hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ネーター環のアトム・スペクトラムと導来圏の局所化部分圏の研究

HerzogとKrauseによって独立に与えられた局所ネーター的Grothendieck圏の局所化部分圏の分類は、アトム・スペクトラムを用いても表すことができる。研究代表者は2つのアトムの間に定まるExt群の概念を新たに導入し、これを用いて局所ネーター的Grothendieck圏の局所化部分圏が移入包絡について閉じるための必要十分条件を与えた。Geigle-Lenzing射影空間はHerschend-Iyama-Minamoto-Oppermannによって導入された新しい概念で、Geigle-Lenzingによる重み付き射影曲線の理論を一般化するものである。研究代表者はGeigle-Lenzing射影空間上の連接層の圏のアトム・スペクトラムを決定し、それが通常の射影空間に対して、与えられた超平面を多重化したものであることを明らかにした。ネーター生成対象を持つGrothendieck圏のアトム・スペクトラムが極小元を有限個を持たないという事実が明らかになり、また局所ネーター的スキーム上の準連接層の圏の部分圏に対する包括的な分類が得られたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。Grothendieck圏のアトム・スペクトラムの持つ構造を引き続き調べるとともに、三角圏に対して定義されるスペクトラムに関する研究を行う。Grothendieck圏のアトム・スペクトラムの元が素局所化部分圏と1対1に対応するという部会圏の分類に関する重要な結果が得られたため。Grothendieck圏のアトム・スペクトラムに関する研究を継続するとともに、Grothendieck圏及び三角圏の構造を反映するような他の概念の探索を進める。そのための1つの試みとして、Grothendieck圏の重要な例である、スキーム上の準連接層の圏の部分圏の構造を調べる。
Gevガンマ線観測による超新星残骸における宇宙線加速機構の研究

日米欧で共同開発したフェルミ衛星によって、星が死ぬ時の大爆発である超新星の残骸「W28」周辺をギガ電子ボルトの高エネルギーガンマ線で観測した。その結果、W28に付随する密度の高いガスに空間的に対応した放射を発見した。ガンマ線データを詳細に調べた結果、高エネルギーの原子核「宇宙線」が超新星残骸で加速されガスと反応している徴候を捉えた。本研究によって、今後宇宙線の加速・拡散過程を理解する上で有用となるデータが得られた。(研究の目的)地球に降り注ぐ超高エネルギーの陽子(宇宙線)がどこでどのように加速されているかは、宇宙線が発見されて以来100年たった今でも解決していない大問題である。本研究は、宇宙線起源の有力候補である超新星残骸(SNR)のうち、TeV (10^<12>eV)のガンマ線が検出されており粒子を加速している兆候を示すものに対して、次世代ガンマ線衛星GLAST (FERMIと改名された)を用いてGeV(10^9eV)付近のエネルギースペクトルをこれまでの数10倍の感度で求める。これにより、加速されている粒子が陽子かどうかを判別し、SNRがどの程度宇宙線加速に寄与しているのかを明らかにする。(19年度の研究の成果)FERMI衛星でこれまでの数10倍の感度を実現するには、荷電粒子に起因するバックグラウンドをいかに精度よく見積もるかが鍵となる。この見積もり方法を研究するには、フルシミュレーションデータの解析が必要である。研究代表者は、実験の主要推進機関であるStanford Linear Accelerator Center (SLAC)に滞在し、シミュレーション方法およびそのデータの解析手法を習得した。さらに、2007年10月および2008年3月にSLACで行われた衛星の観測運用のシミュレーションへの参加、3度のLAT検出器ミーティングへの参加など情報収集の面でも活動した。一方、GeV領域の実データの解析については、環境試験の遅れ等から衛星打ち上げが延期したため年度内には不可能になった。その代わり、X線衛星「すざく」のサイエンスワーキンググループに参加し、本研究の対象となり得る広がったTbV天体SNR J1713.7-3946およびHESS1614-518のX線スペクトルを取得する等、GeV以外の領域での準備を進めた。また、FERMIシミュレーションデータを用いてSNRのような広がった天体の解析手法も開発している。本研究は、宇宙線起源の有力候補である超新星残骸(SNR)のうち、TeV(10^<12>eV)のガンマ線が検出されており粒子を加速している兆候を示すものに対して、次世代ガンマ線衛星GLAST(FERMIに改称)を用いてGeV(10^9eV)付近のエネルギースペクトルをこれまでの数10倍の感度で求める。これにより、加速されている粒子が陽子がどうかを判別し、SNRがどの程度宇宙線加速に寄与しているのかを明らかにする。(20年度の研究の成果)昨年度は環境試験の遅れ等から衛星打ち上げが延期したが、2008年6月にFERMI衛星は打ち上げられた。SLACにおいて約2ヶ月間の初期運用に参加し、日本での運用に必要な技術を習得した。日本での運用も行い、サーベイ観測での通常運用が順調に進んでいる。現在までに半年以上のデータが蓄積された。解析の結果、空間的に相関のあるいくつかのSNRを見つけることができた。その中でもTeVで広がったSNRに対し現在解析を進めている。今のところバックラウンドとなる銀河面γ線放射や宇宙線バックグラウンドの見積もり等の不定性から、理論モデルと比較する段階には至っていないが、粒子加速の理論家である山崎とSNRの放射スペクトルモデルに関する論文を1つ書いた。(本研究の目的)地球に降り注ぐ高エネルギーの陽子(宇宙線)がどこでどのように加速されているかは、宇宙線が発見されて以来100年たった今でも解決していない大問題である。本研究は、宇宙線起源の有力候補である超新星残骸(SNR)のうち、TeV (10^<12>eV)のガンマ線が検出されており粒子を加速している兆候を示すものに対して、ガンマ線衛星GLAST(フェルミに改称)を用いてGeV(10^9eV)付近のエネルギースペクトルをこれまでの数10倍の感度で求める。(21年度の研究の成果)本年度は、フェルミ衛星で明るく輝いているSNRであるW28のデータ解析、議論を進め論文化し雑誌に投稿した。

この天体はSNRと分子雲の相互作用領域でTeVガンマ線が検出されているため、宇宙線の主要成分である陽子の加速源の最有力候補天体の1つである。ただし、放射は広がっており、銀河面に近いため背景γ線放射の見積もりが簡単ではない。それらの系統誤差を見積もり、空間分布およびエネルギースペクトルの導出を行った。得られた結果を用い放射機構の議論を行った。その結果、ガンマ線の放射はW28で加速された宇宙線陽子が分子雲中のガスと衝突する際に生ずる中性パイオンの崩壊ガンマ線で最も自然に説明できることを示した。即ち、本研究の目的であるSNRで加速されている粒子種を決定し、宇宙線に注入される総エネルギーを求めることができた。ただし、衛星打ち上げが遅れたこと、空間的広がりの推定や銀河面放射等の系統誤差の見積もりに時間を要したことから、複数の天体について論文化を進められず、系統的な研究まではできなかったことを付記しておく。
海馬の発火列による報酬予測メカニズムの解明

