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エンド・オブ・ライフケアにおける在宅・特養での死亡確認をめぐる問題の所在と検討

「情報通信機器(ICT)を利用した死亡診断等のガイドライン(以下,ガイドライン)」(厚生労働省,2017)が発出され,医師による遠隔での死亡診断と死亡診断書を交付する制度の具体的運用が開始された。これを受けて,「医師による遠隔での死亡診断をサポートする看護師を対象とした研修会情報通信機器(ICT)を利用した死亡診断等ガイドラインに基づく研修」が開始された。研修会が開催されている一方,ガイドラインには具体的な看護実践に関する記載はなく,運用後の実績および実践知もない。平成30年度は,ガイドラインが適用される状況下で,療養者・家族が望む在宅看取りの質を向上させるための訪問看護師の実践を明確化することとした。具体的には,法医学的観点を盛り込んだ「在宅における情報通信機器(ICT)を利用した死亡確認時の看護プロトコール(試案)」(以下,看護プロトコール)を作成した。さらに,より質の高い実践する上で,整備が必要と考えられる要件について検討を加えた。看護プロトコールは,以下のフェーズに沿って作成した。フェーズ1:在宅での死亡確認・死亡診断の現状に関する文献から問題の所在を検討した(平成28年度)。フェーズ2:在宅での終末期ケアの実践に関する既存資料(論文・報告書・書籍等)を収集した(平成28,29年度)。フェーズ3:地方都市近郊,中山間地域,離島における死亡確認時の看護に関する課題を明らかにするために,訪問看護師、保健師8名に半構成的面接を実施した(平成29年度)。フェーズ4:英国の訪問看護師3名を対象に,英国における死亡確認・死亡診断の制度と現状について半構成的面接を実施した(平成30年度)。フェーズ5:フェーズ14から得られた資料・データについて,時間的順序性を考慮し,ガイドラインが適用される事例に対する死亡確認時の看護プロトコール(試案)を作成した(平成30年度)。おおむね順調に進展している。しかし,平成31年3月31日時点でガイドラインの適用となった事例は未だ発生していない。したがって,「在宅における情報通信機器(ICT)を利用した死亡確認時の看護プロトコール(試案)」は,未だ実践では適用されておらず,普及および実践への適用を通して洗練させていく必要がある。「在宅における情報通信機器(ICT)を利用した死亡確認時の看護プロトコール(試案)」の検証を行い,精練させていく必要がある。平成28年度は、在宅ならびに特養での死亡診断・死亡確認に関する文献レビューを行った。医師が患者の側に常駐していない在宅・特養では、死亡から診断までにタイムラグがあり、現場の対応が混乱していること、医師法第20条の解釈が明確でないうえに、「呼吸停止確認」「心肺停止確認」「死亡確認」「死亡診断」「診断書の交付(発行)」など死亡確認・死亡診断にまつわる用語が様々あり、用いられ方は多様で、定義が曖昧であることが明らかになった。そこで、死亡から診断のプロセスにまつわる用語をとり上げ、医事法学的な見地からそれらの定義について検討を行った。これらを踏まえ、医師が常駐していない在宅・特養における看護師による死亡確認の問題の所在について検討した。看護師が患者の死の兆候を観察した後、死亡と確認(判断)し、ケアを行い、医師が死亡診断書を交付するまでの対応が実際どのように行われているのかは明確でないことが明らかとなった。特に、看護師による死亡確認の具体的な困難点として、1保険の手続や相続の発生等、法的に重要な時間が絡んでいること、2生と死の連続線上において、死の促進に関与しないような対応が求められること、3事件性の判断、などがあげられた。内閣府および厚生労働省において規制緩和が検討される中、看護師が医師や関係職種と協働しながら、どのように対応することが患者の尊厳を担保し、安楽を向上させることにつながるか明らかにする必要がある。在宅と特養では、人的・物理的条件が異なるため、まず在宅から調査を進めた後に、特養について検討することとなった。地理的な条件において医師が直ちに駆けつけることができない場合にどのような対応がされているのかを明確にする。申請時の計画では、平成28年度は在宅および特養における臨死期、とりわけ呼吸停止から診断までの一連のプロセスを調査し、課題を明らかにする予定であった。しかし、内閣府の「規制改革会議規制改革に関する第4次答申」(平成28年5月19日)において、受診後24時間を経過していても医師の対面での死後診察によらずに死亡診断書を交付できる条件が示された。本答申を受けて厚生労働省では、平成28年11月から「ICTを利用した死亡診断に関するガイドライン策定に向けた研究」班会議が開催されている。本研究班の動向を勘案しつつ、現状を明らかにするという当初の研究計画を見直す必要性が生じたため、やや遅れている状況である。平成29年9月に発出された「情報通信機器(ICT)を利用した死亡診断等ガイドライン(以下、ガイドライン)」(厚生労働省,2017)は、医師が情報通信機器(ICT)を利用して死亡の事実の確認や異状がないと判断できること等の一定の要件を満たす場合に、医師が遠隔から死亡診断を行い、死亡診断書を交付することの具体的運用である。そこでは「正当な理由のために、医師が直接対面での死亡診断等を行うまでに12時間以上を要することが見込まれる状況」が、対面での死後診察によらずに死亡診断書を交付できる要件のひとつとなった。

訪問看護師による死亡確認をめぐる対応は、医師が12時間以内に到着可能な場合と、医師が到着に12時間以上かかる場合では別個に検討する必要が生じた。そこで本研究では、前者に関しては「訪問看護師として看取りのプロセスの中で実施するプロトコール(標準的な死亡時の看護プロトコール)」、後者に関しては「研修を受けた訪問看護師のみが実施するプロトコール(法医学的観点を盛り込んだ死亡時の看護プロトコール)」を作成することとした。平成29年度は「標準的な死亡時の看護プロトコール」の試案を作成するとともに、医師の迅速な往診による死亡診断が困難である島しょやへき地での看取り・死亡診断・死亡確認の実態について、保健師および訪問看護師にインタビュー調査を行い、「法医学的観点を盛り込んだ死亡時の看護プロトコール」試案の作成に必要な情報収集を開始した。おおむね順調に進展しているが、「標準的な死亡時の看護プロトコール」の試案は、実際に試行を行うところまでは至っていないため、平成30年度に実施し精練していく必要がある。医師の迅速な往診による死亡診断が困難である島しょやへき地での看取り・死亡診断・死亡確認の実態については例数が少ないため、さらにインタビュー調査を継続し、例数を重ねる必要がある。「情報通信機器(ICT)を利用した死亡診断等のガイドライン(以下,ガイドライン)」(厚生労働省,2017)が発出され,医師による遠隔での死亡診断と死亡診断書を交付する制度の具体的運用が開始された。これを受けて,「医師による遠隔での死亡診断をサポートする看護師を対象とした研修会情報通信機器(ICT)を利用した死亡診断等ガイドラインに基づく研修」が開始された。研修会が開催されている一方,ガイドラインには具体的な看護実践に関する記載はなく,運用後の実績および実践知もない。平成30年度は,ガイドラインが適用される状況下で,療養者・家族が望む在宅看取りの質を向上させるための訪問看護師の実践を明確化することとした。具体的には,法医学的観点を盛り込んだ「在宅における情報通信機器(ICT)を利用した死亡確認時の看護プロトコール(試案)」(以下,看護プロトコール)を作成した。さらに,より質の高い実践する上で,整備が必要と考えられる要件について検討を加えた。看護プロトコールは,以下のフェーズに沿って作成した。フェーズ1:在宅での死亡確認・死亡診断の現状に関する文献から問題の所在を検討した(平成28年度)。フェーズ2:在宅での終末期ケアの実践に関する既存資料(論文・報告書・書籍等)を収集した(平成28,29年度)。フェーズ3:地方都市近郊,中山間地域,離島における死亡確認時の看護に関する課題を明らかにするために,訪問看護師、保健師8名に半構成的面接を実施した(平成29年度)。フェーズ4:英国の訪問看護師3名を対象に,英国における死亡確認・死亡診断の制度と現状について半構成的面接を実施した(平成30年度)。フェーズ5:フェーズ14から得られた資料・データについて,時間的順序性を考慮し,ガイドラインが適用される事例に対する死亡確認時の看護プロトコール(試案)を作成した(平成30年度)。おおむね順調に進展している。しかし,平成31年3月31日時点でガイドラインの適用となった事例は未だ発生していない。
高速AFM（原子間力顕微鏡）を用いたアルツハイマー病の病因因子Aβ凝集機構の解明

