hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
術後患者における背部蒸しタオル温罨法の気分、疲労、活動量、自律神経活動への影響

測定用具は、日本版POMS(気分)、自覚症状しらべ(疲労感)、加速度計測装置付歩数計ライフコーダー(活動動)を用いた。自律神経活動は、最大エントロピー法による心拍変動の周波数解析により低周波数成分(LF)、高周波成分(HF)、全周波数成分(TP)を求め、交感神経活動の指標としてLF/HF、副交感神経活動の指標としてHF/TPを用いた。気分の変化は、緊張-不安、抑うつ-落ち込みは術前に比し術後67日目に有意に低下した。疲労、混乱は術前に比し術後2130日目に有意に低下した。疲労感は術前、術後67日目に比し術後2130日目に軽減する傾向が見られた。活動量は、退院後1週間目までに増加し、以後増減を繰り返す傾向が見られ、消費カロリーは退院後1週間目と2週間目で有意な増加が見られた。LF/HFは術前に比し術後67日目には上昇し術後2130日目に低下し、HF/TPはLF/HFと拮抗した変化が見られたが、有意差は得られなかった。4名に安静臥床、2名に背部ケアを行った。安静臥床による変化は、HF/TPが高値を示した事例では術前、術後67日目、2130日目いずれも自律神経活動の変化は小さく、HF/TPが低値の事例では術後67日目、術後2130日目にHF/TPが低下しLH/HFが増加する可能性があり、背部ケアによる変化は、術後67日目、術後2130日目に大きく見られ、HF/TPが増加することによりLH/HFが低下する可能性があると思われた。本研究は婦人科外科患者を対象に術前、術後、退院後の気分、疲労度、自律神経活動、活動量の経時的変化を明らかにし、更に安静臥床と背部温罨法ケアによる気分、疲労度、自律神経活動への影響を比較することを目的とした。測定用具は、日本版POMS(気分)、自覚症状しらべ(疲労度)、心拍変動スペクトル解析の最大エントロピー法(自律神経活動:交感神経活動指標LF/HF、副交感神経活動指標HF)、加速度計測付き歩数計を用いて、平成12年度に患者6名(安静臥床4名、背部温罨法ケア2名)のデータ収集を行なった。本年度、患者4名(背部温罨法ケア)でデータ収集を行ったが、対象者数が得られないために、追加研究として健常者における気分、疲労度、自律神経活動、活動量の測定と安静臥床と背部ケアにおける気分、疲労度、自律神経活動の測定を行い、外科患者と健常者との比較検討を行なうことを最終目的とした。対象患者は子宮筋腫または卵巣のう腫の摘出術を受ける目的で入院した10名(平均年齢46.6歳)、開腹術2名、内視鏡術8名であった。健常者である対象は13名(平均年齢48.4歳)であった。術前(手術前日)、術後(術後6-7病日)、退院後(2-3週間)の気分の変化は、緊張-不安、抑うつ-落ち込み、疲労、混乱で有意な低下を示した。自律神経活動は術前、術後、退院後で大きな変動を示さず安定していた。健常者との比較では術前患者の抑うつ-落ち込みで有意差が見られたのみであった。したがって、本研究の対象である外科患者は順調な回復をしたことが明らかになった。しかし、退院後の活動量については健常者の3割程度の回復にとどまっており、退院後の患者のQOLを上げるための看護の課題が示唆された。背部温罨法ケアの気分への影響は患者と健常者で有意差は得られなかったが、術後患者では緊張-不安、混乱を軽減し、健常者では抑うつ-落ち込み、疲労、混乱を軽減する傾向が示唆された。また、自律神経活動への影響は、有意差は得られなかったが、患者に於いても健常者に於いても安静臥床に比しHF、LF/HFを大きく変動させる傾向が示唆され、特にケア前のLF/HFのばらつきをケア後に収束に向かわせる傾向が示唆された。
生態・形態・遺伝情報に基づくニホンジカの島嶼化プロセスとメカニズムの解明

ニホンジカの島嶼化プロセスとメカニズムを解明するために、島に導入されたニホンジカの生態・形態・遺伝の年代的変化を調べた。餌資源化で体の小型化が生じ初産齢が上昇したが、間引きによって体重の増加と初産年齢の低下が生じた。餌の変化に対応して第一大臼歯の摩耗速度は初回の崩壊後に早まった。一方、臼歯列サイズは、減少から増加に転じた。有効個体群サイズおよび遺伝的多様性も一度減少したが、その後それぞれ安定および増加に転じた。以上は、餌資源制限下で形態・遺伝に対して正の自然選択が働いた可能性を示唆している。コホート解析:洞爺湖中島で19792012年に収集された標本から性・年齢構成の復元を行いkey-factor/key-stage analysisによって、個体数変動にはオスの影響が卓越していること、二回目の個体数のピークは初回を上回っていること、餌資源が変わることによって密度効果が弱くなったことなどが示唆された。本研究の成果はとりまとめて、現在投稿中である。形態解析:洞爺湖中島のニホンジカ標本の総計300標本以上の頭骨の計測を行うと同時に、駆除個体の骨格標本作成・登録を行った。収集した計測データの解析から、1)大臼歯の磨耗が食性の変化に対応し、時代とともに速くなったこと、2)頭骨のサイズは時代と共に小型化し、これは栄養状態の悪化が影響していると考えられること、3)一方で、大臼歯に関連する計測項目では、サイズが時代と共に減少したのちに増加に転じるパターンが認められ、これは栄養状態の悪化による可塑的な変化では説明できず、大臼歯の磨耗に応じた適応進化が生じた可能性があること、が明らかとなった。この成果について、国内学会のシンポジウムおよび論文を国際誌に発表した。遺伝的多様性:個体群創立から個体数変動が記録されている北海道洞爺湖中島のエゾシカ個体群において、ボトルネックが遺伝的多様性に与えた影響を明らかにすることを目的に、マイクロサテライトDNA分析を行った。ボトルネック前(Phase 1),ボトルネック後(Phase 2)、大量捕獲期(Phase 3)と時代区分を定義し、遺伝的指標の経年変化を明らかにした。出生年間比較からは1983年にFis(近郊係数)の上昇が確認されたほか,Phase間比較からはPhase1でFisが高い傾向が明らかになった.このことから、個体数崩壊前後に,何らかの生態学的な変化が起こった可能性が示唆された.洞爺湖中島のシカは長期的な餌資源制限下で、体サイズや体重の減少が生じることにより、初産年齢が2歳から4歳へと上昇ていたが、2014-2015年度に約10頭/km2まで密度を低減させることによって、体重の回復傾向や2歳での妊娠(3歳での出産)が確認されるようになった。まだ、標本数が少ないため引き続き低密度下での計測値の収集が必要である。餌資源の変化が大臼歯の磨耗に与える影響を検討した。出生年を1983年以前(Phase 1)、19842003年(Phase 2)、2004年以降(Phase 3)の3時代に分け比較を行ったところ、第一大臼歯(M1)の磨耗はPhase 1と比較しPhase 2・3で有意に速かった。Phase2・3で磨耗が早くなった理由のひとつとして、落葉を採食する際に副次的に取り込まれる土壌の影響が考えられた(Takeshita et al. 2015)。臼歯列のサイズに関連する部位は、最初は時代とともに減少するが、19951998年頃を底にして、増加パターンに転じていた。この臼歯のサイズ増加は栄養状態依存的な可塑性だけでは説明することができず、磨耗促進環境下で臼歯に関連する部位に正の自然選択が働いた可能性を示唆している。個体群崩壊が遺伝的多様性に与えた影響を明らかにすることを目的に、昨年度に引き続きマイクロサテライト分析をおこなった。1984年と2004年の個体群崩壊による影響、および2004年生存個体と2004年死亡個体の遺伝的差異に着目した。有効個体群サイズ(Ne)1984年から1997年の間で約35%減少したが、近年では大きな変化は見られず、Ne=25前後で安定していることが明らかになった。個体の遺伝的多様性は1984年で最小値を示し、1984年から2004年にかけて増加する傾向を示し、2004年の生存個体で最大値を得た。2004年の生存個体と死亡個体では、生存個体で遺伝的多様性に高い値が見られることが明らかになり、正の自然選択が働いた可能性が示唆された。研究実績の概要で示したように、調査研究はほぼ予定どおりに進んでいる。

