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マーク・トウェインを通じてみるアメリカの「人種」と「奇形」の意識史

本年度も『トム・ソーヤーの外国旅行』(1894年)分析を続け、トウェインの人種観、そしてエドガー・アラン・ポーと気球譚の系譜についての考察を深めた。また、昨年度に引き続き『ハックルベリー・フィンの冒険』(1885年)の後日譚として執筆されるも未完に終わった中編小説「インディアンの中のハックとトム」におけるフロンティア表象とトウェインのネイティブ・アメリカン観の分析を深めた。具体的には、トウェインがいかに作中のネイティブ・アメリカン像を創作したかを、参照したとされる同時代の西部探検の手記や、彼自身の西部への旅の記録を参照し確認したうえで、トウェイン自身のネイティブ・アメリカン観の変遷を短編小説や手記での言及を追って整理した。さらに、トウェインの人種観が作品舞台である未開の荒野にいかに反映されているかを、伝記的背景を含めて考察した。これら両作品については、カリフォルニア大学バークレー校バンクロフト図書館内のマーク・トウェイン・ペイパーズに収蔵されている関連資料を分析し、現地の研究者から示唆を得た。さらに、同じく『ハックルベリー・フィンの冒険』の続編であるトム・ソーヤーの陰謀」(1897年)へと研究対象を広げ、トウェインの故郷ハンニバルをモデルとした舞台セント・ピーターズバーグが、物語世界においていかに機能し、トウェインの人種観をあぶりだしているかを考察した。いずれも、これまで軽視される傾向にあった『ハックルベリー・フィンの冒険』の続編群を再評価しつ、トウェインの人種観を時代背景との関わりを踏まえて考察した点で意義がある試みである。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、マーク・トウェインによる『間抜けのウィルソンとかの異形の双生児』(1894年)における取り換え子とシャム双生児のモチーフについて、それぞれ人種の問題と関連付けて掘り下げた。二部構成の本作品のうち、中編「間抜けのウィルソン」では白人と黒人の赤ん坊の取り換えが行われる。これは、イギリスの民話で「妖精との取り換え子」として頻繁に登場するモチーフであり、トウェインと同時代のヴィクトリア朝期の英国知識人たちはそれらの民話について(擬似)科学的・民族学考古学的・病理学的説明を試みていた。その言説には、当時の他者(奇形・異人種)への態度が反映されている。そこで「取り換え子」のモチーフを軸に、「間抜けのウィルソン」をアメリカ版妖精民話として読む可能性を探った。シャム双生児のモチーフについては、作中に登場するイタリア人のシャム双生児の二組のモデルのうち、チャンとエンに注目した。そして彼らの中国系のルーツと、見世物業で成功した後、大農園主となり奴隷を所有していたという伝記的事実に着目し分析を行った。これらの着眼点は、従来アメリカの白人・黒人を巡る人種問題の文脈から解釈されてきた本作品に新たな光を当てるものである。加えて、『間抜けのウィルソンとかの異形の双生児』と同年に発表された『トム・ソーヤーの外国旅行』へと研究対象作品を広げた。本作品は『ハックルベリー・フィンの冒険』(1885年)の続編群の一つであり、『間抜けのウィルソンとかの異形の双生児』と同じく、トウェインの故郷ハンニバルをモデルとした南北戦争以前の南部の田舎町を物語の最初の舞台としている。しかし本作品を特異なものにしているのは、トム、ハック、ジムが気球に乗って大西洋を越え、サハラ砂漠、エジプト、聖地を巡るという筋立てである。ここからトウェインがいかにアメリカ国内の人種問題をオリエント世界に舞台を移して描いたかを考察した。本年度は、昨年度にカリフォルニア大学バークレー校バンクロフト図書館内マーク・トウェインペーパーズにて行ったトウェインと興行師P・T・バーナム間の書簡研究の成果を踏まえ、トウェインの初期短編「ジョージ・ワシントンの黒人従者」(1868年)と、バーナムの見世物「ジョージ・ワシントンの151歳の黒人乳母、ジョイス・ヘス」を軸として両者が共有した語り/騙りの技術、そして見世物化されるアフリカ系アメリカ人の身体を考察した。また、昨年度から研究対象としていた『トム・ソーヤーの外国旅行』(1894年)の分析を続け、さらに2つの観点から議論を深めた。一つは、エドガー・アラン・ポーと気球譚の系譜である。19世紀アメリカにおける人種を巡る意識史を考察するにおいて、南部出身の作家エドガー・アラン・ポーを無視することはできない。これまで人種の観点からの分析が多くなされてきたポーとトウェインの関係性を、両者が共に固執し執筆してきた気球譚の系譜を通じ探求した。二つ目は、トウェインの人種を巡る葛藤とフロンティアーオリエントの表象である。昨年度の研究成果をもとに、作中における擬似的オリエント世界の表象についての分析を深め、トウェインがいかにアメリカ国内の人種問題をオリエント世界に舞台を移して描いたかを考察した。合わせて、『ハックルベリー・フィンの冒険』(1885年)の後日譚として執筆されるも未完に終わった中編小説「インディアンの中のハックとトム」(未完)におけるネイティブ・アメリカン表象へ着目し、研究対象となる作品を広げた。このトピックについては、今年度の3月に再訪した上述のマーク・トウェイン・ペイパーズに収蔵されている資料を分析し、またトウェインのネイティブ・アメリカン観について現地の研究者から示唆を得た。今後、この分析結果をもとに、作品分析をさらに深める予定である。