アミロイドβタンパク質(Aβ)の線維への凝集は、アルツハイマー病に関与する。我々は、高速原子間力顕微鏡を使用してAβ1-42による線維形成過程を調べた。その結果、Aβ1-42は2つの異なる線維形成様式を示し、一方は直線型線維を形成し、他方は螺旋型線維を形成する。各線維は初期の線維構造に依存するが、ある線維様式から別の様式への切り替えが時々観察され、線維末端構造が2つの様式間で変動したことがを示唆された。このスイッチング現象は、緩衝塩組成によって影響された。我々の知見は、線維形成後に線維構造の多型が起こり、環境条件の変化によって影響を受けることを示している。研究の目的:アルツハイマー病における病態解明、新たな予防・治療法の開発に向けて、アミロイドβ蛋白(Aβ)の凝集過程を高速AFM(原子間力顕微鏡)を用いてリアルタイムで観察する試験管内モデルを開発・確立し、詳細なAβ凝集過程を明らかにする。研究実施計画:1試料の準備として、サイズ排除クロマトグラフィーを用いてAβ42溶液をinjectし、不溶画分である成熟線維をのぞき、主にモノマーであるLow molecular weight peak(LMW)とプロトファイブリル(protofibril :PF)のpeakを取り出す。取り出してきたLMW peakとPF peakについて高速AFMを用いて観察する。2高速AFMでサンプルをのせるマイカ上の条件を検討し、最適の観察条件を決め、Aβ線維形成を観察する。研究結果:1サイズ排除クロマトグラフィーを用いてfreshなAβ42溶液から、主にモノマーであるLow molecular weightpeak(LMW)とプロトファイブリル(protofibril :PF)の抽出を行い、電子顕微鏡や電気泳動で確認した。2LMWをインキュベートして線維形成を含む凝集過程の観察条件を決定した。その結果、LMWのインキュベートにより線維がstepwiseに形成されるだけでなく、線維伸長には一方向優位性があることが分かった。結論:LMWからの線維形成は、stepwiseで一方向優位性に伸長する。今後は、PFからの線維形成を観察し、LMWからの線維形成と比較解析する。また、PFや成熟線維の脱重合過程に関しても検討する。結果:1PFのインキュベートでは、LMWのインキュベートですでに十分なAβ42線維が形成される1時間を経過しても十分なAβ42線維の形成は認められなかった。2フェノール化合物(ミリセチン)はAβ42線維形成を抑制するが、その効果は可逆的であった。結論:PFから成熟線維形成過程はLMWよりも遅く、PFはLMWから最終段階である成熟線維形成までの経路と同じ経路上にはない可能性がある。Aβ42線維形成はミリセチンによって可逆的に抑制される。今後は、PFの脱重合過程に関しても検討する。平成27年度に予定していたLMWとPFの線維形成過程の観察は終了し、平成28年度に予定していたフェノール化合物の影響も終了した。目的:アルツハイマー病における病態解明、新たな予防・治療法の開発に向けて、アミロイドβ蛋白(Aβ)の凝集過程を高速AFM(原子間力顕微鏡)を用いてリアルタイムで観察する試験管内モデルを開発・確立し、詳細なAβ凝集過程を明らかにする。研究計画:1サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を用いてAβ42溶液をインジェクトし、主にモノマーであるlowmolecular weightpeak(LMW)とプロトファイブリル(protofibrils:PF)を抽出する。2高速AFMを用いてLMW、PFをインキュベートして各々のAβ線維形成過程を調べる。3LMWをミリセチンと共にインキュベートしてAβ42線維形成に及ぼすフェノール化合物の影響を観察する。4LMW、PFをインキュベートして継時的にAFMの観察と共にSECを用いて各分画の変化を調べる。研究結果:1SECを用いてLMWとPFのpeakの抽出を行った。2LMWのインキュベートによりAβ42線維がstepwiseに形成されるだけでなく、線維伸長には一方向優位性があることが分かった。3フェノール化合物(ミリセチン)はAβ42線維形成を抑制するがその効果は可逆的であった。4PFのインキュベートでは、LMWのインキュベートですでに十分なAβ42線維が形成される1時間が経過しても十分な線維形成は認められなかった。最終年度には高速AFMにてPFのインキュベートの過程でPFの高さが時間を経るごとに減少する脱重合過程を捉えると共にSECを用いてPF分画の減少と共にLMW分画が一時的に増加することが分かった。結論:LMWからの線維形成は、stepwiseで一方向優位性に伸長し、線維形成はフェノール化合物によって可逆的に抑制される。PFからの線維形成はLMWよりも遅く、PFは一旦LMWに脱重合してから線維形成過程に向かう可能性がある。

