hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯科治療用Er:YAGレーザ対応高機能超細径伝送装置の高効率製作法

歯科根管治療において、根管を整形するためにリーマーと呼ばれる外径160 μmの刃物が用いられているが、根管の湾曲が強いと折れたり、菌血症を生じるという問題がある。そこで、硬組織を切削でき、滅菌効果もあるEr:YAGレーザを用いた根管治療を提案する。これまで、赤外光伝送路として、根管に挿入可能な内径100 μm以下の中空ファイバの研究を行い、製作の可能性を示したが、コストは高く、1年程度の製作期間を要した。本申請では、実用化レベルの製作法の開発を目的として、簡易な新手法を用いて、Er:YAGレーザ光を40%以上の導光効率で伝送可能な内径75 μm、外径150 μm、長さ30 mmの超細径中空ファイバを製作し、その先端部を封止加工することにより、根管内で使用可能な先端封止素子一体型超細径中空ファイバの開発を行う。根管に挿入可能で、Er:YAGレーザ光の照射機能をもつ内径75 μm、外径150 μmの先端封止素子一体型中空ファイバの実用化レベルの製作法を開発する。平成28年度は、超細径銀中空ファイバの簡易な製作法の開発を行い、目標寸法の内径75 μm、外径150 μm、長さ30 mmで低損失な銀中空ファイバの製作を図る。平成29年度において、低損失化用光学膜(ヨウ化銀膜)を内装したEr:YAGレーザ用超細径中空ファイバの製作を図る。そして超細径中空ファイバの先端部を加熱し先端封止した先端封止素子一体型超細径中空ファイバの製作を図る。平成30年度において、中空ファイバ型テーパ状入射デバイスを製作し、先端素子一体型超細径中空ファイバの入射系の構築を行い、Er:YAGレーザ光と可視パイロット光の伝送特性の評価を行う。平成29年度において、低損失化用光学膜(ヨウ化銀膜)の最適膜厚0.2 μmを内装したEr:YAGレーザ用超細径中空ファイバの製作を図る。平成30年度において、中空ファイバ型テーパ状入射デバイスを設計・製作し、先端素子一体型超細径中空ファイバの入射系の構築を行い、Er:YAGレーザ光と可視パイロット光の伝送特性の評価を行う。平成28年度は、超細径銀中空ファイバの簡易な製作法の開発を行った。高効率レーザ伝送を行うためには、表面粗さの小さい良好な銀膜の成膜が重要である。内径100 μm細径銀中空ファイバの製作条件を基にして内径75 μm銀中空ファイバの新製作法を検討した。課題として、石英ガラスキャピラリチューブの内径が細くなると銀鏡反応の流量は減り、内面に粗い銀が成膜される。そこで内径75 μm石英ガラスキャピラリチューブを300本束ねたバンドルを製作し、断面積を大きくすることで、流量の増加を行う。1束(長さ50 cm)の流量は約3 ml/min程度である。流量は、これまでの銀中空ファイバの製作条件から30 ml/min以上を目標とする。複数のバンドル(16束)を並列に接続することで、目標流量を達成できると予想されるが、バンドル製作に多くの時間を要する。そこで、内径75 μmバンドル4束(長さ20 cm)を並列に接続し、流量を測定した結果、22 ml/minであった。この流量を基準に、内径530μm、長さ50 cmのダミーチューブを3本並列に接続した。全体での流量は50 ml/minとなった。銀鏡反応を用い、内径75 μm銀中空ファイバの製作を行った。銀鏡反応時間は3分である。

ハロゲンランプを光源として、光スペクトラムアナライザで可視近赤外波長域の伝送特性を測定した。波長1 μmにおいて、内径75 μm、長さ10 cmの銀中空ファイバの伝送損失は510 dB程度となった。内径75 μmバンドル16束を並列に接続した際の流量は、60 ml/minであり、この条件で製作した銀中空ファイバ(内径75 μm、長さ10 cm)の波長1 μmにおける伝送損失は410 dBとほぼ同等であった。本手法によりバンドル数を少なくしても、実用的な細径銀中空ファイバを製作できることを明らかにした。歯科根管治療において、根管を整形するためにリーマーと呼ばれる外径160 μmの刃物が用いられているが、根管の湾曲が強いと折れたり、菌血症を生じるという問題がある。そこで、硬組織を切削でき、滅菌効果もあるEr:YAGレーザを用いた根管治療を提案する。これまで、赤外光伝送路として、根管に挿入可能な内径100 μm以下の中空ファイバの研究を行い、製作の可能性を示したが、コストは高く、1年程度の製作期間を要した。本申請では、実用化レベルの製作法の開発を目的として、簡易な新手法を用いて、Er:YAGレーザ光を40%以上の導光効率で伝送可能な内径75 μm、外径150 μm、長さ30 mmの超細径中空ファイバを製作し、その先端部を封止加工することにより、根管内で使用可能な先端封止素子一体型超細径中空ファイバの開発を行う。根管に挿入可能で、Er:YAGレーザ光の照射機能をもつ内径75 μm、外径150 μmの先端封止素子一体型中空ファイバの実用化レベルの製作法を開発する。平成28年度は、超細径銀中空ファイバの簡易な製作法の開発を行い、目標寸法の内径75 μm、外径150 μm、長さ30 mmで低損失な銀中空ファイバの製作を図った。平成29年度は、低損失化用光学膜(ヨウ化銀膜)の最適膜厚0.2 μmを内装したEr:YAGレーザ用超細径中空ファイバの製作を図る。そして超細径中空ファイバの先端部を加熱し先端封止した先端封止素子一体型超細径中空ファイバの製作を図る。平成30年度において、中空ファイバ型テーパ状入射デバイスを設計・製作し、先端素子一体型超細径中空ファイバの入射系の構築を行い、Er:YAGレーザ光と可視パイロット光の伝送特性の評価を行う。平成29年度は、超細径光学膜(ヨウ化銀)内装銀中空ファイバの製作を図った。これまでの研究成果で内径100 μm、外径170 μm、長さ20 cmの超細径銀中空ファイバに、液相法を用いて、低損失化用光学ポリマーである環状オレフィンポリマー(COP)を膜厚0.1 μmで内装したNd:YAGレーザ用中空ファイバを製作した。干渉効果により、波長1.06 μmで銀中空ファイバより低損失となった。この結果を基に、目標寸法の内径75 μm、外径150 μm、長さ30 mmで、光学膜材料をヨウ化銀にして、光学膜厚が2倍の膜厚0.2 μmを内装したEr:YAGレーザ用超細径中空ファイバの製作を図った。効率よく超細径光学膜内装銀中空ファイバを製作するために、厚膜化可能な光学膜材料についても検討を行い重ね塗り可能なシリコンアクリル樹脂を見出したが、Er:YAGレーザの波長帯で若干吸収損が大きいことが分った。内径75 μmの銀中空ファイバ1本に送液する手法は、困難であり、複数本束にすることで、容易なコーティングができないか検討した。7本束にすることで、比較的容易に低損失なヨウ化銀内装銀中空ファイバを製作することに成功した。ヨウ素溶液濃度は、0.5wt%と1wt%を用い、反応時間は1分で、ヨウ化銀の膜厚0.220.27μmとばらつきはあるものの、目標としていたヨウ化銀の膜厚0.2μmを成膜することに成功した。
トランスジェニックマウス等を用いた経口免疫寛容の誘導機構の解析