他の事業と連携して洞爺湖中島では間引きが実施されているので低密度が維持されており、間引き個体の標本化も行えている。データベースが完成したため、論文作成の基礎ができ、その成果の第1報として歯の磨滅論文が、国際誌(Journal of Zoology)に受理された。また、間引きを開始した2012年以降の年齢査定が終了したので、餌資源が落葉にシフトした以降の齢・性のデータがそろい、各フェーズを個体数変動解析が可能となった。日本哺乳類学会2014年度大会(京都大学)で、本課題に関係する企画シンポジウム『島嶼個体群の時代変化から探る「島嶼化」プロセスとメカニズム』を開催し、大変盛況であった。生物学今年度は引き続き解析を行うとともに、生態、形態、遺伝の解析結果をもとに、これらを統合する研究を全員で行う予定である。捕獲個体の標本作成と年齢査定の作業を最終年度に集中して実施するために、予算をキープした。年度末までに、標本作成やデータベース作成が確実に作業が終了するように年度当初に計画をたてて実行する。
ナノフルードは次世代の革新的な熱輸送媒体になりうるのか？

ナノフルードとは,熱伝導率の小さい分散媒に分散質として分散媒よりも熱伝導率の大きいナノサイズの粒子を分散させた分散系である.このナノフルードは次世代の革新的な熱輸送媒体であると注目されているが,熱伝達性能向上を示す報告とともに逆の性能を示す報告もある.申請者らによる先の数値解析研究は,この矛盾の一因がナノフルードの熱物性評価と熱伝達率評価の方法にあることを見出した.そこで申請者は,ナノフルードの熱物性測定から実験相関式を,それを用いた層流強制対流熱伝達実験から実験式を導出し,ナノフルードの熱伝達特性を実験的に,さらに数値解析的に解明することを目的としている.平成30年度は,「等温冷却または等熱流束加熱された円管内層流強制対流におけるA1203ー水ナノフルードの数値解析」,「竪型円筒容器内のA1203ー水ナノフルードの自然対流数値解析と実験研究」,そして「ナノフルードを用いたBenard対流熱伝達の実験研究」から,以下の知見を得た.まず第一に,異なる参照温度において体積分率が同じとき,粒子径が小さいほどA1203ー水ナノフルードと水の平均Nu数比は小さくなる.第二に,粒子径と体積分率が同じとき,参照温度が高いほどA1203ー水ナノフルードと水の平均Nu数比は小さくなる.第三に,異なる参照温度において,体積分率が同じとき,粒子径が小さいほどA1203ー水ナノフルードと水の平均熱伝達率比は大きくなる.第四に,粒子径と体積分率が同じとき参照温度が高いほどA1203ー水ナノフルードと水の平均熱伝達率比は大きくなることなどを数値解析と実験の両面から見出した.Khanafer and Vafaiによって報告されたAl2O3ー水ナノフルードの熱物性算出のための実験相関式(Int. J. Heat and Mass Transfer, 2011)を用いて,ナノフルードを作動流体とする円管内層流強制対流熱伝達実験および密閉容器内自然対流実験と同じ条件下で数値解析を行い,熱伝達場の可視化を行うとともに,様々なデータを抽出し,分析を進めている.これと同時に,ナノフルードを作動流体とする円管内層流強制対流熱伝達実験およびナノフルードの有効粘度測定を様々な条件下で実施している.なお,ナノフルードの有効熱伝導率測定は平板比較法をベースにした測定装置を作製中であり,今年度半ばよりナノフルードの熱伝導率測定を実施する予定である.今年度は,Khanafer and Vafaiによって報告されたAl2O3ー水ナノフルードの熱物性算出のための実験相関式(Int. J. Heat and Mass Transfer, 2011)を用いて,ナノフルードを作動流体とする円管内層流強制対流熱伝達実験と同じ条件下で数値解析を行い,広範な層流強制対流熱伝達数値解析からナノフルードの熱伝達特性を解明し,熱伝達性能を左右する因子を特定することを目標とする.これと同時に,円管内層流強制対流熱伝達実験と熱物性測定をパラレルに実施し,数値解析と実験の両面からナノフルードの熱物性を正確に評価するための実験相関式を導出し,これにより算出された熱物性と申請者らにより示された熱伝達率評価法を用いて,ナノフルードの熱伝達性能を左右する因子明らかにすることを目標とする.ナノフルードとは,熱伝導率の小さい分散媒に分散質として分散媒よりも熱伝導率の大きいナノサイズの粒子を分散させた分散系である.このナノフルードは次世代の革新的な熱輸送媒体であると注目されているが,熱伝達性能向上を示す報告とともに逆の性能を示す報告もある.申請者らによる先の数値解析研究は,この矛盾の一因がナノフルードの熱物性評価と熱伝達率評価の方法にあることを見出した.そこで申請者は,ナノフルードの熱物性測定から実験相関式を,それを用いた層流強制対流熱伝達実験から実験式を導出し,ナノフルードの熱伝達特性を実験的に,さらに数値解析的に解明することを目的としている.平成30年度は,「等温冷却または等熱流束加熱された円管内層流強制対流におけるA1203ー水ナノフルードの数値解析」,「竪型円筒容器内のA1203ー水ナノフルードの自然対流数値解析と実験研究」,そして「ナノフルードを用いたBenard対流熱伝達の実験研究」から,以下の知見を得た.まず第一に,異なる参照温度において体積分率が同じとき,粒子径が小さいほどA1203ー水ナノフルードと水の平均Nu数比は小さくなる.第二に,粒子径と体積分率が同じとき,参照温度が高いほどA1203ー水ナノフルードと水の平均Nu数比は小さくなる.第三に,異なる参照温度において,体積分率が同じとき,粒子径が小さいほどA1203ー水ナノフルードと水の平均熱伝達率比は大きくなる.第四に,粒子径と体積分率が同じとき参照温度が高いほどA1203ー水ナノフルードと水の平均熱伝達率比は大きくなることなどを数値解析と実験の両面から見出した.Khanafer and Vafaiによって報告されたAl2O3ー水ナノフルードの熱物性算出のための実験相関式(Int. J. Heat and Mass Transfer, 2011)を用いて,ナノフルードを作動流体とする円管内層流強制対流熱伝達実験および密閉容器内自然対流実験と同じ条件下で数値解析を行い,熱伝達場の可視化を行うとともに,様々なデータを抽出し,分析を進めている.