各線維は初期の線維構造に依存するが、ある線維様式から別の様式への切り替えが時々観察され、線維末端構造が2つの様式間で変動したことがを示唆された。このスイッチング現象は、緩衝塩組成によって影響された。我々の知見は、線維形成後に線維構造の多型が起こり、環境条件の変化によって影響を受けることを示している。平成26年度の予定していた試料の準備、観察条件が確立した。また、平成27年度に予定していたLMWからの線維形成の観察が終了した。PFの線維形成過程が遅いことよりPFの脱重合過程を調べる必要があり、サイズ排斥クロマトグラフィー等を用いてPFの脱重合の可能性を調べる必要はある。神経内科学、神経化学平成27年度以降は、プロトファイブリル(PF)からの線維形成の条件を確立し、LMWからの線維形成と比較解析する。また、PFやや成熟線維の脱重合過程についても観察を試みる。予想されていたよりはやく今年度に予定していたAFMの観察が終了したことと今年度の学会発表(海外)を次年度に変更したことにより平成27年度の費用が節約できたため、それに伴う経費は繰り越しした。予想されていたよりはやくAFMの至適な観察条件が確立し、平成26年度の費用が節約できたため、それに伴う経費は繰り越しした。平成28年度は、プロトファイブリル(PF)からの脱重合過程を高速AFMで形態学的に検討するだけでなく、サイズ排斥クロマトグラフィーを用いて生化学的に検討する。PFは不安定で試料の準備に時間がかかること、それらの結果がでたうえで研究成果を国内外の学会にて発表を行う予定であり、平成27年度からの繰り越し分の費用も使用する。平成27年度は、プロトファイブリル(PF)からの線維形成を観察し、LMWからの線維形成と比較解析する。また、PFや成熟線維の脱重合過程に関しても検討する。これらの画像を内部構造も含めて詳細に解析する。PFは不安定なため、試料の準備や観察には時間がかかることも予想され、平成26年度からの繰り越し分の費用も使用して研究を行う。昭和大学医学部内科学講座神経内科学部門ホームページ
紫外線の白内障形成機序における活性酸素の役割に関す研究

紫外線の白内障形成機序に関しては活性酸素の関与が指摘されており、これまで多くの研究がなされている.今回の研究では水晶体の主要な環境である房水の酸化反応系に対する紫外線の影響についても検討したところ,次のような興味ある結果が得られた.1.紫外線の房水アスコルビン酸(AsA)に及ぼす影響1)ブタ眼から採取した房水に,紫外線のUV-C(254NM),UV-B(312nm),UV-A(356nm)を30分間照射して高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析・定量したところ,UV-C,UV-Bの照射ではアスコルビン酸の総量(酸化型,還元型)が低下しており,前者では特に著明であった.2)紫外線のUV-B,UV-Aをそれぞれ家兎の両眼に10分間照射した後の房水を採取してAsAの定量をした結果,照射後6時間までは,変動はなかったが,1日後以降では著明に低下した.その低下は照射後3週間まで継続し,その低下はUV-Bの方が著明であった.2.太陽光の血液房水柵に及ぼす影響有色家兎眼に戸外で太陽光を210分間照射して,血液房水柵の破錠によって生じる蛋白フレアをレーザーフレアセルメーターで測定した.このような短時間でも有意に房水フレア値は一増加し,太陽光によって血液房水柵の破錠が生じることが分かった.この結果は紫外線による白内障形成における活性酸素の役割を考える上で重要な所見と考えられた.紫外線の白内障形成機序に関しては活性酸素の関与が指摘されており、これまで多くの研究がなされている.今回の研究では水晶体の主要な環境である房水の酸化反応系に対する紫外線の影響についても検討したところ,次のような興味ある結果が得られた.1.紫外線の房水アスコルビン酸(AsA)に及ぼす影響1)ブタ眼から採取した房水に,紫外線のUV-C(254NM),UV-B(312nm),UV-A(356nm)を30分間照射して高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析・定量したところ,UV-C,UV-Bの照射ではアスコルビン酸の総量(酸化型,還元型)が低下しており,前者では特に著明であった.2)紫外線のUV-B,UV-Aをそれぞれ家兎の両眼に10分間照射した後の房水を採取してAsAの定量をした結果,照射後6時間までは,変動はなかったが,1日後以降では著明に低下した.その低下は照射後3週間まで継続し,その低下はUV-Bの方が著明であった.2.太陽光の血液房水柵に及ぼす影響有色家兎眼に戸外で太陽光を210分間照射して,血液房水柵の破錠によって生じる蛋白フレアをレーザーフレアセルメーターで測定した.このような短時間でも有意に房水フレア値は一増加し,太陽光によって血液房水柵の破錠が生じることが分かった.この結果は紫外線による白内障形成における活性酸素の役割を考える上で重要な所見と考えられた.ブタ水晶体のホモジェネートにin vitroで紫外線を照射させることにより,過酸化脂質が上昇することをTBA法による過酸化脂質測定法で確認し,この実験系でこれまで白内障治療点眼薬として使用されていたピレノキシン(カタリン(R))溶液の抑制作用を調べた.この薬剤は10^<-7>M,10^<-6>M,10^<-5>M,10^<-4>Mの各濃度で抑制率はそれぞれ25%,32%,54%,69%で濃度依存性に抑制効果を示した.その50%阻害濃度は2.1×10^<-5>Mであった.この効果は強い抗酸化作用をもつα-tocopherolよりも弱かった.グルタチオンやアスコルビン酸には抑制効果は認められなかった.更に,このピレノキシンの過酸化脂質抑制効果を確認するために,ラット肝臓ミクロソームにおけるMet.Hemoglobin惹起性の脂質過酸化を新しく開発した化学発光法にて調べた.この方法は脂質過酸化によって生じた励起カルボニル基と三重項増感剤であるローズベンガルが反応するとローズベンガルが励起されて,これが基底状態になると化学発光を生じること利用したものである.この方法によるピレノキシンの過酸化脂質抑制率は,10^<-6>M,5×10^<-6>M,10^<-5>M,2×10^<-5>M,5×10^<-5>Mの濃度で,11%,27%,37%,55%,73%であって50%阻害濃度は1.56×10^<-5>Mであった.この結果から,ピレノキシンの抗白内障の薬理作用はフリーラジカルの消去にあることが考えられた.1.前房水のアスコルビン酸の動態についての研究前房水中には多量のアスコルビン酸(AsA)が含まれているのは種々の活性酸素の生成等の酸化ストレスに対して何らかの防御的役割をしているとみられているが,紫外線による白内障との関連についての研究は少ない.この研究ではまずこの点を明らかにする為に紫外線のUV-AとUV-Bを白色家兎眼に照射して,AsAの動態を調べた.UV-AとUV-Bの両者とも10分間の照射によって,6時間までには前房水のAsAの量に変動を認めなかった.しかし20時間ではA波,B波ともAsaの減少が見られ,B波でより著名な減少が見られた.