研究実績の概要で記述したように、年度ごとの研究実施内容の割り振りは前後する部分もあるものの、前年度からの課題を踏まえたうえで、研究実施計画に則って研究を遂行し進展させることができている。さらに言えば、当初の計画以上に研究対象(扱うマーク・トウェイン作品や同時代の作家)の射程を広げ、深く分析することができている。これらの内容は、すべて論文の形にまとめ、あるいは研究発表を行う形で発信し、外部の研究者からのフィードバックを受けている(論文については今後発行予定のものも含む)。また、海外研究もコンスタントにこなし、成果を自身の研究に反映させるだけではなく、現地の研究者との交流を着実に深めることができている。本年度も『トム・ソーヤーの外国旅行』(1894年)分析を続け、トウェインの人種観、そしてエドガー・アラン・ポーと気球譚の系譜についての考察を深めた。また、昨年度に引き続き『ハックルベリー・フィンの冒険』(1885年)の後日譚として執筆されるも未完に終わった中編小説「インディアンの中のハックとトム」におけるフロンティア表象とトウェインのネイティブ・アメリカン観の分析を深めた。具体的には、トウェインがいかに作中のネイティブ・アメリカン像を創作したかを、参照したとされる同時代の西部探検の手記や、彼自身の西部への旅の記録を参照し確認したうえで、トウェイン自身のネイティブ・アメリカン観の変遷を短編小説や手記での言及を追って整理した。さらに、トウェインの人種観が作品舞台である未開の荒野にいかに反映されているかを、伝記的背景を含めて考察した。これら両作品については、カリフォルニア大学バークレー校バンクロフト図書館内のマーク・トウェイン・ペイパーズに収蔵されている関連資料を分析し、現地の研究者から示唆を得た。さらに、同じく『ハックルベリー・フィンの冒険』の続編であるトム・ソーヤーの陰謀」(1897年)へと研究対象を広げ、トウェインの故郷ハンニバルをモデルとした舞台セント・ピーターズバーグが、物語世界においていかに機能し、トウェインの人種観をあぶりだしているかを考察した。いずれも、これまで軽視される傾向にあった『ハックルベリー・フィンの冒険』の続編群を再評価しつ、トウェインの人種観を時代背景との関わりを踏まえて考察した点で意義がある試みである。研究実績の概要で記述した内容は、すべて論文の形にまとめ、あるいは研究発表を行う形で外部に発信し、フィードバックを受けている。さらに、海外研究として、2015年3月16日から22日にかけて、カリフォルニア大学バークレー校バンクロフト図書館のマーク・トウェイン・ペイパーズを訪問し書簡の分析を行った。トウェインと興行師P・T・バーナム(1810-91年)との関係性を探るため、収蔵されているトウェイン宛のバーナムからの手紙(1870年から81年にかけて、現時点でオンラインでの閲覧不可)を分析した。このように、年度ごとの割り振りは多少前後するものの、研究実施計画に則って研究を遂行し、進展させることができている。今後、今年度に行ったカリフォルニア大学バークレー校バンクロフト図書館での資料収集成果をもとに、中編小説「インディアンの中のハックとトム」(未完)におけるネイティブ・アメリカン表象を掘り下げて考察する予定である。また、本作以外の『ハックルベリー・フィンの冒険』の続編群「トム・ソーヤーの探偵」(1896年)
日本語文の意味構造解析技術確立に向けた意味構造タグ付きコーパスの作成と応用

日本語文章の意味構造を自動解析する技術を確立する目的で、解析の規範となり、広く応用可能となりうる意味タグ付き文書を作成した。本研究では、特に動詞周辺の意味的構造に着目したが、言葉の意味という明快でない事象を扱うため、まず予め、意味タグ付き文書作成の基盤とする見通しのよい意味構造の理論を設計し、これまで曖昧だった意味タグを明確に定義した。その上で、新聞記事に出現する主要な動詞周辺の意味構造を対象に、この理論を用いた意味タグ付き文書のプロトタイプを作成した。当該年度の研究では、述語項構造タグ付きコーパス作成時に必要となる、解析の規範・基準となる意味論を構築した。具体的には、その基本的な枠組みとしてLexical Conceptual Structure(LCS:語彙概念構造)を採用し、これを実際のコーパスに出現する多様な述語表現を説明出来る形に拡張した。コーパス主導型の分析では、様々な言語現象が多種多様に現れるため、その基軸となる理論には高い一般性と頑健性が求められる。そのような背景から、語彙概念構造の表現形式を厳密性、一般性、柔軟性の観点で拡張し、日本語動詞の比較的広い範囲を説明することの出来る理論を構築した。また、拡張した理論を用いて、実際に対象コーパス中に頻出する述語に対して語彙概念構造を定義し、理論の頑健性を確認した。さらに、これらの過程において、第一に、これまで既存の述語項構造解析の枠組みでは不明瞭であった意味役割ラベルの定義を、拡張された語彙概念構造を用いて基本となる意味機能に分解することにより、より明示的に説明できることを示した。第二に、上記で各述語に対して定義した概念構造を利用すれば、述語構造間の汎化された意味的関係を自動的に計算できることを示した。この枠組みを利用することで、述語項構造を解析したテキスト同士の、簡単な言い換え関係を特定することが出来るため、近年盛んに研究されている言い換え・含意関係認識といった応用技術において、語彙概念構造による解析の枠組みが利用できる可能性を示したと言える。前年度に作成した日本語動詞に対する語彙概念構造辞書と、述語項構造解析の枠組みに基づいて、新聞記事データを主とする日本語コーパスに対して、対象とする述語表現に意味的に関わりのある句をほぼ網羅的に解析する述語項構造アノテーションを行った。本研究で対象とする意味タグは、各述語の語彙概念構造が直接説明する種類のもの(主要項)と、あらゆる述語に対して横断的に定義される種類のもの(周辺項)に分けることで、意味定義の面で見通しの良い設計を実現している。周辺項に関しては、現在までに特定の標準的なタグセットが存在しないため、実際のアノテーションに先立ち、コーパス中の文書を予め分析する事により、必要な周辺項の種類を定義した。実際のコーパスアノテーションを前提として、日本語の周辺項のタグセットを網羅的に設計するのは本研究が初の試みである。述語項構造アノテーションに関しては、構築した概念構造辞書に含まれる各述語に対して、それぞれコーパスから抽出した100事例に主要項と周辺項のタグ付けを行った。本研究で作成した述語項構造アノテーションは、既存の統語構造解析済みコーパスの上に、明確な意味機能をもった意味タグを用いてタグ付けされているため、自動的な述語項構造解析器の開発に不可欠な統語構造と意味構造の間の関係を紐解く資源として利用できる。また、コーパス作成過程において作成された述語の概念構造辞書は、言い換えや含意関係認識等の言語処理分野における応用技術のための有用な資源となるだけでなく、コーパス主導の方法で構築された現実的な根拠を有する資源として、言語学分野においても、動詞意味論等の進展の原動力として寄与することを期待できるものである。
ゴーシェ病治療薬開発を指向したイミノ糖型シャペロンのデザイン合成研究