これと同時に,ナノフルードを作動流体とする円管内層流強制対流熱伝達実験およびナノフルードの有効粘度測定を様々な条件下で実施している.なお,ナノフルードの有効熱伝導率測定は平板比較法をベースにした測定装置を作製中であり,今年度半ばよりナノフルードの熱伝導率測定を実施する予定である.今年度は,Khanafer and Vafaiによって報告されたAl2O3ー水ナノフルードの熱物性算出のための実験相関式(Int. J. Heat and Mass Transfer, 2011)を用いて,ナノフルードを作動流体とする円管内層流強制対流熱伝達実験と同じ条件下で数値解析を行い,広範な層流強制対流熱伝達数値解析からナノフルードの熱伝達特性を解明し,熱伝達性能を左右する因子を特定することを目標とする.これと同時に,円管内層流強制対流熱伝達実験と熱物性測定をパラレルに実施し,数値解析と実験の両面からナノフルードの熱物性を正確に評価するための実験相関式を導出し,これにより算出された熱物性と申請者らにより示された熱伝達率評価法を用いて,ナノフルードの熱伝達性能を左右する因子明らかにすることを目標とする.
アミノラクタム代謝酵素群の機能解析と光学活性アミノ酸合成への展開

α-位にアミノ基を有し環状のα-アミノ酸アミドとみなすことのできるα-アミノラクタムの微生物代謝に関する研究を進め、α-アミノ-ε-カプロラクタム(ACL)を単一の炭素・窒素源とする微生物の集積培養を行い、その酵素活性を評価した。その結果、2種の細菌がACLをL-体選択的に加水分解することを見出した。このうち、Mesorhizobium sp. L88を用いる微生物変換が、D-体のアミノラクタム類の調製に利用できることを示した。さらに、8種の細菌がACLのラセミ化を触媒することを見出し、このうち、Ensifer sp. 23-3からラセマーゼを精製し、その諸性質を明らかにした。α-アミノラクタムは、α-位にアミノ基を有し、カルボキシ基と末端アミノ基が脱水縮合により閉環した化合物である。その中でも特に、七員環のα-アミノ-ε-カプロラクタム(ACL)はリジンの閉環により生成し、多くの天然物の部分構造として存在する。アミノ酸誘導体としてのα-アミノラクタムの微生物代謝に興味を持ち、α-アミノラクタムに作用する微生物酵素群の探索と機能解析に取り組んだ。α-アミノラクタムに作用する酵素群を探索するため、各地の土壌サンプルを用いα-アミノラクタムを単一の炭素源や窒素源とする集積培養を行った。集積培養により単離した微生物を液体培養後集菌し、静止菌体を用いてDL-ACLを基質とする加水分解反応を行った。一定時間後回収し、その反応性と立体選択性をHPLCにより評価した。優れた反応性と立体選択性を示す微生物を選抜し、その微生物変換の反応条件や、この反応を活かしたD-α-アミノラクタム類の調製を検討した。土壌サンプルの集積培養により単離した微生物から、ACLをD-立体選択的に加水分解する微生物を見出すことはできなかったが、L-立体選択的に加水分解する微生物を複数見出した。その中でもMesorhizobium sp. L88は特に高い立体選択性を示し、L-体のみを加水分解しD-体に対しては全く作用しなかった。この微生物の培養条件や微生物変換の反応条件を最適化した後基質特異性を評価し、各種のD-α-アミノラクタムを調製した。前年度までに、α-アミノラクタムを単一の炭素源や窒素源とする培地での土壌サンプルの集積培養により、α-アミノラクタムやα-アミノ酸アミドに作用するラセミ化活性を複数の微生物から見出した。この前年度までの結果を基に、今年度はまず、単離した微生物を液体培養後集菌し、静止菌体を用いてD-体あるいはL-体のα-アミノラクタムを基質とする菌体反応を行った。一定時間後、残存するα-アミノラクタムの鏡像体過剰率をHPLCにより測定し、そのラセミ化活性を評価した。その結果、α-アミノラクタムに対して再現性良くラセミ化活性を示す8菌株に絞り込んだ。高いラセミ化活性を示したこれら8菌株は、16S rDNA解析と形態観察、生理・生化学的性状試験により同定し、それぞれEnsifer sp.とRhizobium sp.、Shinella sp.の3種類のいずれかに分類された。無細胞抽出液での酵素反応により、α-アミノラクタムに対するラセミ化活性と共に、α-アミノ酸アミドに対するラセミ化活性も評価したところ、低活性ながらも、α-アミノ酸アミドに対しても良好なラセミ化活性を示すことがわかった。最も良好な活性を示したEnsifer sp. 23-3株の酵素について各種クロマトグラフィーによる精製を行い、SDS-PAGE上で単一のバンドを示すまで精製した。精製した酵素を用いその酵素化学的諸性質を明らかにし、遺伝子クローニングを実施するために重要なN-末端アミノ酸配列の情報を得ることができた。応用微生物学、酵素化学、有機化学α-アミノラクタムを資化する微生物を多数取得し、立体選択的な加水分解活性を示す微生物による光学活性体の調製に成功した。この他にも、興味深い酵素活性を示す微生物群も取得することができており、研究は順調に進展していると判断できる。α-アミノラクタムを単一窒素源とする培地で土壌サンプルを集積培養すると、α-アミノラクタムやα-アミノ酸アミドに作用するラセミ化活性を複数の微生物から見出すことができている。これら微生物の無細胞抽出液を用いた酵素反応の基質濃度や温度、pHなどの反応条件を精査し、良好な酵素活性を示す微生物を選抜し同定する。併せて微生物から酵素を精製し、酵素化学的諸性質を明らかにする。一方、アリルエステルのクライゼン転位と閉環オレフィンメタセシスを鍵反応とするα-アミノラクタムの合成経路は、安価なグリシンから出発し、共通の合成中間体を実験室レベルで数数十グラムのスケールで合成可能である。この合成経路の反応条件、特に、現時点で低中程度の収率に留まっている閉

環オレフィンメタセシス以降の各段階をより詳細に検討し、10員環以上の大員環α-アミノラクタムの合成を達成する。これらの研究を統合的に用い、ダイナミックな光学分割による光学活性なアミノ酸の合成へと展開する
多環芳香族炭化水素化合物のAh受容体を介した発達神経毒性メカニズムの解明