この減少は照射後2週間まで進行して,3週間までその後は緩やかな増加がみられた.高濃度のAsAの房水中の存在は血液房水柵からの能動輸送からもたらされるが,紫外線による後期での長期間のAsAの減少は活性酸素に対する防御機能の低下を意味し,紫外線による白内障の形成に関与することが考えられた.2.太陽光による血液房水柵破綻の研究有色家兎眼に戸外で太陽光を照射した後,血液房水柵の破綻による炎症を微量な炎症を無侵襲で測定できるレーザ・フレアセルメーターにて測定した.太陽光の5分.10分,15分の照射によって,照射後30分,1時間において房水の炎症は照射時間に比例して,有意に上昇し,これは34時間継続することが分かった.この現象は太陽光による白内障形成機序を考えるうえで,興味あると考えられた.
窒化物半導体を用いたテラヘルツ量子カスケードレーザの研究

GaN/AlGaN系窒化物半導体超格子を用いることにより、これまで未開拓周波数領域であった5-12THz帯量子カスケードレーザの開発を行った。原子層レベルで平坦なヘテロ界面を有するGaN/AlGaN系量子カスケード構造の作製を行い、世界で始めて窒化物半導体からのTHz周波数のバンド内遷移自然放出発光を実現すると共に、発光の偏波依存性などから発光の起源を明らかにした。電波と光波の両方の性質を兼ね備え持つ、未開拓の光、テラヘルツ(THz)光は、近年、特定試薬・化学物質・構造等を非破壊かつ安全に検出するテラヘルツ分光イメージングの光源として注目され幅広い分野での利用が急速に進みつつある。テラヘルツ帯量子カスケードレーザは、小型、高効率、高出力、長寿命、狭線幅テラヘルツレーザ光源として大変に期待されている。しかし、量子カスケードレーザでは電子-LOフォノン散乱による非発光再結合確率が大きいため5-12THz帯のレーザ発振がこれまで得られなかった。一方、窒化物半導体では散乱波長帯はより高エネルギー側にあるため、これまで不可能であった5-12THz帯のレーザ発振が可能になると考えられる。本研究では、窒化物半導体を用いた量子カスケードレーザ実現のための技術開拓を新たに行い、それを実現することにより、これまで不可能であった5-12THz帯を含むTHzレーザ発振を実現することを目的とする。今年度は、窒化物MBE装置を用いて、GaN系THz-QCL構造を作製した。Al組成5-30%程度の範囲で高品質AlGaN超格子の成長条件を把握し、1000層程度からなる窒化物QCL構造を原子1層の精度で成膜し作製した。ドライエッチングプロセスを用いて片面プラズモン導波路構造を作製した。クライオスタットで冷却しながら電流注入を行いTHz発光(自然放出発光)の観測を試みた。AlGaN/GaN-QCL構造に、約8Aのパルス電流注入を行った結果、20Kにおいて1.4THz付近から自然放出発光が観測された。これは、窒化物系QCLからの電流注入による世界初の自然放出光観測である。作製したQCLは9THzで発光するように設計していたので、発光周波数の差が何に起因しているのか今後検討を行うと共に、高強度THz発光を目指す予定である。今年度は、窒化物MBE装置を用いて、引き続きGaN系THz-QCL構造を作製し、その高品質化を試みた。THz自然放出光の発光強度は、貫通転位密度と発光層の層数に大きく依存することが分かってきた。そこで、窒化物QCL構造をGaN単結晶基板上に作成し、貫通転位密度を大幅に低減した。その結果、FT/IRでスペクトル観測できる程度の強いTHz光が得られた。しかし、GaN単結晶基板や、サファイア上のGaNテンプレート上にAlGaN系QCL構造を作製した場合、クラックが入りQCLの発光層数を増やすのが難しいことが分かってきた、本研究ではAlN/サファイアテンプレートを利用し、クラック発生を防止しQCLの発光層数を増やすことを試みている。今後このような方法で高強度THz発光とTHz-QCL発振を目指す予定である。

本研究では、窒化物半導体を用いた量子カスケードレーザ実現のための技術開拓を新たに行い、それを実現することにより、これまで不可能であった5-12THz帯を含むTHzレーザ発振を実現することを目的とする。今年度は、昨年度までに得られたGaN/A/GaN系THz量子カスケードレーザ構造からの電流注入バンド内自然放出発光について、量子カスケード発光層からの発光であることを確証するための研究を行った。観測されたTHz発光は、電極付近などからの発光である可能性があるため、量子構造からの発光であることを示す必要がある。まず、素子が破損した後では電流が流れていても発光が起こらないことから電極付近からの発光ではないことを明らかにした。また逆バイアス印加では発光が観測されなかったことから、量子構造からの発光であることが有力である。これらに加え、発光の偏波面依存性を観測し、TM偏光のみ観測された。また、THz発光周波数の印加バイアス電圧依存性はシミュレーション解析値とよい一致が得られた。これらのことから、得られたTHz発光は量子カスケードレーザの量子構造(発光層)から放射された自然放出光であることの確証を得た。本研究では引き続き、THz自然放出発光の高強度化とレーザ発振の実現を目指して研究を行っている。
海洋生物起源多価不飽和脂肪酸トランス異性体の生体調節機能特性の解明

トランス型EPAの生成と機能について検討し、以下の結果を得た。(1)トランス型EPAエチルエステル(EPA-E)混合系は水系、非水系ともにシス型に比べ酸化安定性が高かった。トランス型EPA混合系は、EPA系と比較すると15-LOXによる酸化を受けにくかった。これら一連の酸化安定性が高まる機構に関しては不明な点が多いが、トランス異性化に伴うEPAの構造変化と極性の変化がその大きな原因をしめていると考えられた。(2)ラット腹腔内浸潤細胞で検討した結果、炎症メディエーターであるLTB_4の産生をトランス型EPAは抑制しなかった。細胞膜リン脂質の脂肪酸組成分析から、その原因はトランス型EPAが細胞膜リン脂質にとりこまれにくいためであると考えられた。LTB_4産生酵素である5-LOXに対して、トランス型EPAはEPAと比較して反応性が高かった。これらの結果から、トランス型EPAを摂取した場合、EPAとは異なる生理学的機能を示すと考えられる。(3)通常の加熱ではEPAやDHAのトランス異性化は認められなかった。EPA-Eトランス異性化のメカニズム解明を試みた。EPA-EはAMVNではトランス化しなかったが、NO_2は常温で大変容易にトランス化を惹起し、体内でEPAのトランス異性化が起きる可能性が示唆された。また、亜硝酸塩が食品添加物として使用されていることから、食品の製造・加工の過程でトランス異性化を起こしている可能性も考えられた。(4)シス型EPA、トランス型EPAともにマウスB16メラノーマのメラニン合成量を大幅に減少させた。EPAのトランス異性体に着目し、その新規な調製法を開発、分離、精製を行い、酸化安定性などの化学的特性および各種生理学的特性などを明らかにすることが目的である。今年度は、各種実験に十分な量のEPAのトランス異性体を調製する手法について検討した。まず、トランス異性体に変換する一般的手法である亜硝酸処理あるいは加熱処理を試みた。しかし、EPAエチルエステルの場合、亜硝酸処理ではトランス化の効率は極めて低く、大量調製は困難と思われた。そこで、トルエンスルフィン酸(TSA)による方法を試みた。約1時間の処理で50%のEPAエチルエステルがトランス型に変換することを確認した。しかし、TSAは変性しやすく、ナトリウム塩でしか入手できない。したがって、トランス脂肪酸の調製直前にTSAに変換するが、従来の手法ではTSAナトリウム水溶液に強酸を加え、生じた沈殿を洗浄後にエーテル抽出して精製していた。しかし、この方法は極めて収量が低く、トランス体の大量調整には不向きである。そこで、強酸性カチオン交換樹脂でナトリムを直接トラップしてTSAを調製する手法を新規に確立した。本法によれば、沈殿の洗浄も不要で、効率的にTSAを調製可能であった。また、トランス型異性体の生体内での酸化安定性を評価するため、血漿中の低密度リポタンパク質を調製してその酸化的脆弱性あるいは赤血球変形能を評価するが、そのための予備試験を行い、これらの評価法をほぼ確立することができた。さらに、血小板凝集阻害活性についても次年度以降検討予定であり、その評価法もほぼ確立できた。トランス異性体リン脂質の調製法についても検討したが、大量調製がやや困難であった。そこで、トランス異性体の抗アレルギー性について検討するため、肥満細胞の調製法、細胞刺激の手法について検討し、カルシウムイオノフォアによる細胞刺激条件を設定できた。本研究は、EPAのトランス異性体に着目し、その新規な調製法を開発、分離、精製を行い、酸化安定性などの化学的特性および各種生理学的特性などを明らかにすることが目的である。本年度は前年度に得られたトランス異性体について、酸化安定性の評価を反応速度論的に解析するとともに、全シス型との比較検討を行った。アルキルラジカル、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素等に対する酸化安定性を疎水系、親水系で検討した。