本研究の目的は、報酬量の予測に基づいて行われる行動選択と、その基盤を担う神経活動との相関関係・因果関係を明らかにすることである。動物の将来の経路を表象する海馬と、報酬系からの神経活動の同時記録を用いて、「海馬で表象される将来の経路ー報酬系の活動ーその後の経路選択」に相関関係があるかを検討する。本年度は主に行動試験系の設計と、海馬からの神経活動の記録を行った。まず、行動試験系には場所嗜好性試験を用いた。これまでに広く使われている行動試験系であるが、条件付けに必要とされる日数が長く、電気生理学的手法との相性が良いとは言えない状況であった。そこで、より短期間で条件付けが可能となる条件を検討した。結果、部屋の構造や、薬物の投与間隔などを調節し、従来よりも短期間で条件付けを行うことに成功した。次に、この場所嗜好性試験中の海馬神経活動を記録した。マルチユニット記録法を用いることで、複数の海馬神経細胞の発火を自由行動下のマウスから記録することに成功している。現在までに1匹のマウスから最大30細胞の発火活動を同時に記録することに成功している。今後、この記録したデータを解析することにより、場所と報酬の連合が神経活動レベルでどのようにして記述できるかに迫る。さらにその価値を外部から操作することが可能か、さらにその操作によって動物の行動に影響が生じるかについて研究を行う。この研究は報酬の予測に基づいた動物の行動と、海馬で生じる神経活動の因果関係に迫る点でこれまでに前例のない知見となる。本年度は安定した行動試験系の確立、行動試験中のマウス海馬からのマルチユニット記録に成功した。さらには記録したデータの解析にも着手しており、おおむね当初の計画の通りに進展していると判断している。今後は課題遂行中のマウスから海馬と側坐核の同時神経活動記録を行う。そのために、現在使用している電極セットを改変し、2領域に対して同時に電極を刺入可能な形状にする。同時記録から得られたデータを解析し、海馬で生じる神経活動と、側坐核で生じている神経活動の関係を探る。さらに、光遺伝学的手法を用いて側坐核の神経活動を操作する手法を確立する。
潜在看護師が臨床現場で行っている経験学習の状況と潜在看護師を受け入れる組織風土

本研究は、1看護管理者ならびに各看護単位の管理者・スタッフの潜在看護師を受け入れる組織風土を明らかにする、2潜在看護師ならびに新しい組織に馴染んだ経験のある看護師の経験学習の状況を明らかにする、3復職を支援するための組織のあり方と定着を促進するための具体的な支援対策を取りまとめることを目的とする。2018年度は、国内の原著論文を「組織の文化/組織風土」「看護」「教育」のキーワードを用いて検索し、研究テーマと関連のない文献を除外した39件の論文を読み、文献を整理した。また、経験学習に関連する書籍を講読し、成人学習に関する理論等について整理を行った。さらに、看護職で組織を変えた経験のある知人に対して、どのように組織に馴染んでいったのか、組織に馴染むためのキーパーソンはどのような人か、どのような組織風土であれば馴染めていけるのか、ラーニングとアンラーニングをどのように促進していったのかをインフォーマルに聞き、次年度以降の研究に向けての示唆を得た。中原(2018)は、「大人の学び」の原理原則を、快適空間(confort zone),成長空間(stretch zone),緊張空間(panic zone)の領域であらわし、適度な背伸びの仕事を任され、能力が伸ばされる成長空間(stretch zone)に身を置くことの重要性を示している。その成長空間はどのように形成されているのか、看護管理者に対する無記名質問紙調査を行い、次年度は組織風土に着目して計画に基づき研究を進めていく予定である。所属する大学が替わったことで新たな環境に馴染むのに時間がかかったことと、同居中の父親の介護度が上がり、介護の比重がより多くなってしまったため。当初の計画に基づいて、看護管理者に対する調査を行い、どのような組織風土で潜在看護師は馴染んでいくのか、経験学習の様相を明らかにしていきたい。計画がやや遅れているために調査に関する費用分を繰り越ししてしまった。次年度は継続している研究の一部を国際学会に発表し、新たな調査を実施する予定である。
傾斜地盤に設置された杭の地震時水平挙動に関する基礎的研究

本研究は、水平力を受ける傾斜地盤中に設置された杭基礎の問題について、その挙動性状を実験と理論の両面から明らかにすることを目的としたものである。これらの研究から得られた新しい知見は、以下の通りである。1)地盤の傾斜角度が正側に増加すると杭-地盤系の水平抵抗剛性は増加し、反対に負側に大きくなると低下する。また、終局時の水平抵抗力は地盤の傾斜角度が正側より負側の方が小さくなるが、終局状態に至る杭頭水平変位量は逆に大きくなる。ここに、地盤の傾斜角度が正側とは載荷方向に対して反時計回りを意味する。2)群杭の加力方向の前方列に位置する杭群(前方杭)の杭頭負担せん断力は後方列に位置する杭群(後方杭)より大きく、その割合は地盤の傾斜角度が大きくなれば増加する。3)群杭効率値としての同一変異量下での群杭と単杭の杭頭せん断力比は、変位量の増大に伴って増加しながら一定値に収束する傾向があるが、地盤の傾斜角度が負側より正側の方が大きな値を示す。4)我々が開発した解析法により実験結果を解析した結果、その予測値は低荷重域では良好な一致を示すが、荷重が大きくなり杭体および地盤の塑性化が進行するにつれて若干の差異が生じる。本年度の研究としては,傾斜地盤中の杭基礎が極限状態に至るまでの理論を構築すること,そして実験では杭頭自由の単杭を対象とした模型実験を行うことを計画し実行した。理論として,(1)傾斜地盤内応力の三次元的伝播による相互作用に対しMindlinの第1解および第2解を傾斜地盤に対応して座標変換し積分変換した変位影響係数を与え,(2)杭周辺地盤の進行性破壊の現象には地表面近傍の斜め上方へ滑り破壊する塑性域Iと土被り圧の大きい深い位置の杭体側方部から後方部へ滑り破壊する塑性域IIを考慮した解析モデルを与え,そして(3)杭体には線形状態から非線形そして全塑性状態に至る解析モデルを与えた解析法を構築し,プログラム化を行った。一方,実験としては,既に所有していた「地盤移動型水平載荷装置」を傾斜地盤用に改良し,杭頭自由の単杭(杭径=2.0cm,肉圧=0.1cmのアルミニウム管製模型杭)について,地盤の傾斜角θをパラメータ(加力方向に対して時計方向を正)として,θ=-32°,-17°,0°,+17°,+32°の計5種類の実験を実施した。これらの研究を通じて得られた知見は,以下の通りである。1)地盤の傾斜角θがプラスに増加すると杭-地盤系の水平抵抗剛性は低下し,反対にマイナス側に大きくなると抵抗剛性は増大する。2)実験における杭-地盤系の終局状態を地中部の最大曲げモーメントが全塑性曲げモーメントの97%(全てのストレンゲージが生存している状態)と仮定すれば,終局時の水平抵抗力はθがマイナス側よりプラス側の方が小さくなるが,終局状態に至る杭頭水平変位量は逆に大きくなる。3)構築した解析法と実験結果との比較において,弾性範囲では良好な一致を示し,杭および地盤の塑性化が進行するにつれ若干の差異が生じるが,全体的に提案する解析法は実験結果の応答性状をよく説明できる。本年(平成10年)度は、まず計画していた群杭の模型試験を実施した。試験は、昨年度に単杭試験用に改良し実施した「地盤移動型水平加力試験装置」を用い、杭頭自由で杭間隔3D(D:杭径)の4本群杭(杭径=2.0cm、肉厚=0.1cmのアルミニウム管)について行った。試験の種類は、地盤の傾斜角度θ(加力方向に対して反時計方向を正)をパラメータとして、θ=-32゚、-17゚、0゚+17°、+32゚の計5種類である。これらの試験を通して、以下の新しい知見が得られた。1)単杭と同じように、傾斜角度θが正側に増加すると杭-地盤系の水平抵抗剛性は増加し、反対に負側に大きくなると低下する。