多環芳香族炭化水素(PAHs)は環境中に蓄積し、ヒトは食品や環境媒体を介して体内に取り込んでいる。本研究では、妊娠期のPAHsへの曝露が、成長後の子の学習・情動機能に及ぼす影響とその毒性発現メカニズムを、マウスを用いたin vivo行動試験により解明することを目的とした。その結果、Ah受容体そのものが行動異常の責任分子である可能性が示された。脳機能におけるAh受容体の生物学的意義について、今後さらに研究を進める必要がある。非意図的な生成物である多環芳香族炭化水素(PAHs)は環境中に蓄積し、ヒトは食品、大気・水、及び喫煙を介して体内に取り込んでいる。本研究では、妊娠期のPAHsへの曝露が、成長後の子の学習・情動機能に及ぼす影響とその毒性発現メカニズムを、マウスを用いたin vivo行動試験と、マウス脳の特定領域における遺伝子発現解析により解明することを目的とする。研究期間全体をとおして、代表例として2,3,7,8-四塩素化ジベンゾパラジオキシン(TCDD)及びベンゾ[a]ピレン(B[a]P)の周産期曝露モデルを用い、(1)周産期TCDD曝露によって惹起される行動異常がPAHsの受容体として知られるAh受容体(AhR)を介して起こるのか、(2)B[a]Pの周産期曝露による行動毒性影響の有無、(3)TCDDおよびB[a]Pの曝露影響を行動レベルから組織・分子レベルで比較する事により、PAHsによる発達神経毒性影響のリスク評価に必要な基礎的知見を得る。すなわち、PAHsに共通したAhR依存的な毒性影響、ダイオキシン、B[a]Pそれぞれに特異的な影響を明らかにすることを目指している。本年度は、ダイオキシンによるAhR依存的/非依存的神経毒性影響の検証を行うため、最初にダイオキシン曝露動物の作成を行った。すなわちAhR遺伝子欠損マウス系統の母動物(ヘテロ動物)にTCDDを単回経口投与することで、経胎盤・経母乳でTCDD曝露をうけたAhR遺伝子マウス、欠損野生型、ヘテロ型マウスを作成した。当該年度後半より、行動、組織、分子レベルでの検証を開始したところである。今後TCDD曝露影響の解析をすすめるとともに、B[a]P曝露動物の作成、解析にも着手する予定である。研究期間全体をとおして、代表例として2,3,7,8-四塩素化ジベンゾパラジオキシン(TCDD)の周産期曝露モデルを用い、周産期TCDD曝露によって惹起される行動異常がPAHsの受容体として知られるAh受容体(AhR)を介して起こるのか、そしてその曝露影響を行動レベルから組織・分子レベルで比較する事により、PAHsによる発達神経毒性影響のリスク評価に必要な基礎的知見を得る。すなわち、PAHsに共通したAhR依存的な毒性影響、ダイオキシに特異的な影響を明らかにすることを目指している。これまでに、ダイオキシン曝露による発達神経毒性影響は、学習機能と情動機能の両面に顕れること、低用量域での、用量依存性を伴わない神経毒性があることを明らかにしてきた。さらに昨年度に引き続き、ダイオキシンによるAhR依存的/非依存的神経毒性影響の検証を行うため、ダイオキシン曝露動物の作成を行い、解析を進めている。すなわちAhR遺伝子欠損マウス系統の母動物(ヘテロ動物)にTCDDを単回経口投与することで、経胎盤・経母乳でTCDD曝露をうけたAhR遺伝子マウス、欠損野生型、ヘテロ型マウスを作成、行動、組織、分子レベルでの検証を行っている。本研究では、妊娠期のPAHsへの曝露が、成長後の仔の学習・情動機能に及ぼす影響とその毒性発現メカニズムを、マウスを用いたin vivo行動試験と、マウス脳の特定領域における遺伝子発現解析により解明することを目的とした。代表例として2,3,7,8-四塩素化ジベンゾパラジオキシン(TCDD)の周産期曝露モデルを用い、周産期TCDD曝露によって惹起される行動異常がPAHsの受容体として知られるAh受容体(AhR)を介して起こるのか、そしてその曝露影響を行動レベルから組織・分子レベルで調べた。

ダイオキシン曝露による発達神経毒性影響は、学習機能と情動機能の両面に顕れること、低用量域での、用量依存性を伴わない神経毒性があることを明らかにした。行動試験終了時に脳組織を回収し、刺激応答性遺伝子産物の免疫組織化学的検討を行った結果、低用量域での行動異常に伴い、前頭葉の神経活動が低下していたことを示唆する知見を得た。次に、ダイオキシンによるAhR依存的/非依存的神経毒性影響の検証を行うため、ダイオキシン曝露動物の作成を行い、解析を行った。すなわちAhR遺伝子欠損マウス系統の母動物(ヘテロ動物)にTCDDを単回経口投与することで、経胎盤・経母乳でTCDD曝露をうけたAhR遺伝子野生型マウス、欠損型、ヘテロ型マウスを作成し検証を行った。その結果、AhR遺伝子欠損マウスでは、ダイオキシンに曝露しない場合でも行動異常があらわれること、すなわちAhR受容体そのものが行動異常の責任分子である可能性が示唆された。前頭葉依存性の脳機能とAhR受容体との関係について、今後さらに研究を進める必要があることが強く示された。
ヒト歯髄組織の生化学的分析