その結果、いずれの反応系でもトランス異性体はシス異性体より酸化安定性が高かった。その理由は不明であるが、過剰のラジカル発生剤を用いて反応を開始させた場合でも、酸化連鎖反応速度に違いが認められたことから、トランス異性体はシス異性体より構造的に疎であり、分子内で脂質酸化の連鎖反応が起きにくいためと推察された。リポキシゲナーゼに対してもトランス異性体はシス異性体より安定であった。また、EPAトランス異性体のKmはシス体のそれの約2倍であり、基質-酵素複合体の親和性が低いことが明らかになった。トランス異性体の抗アレルギー効果とその作用機構について調べた。肥満細胞としてSprague-Dawley系ラット腹腔内滲潤細胞(PEC)を用い、高度不飽和脂肪酸トランス異性体の共存下で、カルシウム濃度を上昇させる刺激をカルシウムイオノフォアA23187によって与え、細胞膜リン脂質のアラキドン酸から代謝されて細胞外に放出されるLTB4、ヒスタミン、カルシウムイオン濃度、細胞内酵素活性を測定した。その結果、トランス異性体はヒスタミン放出量等に影響を及ぼさなかった。このことは、トランス化することにより、酸化安定性が高くかつ生理機能も保持した脂質を調製できること示している。今後は生理機能についてさらに検討を重ねる。本研究は、EPAのトランス異性体に着目し、その新規な調製法を開発、分離、精製を行い、酸化安定性などの化学的特性および各種生理学的特性などを明らかにすることが目的である。本年度はまず、HPLCを用いてトランス型EPA-E混合物からEPA-Eを分離することに成功した。これにより、純粋なトランス型EPA-Eの系で実験を行うことや、トランス型EPA-Eの比率を変化させることが可能になった。また、HPLCを用いることでGCよりも正確にトランス型EPA-E混合物中に存在するEPA-Eの定量を行うことが可能になった。本手法を用いて、以下の検討を行った。すなわち、昨年度、免疫系に及ぼすトランス型EPAの影響し、炎症性のメディエーターであるLTB_4の産生をトランス型EPAは抑制しないことを明らかにした。その原因を検討した結果、細胞膜リン脂質の脂肪酸組成分析から、シス型に比べ、トランス型EPAが細胞膜リン脂質にとりこまれにくいためであると考えられた。また、マウスメラノーマB16細胞を用い、その生育とメラニン生成に与える影響を検討した。その結果、トランス型EPAはシス型に比べ、上記細胞に対してより強い致死作用を示した。しかし、細胞あたりのメラニン生成抑制作用はほぼ同等であった。これらの結果から、トランス型EPAを摂取した場合、生体内ではEPAとは異なる反応が起こり、EPAで報じられているような生理学的機能は改変されることが示唆された。そこで、ヒトが魚介類から日常的にトランス型EPAを摂取しているかどうか検討した。イワシ等の生鮮魚あるいは加熱処理魚中のトランス型EPAを分析したが、検出されなかった。
ドーパミン関連遺伝子の効果のグラフィックベイズ分析

複雑統計モデルに含まれるパラメータの推論に関して、ベイズ的な階層構造を仮定して,詳細な推論ができる方法をいくつか考案した。たとえば,虚偽を発見するための階層的判別分析であり,行動遺伝学の行動規定係数の推定問題を解く方法を開発した。また、一方では、行動と遺伝規定性を基礎から明らかにする研究が、石浦研究室で行われた。すなわち、ドーパミンと動物行動の詳細な検討のため、遺伝子配列がすべて明らかになっている線虫C.elegansにおけるドーパミン受容体の同定を行った。その結果、F15、K09、C52、T14の4種類のドーパミン受容体の同定に世界で初めて成功した。実際には、クローニング、スプライスバリアント、ドーパミン、セロトニン、オクトパミン、チラミン、ノルアドレナリンなどの各種モノアミンとの親和力の決定、GFP融合タンパク質の発現による遺伝子産物の局在の同定、F15遺伝子欠損線虫の行動などの実験を行った。その結果、これらの遺伝子産物は確かにドーパミン受容体として機能し、ドーパミンニューロンに局在していることが判明した。このようなアプローチを今現在統合することはできないが、そのための努力を続けていきたいと考える。1.本年度、ドーパミン情報伝達系の分子メカニズムを明らかにする目的で、線虫から世界で初めてドーパミン受容体をクローニングすることに成功した。また、少なくともD1、D2の2つのタイプが存在することもわかった。2.ドーパミン情報伝達に関わるもう1つの因子である、ドーパミントランスポーター(DAT1)の多型を日本人で検索した。3ユ非翻訳領域に存在する40-42塩基繰り返しが10回の人が日本人で一番多く、ルシフェラーゼレポーター遺伝子を用いて調べた結果、10回繰り返しのとき翻訳効率が一番高いことがわかった。3、性格質問紙TCIをより気質的,遺伝的なものとして捉え,行動パタンとして,抑うつ傾向,アパシー傾向,先延ばし傾向などとの相関を大学生を被験者として検討した.4.、行動パタンの違いをみるためのギャンブル課題をコンピュータ上で実現した。DADの多型、および、DATの多型頻度のデータを蓄積している。サンプルは、毛髪から採取したDNAであり、PCR法を用いた。同時に、TCI、TPIなどの性格検査データを収集している。多型と性格との関係を検討しているが、現在、直截的な形では、結果が出ていない。今後は構造方程式モデルを用いて、準実験の解析として、環境要因の影響を除去することによって、因果関係を浮き彫りにするデータ解析を開発中である。この直接的実験的方法と平行して、本年度は、双生児法による遺伝と環境の影響を分離する多変量解析法を開発した。これは、ベイズ的なアプローチを用いており、制約条件を極力少なくして、データから素直に、各性質の遺伝決定率を推定するものである。より具体的にモデルを説明する。前提として、双生児MZとDZについて、複数の変数が観測されていることを仮定する。また、MZとDZの遺伝決定率の比については、実質的な知識があるとして事前分布を定める。また、遺伝決定率が同一であると考える変数群を特定するその条件のみで、構造方程式を構成し、このモデルに基づいて、未知の遺伝決定率を、MCMC法を用いて、推定するプログラムを開発した。本年度の成果を心理学的,および,方法論的側面と分子生物学的側面に分けて報告する.方法論的には,ベイズ統計学の観点から,双生児法によって得られたデータを用いて,遺伝規定性を正確に推定する方法を構築した.この方法は,行動レベルにおける遺伝子の影響による相関について,恣意的な仮定を置かないで,遺伝規定性の推定値をその分布を含めて推論するものである.これは,分散成分の事後分布の導出を基本とする方法であるが,それを一般化した方法としてベイズ的アプローチによる構造方程式モデルを推定するシステムをプログラム化した.この方法は,潜在変数を積分消去せず,事後分布に含めておくことによって,条件付事後分布を標準的な分布として導き,その条件付き分布を利用して,ギブスサンプリングによって,関心のあるパラメータの事後分布を数値的に導出する方法を採用している.分子生物学的成果として,本年度、ドーパミンと動物行動の詳細な検討のため、遺伝子配列がすべて明らかになっている線虫C.elegansにおけるドーパミン受容体の同定を行った。