タンパク質抗原を経口的に投与するとその抗原に対して全身免疫系が不応答状態となる現象が知られており、経口免疫寛容と呼ばれている。この経口免疫寛容は、食物抗原に対する過剰な免疫応答を起こさないための生体の調節機構として働いていると考えられて、その誘導機構の解明が、食品アレルギーの発症機構の解明、またその予防・治療法の開発に重要である。本研究ではT細胞集団が均一に近いT細胞抗原レセプタートランスジェニックマウスを用いて抗原を経口投与した後のT細胞の反応性を解析した。卵白アルブミン(OVA)特異的T細胞抗原レセプターを発現するトランスジェニックマウスOVA23-3に卵白タンパク質を20%含む飼料を10日間摂取させることによりOVAを経口投与した。脾臓細胞、パイエル板細胞をin vitroにおいてOVAで抗原刺激し、サイトカイン産生応答、T細胞増殖応答を測定した。その結果、OVAを投与していないトランスジェニックマウスの脾臓細胞はインターロイキン(IL)-2を強く産生し、インターフェロン(IFN)-γも産生したが、IL-4産生はわずかであった。一方OVAを経口投与したマウスでは、IL-2およびIFN-γ産生応答が著しく低下していたが、IL-4産生については未感作細胞と比較して高かった。未感作CD4^+T細胞は、初期抗原感作の後、IFN-γ等を産生するTh1、またはIL-4等を産生するTh2のいずれかの成熟T細胞サブセットに分化すると考えられている。以上の結果は、OVA投与マウスの脾臓においてTh2様のサイトカイン産生パターンを持つ細胞が誘導されたことを示す。しかしながら、この細胞をIL-2存在下で培養した場合、Th1型のIFN-γの産生能が著しく上昇した。これらの結果より、抗原を経口摂取した場合は不完全な細胞分化が誘導され、これが全身免疫系の免疫寛容として現れると考えられた。
光-冷却原子集団間における多次元エンタングルメントの制御

本研究の目的は、光と冷却原子集団との間に多次元のエンタングルメントを生成し、かつ制御する手法を開発することにある。冷却された原子集団に光を照射し、単一のアンチストークス光子を検出することで、原子集団内に単一の励起を生成することができる。その後、逆過程を誘起すれば、今度は単一のストークス光子を発生させることができる。これらアンチストークス光子とストークス光子の間の軌道角運動量相関を検出することで、原子系とアンチストークス光子との間の多次元エンタングルメントを検証することを目的として、研究を行った。ここで生成されたエンタングルメントは、外部運動状態の量子テレポーテーションへの応用、あるいは量子通信において通信容量を増やす新しい手段として活用が期待できる。平成18年度、我々はレーザー冷却された原子集団とアンチストークス光子との間に2×2次元の軌道角運動量に関するエンタングルメントが生成されていることを確認することに成功した。具体的には量子トモグラフィーを行い、再構成された密度行列からEntanglement of formationを評価し、0.76>0という結果を得た。平成20年度は、空間位相変調器を用いることで、軌道角運動量1=-1,0,1の各種重ね合わせ基底に対する測定を実現し、これにより3×3次元の量子トモグラフィーを行った。最尤法によって再構築された密度行列より最大限エンタングルした状態に対するフィデリティーを算出し、そこからシュミットナンバーを計算した。シュミットナンバーとは、系が何次元のエンタングルメント状態にあるかを判定するパラメーターであり、今回我々は、世界ではじめて3、つまり多次元のエンタングルメントを確認することに成功した。以上、当初予定していた実験研究にすべて成功することができた。平成18年度における研究の目標は、レーザー冷却された原子集団と単一光子との間に、軌道角運動量に関するエンタングルメントを発生することであった。この目標は見事に達成され、2×2次元のエンタングルメントが形成されていることが量子トモグラフィーを通して確認された。これにより、予定通り今年度は、原子集団と単一光子との間に多次元の(3×3次元)のエンタングルメントを生成する実験をスタートできることになった。また離れた2つの原子集団間に同様のエンタングルメントを形成する実験にも着手できると思われる。以下、実験の詳細を説明する。予めハイパーファインポンピングされた原子集団にC数とみなせるような光を照射するとAnti-stokes Raman過程がおこる。この際、ある特定の空間モードに射出された単一の光子を検出すると、原子のディッケ状態を1つ励起することができる。原子系のデコヒーレンス時間内であれば、Stokes Raman過程を誘起するような光を照射することで、好きな時刻に単一光子を取り出すことが可能となる。このようにして発生した単一光子が、実は原子集団との間に軌道角運動量のエンタングルメントをもつことを我々は確かめた。dislocationをもつホログラムとシングルモードファイバーとの組み合わせを利用して、軌道角運動量に関する量子トモグラフィーを行い、再構成された密度行列要素から、エンタングルメントの指標であるEntanglement of formationを評価した。その結果、0.76>0という値を得ることができ、2×2次元でのエンタングルメントが確認された。本研究の目的は、単一光子と原子集団との間に多次元のエンタングルメントを形成することにある。平成18年度、我々はレーザー冷却された原子集団と単一光子との間に、軌道角運動量に関する2×2次元のエンタングルメントを生成することに成功した。そして平成19年度、今度は原子系と単一光子との間に形成されるエンタングルメントの次元を3に増大させることを目的として研究を行った。

実際に3×3次元基底を用いて量子トモグラフを行い、原子集団と光との間にエンタングルメントが存在することまではつきとめることができた。しかし、シュミットナンバーの議論から、得られたエンタングルメントが3×3次元特有のものとなるためのthresholdをまだ超えていないことが判明した。しかしその原因をつきとめることはできた。具体的には、原子集団の情報を光に転写する際、励起光が検出系にまぎれこんでしまうことが影響していることがわかった。この問題は、周波数フィルタリングによって回避が可能であり、近く3×3次元エンタングルメントが確認できると考えられる。
一方向配向カーボンナノチューブ含有複合材料の力学特性・破壊機構評価とそのモデル化