ヒト歯髄組織には、様々な硬組織再生因子が発現しており、なかでも強力な硬組織形成因子であるBMP-2に関しては、タンパク質が発現しているのも確認されたが、その分子量は成熟型より高い分子量を示した。そこで、遺伝子を組み込んだ発現ベクターを細胞に導入して、タンパク質を発現させたところ、同じ高い値の分子量を示した。発現タンパク質にプロテアーゼを作用させたところ、数段階を経て成熟型となった事より、ヒト歯髄組織中のBMP-2タンパク質は前駆体で存在し、何らかの刺激により成熟型として分泌されることが示唆された。実験Iヒト歯髄組織を抜去歯から採取し、採取した歯髄組織からtotal RNAを抽出したのち、逆転写酵素を用いてcDNAを作製する。作製したcDNAを用いてPCRをおこない、BMPを含めた組織再生遺伝子の解析をおこなう。実験IIヒト歯髄組織を抜去歯から採取し、採取した歯髄組織を用いてSDS-PAGEによるタンパク質分布の解析をおこなう。また、組織再生因子の抗体を用いてウェスタンブロッティングをおこない、組織再生タンパク質の発現状態を解析する。さらに前駆体で存在するタンパク質が意図的にプロセッシング可能かを解析する。結果この実験において、ヒト歯髄組織中のBMP-2、BMP-4、BMP-6、BMP-7の各タンパク質は、既知の分子量よりも高い値を示した。また、OPN、OCN、DSPの各タンパク質も検出したが、いずれも既知の値より高い分子量を示した。組織再生因子のタンパク質認識配列部(CDS)をtagベクターへ組み込み、COS7等の細胞にトランスフェクションし融合タンパク質を発現させる。融合タンパク質を回収した後、実験IIと同様にSDS-PAGEとウェスタンブロッティングをおこない、発現状態を解析する。結果この実験において、ヒト歯髄組織中の組織再生タンパク質のうち、BMP-2タンパク質は前駆体の状態で存在することが証明され、何らかの直接あるいは間接刺激において成熟型に分泌されることが示唆された。作製したcDNAを用いてPCRをおこない、BMPを含めた硬組織再生因子の解析をおこなう。また、組織再生因子の抗体を用いてウェスタンブロッティングをおこない、硬組織再生タンパク質の発現状態を解析する。結果この実験において、ヒト歯髄組織中のBMP-2,BMP-4,BMP-6,BMP-7,およびOPN,OCN,DSPの各タンパク質を検出したが、いずれも既知の値より高い分子量を示した。実験III組織再生因子のタンパク質認識配列部(CDS)をtagベクターへ組み込み、発現させた融合タンパク質を用いて、実験IIと同様にSDS-PAGEとウェスタンブロッティングをおこない、発現状態を解析する。結果この実験において、BMP-2タンパク質は成熟型よりも大きな分子量の前駆体で存在している事が判明した。実験IV前駆体で存在するタンパク質を、プロテアーゼを用いて、意図的にプロセッシング可能かを解析する。結果発現した融合タンパク質をプロテアーゼであるFurinを用いてプロセッシングさせたところ、いくつかのステージを経て成熟型となった。以上の結果より、ヒト歯髄組織中のBMP-2タンパク質は前駆体の状態で存在することが証明され、何らかの刺激において成熟型に分泌されることが示唆された。
大動脈瘤形成過程におけるイコサペント酸による抑制効果の研究

【意義と目的】薬物における大動脈瘤の予防が可能になれば患者に与える恩恵は極めて大きい。エイコサペンタエン酸(EPA)の動脈硬化抑制作用に注目し、apoliporoteinE(apoE)欠損マウスにアンギオテンシンII(AngII)を持続投与することにより誘導される腹部大動脈瘤モデルマウスに対してEPAを持続投与することにより、EPAの大動脈瘤予防効果について検討した。【方法】生後10週の雄性apoE欠損マウスを用いて、以下の3群について検討した。対照群(n=9):apoE欠損マウスに生食を持続投与。mini-osmotic pumpをマウスの肩甲骨周囲皮下に留置し、対照群には生食、AngII群およびAngII+EPA群にはAngII1000ng/min/kgを4週間、経皮的に持続投与した。さらにAngII+EPA群においては5%EPAを経口投与した。実験開始後4週目に腹部大動脈を摘出し大動脈瘤の進展度を評価した。【結果】対照群は大動脈瘤を認めなかった。AngII群は9例中8例(89%)に腹部大動脈瘤を認めた。AngII+EPA群は9例中8例(89%)には腹部大動脈瘤を認めなかった。腎動脈直上での平均腹部大動脈径(対照群vs AngII群vs AngII+EPA群)は、(1.67±0.24mm vs 2.26±0.18mm vs 0.97±0.01mm)であった。AngII群と比較してAngII+EPA群は有意に瘤形成を抑制できた。(P=0.049)【成果】apoE欠損マウスにAngIIを持続投与することにより誘導される腹部大動脈瘤モデルマウスに対して、EPAを持続投与することにより腹部大動脈瘤の形成を抑制することが出来た。大動脈瘤モデルマウスとしてapolipoproteinE(apoE)欠損マウスにangiotensinllを持続投与することにより大動脈瘤を誘導するモデルを使用し、EPAの動脈瘤予防効果について以下の3群に分け検討した。1)対照群1(n=15):apoE欠損マウスに生食を持続投与する。2)対照群2(n=15):apoE欠損マウスにangiotensinllを持続投与する。3)治療群(n=15):apoE欠損マウスにangiotensinll+EPAを持続投与する。生後6ヶ月の雄性apoE欠損マウスに対し、Alzet model 2004 mini-osmotic pumps(Durect corporation)を肩甲骨周囲皮下に留置し、対照群1に対して生理食塩水を持続投与、対照群2・治療群に対してはangiotensinll 1000ng/min/kgを28日間経皮的に持続投与する。さらに対照群1・対照群2においては魚粉抜きの西洋型食餌(15%無塩バター+0.15%コレステロール添加飼料)を治療群においては西洋型食餌+5%EPA(8g/kg/day)を与える。4週間後に大動脈を摘出し、各群において大動脈瘤の進展度を評価する。(結果)対照群2の8例中2例(25%)が動脈瘤破裂により死亡した。また生存6例中5例(83.3%)において動脈径の拡大を認めた。
製造企業の競争力向上に資する製品開発プロセスの探求

3ヵ年にわたる研究の最終年度である本年度は、過去の研究成果を受け、全体を通しての分析、考察に取り組んでいる。まずは、昨年公表した試論『グローバル時代のものづくり』で発表した知見をより深めるため、これに基づく学会単独報告を次の2回行った。平成15年5月31日、日本中小企業学会平成15年度第1回中部部会(四日市大学)にて「グローバル競争時代における日本の中小製造企業の競争優位の源泉」と題して報告した。製造企業は今日、高付加価値化の追求による競争優位の獲得を図る企業に転換していくことが求められており、このために必要と思われる要因について、理論面より論及した。主に戦略論における、資源ベース・アプローチ(RBV)、およびPorterに代表されるポジショニング・アプローチを、その分析視角とした。続いて平成15年10月5日、日本中小企業学会第23回全国大会(福岡大学)(『日本中小企業学会23回全国大会報告要旨』,p.34;および『日本中小企業学会論集第23集:アジア新時代の中小企業』に所収)において、同じ題名で報告を行った。先に提示した理論的フレームワークを継承、発展・活用しつつ、同時に、主にヒアリング調査によって得た事例に基づき、実証面からも分析を深めることを意図した。次に、IEレビューで発表した「独自技術にこだわる超音波の用途開発型モノづくり:本多電子株式会社」では、製造に携わる企業が競争力を高めるための、今日における製品開発プロセスのひとつの方向性を提示した。グローバル化の進展で多くの製造業で海外、特にアジアへの製造拠点移管が進むなど、国内の製造業を取り巻く状況が大きく変わりつつある。このなか本稿は、超音波技術に独自の強みをもつ本多電子の事例を通じ、企業の競争優位の向上に資する製品開発プロセスについて、今後各企業においても参考となりうる方向性を探った。本年度は「各企業にて応用可能な、製品開発のプロセスの現時点におけるモデル」に関する仮説の構築・検証に取り組んだ。より現実を反映したものにするため、一年の大半を使って、可能な限り多くの大企業・中小企業の経営者と実務担当者、あるいは企業の現場視察を通じて、直接的・間接的に情報を収集し分析を重ねた。大企業・中小企業の経営者19人・実務担当者31人と面接を行い、ヒアリング調査および議論を深めた。また17企業の現場視察に赴いたほか、主に大企業の経営者25人・実務担当者等19人にっいて講演会等の機会を利用して話を聞き、理解を深めた。さらに、この実証研究をフイードバックし、昨年度の理論研究、すなわち先行研究を通じて得られた知見やインプリケーションの再解釈を進めた。本年度出版された『日本の中小企業研究1990-1999第2巻主要文献解題』は先行研究を整理した研究成果の一部で、第8章「中小企業と生産・技術」を担当した。中小企業に焦点を当てた研究の過去10年を振り返り、これを通じて中小企業の直面する今日的な課題を浮かび上がらせようとした。また、本年度得られた知見をもとに概論的にモデルを検討し、その試論として『グローバル時代のものづくり-中小企業のものづくりを活性化するために-』にて発表した。競争優位をもたらす製品開発のため、第一に、経営者の理念、およびどこを市場とするかを明確にする必要があるとした。このため、(1)顧客や社会に貢献する「経営者の理念」を確立し、(2)ねらった業界のトップ企業の潜在ニーズに目線を合わせ、先回りの製品開発により市場を創造、こうして(3)グローバルなニッチトップを確立するとともに、(4)顧客満足に止まらず、「個」客満足に貢献、そして(5)これらすべてにおいて、「スピード」がキーワードで最も重要である、とした。また第二に、コア技術を徹底的に追求することが大切とし、この方向性として、(1)コア技術に先進技術を取り入れた製品やつくり方の開発、(2)コア技術を掘り下げた製品やつくり方の開発、(3)コア技術を活かしながら大胆に新技術領域や新系列製品を開発、という3方向の可能性を示した。