β-glucocerebrosidaseに対する結合親和性および構造安定化作用の2つの観点からスクリーニングを行った。その結果、高いシャペロン活性を持たせるためには活性中心に局在するE340、E235、D127の3つのアミノ酸残基との相互作用が特に重要であることが明らかになった。更にタンパク-リガンドinduced fit docking解析の結果から、母核構造は同じであっても、イミノ糖の水酸基の配位の違いにより結合配向が異なり、酵素の熱安定性およびシャペロン効果が変化することを初めて見いだした。また、母核構造が異なるイミノ糖を網羅的に合成し、断片化していた阻害選択性に関する情報を集約した。平成24年度では、昨年までに得られた1-N-型イミノ糖であるisofagomine類を用いたβ-glucocerebrosidaseの活性中心における水素結合及び結合安定性試験の結果を、更に発展させる意味でDMDPに代表されるピロリジン型イミノ糖のD体、L体を含む全10種の異性体の合成を行い、これらイミノ糖が各種グリコシダーゼに及ぼす効果について検討を行った。DMDPは、β-glucocerebrosidaseに対してμMオーダーの強いIC50値を示した。一方、鏡像異性体であるL-DMDPは、DMDPに認められたβ-glucocerebrosidaseに対する阻害活性が完全に消失したものの、逆に、α-glucosidaseに対して、IC50値が1.2-5.8 μMを示す強力な阻害活性であった。また、メソ-allo体は、α-galactosidaseおよびα-L-fucosidaseに対して阻害を示すなど、水酸基の配置がこれら酵素に対する選択的な阻害活性を大きく左右する事が示唆された。次に、DMDPがβ-glucosidaseに対し強力な阻害活性を示したことに着目し、DMDPのC2位ヒドロキシメチル基を持たないDABとその誘導体について、グリコシダーゼ阻害活性を比較した。その結果、DABおよびN-alkyl-DABでは、DMDPに比べ阻害活性が大きく低下したが、1-C- alkyl -DABでは阻害活性の上昇が認められた。そこで1-C-アルキル鎖を順次延長したところ、1-C-アルキル鎖の炭素数増加に伴い、β-glucosidaseに対する阻害活性は増強されることが明らかになった。以上の結果から、DABの1-C-アルキル化はβ-glucocerebrosidaseをターゲットとする新たなファーマコロジカルシャペロンとして機能する可能性が示された。平成25年度では、isofagomineと同じ1-N型イミノ糖構造を有するcalystegineについて解析を行った。タンパク-リガンドinduced fit docking解析の結果を行ったところ、calystegine A3、B3およびB4は、calystegine B2同様、β-glucocerebrosidaseの活性中心に対し競合的に結合するものの結合配向が異なり、calystegine B2とA3はType I型、calystegine B3とB4はType II型を取っていることが示唆された。更に、これらcalystegineは、いずれもisofagomineと同様、β-glucocerebrosidaseの基質認識に重要なアミノ酸により認識を受けていたが、Type II型のcalystegine B3およびB4では、窒素原子とE235とのクーロン相互作用を欠いていることが明らかになった。また、Type I型の結合配向を示したcalystegine B2とA3は酵素の熱安定性を高めるとともにゴーシェ病モデル細胞であるN307S細胞に対して有意なシャペロン効果を示した。本研究課題では、β-glucocerebrosidaseに対し高い親和性を示すためにはE340、E235、D127の3つのアミノ酸残基との相互作用が必要であることを見いだすとともに、イミノ糖の水酸基の配位の違いにより、β-glucocerebrosidaseに対する結合配向し、酵素の熱安定性およびシャペロン効果が変化することを初めて報告した。更にDMDPやHNJなど、D体、L体を含む全異性体の合成を行い、これらイミノ糖が各種グリコシダーゼに及ぼす効果を網羅的に解析し、断片化していた阻害選択性に関する情報を集約し、医薬品応用の可能性を見いだした。平成23年度では、まずβ-glucocerebrosidase活性中心近傍の環境を理解することがより強力なアフィニティーを持つイミノ糖をデザインする上で重要であると考え、米国においてゴーシェ病治療薬候補としてフェーズIIまで進んだ実績をもつisofagomine類および構造的共通性を有する1-deoxynojirimycin類やfagomine類を選択し、β-glucocerebrosidaseとの結合様式について解析を行った。代表的なピペリジン型イミノ糖である1-deoxynojirimycinやfagomineは、1mM添加でもGCaseに対し親和性を示さなかった。

一方、D-Isofagomineやcalystegine B2など1-N型イミノ糖構造をもつ化合物には明らかな親和性が認められ、特にD-Isofagomineは、β-glucocerebrosidaseに対し非常に高い親和性を示した(IC50値0.063μM)。D-isofagomineのエピマーを用いてβ-glucocerebrosidaseに対する構造活性相関を検討したところ、C3位のエピ化により親和性は低下し、更にC3,4位のジエピ化により阻害活性は、ほぼ完全に消失した。タンパク-リガンドinduced fit docking解析から、D-3-epi-isofagomineでは、D-isofagomineとβ-glucocerebrosidaseとの間で認められるC3位OH基とAsp127およびTrp179の水素結合が形成できないことが明らかとなり、これが活性低下の要因であると推察された。これら得られた結果を基に現在、D-Isofagomineと同じ1-N型イミノ糖構造を有するcalystegine B2をベースにより選択的かつ安定性に優れた化合物のデザインを行っている。平成24年度の成果により、目標であったβ-glucocerebrosidaseの活性中心におけるイミノ糖との水素結合の解析及び結合安定性試験を行うことができた。特に、これまで医薬品開発がほとんど行われてこなかったDMDPに代表されるピロリジン型イミノ糖のD体、L体を含む全10種の異性体の合成を行い、これらイミノ糖が各種グリコシダーゼに及ぼす効果を網羅的に解析できた成果は大きい。本成果は、J. Org. Chem. 77 (18) 7777-7792, 2012に掲載され、簡便かつ系統的なピロリジン型イミノ糖の合成と、断片化していたグリコシダーゼに対する阻害および選択性に関する情報を集約し、医薬品応用の可能性に言及した点を高く評価されている。また、同様に平成24年度では、D-マンノースから8種類のα-homonojirimycinを網羅的に合成し、グリコシダーゼに対する阻害選択性の評価を行い、その成果をOrg. Lett.14(8),2050-2053,2012に投稿するとともに、アゼチジン型イミノ糖の有用性の評価も行えた(Org. Lett. 14 (8) 2142-2415, 2012, Org. Lett. 14 (16) 4174-4177, 2012).平成23年度の成果により、目標であったβ-glucocerebrosidase活性中心近傍の環境の解析を行うことができた。特にD-Isofagomineやcalystegine B2など1-N型イミノ糖構造をもつ化合物には、明らかな親和性が認められたのに対し、これまで主に研究が進められてきたピペリジン型イミノ糖である1-deoxynojirimycinやfagomineでは、1mM添加でもβ-glucocerebrosidaseに対し親和性を示さず、ピペリジン環内の位置が非常に重要であることを明らかにできた。
視覚的運動の検出と統合メカニズムに関する研究： 時空間輝度勾配に基づく分析