本年度は,配向カーボンナノチューブ含有複合材料の力学特性強化機構についてより詳細なモデル化を行った.始めに,複合材料中における配向カーボンナノチューブの3次元の配向を実験的に取得し,それをEshelbY/Mori-Tanaka理論を用いて解析することで,カーボンナノチューブの実効弾性率を見積もったところ,その値は既存の研究で報告されている弾性率とほとんど同値であることがわかった.続いて, CNTの層間における荷重伝達効率をShear-lag理論を用いて解析したところ,カーボンナノチューブの層から層へは端部からごくわずかの領域を除いては十分に荷重が伝達されており,また本研究で用いたカーボンナノチューブは長さが1mmと既存のものに比べても十分な長さを有するため,既存の短繊維とほぼ同等に扱うことが可能であることがわかった.また,損傷プロセスの定量化を通じて,カーボンナノチューブと樹脂間の界面強度は力学特性の強化に大きくは寄与していないことが実験・解析の双方のアプローチからわかっており,従って本研究で用いたようなアスペクト比の非常に大きいカーボンナノチューブの場合,複合材料中における配向性を制御することによってカーボンナノチューブのもつ優れた力学特性を最大限に発揮できることを示唆する結果が得られた.このように,配向カーボンナノチューブを用いて複合材料を作製することによって,弾性率・強度を向上させた複合材料を作製することが可能となり,かっその中でもミクロな特性に着目することによって,本複合材料の力学特性強化メカニズムをモデル化することが可能であることが実験・解析の双方の立場から示された.(抄録なし)一方向配向カーポンナノチューブ(CNT)シートを用いて、ホットメルト法により樹脂をCNT間に含浸させることによって、CNTが配向した複合材料を製作した。製作した複合材料は、厚み方向に樹脂がほぼ均一に行きわたっており、良好な成型性が確認できた。また、複合材料の力学特性は引張試験によって得られ、その特性は従来の分散型CNT含有複合材料より高い弾性率・強度を示した。また、熱重量分析を用いてCNTの体積含有率を測定した結果、従来のCNT含有複合材料よりも高い体積含有率を有する複合材料が製作可能であることがわかった。また、引張過程における複合材料内部の損傷進展過程を、収束イオンビームおよび透過型電子顕微鏡を用いて定量的に評価する手法を新たに提案した。その結果、樹脂とCNTの界面における損傷や、CNT自体の内部破断が応力の増加に伴って増加し、それらは複合材料の最終破断時に急激に進行することが実験的に示された。最後に、数値解析モデルを用いて、本複合材料の損傷進展に関するシミュレーションを行った。その結果、本研究で用いたCNTにおいては、樹脂とCNTの界面における剥離・すべりによる損傷進展よりも、CNTの内部破断箇所からのマトリックスクラックの急激な進行による損傷進展のほうが複合材料の破壊進展に支配的であり、また、その応力伝達は樹脂とCNTの界面を通じて行われることから、CNTと樹脂間の界面接着特性よりも、CNTの弾性率や強度を上昇させることが本複合材料の力学特性の更なる向上に不可欠であることが示された。このシミュレーション結果は、本複合材料の力学特性強化および破壊進展特性をある程度合理的に説明可能であることがわかった。本年度は,配向カーボンナノチューブ含有複合材料の力学特性強化機構についてより詳細なモデル化を行った.始めに,複合材料中における配向カーボンナノチューブの3次元の配向を実験的に取得し,それをEshelbY/Mori-Tanaka理論を用いて解析することで,カーボンナノチューブの実効弾性率を見積もったところ,その値は既存の研究で報告されている弾性率とほとんど同値であることがわかった.続いて, CNTの層間における荷重伝達効率をShear-lag理論を用いて解析したところ,カーボンナノチューブの層から層へは端部からごくわずかの領域を除いては十分に荷重が伝達されており,また本研究で用いたカーボンナノチューブは長さが1mmと既存のものに比べても十分な長さを有するため,既存の短繊維とほぼ同等に扱うことが可能であることがわかった.また,損傷プロセスの定量化を通じて,カーボンナノチューブと樹脂間の界面強度は力学特性の強化に大きくは寄与していないことが実験・解析の双方のアプローチからわかっており,従って本研究で用いたようなアスペクト比の非常に大きいカーボンナノチューブの場合,複合材料中における配向性を制御することによってカーボンナノチューブのもつ優れた力学特性を最大限に発揮できることを示唆する結果が得られた.このように,配向カーボンナノチューブを用いて複合材料を作製することによって,弾性率・強度を向上させた複合材料を作製することが可能となり,かっその中でもミクロな特性に着目することによって,本複合材料の力学特性強化メカニズムをモデル化することが可能であることが実験・解析の双方の立場から示された.本年度においては、複合材料の力学特性・破壊進展特性を実験的に取得する方法を提案し、それを実証することと,数値解析モデルを製作し、そのモデルが本複合材料の力学特性強化メカニズムを説明可能なものであるかどうかについて、基礎的な検証を行うことが主な目的であった。実際に複合材料の製作および力学特性の取得、破壊進展特性の取得に成功し、また、数値解析モデルによる損傷プロセスの進行は、実験結果をある程度妥当に説明可能なものであることから、本年度における研究進行状況およびその目的の達成度については、おおむね順調に進展しているものと考えられる。

今後の推進方策としては、CNTと樹脂間の界面剥離・すべりに加え、CNTの各層間における剥離・すべりも考慮に入れた数値解析モデルを用いた計算を行い、数値シミュレーション結果の妥当性・実験結果の再現性について、さらに詳細な検討を行う。また、複合材料中におけるCNTの配向の乱れ・うねりが弾性率に及ぼす影響について考察を行う必要があることが判明したため、これらを考慮した計算を行うことによってその妥当性の検証を行う。'続いて熱処理などを行うことによってCNTの純度を向上させ、それが力学特性に及ぼす影響についても検討を行う。最後に、これらの結果および本年度の研究結果から、本複合材料の力学特性強化のメカニズムを、ミクロ・マクロ特性と関連付けて解明する。(抄録なし)
デンドリマー骨格を用いた新しい液晶性有機半導体の開発

