、ターゲットアニオンの微量定量法の構築を行う。平成25年度は研究費を、合成用試薬・溶媒などの物品費、学会発表のための旅費、データ整理に対する謝金などに使用する予定である。なお、平成24年度の繰越金402,041円は、スペクトル測定用の溶媒やセルの購入を次年度に行うこととしたことによる。平成24年度は研究費を、合成用試薬・溶媒などの物品費、学会発表のための旅費、データ整理に対する謝金などに使用する予定である。なお、平成23年度の繰越金342,265円は、スペクトル測定用の溶媒やセルの購入を次年度に行うこととしたことによる。
殺虫剤を利用した寄生蜂の機能向上

殺虫剤と天敵昆虫は相対する害虫防除法として考えられてきたが、本研究では、選択的殺虫剤が逆に天敵昆虫の有効性を高める可能性について検討した。寄生蜂が、殺虫剤の匂いを学習し、その匂いを手掛かりに探索活動を行うことが室内実験でわかった。しかし、風洞実験では、農薬の匂い成分に継続して誘引されることや、殺虫剤の匂い成分があることで寄主探索効率や寄生効率が高まるという証拠は得られなかった。しかし、風洞下や野外ではバニラやストロベリーのような匂いを学習させた蜂をそれらの匂いを設置した植物に放すと、蜂は効率よく寄主を探索するため、農薬に無害な匂い成分を付加することで寄生蜂の有効性が改善される可能性がある。害虫防除には殺虫剤を利用した化学的防除と天敵生物を利用した生物的防除があるが、一般に天敵昆虫類は殺虫剤の悪影響を受けやすく、殺虫剤と天敵昆虫類の併用は難しいと考えられてきた。しかし、害虫オオタバコガの有力天敵オオタバコガコマユバチは糖水溶液摂取時に何かの匂いを与えるとその匂いを学習し、その匂いに誘引されるようになる。これまで室内実験では、糖水溶液摂取時に一部の殺虫剤の匂いを与えた後、その殺虫剤の匂いに誘引されるようになることが明らかになった。そこで、まず、最適な学習条件を確立するために、糖に対する摂取行動を調べ、次に、殺虫剤が天敵昆虫の誘引剤として利用できる可能性について九州大学とジョージア州のアメリカ農務省研究所において風洞を利用した実験を行った。オオタバコガコマユバチはショ糖、ブドウ糖、果糖の3つの糖は寿命を極めて長くすることから餌として適していたが、単独でそれらの糖を与えた場合は、満腹になるまで摂取する。しかし、ショ糖やブドウ糖を短時間与えた後に、果糖を与えると摂取開始後すぐに摂取をやめることが明らかになった。寄生蜂による糖の識別を実験で証明した初めての研究である。メタミドホス、トレボン(エトフェンプロックス)、スミチオン(MEP乳剤)、除草剤ハーブニート(グリホサート)をそれぞれ散布した植物上でショ糖水溶液を摂取させた後、寄主をおいて寄主探索行動を観察したが、対照であるバニラを散布した植物と比べ、その滞在時間、産卵数は有意に低かった。蜂は、まずショ糖水溶液を摂取したが、その後の寄主を探索する行動は鈍く、農薬が蜂自体に悪影響を与えている可能性があった。USDAの研究所で同様の実験を行ったが、殺虫剤散布区で滞在時間や寄主探索効率が改善されるという結果は得られなかった。蜂が学習しやすい匂いを農薬に付加することで、農薬の散布による寄生蜂の有効性向上に繋がる可能性がある。害虫の防除には殺虫剤を利用した化学的防除と天敵生物を利用した生物的防除が最もよく利用されるが、一般に天敵昆虫類は殺虫剤の悪影響を受けやすく、殺虫剤と天敵昆虫の併用は難しいと考えられている。しかし、有力天敵である寄生蜂オオタバコガコマユバチは、砂糖水摂取時に何かの匂いを与えると、そのの匂いを学習し、その匂いを好み、その匂いを手掛かりに餌探索を行うようになる。殺虫剤を糖とともに与えると、殺虫剤の匂いに誘引されるようになり、殺虫剤を天敵昆虫の誘引剤として利用できる可能性があり、選択的殺虫剤は必ずしも天敵昆虫にマイナスではなく、蜂は圃場において殺虫剤の匂いの助けを借りて寄主や餌を効率的に探索できる可能性がある。そこで、数種の殺虫剤の匂いを学習できるかどうかと、学習できる場合その学習行動を調べた。その結果、メタミドホスはオオタバコガコマユバチには有害であり、未経験の蜂はこの匂いを避けるが、蜂蜜を摂取時にこの匂いを経験させるとこの匂いを学習し、匂いを好むようになった。また、この寄生蜂への効果が明らかではない殺虫剤トレボン(エトフェンプロックス)や除草剤ハーブニート(グリホサート)を糖と与えた場合、匂いを学習し、匂いに一時的に誘引されるものの、長時間匂いを経験させると、蜂が弱くなり、活発な探索活動を行わなくなった。実験期間中、蜂は直接これら薬剤には接触しておらず、匂いだけを経験させていることから、これら薬剤の揮発成分が寄生蜂に何らかの悪影響を与えることがわかった。さらに、3つの匂いの条件づけを(1)餌摂取時に匂いを吹き付ける、(2)餌摂取時に餌の周りの小さな穴から匂いが放出される、を行ったが、条件付けの違いで、匂いに対する反応が異なることがわかった。(1)の方法では、匂いに対して誘引されるが、(2)の方法では、匂いに誘引されず、その近くを探索した。

目的に沿って、様々な薬剤の匂いを学習できるかどうかを示し、薬剤によって蜂の行動に異常が見られたことを示した。さらに、計画段階では未知であった、条件づけにより学習行動が異なることも明らかにした。計画通り、風洞と野外における殺虫剤と寄生蜂の活動との相互作用を明らかにするとともに、本年度得た結果、薬剤の揮発成分を経験するだけで寄生蜂が弱ることや、条件づけの方法の違いが学習行動に及ぼす影響について解明していく。次年度使用額281442円は、24年度に海外旅費(国際学会参加、ジョージア大学での打ち合わせ)として80万円計上していたものが、アメリカ昆虫学会とジョージア大学への出張を1回でおこなったため、47万円しか支出しなかったことによる。この分281442円は、25年度の海外旅費(カナダで開催の国際食昆性昆虫学会議への出席、発表)に充てる。この国際学会は天敵昆虫学研究で最も権威があるもので、本研究成果を発表するとともに最新の情報を入手することは本研究にとって重要である。25年度の予算1400千円は、計画どおり使用する。すなわち、1400千円のうち、消耗品300千円、旅費1000千円、人件費・謝金50千円、その他50千円である。