また、終局時の水平抵抗力はθが正側より負側の方が小さくなるが、終局状態に至る杭頭水平変位量は逆に大きくなる。2)群杭の加力方向の前方に位置する列杭(前方杭)の杭頭負担せん断力は後方列杭(後方杭)より大きく、その割合はθが増大すれば増加する。3)群杭効率値としての同一変位量下での群杭と単杭の杭頭せん断力比は、変位量の増大に伴って増加しながら一定値に収束する傾向があるが、θが負値より正値の方が大きい値を示す。5)作成した解析プログラムで群杭の実験結果を解析した結果、ほぼ弾性範囲では良好な一致を示すが、抗体および地盤の塑性化が進行するにつれて若干の差異が生じる。以上の研究において、杭および地盤の塑性化が進んだ場合に解析値と実験値とが若干の差異が生じる結果が示されたが、この原因は塑性地盤反力の評価法にあることが判明した。現在は、塑性地盤反力のより適切な評価法を開発中である。
酵素超分子複合体形成による効率的な細胞内連続化学反応機構の解明

細胞内において、硝酸から窒素分子への4段階の連続した還元反応である脱窒のような連続化学反応がどのように効率よく制御されているのか理解するために、脱窒に関わるタンパク質群が超分子複合体を形成し協調的に機能しているという概念に基づき、研究を進めている。脱窒タンパク質の超分子複合体を単離するために、脱窒条件で培養した緑膿菌からの精製を試みた。細胞膜から脱窒タンパク質を抽出する際に、天然の脂質環境のまま可溶化が可能な両親媒性のスチレンマレイミド共重合体(SMA)を用いたところ、脱窒タンパク質である膜結合型一酸化窒素還元酵素(NOR)を含む画分を単離することができた。ただし、現在の条件では、可溶化の効率が良くなかったので、今後は、SAMによる可溶化を最適化し、得られた画分の分析を進める。脱窒タンパク質の中でも、既にその複合体形成が構造学的に示されているNORと亜硝酸還元酵素(NiR)の複合体を対象に低温電子顕微鏡(CryoEM)法による構造解析に挑戦している。NOR-NiR複合体については、試料の均一性に問題があり、CryoEMによる構造解析には至っていないが、脱窒タンパク質の一つであるキノール依存性NOR(qNOR)についてCryoEMによる構造決定に成功した。得られた知見は、qNORの構造機能相関の理解につながるだけでなく、今後の脱窒タンパク質複合体の構造解析にも有用である。脱窒タンパク質複合体の機能的役割について検討するために、NOR-NiR複合体について、NOの輸送機構を調べた。分子動力学計算の結果をもとにNO輸送経路上の変異体を作製し、NORへの基質結合過程を調べたところ、NORの活性部位近傍に存在し、高度に保存されたアミノ酸残基が迅速なNO結合に必要であることを発見した。脱窒タンパク質群による超分子複合体の単離精製を目指して、脱窒菌の細胞膜の可溶化法を検討してきた。可溶化の際に、界面活性剤ではなく、両親媒性のスチレンマレイミド共重合体(SMA)を用いる方法を試したところ、少なくともNORを含む成分が可溶化できることがわかった。NORと類似した試料をSMAで可溶化した際にタンパク質超分子複合体の単離に成功した例が報告されてきているので、本手法が脱窒タンパク質複合体の単離に有効であると期待できる。CryoEMによる脱窒タンパク質複合体の構造解析には、試料の調製法の更なる最適化が必要であるが、脱窒タンパク質の一つであるキノール依存性NOR(qNOR)の構造をCryoEM法により、3.2 Å分解能で決定することができた。これは、活性をもつqNORの構造を原子分解能で決定した初めての例であり、脱窒における迅速なNO分解の分子機構を理解を深めるものである。また、qNORの構造解析を通じて得た知見は、脱窒タンパク質複合体のCryoEMを用いた構造解析にもいかされるであろう。これまでに構造解析が完了しているNOR-NiR複合体について、その機能的意義に関して理解を深めるために、NOの輸送経路について検討した。NOR-NiR複合体中におけるNOの拡散を調べた分子動力学計算の結果を基盤に、NO結合経路を提案した。推定されるNO輸送経路に存在するアミノ酸残基の変異体解析からNORの活性部位近傍い存在するアミノ酸残基が非常に速いNOの結合に重要であることを見出した。このように、脱窒タンパク質の構造解析に加えて、その機能を詳しく調べることで、構造機能の相関について理解を深めることができている。脱窒タンパク質複合体の単離方法の確立を目指す。スチレンマレイミド共重合体(SMA)を用いた可溶化条件を検討するとともに、他の超分子複合体の単離に実績のあるマイルドな界面活性剤の使用も検討する。一方で、各脱窒タンパク質を精製し、それらを混合することで複合体を形成させることにも取り組む。これまでの研究で、NOR-NiR複合体の形成には、脂質が重要な役割を果たしていることが判明しているので、SMAで可溶化したものやナノディスク試料を用いる。複合体の試料が得られれば、電子顕微鏡を用いた構造解析に取り組む。qNORのCryoEMを用いた構造解析で培った知識をいかし、まずはじめに負染色による観察を行う。この際には、試料の凝集状態や、複合体の形成割合などを指標として、試料調製の条件を確立する。負染色において、均一な試料粒子が十分量観測できる条件を決定できれば、CryoEMによる構造解析を行う。構造が得られれば、相互作用部位など脱窒タンパク質複合体の機能に重要であると推測されるアミノ酸残基の変異体を調製し、機能解析を行う。脱窒タンパク質複合体の電子顕微鏡による構造解析を進めるために、脱窒過程に含まれる膜結合型一酸化窒素還元酵素(NOR)と亜硝酸還元酵素(NiR)の複合体に着目し、試料の調製法の検討を行った。緑膿菌からNORとNiRのれぞれを精製し、両者を混合したものについて、膜タンパク質の電子顕微鏡試料の調製に有効であるとされているGradient-based Detergent Removal(GraDeR)を行った。GraDeR処理後、試料のネガティブステインを行い電子顕微鏡により観察した。その結果、長辺が200オングストローム程度の粒子を確認することができた。既に明らかにしているNORおよびNiRの構造と大きさから、得られた電顕像は、NORとNiRの複合体であることが示唆された。この結果は、GraDeRが脱窒タンパク質複合体の調製に有効な手法であることを示している。