グローバル化の進展で多くの製造業で海外、特にアジアへの製造拠点移管が進むなど、国内の製造業を取り巻く状況が大きく変わりつつある。このなか本稿は、超音波技術に独自の強みをもつ本多電子の事例を通じ、企業の競争優位の向上に資する製品開発プロセスについて、今後各企業においても参考となりうる方向性を探った。
クロロフィルから生じるフィタン酸による反芻家畜の代謝調節と生産物の機能性強化

クロロフィルの一部をなすフィトールから反芻胃内で生じるフィタン酸は、反芻家畜の乳・肉に特異的に含まれ、生活習慣病に対する改善効果をもつ。本研究では、飼料や反芻胃内代謝を介したフィタン酸生成の変動やその栄養素代謝に対する影響について検討した。その結果、種々の粗飼料中のクロロフィル(フィトール)含量が施肥や刈取り時期で変動すること、サイレージではフィトールがよく保存されること、反芻胃内でのフィタン酸の生成程度に限界があること、牛乳中フィタン酸含量が飼料の影響を受けることなどを明らかにした。さらに、フィトールまたはフィタン酸が反芻家畜の脂質代謝に影響することも明らかにした。本研究では、クロロフィルを構成するフィトールから生じるフィタン酸の反芻家畜での代謝調節機能や乳中フィタン酸含量への影響を明らかにすることを目的としている。平成26年度ではフィタン酸の生成要因の解析を中心に行った。1.飼料中フィトール含量の変動要因解析フィタン酸の前駆体である飼料中フィトールの変動要因を明らかにするために、イタリアンライグラスの生草およびサイレージについて成分含量を調査した。イタリアンライグラスの栽培草地において0、60および120 kgN/haの尿素を3月末に追肥した。穂ばらみ期と出穂期に収穫し、パウチ法でサイレージを調製した。生草のクロロフィル含量は窒素施肥量に応じて増加し、穂ばらみ期の方が出穂期より高かった。サイレージの総フィトール含量は窒素施肥量に応じて増加し、穂ばらみ期の方が出穂期より高かった。以上から、サイレージ中の総フィトール含量は施肥や収穫期による原料のクロロフィル含量の変動を反映することが判明した。また、サイレージ調製に伴いカロテノイド含量は減少したが、総フィトール含量はほとんど変化せず、サイレージ貯蔵中でのフィトールの損失は少ないことが示唆された。こうした成分変動は、反射光による分光スペクトルにも反映されていた。さらにこれらの調査を通じて、牧草中にクロロフィル以外のフィトール源が存在する可能性を示す新知見も得られた。2.反芻胃内でのフィタン酸生成要因の解析ルーメン内でのフィトールからフィタン酸への生成要因を明らかにするために、インビトロ試験によって、ルーメン液とフィトールを飼料とともに培養した際のフィタン酸生成量を検討した。大麦を基質とした場合に比べて、乾草を基質とした方が、添加したフィトールからのフィタン酸の生成率が高かったことから、ルーメン内でのフィタン酸の生成率は給与飼料の種類によって変動する可能性が示唆された。平成27年度では、ルーメン内でのフィタン酸の生成に及ぼす飼料の影響、ならびに粗飼料源の違いが乳牛の乳生産および血漿代謝物濃度に及ぼす影響について検討した。1.ルーメン内フィタン酸生成に及ぼす飼料の影響フィタン酸の前駆体である飼料中フィトール含量の違いが、ルーメン内でのフィタン酸生成に及ぼす影響について検討した。平成26年度に調製した窒素施肥水準および刈取り時期の異なるイタリアンライグラスの生草およびサイレージを発酵基質として、ヒツジから得たルーメン液を用いて、48時間のインビトロ培養試験を行った。生草およびサイレージともに、フィトール含量の高い高窒素施肥区および穂ばらみ期で、低窒素施肥および出穂期に比べて、培養後のフィタン酸生成量が多くなった。しかし、フィトール量に対するフィタン酸の生成率は15%程度で、飼料フィトールの70%程度がエステル体として残存した。このことから、ルーメン内でのフィタン酸生成量は、飼料中のフィトール含量に比例するが、フィトール自体も小腸に移行して吸収される可能性があることが示唆された。2.粗飼料源の違いが乳牛の乳生産および血漿代謝物に及ぼす影響フィトール含量の異なるイタリアンライグラスサイレージ(IS)とトウモロコシサイレージ(CS)を主な粗飼料源とするTMRを乳牛に給与し、乳生産成績と血漿代謝物濃度を比較した。泌乳牛16頭を用い、CSを乾物中30%含むTMRおよびISを20%含むTMRを20日ごとに切り替えて給与した。ISの方がCSに比べて、フィトール含量は約2倍高かった。乳量には飼料による違いはなかったが、乳蛋白率がIS給与で低下した。血漿中成分のうち、IS給与でグルコース濃度が低下し、ケトン体濃度が増加した。これらの違いは、サイレージのタンパク質や炭水化物の組成を反映しているとみられるが、フィトール含量の違いによる可能性も考えられた。本研究の目的は、クロロフィルを構成するフィトールから反芻胃内で生じるフィタン酸の反芻家畜における糖・脂質代謝の調節機能ならびに、乳中フィタン酸含量に影響を及ぼす要因を明らかにすることである。平成27年度では、飼料中のフィトール含量が高いほど、反芻胃内でのフィタン酸の生成量が増加することを、インビトロ試験で確認できた。牧草に多く含まれる長鎖不飽和脂肪酸の反芻胃内での変化も同時に検討することができた。また、飼料中フィトール量の違いと乳牛の血漿代謝物濃度との関連についても検討を行った。しかし、乳中フィタン酸含量の変動や、フィタン酸による糖・脂質代謝への影響に関しては、今後の検討事項となった。