キャリア移動度の高いフェニルナフタレン基をデンドリマー末端に付加し,その分子構造が液晶性とキャリア輸送性に及ぼす効果を検討した。いずれの試料も高次のスメクチック液晶相を形成し,キャリア移動度は10-2cm2/Vsと高い値が得られた。分子末端のアルキル鎖が短いと室温ではカラムナー相を発現し,同等の移動度が得られた。デンドリマー化により熱的に安定な液晶相と高い移動度を発現させることに成功し,液晶性有機半導体に極めて有用な分子設計法であることを見出した。デンドリマーという規則的な分岐骨格を利用して半導体特性を持つ液晶性分子部位を集束し,広い温度範囲で安定な液晶相を示す新規液晶性有機半導体の合成とキャリア移動性を検討した。特に本研究ではキャリア輸送性に及ぼす分子構造の影響を検討することを目的として,キャリア輸送性分子部位であるメソゲン(液晶基)とデンドリマーコアとを連結するアルキルスペーサ長を系統的に変化させた4種のデンドリマー液晶の合成を試みた。アルキル炭素数が6, 8, 10, 12のデンドリマー液晶でいずれもスメクチックAとE液晶相を発現し, time-of-flight法で測定したキャリア移動度は10^<-3>10^<-2>cm^2/Vsオーダーの高い移動度を得た。スペーサが長くなるほど液晶組織が成長し,キャリア移動度が速くなる傾向が認められ,スメクチック層の成長はキャリヤのホッピング移動に有利に働くことを見出した。更に,メソゲン末端の影響を検討するために,フェニルナフタレン基の末端にアルキル鎖を持たないデンドリマーを合成し,その液晶性と液晶構造を検討した。その結果,この試料ではレキュタンギュラーカラムナー(Col_r)液晶相が発現することを見出した。末端のアルキル鎖を無くすことで,メソゲン間同士のπ-π相互作用に大きな影響をもたらすことが明らかとなった。この光学組織はこれまでの試料と比較すると細かく,ドメインサイズが小さいと推定されるにも関わらず, 10^<-2>cm^2/Vsオーダーの比較的速いホール移動度が得られた。この結果はカラムナー液晶相が高い移動性を発現することを示唆している。以上のように,本研究で室温から100°C以上の温度域まで, 10^<-2>cm^2/Vsという高い移動度を実現し,デンドリマー液晶化という分子設計手法が液晶性有機半導体において極めて有用であることを見出した。特に本研究ではキャリア輸送性に及ぼすデンドリマー液晶の世代の影響を検討することを目的として,デンドリマーコアの世代を系統的に変化させた4種のデンドリマー液晶の合成を試みた。更に,薄膜内におけるデンドリマー液晶の高次構造を解析した。ポリプロピレンイミンデンドリマーコアの世代を第0,1,2,3世代と変化させ,それぞれの末端にフェニルナフタレンをアルキルスペーサを介して付加した。0世代から3世代のデンドリマーは室温からスメクチック(Sm)E相,SmB相,SmA相を形成していると判断し,世代の増加により液晶温度範囲が増加することがわかった。キャリア移動度の測定を行い世代によるキャリア移動度の変化を検討した。キャリア移動度はTime-of-flight(TOF)法により測定し全ての試料で10^<-2>cm^2/Vsの高いキャリア移動度が測定された。世代の増加によりキャリア移動度は高くなり,3世代では低下した。以上の結果より,移動度と熱力学的安定性から第2世代のデンドリマーが最適な分子骨格であることを見出した。これらのデンドリマー液晶を溶液法でガラス基板上に薄膜を作製し,膜中におけるデンドリマー液晶分子の配向性について解析した。薄膜X線構造解析のIn-plane法から薄膜内において,デンドリマー液晶分子は基板に対して垂直に配向し,スメクチック層構造を形成していることが分かった。即ち,デンドリマー液晶特有の自発的垂直配向性が薄膜内でも発現しており,トランジスタ構造に極めて有利な配向構造を比較的簡便に形成出来ることが見出された。特に本年度の研究ではデンドリマー液晶のメソゲン末端のアルキル基の効果を検討することを目的とし,末端のアルキル鎖の炭素数を連続的に変化させたデンドリマー液晶を合成した。これらの試料の液晶相転移挙動,液晶相の構造解析を行い,さらにキャリア移動度を測定し,有機半導体としての基礎物性を検討した。

ポリプロピレンイミンデンドリマー第1世代に付加させるフェニルナフタレンメソゲンの末端アルキル炭素数nを0,1,2,4,8個と変化させた5種の試料を合成した。n=02の試料においては室温でヘキサゴナールカラムナー相が形成が示唆され,末端が液晶相の形成に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。n=2の試料は昇温に伴い,カラムナー相がスメクチック相に転移した。これ以上の長さになると,室温ではスメクチック(Sm)E相を形成し,昇温に伴いSmB相,SmA相を形成することが分かった。これらの試料のキャリア移動度をTime-of-flight (TOF)法により測定した結果,室温においては全ての試料で10^<-2>cm^2/Vsの高いキャリア移動度が測定された。以上の結果より,フェニルナフタレン骨格が分子間で重なる液晶構造を形成することにより,その間でキャリアがホッピング伝導するパスが形成されるため高い移動度を発現することが示唆された。即ち,デンドリマー液晶特有の高次の液晶構造形成が発現しており,有機半導体として極めて有利な熱力学的に安定した配向構造を比較的簡便に形成できることを見出した。
発がんのイニシェ-ションとその阻害

最近、ヒト発がんの原因が環境因子による突然変異である例が、アフラトキシンB_1誘発肝がんや紫外線誘発皮膚がんにおけるp53遺伝子の変異で示されている。これらの発見にはイニシエ-タ-の変異誘発機構のin vitroでの研究が重要な役割を果たしている.一方、がん予防の観点からは、イニシエ-タ-作用阻害因子を見出し、その機構を明らかにすることが重要である。この両者について各班員が、各々独自の手段を用いて研究を行い、興味ある成果を出している.早津彦哉は、イニシエ-タ-としてのTrpーPー2の作用とその阻害について研究した。TrpーPー2は培養細胞に対してS9存在下で突然変異を起すがS9なしでも小核形成をひき起こすことを見出した。またクロロフィルとその種々の誘導体がTrpーPー2の遺伝子毒性を阻害し、その機構は複合体形成と、ある場合には化学分解を伴うTrpーPー2捕捉作用に由来することを明らかにした。また緑茶成分エピガロカテキンガレ-トは亜硝酸を捕捉しニトロサミン生成反応を強く阻害することを示した。池田日出男は、動物細胞由来の無細胞DNA組換えの新しい系を開発した.根岸和雄は、太陽光によるM13mp2ファ-ジの変異を研究し、主にGからCへのトランスバ-ジョンが起きることを明らかにした。長尾美奈子は、IQで誘発したラットのジンバ-ル腺腫のp53遺伝子の変異位置を特定し、Gの変異が主として起っていることを見出した。山添康は、ヒト肝のスルホトランスフェラ-ゼが複数存在すること、そのうちの特定の種によって、GluーPー1(NHOH)の硫酸エステル化が起ることを明らかにした。大西克成は、ヒト膵管胆道合流異常症での胆道発がんのイニシエ-ションについて調べ、膵液による脱抱合反応が重要であることを見出した。菊川清見は、フェノ-ル性医薬品から亜硝酸との反応で生じるジアゾキノン体がDNAを損傷する機構を調べ、カ-ボンラジカルが原因であることを示した。
リミテッドな視覚情報をトリガーとする新しいメディアデザイン手法の研究