しかし、本測定条件では、NOR-NiR複合体に由来すると考えられる粒子に加えて、より小さなNORもしくは、NiR単体と予想される粒子も多くみられた。NOR-NiR複合体を安定に形成させるために、更なる条件検討が必要である。変異体解析や動態解析に向けての脱窒タンパク質の発現系の構築にも取り組んだ。NORの緑膿菌を用いた発現系を参考にし、NiRの発現ベクターを設計した。設計したNiRの発現ベクターを緑膿菌のNiR欠損株に導入したところ、緑膿菌NiR欠損株は、脱窒条件で生育できないのに対し、NiRの発現ベクターを組み込んだ緑膿菌NiR欠損株は、野生株同様に脱窒条件で生育できることが確認できた。この結果は、設計したNiRの発現ベクターが緑膿菌内で機能し、活性をもったNiRが発現できていることを意味しており、同様の系を用いることで、他の脱窒タンパク質の発現系も構築可能であることを示唆している。試料の調製については、過去に取り組んできたNORの発現系構築のノウハウをいかすことで、これまで困難であったNiRの発現系が構築できた。他の脱窒タンパク質についても、本課題を通じて得た知見をもとに発現系が構築できると考えられ、変異体解析に向けての土台を築くことができたといえる。昨年度は、既にX線結晶構造解析により複合体の構造解析を行うことができているNOR-NiR複合体をモデル系とし、電子顕微鏡での構造解析に適した試料調製法の検討を行った。緑膿菌から精製したNORとNiRを混合し、ネガティブステインを行った場合、NOR-NiR複合体と考えられるサイズの大きな粒子が観測されたが、それ以外に、凝集を起こした試料や、界面活性剤ミセルと考えられる粒子が多数みられた。そこで、試料調製法を改善するために、膜タンパク質試料の調製に効果的であるとされるGraDeRをNOR-NiR複合体に適用した。GraDeRは、試料に含まれる界面活性剤ミセルの除去に有効であるが、NOR-NiR複合体をGraDeRで処理すると、複合体の形成度合も検討できることがわかった。GraDeR処理後の試料にネガティブステインを施し、電子顕微鏡で観測したところ、NOR-NiR複合体由来と考えられる粒子を明確に観測することができた。現在のところ、観察した粒子数が少なく構造解析には至っていないが、GraDeRが複合体の単離および電子顕微鏡観察のための試料調製に効果的であることがわかった。細胞内において、硝酸から窒素分子への4段階の連続した還元反応である脱窒のような連続化学反応がどのように効率よく制御されているのか理解するために、脱窒に関わるタンパク質群が超分子複合体を形成し協調的に機能しているという概念に基づき、研究を進めている。脱窒タンパク質の超分子複合体を単離するために、脱窒条件で培養した緑膿菌からの精製を試みた。細胞膜から脱窒タンパク質を抽出する際に、天然の脂質環境のまま可溶化が可能な両親媒性のスチレンマレイミド共重合体(SMA)を用いたところ、脱窒タンパク質である膜結合型一酸化窒素還元酵素(NOR)を含む画分を単離することができた。ただし、現在の条件では、可溶化の効率が良くなかったので、今後は、SAMによる可溶化を最適化し、得られた画分の分析を進める。
タキソ-ル系抗癌剤の開発研究

イチイ科植物から単離されるタキソ-ルは乳癌、卵巣癌等に対して強い抗腫瘍活性を持つことと作用機序の特異性の両面から今日最も注目されている天然由来の抗癌剤の一つで、1990年代の抗癌剤と称されている。本研究では新規タキソ-ル類似構造(タキソイド)を有する抗癌活性物質の開発を目的とし、各種中国産イチイ科植物につき成分研究を行ない、新骨格を持つリ-ド化合物の発見と活性物質への化学変換が可能なタキソイドの検索を行なった。Taxus chinensis, Taxus Yunnansis並びにTaxus chinensis ver. maireiからそれぞれタキソ-ルを含む既知ジテルペン16種と共に、20種以上の新ジテルペン化合物の単離に成功し、そのうち16種の新化合物の立体をも含めた構造解明に成功した。この精密構造解明には、2次元核磁気共鳴法が効果的で特に遠隔^<13>C-^1H COSY法(ROESY)により各種の置換基の結合位置を決定することができた。これらの新ジテルペンは従来型のタキソイド4種、6/8/6のタキソイド転位体といえる5/7/6系新骨格ジテルペン12種であった。後者の型のジテルペノイドの大部分は溶液中で室温下数種の立体配座の混合物として存在し、それらの詳細な溶液中での立体配座を明かにした。尚、その存在比はテルペンのB及びC環上の置換基の有無、種類、位置により種々変化する。新化合物のtubulinに対する活性については残念ながら現在のところタキソ-ルに匹敵する活性は認められていない。抗癌活性物質開発のための化学変換に必要な上記5/7/6型を含む化合物の量的確保と、それらへの抗癌活性に必須とされるC13位側鎖の導入、並びに活性試験を行なう予定である。また、活性配座解析と計算化学データに基づく人工設計タキソ-ル系抗癌剤の開発については現在なお進行中であり、今後継続していく予定である。イチイ科植物から単離されるタキソ-ルは乳癌、卵巣癌等に対して強い抗腫瘍活性を持つことと作用機序の特異性の面から今日最も注目されている天然由来の抗癌剤の一つである。本研究ではタキソ-ル並びに類似抗癌活性物質の確保と開発を目的とし、中国産イチイ科植物につき新骨格を持つリ-ド化合物の発見と活性物質への化学変換が可能なタキソイドの検索を行ない以下の知見を得た。Taxus chinensis並びにTaxus chinensis ver.maireiからそれぞれタキソ-ルを含む13及び7種の既知ジテルペンと共に、14種、及び2種の新ジテルペン化合物を単離した。これらの化合物の単離、精製課程において設備備品として購入した液体高速クロマトグラフは有用でその威力を充分に発揮し研究の速やかな遂行に大いに役立った。単離精製した新ジテルペンにつき各種スペクトル手法により精密構造解明した。この際、非破壊的手法の2次元核磁気共鳴法が効果的で、特に遠隔^<13>C-^1H COSY法により各種の置換基の結合位置の解明に成功した。また一部の化合物についてはX-線解析により最終的に構造解明を行なった。