心理物理実験と脳機能測定実験によって,視覚運動の知覚と脳内情報処理の理解を深める数々の新知見を得,論文として発表した.主な成果として,スピナー錯視が示す速度知覚の空間周波数依存性の解明(協力者:H. Ho教授,S. Anstis教授),視覚運動による自己運動知覚を支える脳領域の同定とそれらを繋ぐ白質神経繊維束の再発見(協力者:上﨑麻衣子),接近運動に特異的な視聴覚の相互作用と位置依存性の発見(協力者:山﨑大暉)があげられる.当初研究分担者であったvanTonder博士による動く錯視の計算モデル研究は一定の成果を得て学会発表を行ったが,現在も改良を進めている.課題1:英国Royal HollowayのSmith教授およびFurlan博士研究員の協力により,オプティカルフロー刺激に対する心理物理的測定実験を計画,予備実験まで進んでおり,引き続き実験を進める.また,その結果をもとにマルチボクセル解析によってフロー解析の脳内処理を推定する実験の立案を進めている.当初は27年度に行う予定であったが,大学院生(JSPS DC1上崎麻衣子)と共同で,MRI拡散強調画像による脳の結合性の分析を行い,視覚運動領野と感覚連合野を結ぶ主要な結線を再発見した.これはSachs(1892)が発見したものと相同と思われるが,生体脳において視覚運動への応答による機能的同定との整合を示したことに大きな意義がある.本研究に際しては竹村浩昌博士(JSPS,スタンフォード大)の協力を得た.課題2:研究分担者(van Tonder)とともにこれまでに提案された錯視運動知覚のモデルを検討した.引き続き独自モデルの構築を進める.課題3:視覚運動と明るさの知覚メカニズムを探る一環として,明るさ知覚における両眼立体視情報の寄与に関する心理物理実験を行い,両眼視差が明るさコントラストに与える影響は全般に軽微であるが,一部の条件においてコントラストが強調されることを見いだした.27年8月に開催されるECVP(欧州視覚会議,Liverpool, UK)などで報告予定である.この結果は動きと明るさの相互作用のレベルを考える上で重要であり,27年度も引き続きブリストル大学の研究協力者とともに実験研究を進める.明るさと色の精細な計測と制御のために分光測色計(PR-655)を導入した.計測結果は27年度以降の実験研究に活用される.研究計画は大きく分けて3つの課題からなっている.課題1はオプティカルフロー処理に関わる脳機能の解明である.前年度に引き続き,機能的MRIによって同定された運動視関連部位を結ぶ白質内繊維束を拡散強調画像法によって推定する研究が進展した.前年度に引き続き,大学院生(上崎麻衣子)の協力により,頭頂近辺の視覚・体性感覚連合領域と,側頭に近く視覚的運動と前庭感覚を処理するPIC/PIVC野を結ぶ大きな繊維束の同定に成功し,SPISという仮称を与えたが,本年度は対象の被験者を増やし,LIFE法を用いた検証をより確かにするためのデータ解析が進展し,論文執筆まであと一歩の段階に到達した.課題2は静止画が動いて見える錯視の数理モデルの構築をめざす.研究協力者のvanTonder博士により,計算機シミュレーション実験を行ってきたが,成功の見込みとともに問題点が明らかとなった.最終年度に向けて修正をはかり,成果としてまとめる準備を進めている.また,実世界での錯覚の検討ため写真撮影と分析の準備を行いつつある.課題3は動き情報が色,明るさ知覚に与える影響の解明を目指している.本年度は明るさの対比現象における奥行き情報の関与に関する成果を国際学会で報告し,さらに動きの情報を含めた理論化のための情報を収集した.また,関連して,明るさだけでなく運動刺激の時空間変化情報が速度知覚に与える影響を調べる心理物理実験を進めている.最後に,次年度に機能的MRI研究を行うことを目指し,機械学習モデル(SVNなど)を用いたマルチボクセル解析技術を習得するための英国におけるワークショップに参加した.そこでソフトウェアの使い方を学び,協力者との関係を構築するなど,今後の発展にむけた足がかりをえることができた.当初掲げた3つの研究課題は,それぞれ若干の修正を経て順調に推移しており,このまま進むことができれば最終年度には論文として成果発表を目指すことができる状況にある.本研究は3つの主課題からなっている.第一に,オプテイカルフロー処理に関わる脳機能の解明について,研究協力者の上崎を主著者とする論文を投稿したが採択に至らず,データ解析を大幅に見直して再投稿を行った,視覚的運動による自己運動感覚と身体制御に関わると考えられる,頭頂部と側頭部を結ぶ大きな繊維束(SPIS)を拡散強調MRIによって同定し,機能的MRIによって得られた関心部位との関係を議論した.再解析によって繊維束の同定がよりロバストになった.昨年度末に渡英して計画した,MRIのマルチボクセル解析を用いた運動視関連領野の研究は,英国と欧州に滞在する研究協力者との協力が情勢不安のため十分に進められず,29年度に継続して実施したい.第二に,当初は分担者であったvan Tonder博士を中心に,静止画が動いて見える錯視の計算モデルを考案し,シミュレーション実験を行った.昨年の時点で未解決の問題に進展が見られ,29年度の国際学会で報告するとともに,論文執筆をめざしている.第三に,運動視に関する心理物理実験研究として,昨年度より本課題の一環として進めることとした,速度知覚の空間周波数依存性に関する研究を国際共同研究論文として論文投稿を行った.本論文は29年4月になってから採択が決定した.