本研究では、単純な線や図形などの静止した情報を手がかりに、頭の中に動きのイメージを生み出してしまう現象そのものを「指向性の生成」と定義し、具体的には、線・矢印・文章・視線という視覚要素を選定し、人間の補完能力をより引き出すことができる作品制作を行った。これにより、1つの図版からでも動きの質感や時間の経過を見出すことができることを確認した。制作物は、2017年2月3日から18日まで神保町のSOBOギャラリーにて『指向性の原理』という展示会として公開された。また、2018年3月には展示作品の記録及び考察を書籍とWebで公開した。研究の初年度である27年度は、研究目的として掲げた「静的な情報提示によって、そこには含まれていない動きや質感を鑑賞者の頭の中に作り出す」新しいメディアデザイン技法を開発する初段階として、これまで研究者自身が制作した「映像を用いて画面に表示されていない情報を脳内で補完する」先行事例について、表現方法論として整理を行った。その一端は岩波書店「思想」2016年4月号に「驚きを生む瞬間を観測する」という論文として掲載されている。この整理によって、「鑑賞者に補完させる」という能動的な行為の誘発には、メディア上のコンテンツによって、注意と視線の誘導と認知の手がかりになる断片的な視覚情報の提示がなされる必要があるため、本研究におけるメディアデザイン技法の開発においては、視線誘導の設計と補完を誘発する断片的な情報の設計を条件化することが必要であることが確認された。また研究の次の段階として、日本古来のメディアである絵巻物を見る際に行われる「複数の絵によって構成された1つの巨大な図像を身体を使って部分的に表示していく」という行為自体に着眼し、絵巻物と同様、視線や身体の移動によって部分的な情報を紐解きながらある1つの巨大な図像を鑑賞する、VRプレイヤー上で閲覧する360°画像による体感型作品を試作した。この作品は画像のみの静的な情報提示にも関わらず、鑑賞者に視線や身体の移動が伴う動的な体験を引き起こすことが出来ている。また、巨大な全体像の中から部分を切り出すという情報提示によって、鑑賞者への能動的な体験の誘発が可能になるということが、この試作によって確認された。27年度は、新旧のメディアにおける本質的な視聴体験の類似性や構造に着目することで、注意や視線誘導を促す新しいメディア表現技法を開発するための、新しい着想を得ることができたと考えている。まず、ひとつの成果として、新たな表現方法論を作るというテーマの初段階として、27年度に「驚きを生む瞬間を観測する」という映像制作の表現方法論に関する論文の執筆を通じて、本研究のテーマの1つである「提示した情報を手がかりに鑑賞者にあるイメージを補完して認知させる」という点に関しての先行事例分析ができたことがある。これにより、今後の研究・作品制作の基盤を作ることができた。また、「これまでのメディア表現の事例研究」を行っていく中で、単にメディアそれ自体を調査するのではなく、実際に鑑賞している人間の行為そのものに着眼し、分析を行うことで、VRプレイヤーによる360°画像の視聴という行為が技術こそ最新のものであるものの、鑑賞行為の構造自体は非常に類似しているところから、「静的な情報提示により、鑑賞者による能動的な体験行為を促す」ための試作開発にまで辿り着くことができた。この試作を元に、実際に作品として多くの人の鑑賞に値する設計を行うためには、多くの試作開発による試行錯誤が必要であり、27年度中には完成することができなかったため、28年度も引き続き制作を行うものとする。また、本研究の成果発表の為、展示会場の選定を行い、28年度の開催を決定した。また、最終成果発表を行うためには、まだ作品としての事例が足りない。今年度はメディア表現事例の分析の中から1つの可能性が発見された段階で、それらの可能性を検証するために一度試作に取り組んだため、別の方向性のメディア表現の事例分析をさらに掘り進めることができなかった。こちらの分析は28年度も継続し、先行事例の分析から表現の試作開発という一連の流れをできるだけ数多く積み重ねられるようにする。当初、研究の最終年度として想定していた28年度は、研究目的として掲げている「静的な情報提示によって、そこには含まれていない動きや質感を鑑賞者の頭の中に作り出す」という新しいメディアデザイン技法を開発するために、視覚的注意や視線誘導という着眼点から、デジタルサイネージを使った視覚表現作品の制作及び展示「指向性の原理」を行った。展示は神保町のSOBOGALLERYにて、2017年2月3日から2月18日まで行われ、約700人が来場した。展示「指向性の原理」では、視覚的注意や視線誘導のトリガーとなる重要な視覚要素として、これまでデザインの分野で使われてきた情報提示のためのマテリアルの中から「矢印」「痕跡としての線」「文字列」「視線」の4つを取り上げた。それぞれの要素について、4台のデジタルサイネージモニターによる静止画の提示だけで、ある物の動きや変化といった「時間経過」を感じることができるような視覚表現の事例を制作した。制作時のテスト及び展示における来場者の反応から、当初仮説として設定していた「指向性を持った静的な視覚呈示によって、鑑賞者の脳内に時間を伴うイメージを発生させる」という状況を作り出せることを、概ね確認することができた。また、製作時にデジタルサイネージモニターの周囲に立体物を設置し、画面内から外の立体物へと指向性を持たせることによって、鑑賞者がメディアを乗り越えて意味の連続性を知覚することができる可能性が示された。

これは、本研究で取り組んでいる表現が、単なる平面だけ・立体だけの視覚表現とは異なる新しい意味生成の可能性にも繋がると考えている。これらのように、今年度は実際の制作・展示を通じて、本研究のテーマである、従来の視覚デザイン表現では取り扱われていなかった領域における、メディアデザイン技法を成立させる重要な知見を得ることができたと考えている。今年度は成果として調査や検証だけではなく、27年度から予定していた通り実際に作品制作を行い、それを展示することによって様々な人に体験してもらいフィードバックを得られたことが大きい。これにより、現在進行している表現方法論の探求が、デザインや表現の現場においてどれくらいインパクトがあるものなのかということを改めて確認することができた。しかし、本研究のテーマである「リミテッドな視覚情報をトリガーとするメディアデザイン」においては、性質として鑑賞者が制作者の意図した通りに意味を解釈し理解することができたかどうかということが、表現が成立する根幹に纏わる事項のため、非常に重要になってくる。そのため、28年度において研究及び制作を進めていく中で、従来の小規模なモニタリングや、成果発表及び報告会として作品展示を行うという研究の進行方法を見直すこととした。表現方法を探求する途中の段階で、作品展示を行い広く様々な属性を持つ人からフィードバックを得ることによって、作品を更新し方法論へとまとめていくことが、表現研究の進め方として非常に有効なアプローチになるのではないかと考えている。このような考えから、本研究は当初2年間の計画であったが、1年間研究期間を延長することとした。進捗状況の評価について「やや遅れている」としたのは、このような理由からである。今年度は、前年度に行った研究発表展示「指向性の原理」で制作した作品の記録および、作品制作時から展示を経て鑑賞者の状況などを観察した上で考察された論考をまとめ、図録「指向性の原理」を制作し、成果発表として出版することを行った。論考では、作品の中で素材として用いた「静的な情報提示から指向性を生む視覚刺激」のパターンとその視覚効果について一つずつ考察していった。これにより、本研究のテーマである「リミテッドな視覚情報をトリガーとする新しいメディアデザイン手法」の可能性が、具体例と共に提示できたのではないかと考えている。この論考に関しては、図録以外に広義のデザインに関する論考を紹介するメディアであるEKRITSにて公開し( http://ekrits.jp/2018/04/2577/ )、別のメディアを用いて社会に対して広く研究成果を共有する試みも合わせて行っている。また、研究成果を図録という形式で発表することにより、研究者コミュニティだけでなく、実際に本研究で提示された新しいメディアデザイン手法を利用する可能性のある、多くのデザイナー及びデザインを学ぶ学生に研究成果を直接届け、実践へと繋げていける可能性が高まるのではないかと考えている。本研究課題のような表現方法論をテーマにした研究は、制作という実践が伴うことではじめて意味を成す。方法論だけでなく制作事例が付いている展示及び図録という成果発表方法を採用することで、研究成果が社会実装されていくための新しい導線となり得るのではないかと考えている。
ブロメラインインヒビターの3次元構造解析とそれに基づく阻害剤の開発