その結果、以前初めて天然から単離し報告したtaxchinin A以外に11種の5/7/6系新骨格と4種の従来型タキサン骨格の新規化合物の立体をも含めた構造決定に成功した。興味あることに5/7/6型の新化合物の大部分は溶液中で2種の立体配座の混合物として存在することが認められ、それらの詳細な解析を行なった。これらの現象はタキソ-ルなど従来の化合物には見られない現象である。尚、立体配座の存在比は環状の置換基の有無、種類、位置により種々変化することが明らかになった。新化合物の一部についてtubulinに対する活性を予備的に調べたところ現在のところタキソ-ルに匹敵する活性は認められていない。タキソ-ルなど活性物質への化学変換に必要な5/7/6型を含む化合物の単離と化学変換については現在進行中である。イチイ科植物から単離されるタキソ-ルは乳癌、卵巣癌等に対して強い抗腫瘍活性を持つことと作用機序の特異性の両面から今日最も注目されている天然由来の抗癌剤の一つで、1990年代の抗癌剤と称されている。本研究では新規タキソ-ル類似構造(タキソイド)を有する抗癌活性物質の開発を目的とし、各種中国産イチイ科植物につき新骨格を持つリ-ド化合物の発見と活性物質への化学変換が可能なタキソイドの検索を行ない最終年度の今年度は以下の知見を得た。Taxus chinensis, Taxus Yunnansis並びにTaxus chinensis ver. maireiからそれぞれタキソ-ルを含む既知ジテルペンと共に、数種の新ジテルペン化合物の単離に成功した。単離精製した新ジテルペンにつき各種スペクトル手法により精密構造解明を試みた。この際、2次元核磁気共鳴法が効果的で特に遠隔^<13>C-^1H COSY法(ROESY)により各種の置換基の結合位置の解明に成功した。その結果、以前我々が初めて天然から単離し報告した5/7/6系新骨格ジテルペン数種の構造決定に成功した。これらの5/7/6型のジテルペノイドの大部分は溶液中で数種の立体配座の混合物として存在することが既に解明されているが、今年度もそれらの詳細な解析を行ない溶液中での立体配座を明かにした。尚、その存在比はテルペンのB及びC環上の置換基の有無、種類、位置により種々変化することが結論づけられた。新化合物のtubulinに対する活性については残念ながら現在のところタキソ-ルに匹敵する活性は認められていない。タキソ-ルなど活性物質への化学変換に必要な5/7/6型を含む化合物の量的確保のため新たに中国雲南省にて植物を採集した。天然からの単離化合物につき抗癌活性に必須とされるC13位側鎖の導入とその活性試験を行なう予定である。また、活性配座解析と計算化学データに基づく人工設計タキソ-ル系抗癌剤の開発については現在なお進行中であり、今後継続していく予定である。
自発的相分離による有機イオン会合体相抽出／環境計測法の開発とオンサイト分析

本研究では環境水中の様々な目的成分に対して静置するだけで自発的に相分離する有機イオン会合体相(IAP)を利用した抽出/水環境計測法ー特に吸光光度定量ーを開発する。提案している自発的相分離によるIAP抽出/水環境計測法は,試料水を呈色させ,有機陽イオンC+と有機陰イオンAーを加えた後,遠心分離することなく静置するだけで自発的にIAPを分離させ,測定する方法である。そこで,化学物質をどのようにすれば抽出できるかあるいはどのような化学物質が抽出できるかを検討し,自発的に相分離し,かつ抽出能が高いIAPを探し,水環境を計測する方法を開発する。開発した計測法をオンサイト分析に応用する。
非線形動力学的観点からの群知能ロボットシステムの構築

本年度の研究目標は、前年度に得られた2つの知見を融合し、より複雑な自律分散ロボットシステムの構築を目指し、1.律ロボット群によるコロニー形成(シミュレーション)2.自律ロボット群によるコロニー形成(実験)を行うものとした。この目標に対し得られた知見を以下に述べる。(1)収集場所が固定されている場合、その振る舞いを状態遷移図で表現し、その解がシミュレーション結果とたいへんよく合うことを見出した。このことはボトムアップアプローチにより解析的に群知能を理解していくという本研究のベースとしてたいへん重要な意味を持つものである。また、収集場所が複数ある場合でも同様の結果を導き出すことができた。(2)実験に関しては試作機を製作し、小規模ながら定性的な実験を行った。ただ、実験スペースなどの物理的な制約により、定量的な評価を行うまでには至っていない。この件については今後の継続課題として扱うものである。本年度は上記に加え、下記のような新しい試みも行った。(3)簡単な動力学特性に基づくロボット群によるフォーメーション形成に関する基礎的な研究。空間分解能の有限化、遮蔽効果などを考慮したロボット群に任意の群れ形態を与えるためのルール・アルゴリズムの確立を目指し、その基本的な研究を行った。(4)複数の作業を想定し、局所的な相互作用で大局的な比率調整を自動的に機能させるための基礎的な研究に着手した。この件についてはまだ基礎的な研究を行ったにすぎないため、今後より詳細な研究を進めていくものである。簡素な相互作用を持つロボット群の振る舞いを非線形物理学の観点から捉え研究をおこなった。本研究の目的は群れることによる集団の効率を測ることである。そこで比較的簡単で普遍性の高い作業(分散物収集タスク)を想定し、その作業に対する群れの効率を測定した。なお、本研究は計算機によるシミュレーションとロボットによる実験の二本立てで行われた。本年度得られた結果は以下の通りである。(1)収集場所が固定されている場合、餌の分布状況に応じて適当なロボット間相互作用・相互作用時間が存在することが明らかになった。特にフラクタル状の餌分布フィールドを用いることによって、ひとつのパラメータで餌の局在状況を表現することができ、そのフィールドにおける群れロボットの振る舞いを解析し、分布状態の次元と最適相互作用時間の関係を導いた。(2)収集場所が固定されていない場合、Deneubourgのルールに従うことで餌は収集されるが、前項と同様の相互作用を導入し、群れが効率的に餌を収集できることを定量的に示した。(3)餌場が巣から等間隔・等距離のところに数カ所、局在している場合、ロボット間の相互作用により餌場が時計回り、もしくは反時計回りに処理される現象が生じることを発見した。各ロボットは餌場の分布状況が未知のまま、相互作用のみによって資源を運んでいるにも関わらず、フィールド全体で捉えると、ある種の空間構造を形成していることになる。これはもっとも単純な創発システムの1つといえる。(4)相互作用を有するロボットと独立に作業するロボットからなる不均一マルチロボットシステムに探索収集タスクを与え、餌の分布状態の次元に応じた最適比率があることを示した。
トンネル反応は磁場で制御できるか