その結果、F15、K09、C52、T14の4種類のドーパミン受容体の同定に世界で初めて成功した。実際には、クローニング、スプライスバリアント、ドーパミン、セロトニン、オクトパミン、チラミン、ノルアドレナリンなどの各種モノアミンとの親和力の決定、GFP融合タンパク質の発現による遺伝子産物の局在の同定、F15遺伝子欠損線虫の行動などの実験を行った。その結果、これらの遺伝子産物は確かにドーパミン受容体として機能し、ドーパミンニューロンに局在していることが判明した。
子宮頸部腺癌に関わるヒトパピローマウイルスの分子病理学的研究

子宮頸部に発生する扁平上皮病変(扁平上皮癌を含む)はその原因としてHPV(Human papillomavirus)が関与していることが明らかにされているが、腺癌においても同様に発癌関与している可能性がある。子宮頸部腺癌におけるHPV陽性率は報告によって3090%とばらつきがあり、また腺癌病変の周辺にはしばしば扁平上皮病変を伴うため、これまでの報告が腺癌部の感染の状態を正確に反映しているか、あるいは扁平上皮に感染したHPVを観察しているのかははっきりしない。本研究ではLaser capture microdissection法により、子宮頸部腺癌部のみのHPV感染を厳密に確認することで、腺癌においても扁平上皮癌と同様にHPV感染が発癌の契機となっているのかを検討した。子宮頸部腺癌症例60例(類内膜腺癌19例、内頸部型37例、腸型1例、低分化腺癌2例、未分化腺癌1例)についてLaser capture microdissection法を用いて腺癌部のみを扁平上皮部、間質と別に採取し、コンセンサスプライマーを用いたPCR-RFLP法によりHPVのタイピングを行った。腫瘍部のHPV感染の有無を検討すると60例中38例(63.3%)でHPV感染を認めた。内訳は内頸部型37例中21例(56.8%)、腸型1例は陰性、類内膜型19例中15例(78.9%)、低分化腺癌2例中1例、未分化腺癌1例中1例であった。陽性例38例中32例が18型に感染していた(複合感染7例を含む)。一方、扁平上皮病変(CIN)では検討が可能であった16例中5例(31.3%)でHPV18型に感染していた。腺癌部と扁平上皮部で異なる型のHPVに感染している症例はなかった。以上より扁平上皮の混入をなくした頸部腺癌細胞そのものにHPV感染が認められることが明らかとなり、18型感染が優位であることが確認された。また、共存する扁平上皮病変と同一の型のHPV感染であることを証明した。本年度はLaser capture microdissection法により、子宮頚部腺癌部のみのHPV感染を厳密に確認することで、腺癌においても扁平上皮癌と同様にHPV感染が発癌の契機となっているのかを検討した。同時にその周囲の扁平上皮部に感染したHPVを別個にタイピングし、腺癌に特有なHPVの感染様式が存在するかを検討した。当科および関連病院で外科治療を行った子宮頸部腺癌・腺扁平上皮癌の症例62例についてLaser capture microdissection法を用いて腺癌部と扁平上皮部を別に採取し、コンセンサスプライマーを用いたPCR-RELP法によりHPVのタイピングを行った。症例の組織型は、粘液性腺癌のうち内頚部型40例・腸型1例、類内膜腺癌17例、その他4例であった。まず、腫瘍部のHPV感染の有無を検討すると62例中36例(58.1%)でHPV感染を認めた。

またその内訳は内頚部型40例中20例(50.0%)、腸型1例は陰性、類内膜型17例中14例(82.4%)、その他4例中2例(50.0%)であった。また陽性例36例中34例が18型に感染していた(複合感染7例を含む)。一方、扁平上皮部では検討が可能であった29例中24例(82.8%)でHPV陽性、その24例中20例が18型に感染していた。腺癌部と扁平上皮部で異なる型のHPVに感染している症例はなかった。以上の結果より、扁平上皮の混入をなくした頸部腺癌細胞そのものにHPV感染が認められることが明らかとなった。また、一症例の腺癌部と扁平上皮部に異なるHPVを検出した例はないものの、18型感染が優位であることが確認された。子宮頸部に発生する扁平上皮病変(扁平上皮癌を含む)はその原因としてHPV(Human papillomavirus)が関与していることが明らかにされているが、腺癌においても同様に発癌関与している可能性がある。子宮頸部腺癌におけるHPV陽性率は報告によって3090%とばらつきがあり、また腺癌病変の周辺にはしばしば扁平上皮病変を伴うため、これまでの報告が腺癌部の感染の状態を正確に反映しているか、あるいは扁平上皮に感染したHPVを観察しているのかははっきりしない。本研究ではLaser capture microdissection法により、子宮頸部腺癌部のみのHPV感染を厳密に確認することで、腺癌においても扁平上皮癌と同様にHPV感染が発癌の契機となっているのかを検討した。子宮頸部腺癌・腺扁平上皮癌の症例62例についてLaser capture microdissection法を用いて腺癌部と扁平上皮部を別に採取し、コンセンサスプライマーを用いたPCR-RFLP法によりHPVのタイピングを行った。腫瘍部のHPV感染の有無を検討すると62例中36例(58.1%)でHPV感染を認めた。内訳は内頚部型40例中20例(50.0%)、腸型1例は陰性、類内膜型17例中14例(82.4%)、その他4例中2例(50.0%)であった。陽性例36例中34例が18型に感染していた(複合感染7例を含む)。以上より扁平上皮の混入をなくした頸部腺癌細胞そのものにHPV感染が認められることが明らかとなり、18型感染が優位であることが確認された。また、共存する扁平上皮病変と同一の型のHPV感染であることを証明した。
泥炭など有機質土の三軸非排水特性とその農地工学的研究