プロメラインインヒビター(BI)は、パイナップルの茎に存在する蛋白質性のシステインプロテアーゼインヒビターである。我々はBIを単離精製し、アイソタイプVI(BI-VI)の2次元NMRスペクトルを測定解析して、溶液3次元構造を決定した。その結果、この蛋白質はβシートにより形成されるドメイン2個からなり、各ドメインは3本鎖の逆平行βシートからなることがわかった。BIのトリプシンならびにキモトリプシンに対する阻害活性を測定したところ、このインヒビターはセリンプロテアーゼ阻害活性も有することが明らかとなった。本研究では、BI-VIをタンパク質工学的に種々修飾あるいは置換して有用なインヒビターを開発することを目的として、遺伝子のクローニングと発現系の構築とを行った。BI-VIのアミノ酸配列をもとに、BIの遺伝子をクローニングした。genomic DNAから全長がクローニングされたBI遺伝子は、重鎖、軽鎖、重鎖、軽鎖というように重鎖、軽鎖の配列が3回繰り返され、軽鎖と重鎖の間には5残基の、重鎖と軽鎖の間には19残基のアミノ酸が挿入されていることが判明した。また、この遺伝子構造からアミノペプチダーゼとカルボキシペプチダーゼの作用を考慮することにより、これまでに蛋白質として得られているすべてのBI異性体のアミノ酸配列が説明できた。この挿入配列は一般的なイントロン則には当てはまらないので、イントロンではなくBI遺伝子の1部であり、プロ配列だと考えられる。このBI遺伝子の構造に基づいて、BI-VIおよび全長BIの発現系を構築し、活性を確認した。今後、上記の目的の変異体BIの作成を目指す。
農産物における生産者情報の開示による購買動向に関する研究

消費者が安全・安心な農産物を求める機運は益々増大する一方である。このような購買者の消費動向に対し生産者としてどのような情報をどのような形態で提供すれば消費者ニーズに対応できるかを明らかにしようとした。筑波大学農林技術センターで生産した農産物を同販売所で販売し、その際、SEICA(青果ネットカタログ)や掲示などで生産履歴を公表した。購入者を対象としたアンケート調査を実施して、生産履歴情報の公開手法の違いによる消費動向の差を特別栽培農産物の認証付与の有無で比較検討した。さらに、タイ王国・バンコク市にある食品市場内で、消費者を対象にアンケート調査を実施して生産履歴情報の公開が購入動向に及ぼす影響を調査した。日本では、61%が農産物生産履歴情報を要求し、その情報入手手段は(1)販売員23%(2)掲示21%(3)インターネット11%(4)広告8%の順となった。特に必要とする項目は、農薬や肥料の使用状況、鮮度保存および安全衛生対策で、農産物認証を取得している農産物より認証を取得していない農産物で情報を求める回答が多かった。一方、タイ王国では82%が農産物生産履歴情報を要求し、情報の入手手段は(1)生産者30%(2)販売員27%(3)掲示16%(4)広告14%(5)インターネット11%であった。以上、二ヶ国の調査結果から、農産物生産履歴はインターネットより、店内での対面説明を消費者が求めていることが明らかとなった。しかし、対面説明では情報提供の機会、量が限られてしまうため、掲示を併用した提供方法や、購入後も情報入手が可能でより詳細な情報を提供できるインテーネットを用いた情報提供の促進が必要と考えられた。タイ王国では、食品の品質と安全性を保証する国家認証のQマークが知られているが、生産者からの生産履歴の公表を求める消費者が多いことから、農産物の生産履歴を開示して販売することで、さらに消費者の安心が高まり、適正に生産された農産物の販売が促進される可能性があると考えられた。
植物細胞の細胞質分裂に関与する微小管モーター蛋白質の解析

タバコ培養細胞BY-2の隔膜形成体から単離した微小管系モータータンパク質TKRP125の分子構造と生理機能に関する以下の新しい知見(A-C)を得た。A)TKRP125の全長1060アミノ酸残基をコードするcDNAをクローニングし、配列決定を行なった結果、TKRP125は、N末端側にキネシン様モータードメインを持ち、C末端側に独自のアミノ酸配列を持つキネシンスーパーファミリーの新しいメンバーであることが判明した。B)TKRP125モータードメインのATP/GTP結合部位と微小管結合部位の間に存在する15残基のアミノ酸配列を認識する抗ペプチド抗体(pAb125)を細胞膜を透過性にしたタバコ培養細胞BY-2に導入すると、隔膜形成体微小管の滑べり運動が抑制されることから、TKRP125が、隔膜形成体における微小管のマイナス端方向への動きを担うモーターであることが明らかになった。C)冷却CCDカメラを用いてチューブリン-TKRP125の2重染色像をコンピューターに入力し、画像補正、画像解析を行なうことにより、細胞内の微小管に沿って分布するTKRP125には濃度的な勾配があることが明らかになった。本研究は、TKRP125が、分子構造と生理機能の両面において、これまで調べられてきたキネシン様蛋白質と異なる特有の性質をもつことを示した。「細胞内のTKRP125は、微小管を極性移動させ、また微小管上を極性移動する」。今後、TKRP125と細胞内微細構造の関係を明らかにすることにより、微小管編成の動的機構に関する一般モデルの構築をめざす。
HIVプロテアーゼの分子認識を基盤としたエイズ治療薬開発に関する共同研究