その中で,本研究の当初目標に挙げた時空間的勾配計算の観点でも検討を行ったが,その面では特筆すべき成果は得られなかったため,論文中では大きく取り上げていない.しかし,当該論文の意義は十分に認められたため,大学による広報を計画している.今後の研究に向けた知見を得ることができたので継続して検討したい.その他,研究協力者の大学院生(山崎)により,視覚運動と聴覚の相互作用を示す新しい実験的知見が得られた.動きに関する視覚と聴覚の相互作用について,今後の研究課題でより詳細に検討したい.最終年度に,海外の研究協力者を招いて総括ワークショップを開催する計画であったが,英国のEU離脱に伴う研究情勢不安のため,招へいが困難になり,今年度に持ち越すことになった.また,研究成果の論文発表を目指してきたが,大幅な修正が必要となるなど,少し進展が遅れている.すでに論文掲載が決まった研究についても,共同研究者らとのすりあわせに時間がかかったため,今年度に実施すべき実験研究に若干の遅れが生じている.全体としては着実に進展しているため,経費の一部繰り越しによって研究を完遂できると考えている.当初,最終年度となる昨年度に成果報告のための国際ワークショップを開催する計画であったが,英国のEU脱退の影響で海外研究協力者の招へいが困難になったため,一年間研究期間を延長して今年度に実施することとした.英国ロイヤルホロウェイよりA. Lingnau博士,独Regensburg大学よりJ. Schwarzbach教授を招き,fMRIを用いた最新の研究動向と手法に関して講演いただいた.本課題の成果として,大学院生の山﨑大暉氏と元大学院生の上﨑麻衣子氏に関連する研究成果の報告してもらった.また,延期により,別途学術振興会短期招へいによって来学されたA. T. Smith教授(ロイヤルホロウェイ)にも講演をいただけたため,今後の研究に向けても密度の濃い会となった.IMRFにて山﨑による接近運動による特異的な視聴覚相互作用に関する結果がポスター発表された.本研究の結果はPerception誌に投稿され,研究期間後に採択が決まった.APCVで速度知覚に関する成果と展開に関する口頭発表,当初研究分担者であったG. V. Tonder博士によって計算モデル研究について口頭発表,大学院生・楊キツズイ(Yang Xirui)氏による,国立台湾大学・陳教授との共同研究成果(ランダム刺激における運動知覚)の中間報告(ポスター)が行われた.ECVPではフラッシュラグ錯視におけるフリッカーの影響についての英ブリストル大との共同研究についてポスター発表を行った.心理物理実験と脳機能測定実験によって,視覚運動の知覚と脳内情報処理の理解を深める数々の新知見を得,論文として発表した.主な成果として,スピナー錯視が示す速度知覚の空間周波数依存性の解明(協力者:H. Ho教授,S. Anstis教授),視覚運動による自己運動知覚を支える脳領域の同定とそれらを繋ぐ白質神経繊維束の再発見(協力者:上﨑麻衣子),接近運動に特異的な視聴覚の相互作用と位置依存性の発見(協力者:山﨑大暉)があげられる.当初研究分担者であったvanTonder博士による動く
Bi原子スケール薄膜の第一原理計算による機能設計

逆格子空間でのスピン分極を解析するプログラムの改良・mpi並列化を行った。等高線探索アルゴリズムを改良した他、原子局在、軌道局在を調べることが可能になった。mpi並列化により、以前より大規模な系の計算が可能になった。作成したプログラムを用いて、Bi(001)多層薄膜の異方的なRashba効果のスピン分極の詳細を計算した。計算結果は、面内のRashba型スピン渦構造の方向、周期性を持つスピン面直成分の傾向について、スピン・角度分解光電子分光実験の先行研究のものと一致した。さらに、本研究では実験では明らかにされてないFermi面全体のスピン構造を明らかにした。加えて、Fermi面の電子状態の表面局在の割合と、積層による電子構造の変化を調べた。Bi(001)多層薄膜では多くの電子状態が表面1バイレイヤーに局在するが、その局在度がFermi面の各ポケットで異なることを明らかにした。これらの成果について、国内、国際学会で発表した。また、今年度は採用最終年度に加えて、博士課程最終年度である。これまでの研究成果をまとめた学位論文の執筆を行った。年度後半は、学位論文の執筆に多くの時間を割いたが、これまでの研究成果を振り返ることが出来、研究内容についての理解がより深まった点で有意義であった。研究成果の論文投稿も受理され、学位の取得も出来た。また、解析プログラムも予定していたように作ることが出来た。これらの点は上手く進展したと思う。最終年度の研究成果についての論文投稿がまだな点については、若干残念である。解析プログラムに実装していない部分を付け足したい。また、Bi(001)多層薄膜の異方的なRashba効果についての論文投稿を行いたいと考えている。採用一年目である本年度は、zigzag型のエッジを持つBiナノリボン(ZBNR)について、相対論的(fully-relativistic)な第一原理計算を用いて調べた。ZBNRのFermi準位近傍に存在するエッジに起因する2本の二重縮退バンドについて詳しく調べた。ZBNRは構造的に、zigzag型のエッジを持つgrapheneナノリボン(ZGNR)に類似しているが、Fermi準位近傍の2本のバンドの波動関数の振る舞いも類似していることがわかった(エッジに局在)。また、ZBNRのエッジ状態のバンドはスピン・軌道相互作用(SOI)の影響を強く受けていることがわかった。さらにZBNRの基板の影響についても調べた。エッジ状態のバンドはそれぞれスピン縮退しているが、1層Bi(001)薄膜の上に配置したZBNRでは、エッジ状態の2本のバンドは、空間反転対称の破れによりスピン分裂する。また、ZBNRに電場を印加すると、エッジ状態のバンドは基板の効果と同様にスピン分裂する。2つ目に、k空間でのスピン分極を解析するプログラムの開発と、そのプログラムのテスト計算を行った。第一原理コードで計算した波動関数を出力しその結果を用いて各k点のスピン分極を計算するプログラムを作成するとともに、特定の等エネルギー面についてk点を集中的に計算し、それぞれのk点のスピン分極を計算するプログラムを作成した。私は作成したプログラムを用いて、grapheneシートなどのテスト計算を行ってた。その一つとして、SOIを意図的に増大させたgrapheneシートに電場を印加した計算を行い、逆格子のK点のDiracコーンでの2次元Rashba型分裂のスピン分極を調べた。採用二年度である本年度は、前年度から引き続き、zigzag型のエッジを持つBiナノリボン(ZBNR)の研究を行った。また、採用一年度から始めていた、波数空間でのスピン分極を解析・可視化するプログラムの作成を行い、それを用いて、Bi(111)バイレイヤー構造での対称性の高いk点を中心とした渦型スピンとRashba効果の研究を行った。Bi薄膜に積層したZBNRの計算や、電場印加したZBNRの計算についての計算などを行い、基盤の影響によるバンドのスピン分裂と、その際の波動関数のエッジ局在について調べた。これらの研究成果について学会発表とJapanese Journal of Applied Physicsに論文投稿を行った。この論文はすでに2012年1月20日に出版されている。Bi(111)構造は結晶群No.156(C_<3v>^1)に属しているが、これと同じ結晶群に属する構造において対称性の高いk点を中心とした渦的なスピン構造が存在する事が知られている。Bi(111)バイレイヤー構造でもΓ点周りとK点周りにRashba型の渦型スピンが存在する事がわかった。また、薄膜に対し面直方向のスピン成分が存在し、その振る舞いが、Γ点周りとK点周りで異なることがわかった。これらの研究成果について、学会発表を行った。この研究に関してまとめた論文を執筆中である。Bi(111)薄膜構造は積層によりFermi準位近傍のバンド構造が大きく変化する。現在、Bi(111)薄膜構造のFermi面近傍のスピン分極の積層による変化について研究を行っている。