典型的なトンネル反応である低温での水素分子とシクロヘキセン反応を水素吸蔵合金上で行った。前年度に製作したクライオスタット温度制御真空システムを質量分析器と接続し,トンネル反応生成物の同定と圧力低下を追跡した。偽一次速度式を適用して解析し速度定数を求めたところ,低温でも速度定数が変化せず,この反応がトンネル反応であることが分かった。この反応を磁場を印加して行ったところ,顕著に速度定数が小さくなり,水素トンネル反応が磁場によって抑制されることを世界で初めて実証した。電極上での脂質膜を介してのトンネル電子移動のための磁場印加システムを用いて,陽イオン性脂質膜を電極上に自己組織的にあるいは電位掃引によって安定に形成する方法を確立した。また,チオレート脂質膜を金電極上に事故組織化させ,その上にイオン結合によってフェロセン脂質膜を重層し,レドックス脂質膜-自己組織化膜-電極反応系を構築した。サイクリックボルタモグラムのピーク間電位は自己組織化膜の膜厚(炭化水素鎖長)に依存し,電子移動がトンネル過程であることがわかった。この系に磁場を膜面に垂直になるように印加したところ,ピーク間電位が小さくなり,膜厚が薄くなったことが示唆された。これを脂質膜の磁場配向によるものと解釈した。トンネル現象への磁場効果の可能性のある系を広く探索的に実験し、現象を整理するために、典型的なトンネル反応である低温での水素分子反応と電極上での脂質膜を介してのトンネル電子移動のための磁場印加システムとしての装置を構築した。これらを用いて、水素吸着量検出、反応の実証法、最適電極系の作成、安定脂質膜の作成法などをデータを取りながら、検証した。予備実験として、超伝導マグネットによる強磁場印加効果を検討した。水素分子から水素原子を発生きせるために紫外光を用いるので、15K級クライオスタットにサファイア窓とガス導入部を設け、また、圧力変化を鋭敏にしかも温度揺らぎの影響を避けるために差圧システムとして設計・製作し、真空システムと接続した。これは、適宜ガスクロマトグラフィーや質量分析器に接続可能とした。カーボンナノチューブへの水素吸着は低温で磁場によって影響され、水素分子凝縮相の磁性がバルク磁性と異なることを発見した。芳香族分子と水素原子とのトンネル反応をサンプル固体なしで検討し、圧力減少を鋭敏に検出した。質量分析器による反応物の検出には至っておらず、また、温度変化によるトンネル反応の検証にも成功していない。陽イオン性脂質膜を電極上に自己組織的に、あるいは電位掃引によって安定に形成する電極システムを構築した。鉄錯体水溶液-脂質膜-電極系でのレドックス反応への磁場効果をサイクリックボルタンメトリーによって検出した。また、水素結合を介した複合膜でも同様に磁場効果を検出した。これらがトンネル電子移動である可能性を含めて検討中である。トンネル現象への磁場効果を検証するために、典型的なトンネル反応である低温での水素/芳香族分子反応と電極上での脂質膜を介してのトンネル電子移動を調べた。前者については、圧力応答による水素吸着量検出と質量分析による反応の実証、および同位体効果を検討し、後者については、最適電極系の作成、イオン対複合膜の安定化、膜形成の実証などをデータを取りながら、検証した。超伝導マグネットによる磁場印加システムを構築し、強磁場印加効果を検討した。反応性水素原子を水素分子から発生させるために紫外光と水素吸蔵合金を用いた。トンネル反応を追跡するために15K級クライオスタットにサファイア窓とガス導入部を設け、圧力変化を鋭敏にしかも温度揺らぎの影響を避けるために差圧を検出し、質量分析器に接続して反応物を確認した。ベンゼン/水素/活性炭素繊維系、シクロヘキセン/水素/水素吸蔵合金系で水素付加反応の温度依存性を調べ、トンネル反応が進行することを見出した。これは重水素による同位体効果によって検証した。磁場はトンネル反応の種類に依存して、抑制にも促進にも寄与することが判った。電極上のカルボキシル基をもつ自己組織化膜(SAM)上に陽イオン性脂質膜を自己組織的に複合化させ、イオン対を介した電子移動系(トンネル系)を構築した。鉄錯体水溶液-脂質複合膜-電極系でのレドックス反応への磁場効果をサイクリックボルタンメトリーによって検出した。特別な複合化手法によってのみトンネル電子移動系を構築でき、磁場によって電子移動を制御できることが分かった。

また,チオレート脂質膜を金電極上に事故組織化させ,その上にイオン結合によってフェロセン脂質膜を重層し,レドックス脂質膜-自己組織化膜-電極反応系を構築した。サイクリックボルタモグラムのピーク間電位は自己組織化膜の膜厚(炭化水素鎖長)に依存し,電子移動がトンネル過程であることがわかった。この系に磁場を膜面に垂直になるように印加したところ,ピーク間電位が小さくなり,膜厚が薄くなったことが示唆された。これを脂質膜の磁場配向によるものと解釈した。
トランス脂肪酸及びグリシドール脂肪酸エステルの網羅的リスク評価法の確立