1.飼料調製方法とフィトール含量との関連サイレージ調製時に乳酸菌を添加することによってサイレージpHを低下させた場合のフィトール含量の変化を調べた。イタリアンライグラスを出穂期に収穫し、乳酸菌を添加してパウチ法によってサイレージを調製した。乳酸菌無添加に比べ、乳酸菌添加によってサイレージのpHが低下したが、フィトール含量は乳酸菌添加の影響を受けず、サイレージ調製前後でのフィトール含量にも違いはなかった。このことから、サイレージの発酵程度はフィトール含量に影響を及ぼさないことが明らかになった。また、乾草調製に伴うフィトール含量の変化について、イタリアンライグラスを天日乾燥することによって乾草を調製し、調製前後でのフィトール含量の変化を調べた。乾草調製によってフィトール含量は刈取り時の60%程度に低下した。乾草調製に比べてサイレージ調製の方が、フィトールの損失が少ないことが明らかになった。2.粗飼料源の違いが乳中フィタン酸含量に及ぼす影響フィトール含量の異なるイタリアンライグラスサイレージ(IS)とトウモロコシサイレージ(CS)を主な粗飼料源とするTMRを乳牛に給与し、乳中のフィタン酸含量に及ぼす影響を検討した。飼料中のフィトール含量の違いを反映して、ISを給与した方がCS給与に比べて乳中のフィタン酸含量が有意に高かった。しかし、フィトール摂取量に対する乳中フィタン酸分泌量の割合は、給与飼料に関わらず3%程度に過ぎなかった。糞中のフィトール含量から、摂取フィトールの70-80%が消化管内で消失すると推察されたが、そのうちフィタン酸として乳中に分泌される割合は極めて小さいことが示唆された。飼料中フィトール含量に及ぼす影響について、サイレージおよび乾草調製、施肥、生育ステージ、発酵状態など多くの要因について年次変化の影響などを含めて追試験を行い検討したため、動物におけるフィトールおよびフィタン酸の影響に関する検討が遅れている。そのため、研究期間を延長することとした。本年度は、ヒツジの第一胃内へ市販のフィトール試薬を注入することによって、反芻胃内でのフィタン酸生成量ならびに糖・脂質代謝への影響について検討した。第一胃内でのフィトールからフィタン酸への変換程度を明らかにするため、維持エネルギー量の飼料を摂取したヒツジ(第一胃および十二指腸カニューレ装着)の第一胃内へ4水準(飼料乾物の0、0.4、0.8、1.2%量)のフィトールを各2週間、給飼時に投与し、十二指腸に移行するフィトールおよびフィタン酸量を測定した。また、各投与期間の13日目に経時的な採血を行い血漿中代謝物濃度を測定するとともに、14日目にはグルコース頸静脈内投与による耐糖試験を行い、第一胃内へのフィトール投与量(第一胃内フィタン酸生成量)が、ヒツジの糖・脂質代謝に及ぼす影響について検討した。フィトールを第一胃内投与しても、乾物消化率および第一胃内VFA濃度および組成への影響は認められなかった。十二指腸でのフィトールおよびフィタン酸移行量を定量することで、投与したフィトールのうち30%がフィタン酸に変換され、30%がそのままフィトールとして十二指腸に移行することが明らかとなった。さらに、糞中へのフィタン酸排泄量から、腸でのフィタン酸吸収率は80%程度であることが明らかとなった。フィトールの第一胃内投与は血漿グルコース濃度およびインスリン濃度には影響しなかったが、血漿トリグリセリド濃度が投与量依存的に増加した。耐糖試験においては、フィトールの第一胃内投与によってグルコース投与後の血漿グルコース減少速度およびインスリン分泌は影響されなかった。
環拡張ポルフィリンカテナンの合成

大型環拡張ポルフィリンを用いたカテナン合成の研究中に、40πノナフィリンNiRh複核錯体が世界最大の二重に捩れたヒュッケル反芳香族分子であることを突き止めた。また、46πデカフィリンPd錯体を当時世界最大のヒュッケル芳香族分子として合成した。この錯体を酸化すると44πデカフィリンPd錯体が得られるが、最初に速度論的生成物としてヒュッケル反芳香族分子が生成し、長時間放置すると世界最大のメビウス芳香族分子に変化することがわかった。また、ルビリン型50πドデカフィリンのプロトン化体のX線結晶構造解析に成功し、世界最大の平面型ヒュッケル芳香族分子であることを明らかにした。まず、環拡張ポルフィリンに糸を通し、カテナンを合成することを試みた。大型環拡張ポルフィリンとして、比較的に合成の容易なデカフィリンを選び、その金属錯体にNi(II)ジピリンユニットを結合させ、その後ジピリンα位を臭素化することを検討した。この研究中に、デカフィリンのPd(II)錯体を高収率で与える反応条件を発見した。当初、[46]デカフィリンとPd(OAc)2の反応により、[46]デカフィリンのPd(II)錯体を18%の収率で得た。その後、反応条件を検討したところ、[44]デカフィリンとPd(0)価錯体であるPd2(dba)3の反応により、同じ錯体が58%で得られることがわかった。この錯体は、環電流と遠赤外領域に強いSoret帯を示し、ヒュッケル芳香族分子である。この錯体をDDQで酸化すると2種類の[44]デカフィリンのPd(II)錯体が高収率で得られたが、ひとつは、ヒュッケル反芳香族分子でありもう一つはメビウス芳香族分子であることがわかった。これらふたつの化合物は互変異性体の関係にあり、溶液中でゆっくりと異性化する。酸化反応終了直後には、ヒュッケル反芳香族分子が優先して生成するが、溶液中で徐々にメビウス芳香族分子に変化することから、前者が速度論的支配生成物で後者が熱力学的支配生成物であることがわかった。これらの分子は44π環状電子系を有し、世界最大のヒュッケル反芳香族分子やメビウス芳香族分子である。この研究中に、[42]ノナフィリンにニッケルを配位させて、[42]ノナフィリンニッケル錯体を合成した後、1価ロジウムを配位させ、更に酸化することにより、[40]ノナフィリンニッケルロジウム複核錯体を合成した。これは世界最大の二重に捩じれたヒュッケル反芳香族分子であった。次に、[44]デカフィリンに還元的にパラジウムを配位させることにより、[46]デカフィリンパラジウム錯体を当時世界最大のヒュッケル芳香族分子として合成した。この錯体を酸化すると[44]デカフィリンパラジウム錯体が得られるが、最初に速度論的生成物として世界最大のヒュッケル反芳香族分子が生成し、長時間放置すると世界最大のメビウス芳香族分子に変化することがわかった。ルビリン型の[50]ドデカフィリンのプロトン化体のその結晶構造に成功し、広がった平面構造を取ることを示し、世界最大のヒュッケル芳香族分子であることを明らかにした。有機化学環拡張ポルフィリンの化学は順調に進展している。具体的には、[26]ヘキサフィリンとポルフィリンがメゾーメゾ結合したハイブリッド分子を合成し、酸化してそのハイブリッドテープに変換することに成功した。亜鉛ポルフィリンーヘキサフィリンー亜鉛ポルフィリンのハイブリッド3量体分子の多量化反応をさまざまな反応条件で試みたところ、室温において、DDQとSc(OTf)3、で酸化することにより中程度の収率で、亜鉛ポルフィリンのメゾーメゾ結合反応が進行することがわかった。現在、12量体までの単離に成功した。また、1,3-フェニレンやチオフェンやピロールで内部架橋した[26]ヘキサフィリンを合成した。予想通り、[18]ポルフィリン電子系と[26]ヘキサフィリン電子系のデュアルな芳香族系を持つ分子であることがわかった。これらの分子は、アヌレノアヌレンのポルフィリン版とも言える全く斬新な芳香族性分子といえる。ケイ素を環拡張ポルフィリンの一種であるヘキサフィリンに導入できる方法を開発した。生成したケイ素錯体は、メビウス芳香族性を持つことが分かった。