圃場整備や混住化の進む農村での下水処理で,パイプを埋設する度土工が増加しているが,東北各地で泥炭,黒ボクなど有機質土が問題になっている.ところが農業用パイプラインや下水処理用のものは,本来,石油輸送などで開発された外国のものに比べて,かなり小口径のため,こうした小さいものについては,殆ど我が国の研究のみで諸外国の事例や研究は参考にならない.さらに黒ボクは第四紀火山活動の地域でしかもアジアモンスーン地帯のような多雨条件が必要で,殆ど我が国と一部の外国のみの特殊土壌である.そして東北のものは関東や九州とは異なり,陽イオン交換容量CECは低い.また東北の泥炭は,カナダ,北欧,北海道などの高位泥炭とは異なり,ヨシを主体とした東南アジア型の低位泥炭である.しかも分解度が高く,中には黒泥化の進んでいるものが多い.著者らは,これまで三軸室の水中で測方変位を非接触で測る方法を開発してきたが,これらをパソコンによる自動計測化に成功し,剪断挙動で一番問題になるK_O圧密状態での剪断特性を明らかにした.現場条件はK_O状態にも拘らず三軸試験は等方状態で行うことについての問題は古くから指摘されてきていたが,測方変位をコントロールしなければならないK_O状態の実現が困難であったため研究が進まなかったものと考えられる.K_O圧密状態と等方圧密状態での両者の剪断特性のちがいは,月山黒ボクに例をとれば, K_O圧密の方が,小さいひずみで八面体剪断応力が最大になっているが,鉱質土では逆になっている.また強度増加率は側圧条件にもよるが鉱質土が1.01.2になるのに対し, K_O圧密ハ0.6程度となっている.K_O圧密の強度増加率が等方圧密の6割程度ということは,パイプ埋設や道路などの農地土工の施工や設計に大きな影強を持つものであり,今後,さらに現場実験などで検討すべき問題点を含んでいる.圃場整備や混住化の進む農村での下水処理で,パイプを埋設する度土工が増加しているが,東北各地で泥炭,黒ボクなど有機質土が問題になっている.ところが農業用パイプラインや下水処理用のものは,本来,石油輸送などで開発された外国のものに比べて,かなり小口径のため,こうした小さいものについては,殆ど我が国の研究のみで諸外国の事例や研究は参考にならない.さらに黒ボクは第四紀火山活動の地域でしかもアジアモンスーン地帯のような多雨条件が必要で,殆ど我が国と一部の外国のみの特殊土壌である.そして東北のものは関東や九州とは異なり,陽イオン交換容量CECは低い.また東北の泥炭は,カナダ,北欧,北海道などの高位泥炭とは異なり,ヨシを主体とした東南アジア型の低位泥炭である.しかも分解度が高く,中には黒泥化の進んでいるものが多い.著者らは,これまで三軸室の水中で測方変位を非接触で測る方法を開発してきたが,これらをパソコンによる自動計測化に成功し,剪断挙動で一番問題になるK_O圧密状態での剪断特性を明らかにした.現場条件はK_O状態にも拘らず三軸試験は等方状態で行うことについての問題は古くから指摘されてきていたが,測方変位をコントロールしなければならないK_O状態の実現が困難であったため研究が進まなかったものと考えられる.K_O圧密状態と等方圧密状態での両者の剪断特性のちがいは,月山黒ボクに例をとれば, K_O圧密の方が,小さいひずみで八面体剪断応力が最大になっているが,鉱質土では逆になっている.また強度増加率は側圧条件にもよるが鉱質土が1.01.2になるのに対し, K_O圧密ハ0.6程度となっている.K_O圧密の強度増加率が等方圧密の6割程度ということは,パイプ埋設や道路などの農地土工の施工や設計に大きな影強を持つものであり,今後,さらに現場実験などで検討すべき問題点を含んでいる.
新形式の含窒素および含酸素化合物の触媒的酸化反応の開発研究

アミンおよびアルコールの遷移金属錯体(パラジウム、ルテニウム等)による脱水素反応で生成する金属錯体中間体に着目し、効率の良い新形式の触媒的酸化反応の開発を行った。1.(1)アミンを触媒的に酸化して、有機合成上有用なニトロン体に変換する方法について検討した。その結果、タングステン酸塩あるいは二酸化セレンを触媒とし過酸化水素で種々の第二アミンを酸化すると、相当するニトロン体が効率良く得られ、本法がニトロン体の一般的合成法となることを見いだした。タングステン酸塩を用いる同様の反応系で1,2,3,4-テトラヒドロキノリンからは、相当するヒドロキサム酸が効率よく合成できる。(2)上記の反応で得られるニトロン体を用いる生理活性物質の合成を検討した。その過程で、ニトロンと各種求核試剤との反応で得られるα-置換ヒドロキシルアミンが、三塩化チタンにより第二アミンあるいはイミンへそれぞれ容易に変換できることを見いだした。(3)第二アミンをルテニウム触媒の存在下に、t-ブチルヒドロペルオキシドで酸化し、相当するイミン体に効率よく変換する新しい反応を開発した。2.(1)ルテニウム触媒を用いてアルコール二分子からエステルを簡易に合成する方法について実用的見地から検討し、香料として用いられる有用なエステル類およびポリエステルの合成を行った。また、本エステル化反応でアルコールの脱水素により生成する水素を用いて、オレフィンの水素化が行えることを明らかにした。(2)ルテニウム触媒存在下に、シアノヒドリンをt-ブチルヒドロペルオキシドで酸化して、アシルシアニドを合成する方法を開発した。さらに、アシルシアニドが第一アミンの選択的アシル化試剤となることを明らかにし、本法を用いて種々のスペルミンあるいはスペルミジンアルカロイドを合成した。
低温希ガスマトリックス単離法による次世代フロン化合物の反応性に関する研究