食用油中のトランス脂肪酸(TFA)を測定したところ、0.31.93g/100gの範囲であったが、加熱すると減少した。食用油中のGE量を測定したところ、いずれの食用油中にも検出されたが、加熱すると減少した。また、GEの遺伝毒性を調べたところ、エームス試験、コメットアッセイ、小核試験で有意な毒性が確認できた。さらに炭直火で加熱調理した豚挽肉パテ中のGEs量を測定したところ、多くのGEが生成した(195g/100g)。以上の結果より我々は日常的に生体に影響を及ぼすTFA及びGEを摂取していることが明らかになった。今後もさらに、これら化学物質のヒトに対するリスク評価を行うことは重要である。グリシドール脂肪酸エステル及びグリシドールの変異原性をTA98及びTA100を用いるエームス試験で調べた。また、両物質をICRマウス(6週齢・♂)に解剖24及び3時間前の2回経口投与(各2.7 mmol/kg.b.w.)し、血液、骨髄細胞、肝臓、腎臓、脳を採取した。各臓器におけるDNA損傷性はコメットアッセイを用いて、骨髄細胞における染色体異常誘発性は小核試験を用いて調べた。さらに、バーベキューとフライパンで加熱調理した食肉中のグリシドール脂肪酸エステル量をLC/MS/MSを用いて測定した。グリシドール脂肪酸エステル及びグリシドールはエームス試験において、TA100株で変異原性を示した。また、両物質をマウスに経口投与して、肝臓、腎臓、脳、血液におけるDNA損傷性をコメットアッセイを用いて調べたところ、いずれの臓器においてもDNA損傷性が有意に増加した。また、骨髄細胞における小核誘発能を調べたところ、グリシドール脂肪酸エステル投与群では有意な誘発能は見られなかったが、上昇傾向を示した。一方、グリシドール投与群では、有意な小核誘発能がみられた。バーベキュー及びフライパンで加熱調理した食肉中のグリシドール脂肪酸エステル量をLC/MS/MSを用いて測定したところ、いずれの加熱法でもグリシドール脂肪酸エステルが検出された。特に、高温で加熱調理するバーベキューではフライパンでの加熱に比べ、グリシドール脂肪酸エステルの生成量が増加することが明らかになった。本研究では、食用油以外の食品中にGEsが含まれているか確認するために、豚挽肉を様々な条件下で加熱調理し(調理方法、温度、時間)、GEsが生成するか検討した。豚挽肉100 gを用いて、直径100×厚さ15 mmの大きさのパテ様肉を作製し、ガス加熱(フライパン調理)や炭直火加熱(BBQ調理)で加熱後、粉砕した。粉砕した加熱処理肉を凍結乾燥し、乾燥物約10 gをソックスレー抽出器を用いて、エーテルで抽出した。抽出液を減圧濃縮して測定用試料とし、試料を逆相固相抽出カートリッジ(Sep-Pak Vac RC C18 cartridge)及び順相固相抽出カートリッジ(Sep-Pak Vac RC Silica cartridge)を用いて前処理を行った後、メタノール/2-プロパノール(1:1)に溶解して分析用試料とし、LC/MS/MSを用いて。なお、測定対象GEsとして、ステアリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、リノール酸及びリノレン酸グリシジルの各GEs量を測定した。その結果、加熱調理した豚挽肉パテ100g当たりに含まれる総GEs量を測定したところ、フライパンを用いたガス加熱調理では、弱火加熱(150°C)、5分間では0.54μg、10分間で0.73μg、15分間で0.38μg、20分間で2.18μgであり、強火加熱(250°C)、5分間では4.74μg、10分間では8.03μgであった。また、炭直火加熱(最高温度:656°C)では平均195μg(15.5321μg)であった。また、各GEs含有量を比較したところ、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸グリシジルの順に加熱調理後の豚挽肉パテ中に多く含まれていることを確認できた。現在、食用油中にトランス脂肪酸(TFA)及びグリシドール脂肪酸エステル(GFE)が混入しており、ヒトに対する健康影響が社会問題となっている。TFAはマーガリン等の硬化油に含まれ、その製造工程において不飽和脂肪酸から飽和脂肪酸を生成させるための水素化により生成するといわれている。TFAは心臓疾患や動脈硬化との関連が指摘されている。また、最近、食用油中のGFEのヒトに対する健康影響が問題となっている。GFEは構造内にグリシドール骨格を持ち、グリシドールは国際がん研究機関により、「ヒトに対して発ガン危険性あり(2A)」に分類されている。したがって、生体内においてGFEからグリシドールが遊離し、発がん性を示すことがと考えられる。

以上のことより、食品中のTFA及びGFEのヒトに対するリスク評価を行うことは重要である。本年度は、市販の9種類の食用油(サラダ油、キャノーラ油、べに花油、調合油、大豆油、オリーブ油、米油、コーン油、綿実油)中のTFA及びGFE量を測定し、さらに実際の加熱調理過程において両物質量が変動するか検討した。各食用油中のTFA量は0.31.93(g/100 g)の範囲であり、1日摂取エネルギー換算で世界保健機関(WHO)の定めた基準値以下であった。DAG油以外の各食用油を180°Cで加熱処理したところ、TFA量は減少する傾向を示した。食用油中のGFE量を測定したところ、DAG油に最も多く含有していることを確認した。また、他の市販食用油中にもGFEが微量に検出された。さらに、各食用油を180°Cで加熱したところ、GE量は減少する傾向を示した。以上の結果より、市販の食用油中にはTFA、GEが含有されており、通常の調理過程では、TFA及びGFE量は減少する傾向を示した。平成24年度では、グリシドール脂肪酸エステル及びその生体内での分解物であるグリシドールの安全性を各種遺伝毒性試験を用いて評価した。また、加熱処理した食用油及び加熱調理した食肉中のグリシドール脂肪酸エステル量をLC/MS/MSを用いて調べた。その結果、グリシドール脂肪酸エステルが各種遺伝毒性試験において遺伝毒性を示すことが確認できた。また、市販の各種食用油およびDAG油中のグリシドール脂肪酸エステル含量が測定したところ、DAG油に多く含まれていることを確認できた。さらに、これらの油を加熱処理したところ、グリシドール脂肪酸エステル量が減少する傾向がみられた。バーベキュー及びフライパンで加熱調理した食肉中におけるグリシドール脂肪酸エステル量をLC/MS/MS法を用いて測定したところ、いずれの加熱調理法においてもグリシドール脂肪酸エステルが検出された。特に、高温での加熱調理法であるバーベキューではフライパンでの加熱に比べ、グリシドール脂肪酸エステル量が増加することを確認した。これらの成果は、平成24年度の当初の研究計画においておおむね順調に進展しており、特に食用油以外の食品である加熱食肉中にグリシドール脂肪酸エステルに含まれることを確認できたことは新規の成果であるといえ、平成25年度においてもさらに検討する予定である。本年度は、市販の9種類の食用油(サラダ油、キャノーラ油、べに花油、調合油、大豆油、オリーブ油、米油、コーン油、綿実油)等食品中のトランス脂肪酸(TFA)及びグリシドール脂肪酸エステル(GFE)を分析し、さらに実際の加熱調理過程において両物質量が変動するか否か検討を行った。その結果、各食用油中のTFA量が明らかになった。また、各食用油を実際の加熱調理温度である180°Cで加熱処理したところ、TFA量は減少する傾向を示した。次に各食用油中のGFE量を測定したところ、DAG油中に最も多く含有していることを確認した。他の市販食用油中については微量に含まれることを確認し、特にこめ油に多く含まれていることが明らかになった。さらに、180°Cで各食用油を加熱処理したところ、GFE量は減少する傾向を示した。以上の結果より、当初の計画の通りに食用油中のTFA及びGFE量を明らかにすることができ、また加熱調理によるTFA及びGFE含有量への影響についても確認することができた。
^1H-MRS法による骨格筋の細胞内・外脂肪量と加齢,体組成,体力,運動と脂質代謝