計算結果は、面内のRashba型スピン渦構造の方向、周期性を持つスピン面直成分の傾向について、スピン・角度分解光電子分光実験の先行研究のものと一致した。さらに、本研究では実験では明らかにされてないFermi面全体のスピン構造を明らかにした。加えて、Fermi面の電子状態の表面局在の割合と、積層による電子構造の変化を調べた。Bi(001)多層薄膜では多くの電子状態が表面1バイレイヤーに局在するが、その局在度がFermi面の各ポケットで異なることを明らかにした。これらの成果について、国内、国際学会で発表した。また、今年度は採用最終年度に加えて、博士課程最終年度である。これまでの研究成果をまとめた学位論文の執筆を行った。年度後半は、学位論文の執筆に多くの時間を割いたが、これまでの研究成果を振り返ることが出来、研究内容についての理解がより深まった点で有意義であった。昨年度から研究を行ってきた、Biナノリボンの研究について論文を投稿し、受理された。また、波数空間でのスピン分極を解析・可視化するプログラムを完成させ、Bi(111)バイレイヤー構造の渦型スピンとRashba効果の研究を行った。この研究も順調に進展しているため、このように評価した。研究成果の論文投稿も受理され、学位の取得も出来た。また、解析プログラムも予定していたように作ることが出来た。これらの点は上手く進展したと思う。最終年度の研究成果についての論文投稿がまだな点については、若干残念である。今後、現在行っているBi(111)バイレイヤー構造のRashba効果の研究を発展させて、Bi(111)薄膜構造のFermi面近傍のスピン分極の積層による変化についての研究を行っていく予定である。また、今年度作成した、波数空間でのスピン分極を解析・可視化するプログラムを用いて、他のC_<3v>対称性を持つ構造との比較や、自発磁化を持つ物質でのRashba効果についての研究等も行っていこうと考えている。前年度と同様、作成したプログラムに機能を追加する事も延長して行っていく予定である。解析プログラムに実装していない部分を付け足したい。また、Bi(001)多層薄膜の異方的なRashba効果についての論文投稿を行いたいと考えている。
新しいｔＲＮＡ様低分子ＲＮＡの機能解析

大腸菌ゲノムに高度に保存されているtRNA様配列を発見し、その配列を含む遺伝子とその産物を解析した。その結果、その配列はtRNA様低分子RNAではなく、短いペプチドをコードする遺伝子(txpA)の一部であることが判明した。その遺伝子欠失株と野生株の増殖を種々の条件下で培養比較すると、欠失株では30SリボソームのA部位に特異的に働く抗生物質(ストレプトマイシン、カナマイシン等)への感受性が高くなることがわかり、翻訳過程に何らかの関与をしていることが示された。ゲノム配列の解析から大腸菌すべての種に保存されているtRNA様の配列を発見した。この配列は、tRNAのクローバーモデルの上半分(CCA-3'末端、アミノ酸受容ステム, Dアーム, Tアーム)とそっくりの二次構造を取りうるが、中央部分はtRNAの下半分(アンチコドンアームとバリアブルアーム)はtRNAと大きく異なる。ノーザン解析の結果、この配列がRNAとして細胞内で発現していることを確認したので、txRNAと名付けて、解析を開始した。本研究は、分子遺伝学的手法ならびに生化学的手法を使ってその構造と機能を解析することを通して、細胞内での働きと、それに関与する生体内反応と分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。昨年度の解析から、このRNAがtRNA様の構造自体が機能単位ではなく、mRNAの一部であるという予想外のことが明らかになった。実際、txRNA配列を含む転写産物が、60アミノ酸からなるペプチドをコードしており、それが翻訳されうることを、LacZ-fusion実験等で明らかにした。本年度はこの研究結果の流れにそって、その翻訳産物の検出と、遺伝子機能の解明を目的とした研究を行った。In vivoとin vitro系を用いた遺伝子産物の検出は未だ成功していないが、このペプチドの抗体を作成したので、western blottingによる産物の検出を行っている。一方この遺伝子の欠失株を種々の培養条件で野生株との増殖を比較したところ、高pHでの増殖に必要であることが示唆された。この表現型の解析を用いて、遺伝子機能の解明につなげたい。現在、synthetic lethal株の単離を試みている。本年度はこのRNAを単離することから始めたが、発現量が少なく、困難を極めた。しかも、ノーザン解析からその配列がtRNAサイズより長く(約200塩基)で転写され、代謝的に不安定なRNAであることから、tRNA様の構造自体が機能単位ではなく、mRNAの一部である可能性が出てきた。従って本研究は、当初の予想とは全く異なる展開となったが、tRNA様配列をコード領域にもつmRNAの始めての発見となり、より興味深いテーマに発展したといえる。今後、その翻訳産物の検出、その構造、機能の解析を進める。本研究はすべての大腸菌ゲノムに高度に保存されているtRNA様配列の発見をもとに、その遺伝子と産物の機能を明らかにすることを目的とした。当初、この配列は新しい低分子RNAであることを想定したが、解析の結果予想に反して、この配列は短い塩基性ペプチドをコードするmRNAの一部であることが判明した。その根拠は:(1)ノーザン解析の結果転写産物は約200塩基長であり、代謝回転が早いこと。(2)その5'ー端はtRNA様配列の約100塩基対上流のプロモーター配列のすぐ下流のATGから始まり、(3)そのATGが翻訳の開始点でもあることの証明、等から大腸菌にはめずらしいleaderless-mRNAであることが明らかになった。tRNA様配列をコード領域に丸ごと含むmRNAは細菌では初めての発見である。本年度はこのmRNAがコードするペプチド産物(TxpA)の機能とtRNA様構造の意味を明きらかにするため、この遺伝子の欠損株を作成し、野生株と種々の培養条件下で増殖を比較したところ、タンパク合成を阻害する抗生物質に対する感受性の違いが見つかった。特に欠損株では30SリボソームのA-siteに作用する抗生物質(カナマイシン、ストレプトマイシン、スペクチノマイシン等)に特異的に感受性の増加が見られる(低濃度で増殖が阻害される)。

この事実はTxpAが30SリボソームA-siteを標的とする何らかの機能を持つことを示唆する。TxpAの発現量はリボソーム量と比較して遥かに低いので,リボソーム成分の一つとは考えられず、何らかのcataliticな働きを持つと予想され、現在、synthetic-lethal変異株を単離して、より詳しい機能を解析中である。分子遺伝学当初の予想とは異なる展開となったが、新しい方針での解析を進め、データを積み重ねており、興味ある進展が予想される。特に高いpH条件下での増殖に関与することが明らかになり、表現系の指標として使用できるので、この遺伝子の機能を知る手がかりとなることが期待できる。当初の予想とは異なる展開となったが、着実にデータを積み重ねており、興味ある進展が予想される。tRNA様配列を含む転写産物(RNA)がmRNAであることの最終証明として、その産物をin vitroとin vivoの系を用いて合成し、western-blotting法で検出すること。この遺伝子の生理的機能を様々な生理的条件下での培養。また欠損株や条件変異株を用いて明らかにする。1.tRNA様配列を含む転写産物(RNA)がmRNAであることの最終証明として、その産物をin vitroとin vivoの系を用いて検出する。2.この遺伝子と産物の生理的機能を様々な生理的条件下での欠損株や大量発現株を用いて明らかにする。本年度の実験計画に多少変更があり、予定物品の購入の延期や学会出席等への支出がなくなったため。次年度は延期した購入物品、学会発表の予定があり、そのための支出が見込まれる。消耗品の購入に使用する。
卵白におけるタンパク質混合系の協同的な凝集体ネットワーク形成機構の解明