我々はHIVプロテアーゼの基質遷移状態概念に基づいて,選択性が高く活性の強いHIVプロテアーゼ阻害剤(KNI-272)をデザインし合成することに成功した.本化合物はHIVプロテアーゼのメカニズムから論理的にデザインされているので細胞毒性が低く,HIVプロテアーゼ活性部位に特異的に作用することにより,理想的な抗エイズ薬として期待されている.そこで本研究をさらに進めて,KNI-272とHIVプロテアーゼとの相互作用の解析結果から,KNI-272が,コンフォメーションの制約された理想的なき基質遷移状態ミミックであることがわかった.さらに,変異ウイルスの分子構造解析を行い,変異酵素・抗エイズ薬複合体との構造解析に基づいて,新規な抗エイズ薬の相互作用を考慮した論理的分子設計を行った.変異HIVおよびHIV-2は,それらのプロテアーゼの酵素活性は低く,更に変異HIVの感染性が低いという報告や,HIV-2の病原性が低いという報告もある.これらのことは,低酵素活性が感染性低下のひとつの原因と見なすことができ,ウイルス病原性分子機構解明へ酵素の化学構造レベルからのアプローチも試みた.その結果,小分子型ジペプチド阻害剤KNI-413とKNI-549を見いだした.また,KNI-272に耐性をもつHIV-1に対して活性を持つKNI-241さらに小分子化したKNI-727をデザインした.本研究は,世界中から期待されいてるHIVプロテアーゼ阻害剤研究を,酵素・阻害剤複合体相互作用の解析に基づき理論的に行ったもので,変異ウイルスに対応できるHIV阻害剤のデザインの方法を確立したといえよう.我々はHIVプロテアーゼの基質遷移状態概念に基づいて,選択性が高く活性の強いHIVプロテアーゼ阻害剤(KNI-272)をデザインし合成することに成功した.本化合物はHIVプロテアーゼのメカニズムから論理的にデザインされているので細胞毒性が低く,HIVプロテアーゼ活性部位に特異的に作用することにより,理想的な抗エイズ薬として期待されている.そこで本研究をさらに進めて,KNI-272とHIVプロテアーゼとの相互作用の解析結果から,KNI-272が,コンフォメーションの制約された理想的なき基質遷移状態ミミックであることがわかった.さらに,変異ウイルスの分子構造解析を行い,変異酵素・抗エイズ薬複合体との構造解析に基づいて,新規な抗エイズ薬の相互作用を考慮した論理的分子設計を行った.変異HIVおよびHIV-2は,それらのプロテアーゼの酵素活性は低く,更に変異HIVの感染性が低いという報告や,HIV-2の病原性が低いという報告もある.これらのことは,低酵素活性が感染性低下のひとつの原因と見なすことができ,ウイルス病原性分子機構解明へ酵素の化学構造レベルからのアプローチも試みた.その結果,小分子型ジペプチド阻害剤KNI-413とKNI-549を見いだした.また,KNI-272に耐性をもつHIV-1に対して活性を持つKNI-241さらに小分子化したKNI-727をデザインした.本研究は,世界中から期待されいてるHIVプロテアーゼ阻害剤研究を,酵素・阻害剤複合体相互作用の解析に基づき理論的に行ったもので,変異ウイルスに対応できるHIV阻害剤のデザインの方法を確立したといえよう.我々は以前より,基質遷移状態概念に基づいて,選択性が高く活性の強いHIVプロテアーゼ阻害剤のデザインと合成を続けてきている.それらのうちでも特にトリペプチド誘導体KNI-272は細胞毒性が低く,理想的な抗エイズ薬として有望であると米国NIH委員会で認められ既に共同研究を開始している.本研究を更に進めて,変異ウイルスプロテアーゼの分子認識解析,マウスモデルでの抗ウイルス活性解析,体内動態および経口投与薬効解析研究を行なって,本格的エイズ治療薬の開発をめざして以下の研究を行った.(1)HIVプロテアーゼ阻害剤のデザインと合成.遷移状態誘導体の概念に基づいてHIVプロテアーゼ基質切断部位Phe-Proのアミド結合をアイソステアに変換しリ-ドオプチマイゼーションを行なって,高活性高特異性アナログを合成した.さらに小分子化にも成功し,高いHIVプロテアーゼ阻害活性を持つジペプチド誘導体を得た.(2)阻害剤の効率的大量合成.動態研究に必要となる高純度の大量の阻害剤を確保するため、立体選択性を考慮しながら効率的合成反応を確立した.(3)酵素阻害活性の測定.HIVプロテアーゼは大量に入手が困難であるので固相ペプチド合成法を用いて化学的に合成した.合成酵素及び基質を用いてKNI化合物のHIV阻害活性の測定を行なった.(4)抗HIV活性の測定.代表的なHIV感染継代培養細胞であるATH8 cell lineおよびエイズ患者の末梢血より分離した細胞およびAZT耐性細胞を用いてKNI化合物の抗HIV活性を測定した.さらに細胞毒性,耐性誘発性に関しても検討を加えた.(5)変異ウイルスプロテアーゼの分子構造を解析し,変異酵素とKNI化合物との相互作用を検討した.特に変異酵素ではその活性中心に重要な変化が起こっていることがわかった.(6)KNI化合物のラットにおける血中薬物動態の測定と解析.KNI化合物をラットに静注及び経口投与し,得られるAUC値を比較することによりKNI化合物経口投与時のバイオアベイラビリティを算出した.また,血中での蛋白結合についても検討した.

我々はHIVプロテアーゼの基質遷移状態概念に基づいて,選択性が高く活性の強いHIVプロテアーゼ阻害剤(KNI-272)をデザインし合成することに成功した.本化合物はHIVプロテアーゼのメカニズムから論理的にデザインされているので細胞毒性が低く,HIVプロテアーゼ活性部位に特異的に作用することにより,理想的な抗エイズ薬として期待されている.そこで本研究をさらに進めて,KNI-272とHIVプロテアーゼとの相互作用の解析結果から,KNI-272が,コンフォメーションの制約された理想的な基質遷移状態ミミックであることがわかった.さらに,変異ウイルスの分子構造解析を行い,変異酵素・抗エイズ薬複合体との構造解析に基づいて,新規な抗エイズ薬の相互作用を考慮した論理的分子設計を行った.変異HIVおよびHIV-2は,それらのプロテアーゼの酵素活性は低く,更に変異HIVの感染性が低いという報告や,HIV-2の病原性が低いという報告もある.これらのことは,低酵素活性が感染性低下のひとつの原因と見なすことができ,ウイルス病原性分子機構解明へ酵素の化学構造レベルからのアプローチも試みた.その結果,小分子型ジペプチド阻害剤KNI-413とKNI-549を見いだした.また,KNI-272に耐性をもつHIV-1に対して活性を持つKNI-241さらに小分子化したKNI-727をデザインした.本研究は,世界中から期待されているHIVプロテアーゼ阻害剤研究を,酵素・阻害剤複合体相互作用の解析に基づき理論的に行ったもので,変異ウイルスに対応できるHIV阻害剤のデザインの方法を確立したといえよう.
非線形光学結晶のナノサイズ析出による透明結晶化ガラスの電気光学的機能発現