筋細胞内脂肪はエアロビクスやクロスカントリースキーのような長時間種目のスポーツ競技をしている選手では脂肪を運動のエネルギーとして有利に活用するため骨格筋細胞内に脂肪を豊富に蓄積している。しかし、短時間の競技の選手では筋細胞内の脂肪量は少ない。本研究により筋細胞内脂肪量は加齢、食事、運動習慣による影響を受けていることが解明され、健康保持やスポーツにおいて適量を維持する必要性が示唆された。【目的】大豆タンパク質に脂質代謝改善作用があることは古くから知られている。本研究では大豆タンパク質の長期摂取が運動選手の筋内脂肪量、体組成、筋力、全身持久力へ与える影響について検討した。【方法】規則的な運動習慣を有し、日常的にプロテインを摂取していない健康な男子大学生を被験者とし、無作為に大豆タンパク群(D群)とカゼイン群(C群)の2群にそれぞれ被験者を分け、2ヶ月間のタンパク質摂取前後の筋内脂肪量、体組成、筋力、全身持久力の値について比較検討した。D群の平均年齢は21±1.2才(n=8)、身長;174cm、体重;69kg、体脂肪率が11.9±4.6%で、C群の平均年齢は20.4±0.7才(n=8)、身長;171cm、体重;68kg、体脂肪率が12.3±5.6%であった。筋内脂肪量の測定にはプロトン核磁気共鳴法(^1H-MRS)を用いて、右足の前脛骨筋(TA),ヒラメ筋(SOL),内側腓腹筋(MG)を被験筋に用い、筋中央部1箇所の1cm^3セル内に含まれる筋細胞内脂肪量(IMCL)を定量した.全身持久力の測定には呼吸代謝装置を用いてトレッドミル走により最大酸素摂取量を測定した。筋力は等速性筋力マシンを用いて下肢(スクワット)・上肢(ベンチプレス)の最大筋力を測定した。体組成の計測は空気置換法により体脂肪率を求めた。【結果と考察】食事調査の結果、両群ともに調査前後における食事によるタンパク質と総カロリーの摂取量に変化はなかった。体組成と身体特性に変化は認められなかった。両群のそれぞれの筋におけるIMCL量に変化は認められなかった。また、細胞外脂肪量についても摂取前後の値において有意な差は認められなかった。最大酸素摂取量は両群ともに増加を示したが、最大筋力においては変化が認められなかった。以上のことから、二ヶ月間のタンパク質摂取において全身持久力の向上が認められ、有酸素能力改善の可能性が示唆された。目的】加圧トレーニングは上肢や下肢の付け根を適度に血流制限することにより、低負荷のレジスタンス運動でも高負荷のレジスタンス運動と同様の効果が短期間で得られることが知られている。また、歩行運動のような有酸素運動についても加圧歩行を実施することによって筋断面積の増加が認められることが報告されており、運動の種類に関わらずその著しい効果が認められている。本研究では加圧歩行が筋内脂肪量、体組成、筋力、全身持久力へ与える影響について検討した。【方法】健康な30代女性(34.1±2.6才(n=9)、身長;158±5.2cm、体重;52.5±6kg、体脂肪率;24±3.8%)を対象に、加圧による血流制限を伴う歩行トレーニングを実施した(以下加圧歩行)。被験者には加圧マスターミニ((株)サトウスポーツプラザ)を用い、大腿部基部に特製の加圧ベルトを巻き(装着圧:20mmmhg加圧圧:130mmHg)血流制限し、水平のトレッドミルを用いて、3.5km/hの歩行速度で3分間の歩行を1分の休憩を挟み、5セット合計15分間の加圧歩行を週6日2週間実施した。筋内脂肪量の測定にはプロトン核磁気共鳴法(^1H-MRS)を用いて、右足の前脛骨筋(TA)、ヒラメ筋(SOL)、内側腓腹筋(MG)を被験筋に用い、筋腹部1箇所の1cm^3セル内に含まれる筋細胞内脂肪量(IMCL)と筋細胞外脂肪量(EMCL)を定量した。また、それぞれの筋における総クレアチニン量についても定量した。筋断面積と下腿部の皮下脂肪量はMRIによって筋断層写真を撮影し断面積を求めた。全身持久力の測定には呼吸代謝装置を用いてトレッドミル走により最大酸素摂取量を測定した。体組成の計測は空気置換法により求めた。これらの測定データについて、加圧歩行前後の値を比較検討した。【結果と考察】体重・BMI・体脂肪率・除脂肪体重などの身体特性について比較してみると、加圧歩行前後の値において有意な差は認められなかった。最大酸素摂取量についても有意な差は認められなかった。それぞれの筋のIMCL量は、加圧歩行前後の値において有意な差が認められなかった。しかしながら、SOLのEMCLについては、加圧歩行後の値が加圧歩行前の値と比較して有意に低い値を示した。

総クレアチニン量については加圧歩行後のSOLの値が加圧歩行前の値に比較して有意な増加を示した。皮下脂肪量は加圧後に有意に低い値を示した。以上のことから、2週間の加圧歩行によって体脂肪率には有意な変化が認められないものの、下腿における皮下脂肪と細胞外脂肪量の低下が認められ、局所的に筋の脂肪を消費する可能性が示唆された。【目的】持久トレーニングを積んだ競技選手の筋細胞内脂肪(IMCL)は一般健常者より高いことが報告されている。本研究では有酸素運動を積んでいる女性のIMCLについて調査検討した。【方法】被験者にはエアロビクスインストラクター(エアロ群)(32.5±6.6才(n=12),身長;158±5.1cm,体重;50.2±3.2kg,BMI;20.2±1.3m/kg^2,体脂肪率;17.1±2.1%)と健康な女性(34.1±2.6才(n=9),身長;158±5.2cm,体重;52.5±6kg,BMI;21±2.3cm,体脂肪率;24±3.8%)を対象群に用いた。筋細胞内脂肪の測定にはプロトン核磁気共鳴法(1H-MRS)を用いて、右足の前脛骨筋(TA)、ヒラメ筋(SOL)、内側腓腹筋(MG)を被験筋に用い、筋腹部1cm^3内に含まれるIMCLと筋細胞外脂肪(EMCL)を定量した。下腿部の筋断面積と皮下脂肪量はMRIによって筋断層写真を撮影し断面積を求めた。最大酸素摂取量の測定には呼吸代謝装置を用いてトレッドミル走により測定した。体脂肪量の計測は空気置換法により求め、これらの測定データについて比較検討した。【結果と考察】エアロ群の最大酸素摂取量は対象群に比し有意に高い値を示し、エアロ群の高い持久性能力が認められた。しかしながら、それぞれの筋のIMCL量はエアロ群と対照群との間に有意な差は認められなかった。先行研究によると肥満によりIMCLは増加することが知られているが、対照群の体脂肪率はエアロ群のそれより著しく高いため明らかな差が認められなかったのだろう。一方、EMCLについては、SOLにおいてエアロ群の値が対照群のそれと比較して有意に低い値を示した。TA及びMGのEMCLは両群間に差は認められなかった。霜降り状の脂肪とされるエアロ群のEMCLに低い値が認められた。【目的】筋細胞内脂肪(IMCL)は持久ランナーにおいて高い値が認められ、持久運動の重要なエネルギーとなっていることが知られている。本研究では冬季スキー選手のIMCLを定量しその競技特性について検討した。【方法】被験者には持久系種目としてバイアスロン種目を含む距離スキー選手(XC群;身長: 170±7.9cm,体重: 6414±0.7kg, %FAT : 10.2±0.6, n=8名)とアルペン選手(AL群;身長: 172±1.4,体重: 73.1±2.5, %FAT : 14±1.5, n=10名)を用いた。また、健康な一般男子7名を対照群(CON群;身長: 170±2.5,体重: 58.3±2.4, %FAT : 15.5±0.9)として用いた。筋内脂肪量の測定には1H-MRS法を用いて、前脛骨筋(TA)を被験筋に用い、安静時におけるIMCLと筋細胞外脂肪量(EMCL)、総クレアチン量(TCr)、水分量(MW)について比較検討した。【結果と考察】