ノナフィリンのニッケル錯体が、多段階の可逆な酸化還元反応を行うことを発見した。最大、10の可逆な酸化還元が可能で、興味深い。また、デカフィリンのパラジウム錯体が、世界最大のメビウス芳香族分子であることも分かった。しかしながら、環拡張ポルフィリンからカテナンを合成する試みはまだ成功していない。環拡張ポルフィリンの化学を更に進展させ、同時に環拡張ポルフィリンをカテナン化する手法の道筋を付ける。ポルフィリンーヘキサフィリンーポルフィリン5量体や7量体の合成に挑戦する。これらの化合物の酸化的縮環反応により、ハイブリッドテープを合成し、どれくらいまで、吸収スペクトルが長波長シフトするか調べる。ヘキサフィリン以外の環拡張ポルフィリンへのケイ素の導入を試みる。ケイ素が適度の分子捻れを引き起こすため、大型の環拡張ポルフィリンへの数個のケイ素導入により、大型メビウス芳香族化合物やメビウス反芳香族分子の開発を行う。環拡張ポルフィリンの一つの特徴として、多段階の酸化還元状態を安定に取ることができるという性質がある。これを生かして、デカフィリンやテトラデカフィリンなどの大型の環拡張ポルフィリンを用いて、多電子リザーバーとしての可能性を探る。大型環拡張ポルフィリンとして、比較的に合成の容易なデカフィリンを選び、その金属錯体にNi(II)ジピリンユニットを結合させ、その後ジピリンα位を臭素化することを検討する。
自己反映計算を用いた移動エージェント・システム

この研究では、移動エージェントを効率的に開発するために、自己反映計算(reflection)の技術を用いる方法を提案した。そして、その方法に基づき、電子メールを媒介として移動可能なエージェントを実現するシステムFlyingwareを開発した。実現した移動エージェント・システムの第1の特徴は、プログラマにとって利用しやすいことである。従来の移動エージェント・システムでは、プログラマは、いちいち移動すべきプログラムを手作業で指定するか、または、実行時に必要に応じて動的に取り寄せる必要があった。本研究では、移動後に実行を開始するオブジェクトとメソッドを指定するだけでよくなるようにした。必要なプログラムは自己反映計算の技術により自動的に収集され送られる。本エージェント・システムの第2の特徴は、移動のための通信媒体としては電子メールを利用している点にある。このことは、従来の移動エージェント・システムでは必須であった、サーバ、あるいはプレースと呼ばれるエージェントの実行環境を、本研究では不要になったことを意味している。本エージェント・システムの第3の特徴は、移動エージェントを記述するためのプログラミング言語としてJavaを用いたことにある。これにより、本移動エージェント・システムの適応範囲を大きく広げることが可能になる。本研究の過程でOpenJava、および、Javassistという2つの自己反映計算に基づく言語処理系を開発した。さらに、自己反映計算の技術を並列化コンパイラの実現に応用した。また、エージェントの安全な実行環境を実現する研究を行った。本年度は研究計画に基づき、Java言語用の自己反映計算機構の開発と、移動エージェント・システムの初期プロトタイプの試作をおこなった。自己反映機構の開発では、OpenJava、Javassistのふたつのシステムの開発を進めた。これらのシステムは異なるアイデアに基づいて設計されており、前者はソースコードに基づく自己反映計算、後者はバイトコードに基づく自己反映計算を実現するものである。前者は特に文法拡張に優れた柔軟性を示すことが、後者は実行性能が優れていることが、それぞれの特徴として本年度の研究をとおして明らかになってきた。一方で基本的な自己反映計算の能力については、両者の間に大きな差異がないことも確認できた。またそれぞれのシステムは付属文書などを整備し、一般に公開した。OpenJavaについては100名以上、Javassistについては15名ほどの国内外のユーザがメーリングリストに登録されている。来年度以降は、これらのユーザからフィードバックなども考慮して、システムの改良にとりくむ。一方、移動エージェントシステムの初期プロトタイプとして、拡張Webサーバを作成した。このシステムを用いると、Webサーバと通信をおこなうアプレットを非常に容易に作成することができる。アプレットはWebサーバと通信し、サーバ上のオブジェクトの情報を得ることができる。またサーバ上のオブジェクトは、定期的に自動的にディスクに退避されるので、サーバが停止しても情報が失われることはない。従来このような機能は複数のシステムを組み合わせて実現しなければならなかったが、今回作成したシステムは単独で機能を提供する。また、実装にあたっては我々が開発した自己反映計算機構Javassistを用いたので、実装は比較的容易であった。我々はJavassistの有用性の一端を示すことができたと考えている。本年度は、前年度に開発したJava言語用の自己反映計算機構を元に、これを移動エージェント・システム専用になるように改良をおこない、実行時の速度を向上させ、必要メモリ量も削減した。このシステムFlyingwareは、通常のJavaアプリケーションを、自己反映計算によって自動的に移動エージェント化するものである。これまでに存在した多くの類似システムでは、アプリケーションを特定のクラスのサブクラスとして書かなければならないなど、プログラミング上の制約が存在した。しかしFlyingwareを使う限りにおいては、そのような制約は存在せず、プログラミングの労力が大きく低減する。またFlyingwareの特徴は、移動エージェントの配信に標準のメール配送プロトコルであるsmtpを使う点である。このため、送信先との間にファイヤーウォールなどが存在する場合も、メールを送信することができる相手ならば、問題なくエージェントを送ることができる。また既存のメールサーバをそのまま使ったままで、送られてきたエージェントを自動的に実行するためのサブシステムFlightManagerも作成した。