卵白はタンパク質含有量が多く、優れたゲル化特性をもつ食品である。この卵白ゲルの粘弾性や保水性といった物性はタンパク質凝集体のネットワークに起因する。本研究では、卵白加熱ゲルの物性の起源となる凝集体のネットワーク形成の分子機構を明らかにすることを目的とする。昨年度は、卵白タンパク質の主成分であるオボアルブミンとオボトランスフェリン、リゾチームの3種を用い、その混合系で異種タンパク質が協同的に熱凝集する過程を明らかにした。その中で、オボアルブミンおよびオボトランスフェリンの凝集体に対し、天然状態のリゾチームが会合することを見出し、本年度はその作用機構を解明することを目的とした。オボアルブミンとリゾチームを低イオン強度の溶液で混合すると、複合体が形成され溶液が白濁した。互いに天然状態の場合は、数μmの大きさの球形をした液滴を形成した。この液滴は可逆的な静電相互作用および水素結合による流動性を有する。これに対して、一方のタンパク質を部分変性させると、オボアルブミンとリゾチームの複合体は、数十μmの大きさの不規則な形の凝集体として観察された。変性したオボアルブミン/リゾチームが形成する複合体は、静電相互作用に加えて不可逆な疎水性相互作用を介して形成されるフラクタル構造のネットワークをもつ凝集体であった。複数種類のタンパク質が混在している系においては、一種のタンパク質がわずかに変性したことを引き金に、対に荷電したタンパク質との静電引力と疎水性相互作用を介して、凝集体の成長が促進された。当該研究が明らかにした複数のタンパク質の協同的な凝集は、卵白タンパク質を用いた食品工学だけでなく、生体内タンパク質の凝集によって引き起こされる疾患の病理学やタンパク質精製の生物工学に対して、タンパク質科学の物理化学に立脚した理解および制御を可能にする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。実際に、卵白は畜肉加工品や水産練り製品などに添加物として利用され、これらのゲルの物性を向上させている。卵白を加熱してできるゲルに関する研究を定量的に進めるため、当該年度は卵白の成分を混合した条件での研究を進めた。具体的には、卵白タンパク質の主成分であるオボアルブミンとオボトランスフェリン、リゾチームの3種を用い、その混合系の熱凝集過程を調べた。まず、オボアルブミンとリゾチームを加熱したときに形成する共凝集が、どのように進むかをサイズ排除クロマトグラフィーや円偏光二色性スペクトル、透過型電子顕微鏡などの方法を組み合わせて調べた。その結果、オボアルブミンは可溶性凝集体ができること、両者を混合してできる凝集体にはいずれのタンパク質も含まれることが明らかになった。詳細を調べると、まず両タンパク質が静電的に会合することで小さな凝集体ができた。この小さな凝集体は電気的に中性であるため、さらなる凝集体の成長には疎水性相互作用が関連することがわかった。このように構築した実験系を用いて、次に、オボトランスフェリンとリゾチームの共凝集を調べた。両者は、殺菌処理に相当する55°C程度の低温加熱で共に凝集してしまうことが以前より報告されていた。その結果、同様に静電的な引力による小さな凝集体の形成と、その後、凝集体同士の会合が階層的に進むことが明らかになった。一定以上の大きさの凝集体になれば不溶化することがわかった。いずれの成果もきわめて定量的な測定に成功しており、凝集体の成長機構モデルを描くことができた。計画当初目標としていた卵白タンパク質混合系の熱凝集過程を2成分のボトムアッブ系で解明することを達成した。卵白タンパク質の主成分であるオボアルブミンとオボトランスフェリンに対し、リゾチームは相互作用して協同的にこれらの凝集体形成を促す過程が明らかとなった。以上の成果から、当初の計画通りに研究が進展したと考えられる。

これに対して、一方のタンパク質を部分変性させると、オボアルブミンとリゾチームの複合体は、数十μmの大きさの不規則な形の凝集体として観察された。変性したオボアルブミン/リゾチームが形成する複合体は、静電相互作用に加えて不可逆な疎水性相互作用を介して形成されるフラクタル構造のネットワークをもつ凝集体であった。複数種類のタンパク質が混在している系においては、一種のタンパク質がわずかに変性したことを引き金に、対に荷電したタンパク質との静電引力と疎水性相互作用を介して、凝集体の成長が促進された。当該研究が明らかにした複数のタンパク質の協同的な凝集は、卵白タンパク質を用いた食品工学だけでなく、生体内タンパク質の凝集によって引き起こされる疾患の病理学やタンパク質精製の生物工学に対して、タンパク質科学の物理化学に立脚した理解および制御を可能にする。当該年度の研究成果によって、あるタンパク質凝集体に対し、それと異なる天然状態のタンパク質が会合することを見出した。しかしその相互作用の理解は不十分であり、凝集機構を精密に制御するためにはこの現象を詳細に分析する必要がある。凝集体の粒径や物理化学的特性を動的光散乱法や蛍光プローブを用いて分析し、会合する異なるタンパク質の性質や量を明らかにする。混合溶液中に各種添加剤を含ませ、相互作用の場を変化させることで、その反応過程や相互作用を明らかにすることを試みる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
集積化マルチレベルインバータの開発