本研究は、光非線形性結晶化ガラス材料の探索と機能発現機構の解明を目指し、ガラスを熱処理あるいはレーザー照射局所加熱で得られる結晶化ガラスを対象に電気光学効果の確認と第2高調波顕微鏡(SHGM)下での非線形光学機能の評価を試みることを目的として以下の実験を行った。1.電気光学機能を有する透明結晶化ガラス研究初年度に引き続き、結晶化ガラスの組成および熱処理条件を再検討による透明性の向上を試みたが、結晶化ガラスにおいて測定に十分な透明性を維持したままで電気光学効果を見出すには至らなかった。また、プリズムカプラを用いた表面結晶層への光波導入に関しても結合が困難であることが明らかとなり、レーザー集光照射による光導波路型結晶化パターニングの実現を先行させる必要があると判断した。2.非線形光学結晶パターン形成とSHGM観察SHGMによる種々の結晶化ガラスの観察の結果、(1)BTG結晶化ガラスにおいて析出相の方位をSHGの偏光特性から特定した、(2)SiO_2:Ge薄膜の熱処理で得られる結晶化ガラスからのSHGは、析出するクリストバライト相近傍の残留応力の存在と関係することを明らかにした、(3)(Bi,Ln)BO_3系結晶化ガラスに析出する2相のうち非線形性の高いSHG活性相を特定した、(4)YAGレーザー照射によるβ-BBO相ラインパターニングにおける方位をSHGの偏光特性から特定した。3.SHGMによる非線形光学定数の定量z-cut石英を標準試料とし、非線形光学定数が既知であるニオブ酸リチウム(LN)単結晶試料のSHGM像の解析から、非線形光学定数の定量およびマッピングに関する一定の手法を確立し、BTG表面結晶化ガラスにおいて、析出結晶のd_33およびd_31が評価可能となった。これは、従来法のMakerフリンジ法による評価と比較しうるものであり、微細結晶での光学物性評価の可能性を見出した。本研究では、光非線形性結晶化ガラス材料の印加電圧に対する屈折率変化の測定から、光非線形性高機能ガラス系の探索と機能発現機構の解明を目的として、研究初年度は、バルク状ガラスを熱処理して得られる透明結晶化ガラスを対象とし、現有するMach-Zehnder干渉計の改良および顕微鏡下での測定系の構築を主たる研究として実施した。現有するMach-Zehnder干渉計におけるビーム径の縮小とレーザー強度の増大による空間分解能の向上を図ったが、結晶化ガラス試料、特に光非線形機能の高いものでは、散乱要因により干渉性が著しく悪く測定が困難であった。現在、(1)結晶化ガラスの組成および熱処理条件を再検討による透明性の向上、(2)プリズムカプラを用いた表面結晶層への光波導入、(3)顕微鏡下での電気光学効果の測定(EOM)を検討している。2.顕微鏡下での測定系の構築倒立型光学顕微鏡を新規に導入し、YAGレーザー照射による結晶化パターニング機構を備えた第2高調波顕微鏡(SHGM)を構築した。SHGMによる種々の結晶化ガラスの観察の結果、(1)BTG結晶化ガラスにおいて析出相の方位をSHGの偏光特性から特定した、(2)SiO_2:Ge薄膜の熱処理で得られる結晶化ガラスからのSHGは、析出するクリストバライト相近傍の残留応力の存在と関係することを明らかにした、(3)(Bi,Ln)BO_3系結晶化ガラスに析出する2相のうち非線形性の高いSHG活性相を特定した、(4)YAGレーザー照射によるβ-BBO相ラインパターニングにおける方位をSHGの偏光特性から特定した。以上のことから、EOMの構築に加えて、SHGMを用いた析出相の非線形光学定数の微視的定量法の確立が今後の技術的課題として挙げられる。
肥大心における心筋収縮緑膿菌、心筋生化学の変化について

当研究で得られた主な成果は次の通りである。自然発症高血圧ラット(SHR、30週齢、雄)は同週齢のコントロールのWistar Kyotoラット(WKY)に比べて心室重量は有意に大であったが、摘出左室乳頭筋の等尺性発生張力Tは有意差なく、dT/dtは減少傾向をしめした。イソプロテレノール、DBcAMPに対する反応性は有意差はなかった。左室心筋ミオシンアイソザイムはVM-3が増加した。腹部大動脈狭窄ラット(ASラット)は、負荷期間が2426週と長期のものは左室重量はコントロールに比べて有意に増加したが、Tにはコントロール群と有意差なく、dT/dtはAS群で有意に低下、イソプロテレノール、DBcAMPに対する反応性も低下した。腹部大動脈・下大静脈シャントラット(AVシャントラット)は、負荷10週間では左室重量はコントロールよりも有意に増加、Tは低下傾向を示したが有意ではなく、dT/dtは有意に低下、イソプロテレノール、DBcAMPに対する反応性はAVシャント群で低下傾向を示した。左室心筋ミオシンアイソザイムはシャント群で有意にVM-3の増加を認めた。SHRに長期間(8週間)hydralazine,captoprilをそれぞれ投与するとどちらも血圧は同程度に下降したが、心室重量/体重比はcaptopril投与群では有意な減少を示し、一方、hydralazine投与群では減少はみられなかった。左室心筋ミオシンアイソザイムもcaptopril投与群ではVM-1への移行が強く認められたが、hydralazine投与群ではVM-1は有意に増加したものの程度は軽度であった。尚、負荷の除去、上記以外の生化学には当初期待した結果が得られなかったが、これには負荷除去時における初回手術の影響(例えば腸管、腹膜の癒着など)や負荷除去手技の問題、心筋小胞体の抽出における他の膜成分混入の問題、交感神経遮断剤投与における投与量や投与期間の問題などが関与しているものと思われ今後の課題として残された。心筋収縮力と心筋生化学の変化を各動物モデルで検討し、以下のような結果を得た。1.腹部大動脈狭窄ラット(12週令Wistar ratに手術施行、56週間の負荷)・・・非狭窄コントロールに比べて、左室重量は約14%増加、摘出左室乳頭筋の等尺性発生張力T、静止張力は両群間に有意差は認められず、dT/dtmax,Time to peak tension(TPT)は、それぞれ、低下,延長傾向を認めた。イソプロテレノールに対するT.dt/dtmaxの反応牲も低下傾向を示した。左室心筋ミオシンアイソザイムは、狭窄群で有意にVM-3への移行を認めた。2.腹部大動脈狭窄ラット(10週令Wistar ratに手術施行、2426週間の負荷)・・・コントロールに比べて、左室重量は約48%増加、摘出左室乳頭筋の発生張力Tには有意差なく、静止張力は増加傾向、dT/dtmaxは有意に低下、TPTは有意に延長。イソプロテレノール、及び、dibutyrylcyclic AMP(DBcAMP)に対するT、dT/dtmaxの反応性も狭窄群で有意に低下、左室心筋ミオシンアイソザイムは、狭窄群で有意にVM-3の増加を認めた。3.腹部大動脈・下大静脈シャントラット(10週令Wistar ratに手術施行、10週間負荷)