今年度は、代替フロン化合物として、ジメチルエーテル類化合物を取り上げ、カチオンラジカルの電子構造および反応性に及ぼすハロゲン導入効果についてESR法と非経験的分子軌道計算法による検討を行った。ジメチルエテールの水素原子を一個フッ素原子で置換したCH_3OCH_2F^+は、77Kで、14mT(^1Hx2)と3.5mT(^1Hx3)の超微細結合定数(hfs)からなるESRスペクトルを示す。一方、CH_3OCH_2Cl^+では、9.5mT(^1Hx2)によるhfsが観測できた。このことから、不対電子密度は、CH_3基よりもCH_2X(X=F,Cl)基の方が高く、その偏りは塩素よりもフッ素導入の方が大きいことがわかった。さらに、CH_3OCH_2Cl^+では、120Kでメチル基水素の脱プロトン反応が起こった。この脱プロトン反応は、CH_3OCHCl_2およびCH_3CH_2OCH_2Clにおいても確認できた。脱プロトン反応が位置選択的に起こる原因として、塩素原子導入により分子全体が大きく分極していることが考えられる。これらの実験結果は分子軌道計算結果からも定性的に支持された。また、エーテル系化合物と同じく分子中に酸素を含む環状ケトン化合物(cC_nH_<2n>CO,n=3,4,5)カチオンラジカルをとりあげた。四員環と五員環および六員環とでは、不対電子軌道(SOMO)の交換交差が起こることを見出した。希ガスマトリックス法の発展として、マトリックスに固体パラ水素を用いてNO_2分子の高分解能ESRスペクトルの観測に成功した。4.2K固体水素中でNO_2は、分子軸方向に回転かつ配向していることがわかった。今後は、次世代のフロン化合物とNO_2との反応性に関する研究を展開する。今年度は、エタン型ヒドロ化フロンのモデル分子であるフルオロエタン(CH_3CFH_2)のカチオンラジカルの電子構造および反応性をESR法と非経験的分子軌道計算法を用いて検討した。CH_3CFH_2^+のESRスペクトルは、18.9mT(^<19>Fx1)と1.7mT(^1Hx2)の超微細構造からなる。このCH_3CFH_2^+のスペクトルは、CD_3CFH_2^+のスペクトルと本質的に同じ線形であることから、フルオロエタンカチオンラジカルでは、不対電子は、FおよびFの結合した炭素に局在化していると考えられる(SOMO:a")。この帰属は、密度関数法を用いた非経験的分子軌道計算法の結果からも支持された。さらに、CH_3CFH_2^+は、昇温に伴い1位のFおよびHが脱離した中性ラジカル(CH_3CH_2^-およびCH_3CHF^-)に転換することがわかった。なお、これらラジカル種の生成比(CH_3CH_2^-:CH_3CHF^-)は、7:3であった。来年度は、ClおよびBrの一置換体およびハロゲンを複数個導入したヒドロ化フロン化合物イオンラジカルの電子構造および反応性をESR法と理論計算法を用いて検討する予定である。また、今年度の研究でわかったCH_3CFH_2^+からCH_3CH_2^-が生成する反応は、F^+が脱離する単純な機構で起こるとは考えにくい。そこで、2種の中性ラジカルの生成比に及ぼす親分子濃度等の検討を行う。以上のESR結果を総括することにより、モノ-およびジ-ハロゲン化ヒドロ化フロンの初期分解反応の素過程に関する分子レベルの知見が得られると期待できる。
短波長デバイス用誘電体材料の光学特性および導波路型素子への応用に関する研究

この研究では、高効率な第二高調波素子、高性能な変調器の設計・試作を目的として、周期的分極反転を利用したプロトン交換LiTaO3(LT)のSHG素子の光損傷耐性の定量的評価、X線による構造解析、イオン交換KTP平面導波路の電気光学効果、光損傷感度の定量的測定・評価を行った。光損傷感度は、ホログラフィックレーティング法により測定した。周期的分極反転構造上に作製したプロトン交換LT光導波路は感度が10^<-11>(cm^2/J)のオーダーで、周期構造をもたないプロトン交換光導波路より数倍、光損傷耐性が大きかった。これは光損傷により生じた屈折率変化が分極反転領域と非反転領域で打ち消し合うためと考えられる。一方、分極反転構造があるものとないものについて格子定数をX線ロッキングカーブ法で測定した。プロトン交換により増加した格子定数は0.53%であった。全面分極反転層をもつ基板、周期的分極反転構造をもつ基板、分極反転無しの基板の各々に作製したアニールしたプロトン交換導波路の基板の格子定数に対する導波層の格子定数の増加は各々、0.19%、0.21%、0.23%で分極反転層においてアニールの効果が大きいことがわかった。さらにLT結晶上に作製したプロトン交換光導波路の光損傷(フォトリフラクティブ効果)の温度特性についても検討した。光損傷に対する耐性は、80°C程度で測定したとき、著しく向上することがわかった。電気光学効果は、プロトン交換により著しく劣化するが、Rbイオン交換KTP導波路においては劣化がみられなかった。イオン交換KTP導波路の光損傷感度は10^<-9>10^<-10>(cm^2/J)で光損傷耐性はプロトン交換タンタル酸リチウムよりやや小さかった。以上のように、この研究では、電気光学定数および光損傷感度の極めて精度の高い測定を行うことができ、材料の温度特性についての検討、材料同士の正確な比較も行うことができた。
栽植方式・整枝法・樹形を異にするリンゴ園内の葉群構造が日当たりに及ぼす影響

本研究目的はすでに開発された「果樹の樹冠内葉面放射分布推定モデル」と「果樹の樹形・葉群構造の簡易解析システム」を用いて、栽植方式・整枝法・樹形の異なるリンゴ多数品種の葉群構造と日当たりを解析することである。したがって、上記モデルとシステムに必要な品種に特有なにパラメータの入手、上記システムにシミュレーション機能(葉や枝の生長と下垂によるダイナミックな年間変動を推定する機能)を付与すること、このために必要なパラメータの入手、供試品種の二側面写真撮影とシステム運用及び果実収量・着色の調査から成り立っている。1.上記モデルとシステムに必要なパラメータ(合計22種類)を、本学附属農場栽植の合計10品種(台木との組合わせを含む)について入手した。これらパラメータは雑誌に印刷(1989年)あるいは予定(1990年印刷として原稿作成)の形で取りまとめ表にした。2.上記システムにシミュレーション機能を付与するための原理を探究し、プログラムを開発した。また、多樹種と共に、リンゴの合計10品種について、新梢の伸長割合、新梢の傾斜角度変化、太い枝の傾斜角度変化及び平均個葉面積の季節的変化を測定し、重回帰式の偏回帰係数の形でパラメータ(合計25種類)を新たに入手した。機能付与したシステムの運用試験でも良好な結果を得た。また、BASICコンパイラの導入により、シミュレーション所要時間を著しく短縮できた。3.本学附属農場栽植のふじのマルバ台30本、M26台62本、MM106台10本、陽光のM26台51本、M9台51本、北斗(M26)51本、S.D.(M26)31本、G.D.(M26)12本、レッド・スパー(マルバ)8本等について、収量(着果数、果径)と着色割合の調査及び落葉後の二側面写真撮影(12月下旬)を完了し、現在、これらをもとに、システムとモデルを用いて研究を続行している。
ホウ素の健康影響に対する新展開

研究代表者は、開発途上国の飲用井戸水に関するフィールドワーク調査研究から、世界保健機構(WHO)の飲料水水質基準値を超えるホウ素の高濃度汚染を確認している。飲料水によるホウ素への慢性期曝露が想定されるが、慢性影響である発癌性の報告はない。一方で、アメリカ合衆国環境保護庁(EPA)の発癌リスク評価基準では、「ホウ素の発癌性に関するデータは不十分である」とされている。本研究で、申請者は、ホウ素曝露下でのホウ素の体内動態、ホウ素による発癌毒性およびその機構に関する研究を行う。本研究の成果は、世界的なホウ素の飲料水水質基準の見直しにつながると考えている。