平成27年度においては,回路内で電圧を保持するフライングキャパシタの小型化のため,スイッチングの高周波化について検討を行った。他方,マルチレベルインバータのさらなる高パワー密度化が可能になれば,同サイズでこれまで以上に出力レベル数を増やすことも可能になり,電磁ノイズや高調波,電流リプルをさらに低減することができる。これにより,モータ等の負荷の制御性能を向上できる可能性があり,その点についても検討を行った。得られた成果は以下の通りである。(1)原理的に高速なスイッチングが可能なGaN-HEMTをマルチレベルインバータの主スイッチ素子として適用し,高周波化の検討を行った。試作した3レベルインバータを用いて,600V耐圧のSi SJ-MOSFETと同等定格のGaN-HEMTを比較したところ,SJ-MOSFETを用いたマルチレベルインバータは,スイッチング周波数を高くするほど効率が顕著に低下してしまうのに対し,GaN-HEMTを用いたマルチレベルインバータは,高周波化に対する効率の低下率をSJ-MOSFETの場合の1/5程度に低減できることを確認した。すなわち,GaN-HEMTを用いた場合には,変換器効率をSJ-MOSFETの場合と同水準に保ちながらスイッチング周波数を5倍程度に高くすることができ、キャパシタのサイズを1/5程度に小型化できることを実験的に明らかにした。(2)マルチレベルインバータ適用による負荷の制御性能向上の検討として,ロボット制御等に用いられるモーションコントロールシステムに2レベルインバータおよびマルチレベルインバータを適用し,制御性能の比較を行った。実験の結果,力制御時において,マルチレベルインバータを用いた場合の方が,振動的になることなく制御ゲインを高く設定することができることを実験的に明らかにした。本成果について国際会議IECON2015で発表を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,電磁ノイズや高調波の発生を本質的に低減することのできるマルチレベルインバータを研究対象としており,将来的に,CPUなどに用いられている半導体集積回路技術を電力変換回路に応用することで,小型かつクリーンな次世代電力変換器を開発しようとするものである。平成26年度においては、主に以下の3項目について検討を行い,成果を得た。1.回路内でマルチレベル出力電圧の源となる複数の電圧を保持するフライングキャパシタは,高周波化により所要静電容量を小さくすることが出来るが,キャパシタを小型化するためには温度の考慮も必要である。所要静電容量および温度上昇を理論的に算出し,インバータの動作条件を考慮して,最適なキャパシタの種類を選定する指針を明確化した。2.インバータの系統連系応用においては,系統電圧の擾乱や急激な負荷変動等が想定され,そのような過渡状態においても,各フライングキャパシタの電圧は規定値に保たれる必要がある。基礎検討として,単相5レベルインバータを用いた系統連系システムを構築し,実証実験を行った。その結果,系統擾乱時および負荷急変時においてもキャパシタの電圧バランスが崩れることなく,正常動作が可能であることを確認した。3.マルチレベルインバータは各デバイスの所要耐圧が低いため,それだけ特性の優れた低耐圧デバイスを用いることができ,また,等価的な半導体チップ面積が大きくなるため,各パワーデバイスの発熱密度も小さくなり,放熱の面でも有利な方式である。試作回路として,三相13レベルフライングキャパシタインバータを作製した。動作実験の結果,出力電力1kW時において,効率98.6%を達成し,計72個のMOSFETから均一に発熱しているため,冷却器を用いずに連続運転が可能であることを実証した。研究計画に沿って,フライングキャパシタマルチレベルインバータの集積化に向けた重要な技術課題の解決を図ることができたため,おおむね順調に進展していると判断する。

平成26年度はおおむね順調に進展したことから,平成27年度も引き続きフライングキャパシタマルチレベルインバータの設計,実装について検討を行う予定である。特にワイドバンドギャップ半導体デバイスGaN-HEMTの適用可能性を検討し,高周波化と小型化の限界を追求する予定である。また,研究成果を総括し,論文誌および国際会議で発表する。27年度が最終年度であるため、記入しない。
鹿の地方病性心筋症の病理学的ならびに予防に関する研究

本研究は、中国東北地方で家畜化シカ(主として梅花鹿)に集団発生している原因不明の地方病性心筋症(enzootic cardiomyopathy)を日中共同でその病理学的本態及び原因を明らかにすることを目的としたものである。本疾患は、新生あるいは若齢シカに急性心疾患として突然死を招くことから経済的に多大な損失をもたらしている。東北地方は、また低セレニウム地帯としてヒトの克山病(Keshan disease)の発生地域でもある。平成9年から平成11年の3年間、生後1日から2歳齢の40例について現地解剖し、病理形態学的、酵素組織化学的ならびに電子顕微鏡学的に検討を加え、さらに実験的セレニウム欠乏症を作出し、本疾患の病理発生を明らかにした。【平成9年度】本性の形態学的特徴は、ミトコンドリアの著しい膜系小器官の変性とCa沈着を伴う心筋細胞の壊死性融解と収縮帯壊死ならびに血管の硝子様変性で、これら所見は克山病や各種動物におけるセレニウム・ビタミンE欠乏症性心筋症に酷似していることを明らかにした。【平成10年度】共通的かつ特徴的病変として捉えられた肝臓の褐色性変化は、過酸化障害がもたらすセロイド・リポフスチン沈着性であることを明らかにした。さらに本症に併発する肺真菌症の感染成立にTリンパ球の失墜による日和見感染で、セレニウム欠乏と免疫機構の関係を明らかにした。【平成11年度】シカに酷似した肝病変を実験的セレニウム・ビタミンE欠乏症症ラットで作出し、その病理発生は、坑酸化作用をもつセレニウム関連酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼの減少であることを明らかにした。なお、平成10年度より実施した牡鹿及び生存動物へのセレニウム投与により、本症の発生は激減している。中国東北地方のセレニュウム欠乏地帯に、古くから克山病(Keshan disease)と称されるヒトの心筋疾患が発生している.また同地域の家畜(ブタ、ヒツジ、ニワトリ)においても心筋の壊死による急性心疾患の発生が報じられている.本研究は、家畜化されたシカ牧場で集中発生する心筋疾患の病理発生的研究である.平成10年度においては、(1)第一回調査:本疾患の発生状況および4頭の病体を現地解剖し材料を収集。(2)第2回調査:20頭の現地解剖及び第1回調査材料の病理組織学的および微細構造学的所見を共同討議した.更に今後の研究の進め方を検討.[成果]病理組織学的所見:基本的にいずれも炎症細胞の浸潤を伴わない二種の変性像が指摘された。(1)心筋細胞内筋原線維の粗鬆化と空胞変性で、内容が殆ど空虚を呈すものと、微細顆粒状物質を含むものとが観察された。また、変性筋線維はしばしば微細な空胞の融合により、いわゆる打ち抜き(punched out)像に陥っていた.かかる変化は特に子鹿に多く見られる傾向を示していた。“(2)"心筋細胞の好酸性化と核の濃縮ならびに過収縮性変化を示していた.超微細構造学的所見:“(1)"myofilamentの融解ないし離開、Z帯の異常拡大、変形、分布異常およびミトコンドリアの腫大と変形(櫛膜の崩壊、消失、同心円状配列、基質の淡明化、高電子密度顆粒の沈着)が観察された。“(2)"筋原繊維の断裂、過収縮、Z帯間隔の短縮と介在板の錯走像が観察された。