hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
信号統計力学の創生と洞察的理解への展開

本研究課題では、統計力学的アプローチにより適応信号処理の挙動を理論的に解明し、新しいパラダイム「信号統計力学」を創生することをその目的としている。2年目である2018年度は2017年度の成果をもとに特に未知システムが非線形性を有する場合の適応信号処理について研究を進展させることができた。2017年度は未知システムPとして2次のボルテラフィルタを対象とし、これを同じく2次のボルテラフィルタとして構成される適応フィルタHで同定する場合のシステムのふるまいについて、統計力学的な手法を用いて解析した。2018年度はその解析をボルテラフィルタの次数に関して一般化し、未知システムPと適応フィルタHがともにk次(一般次)である場合に適応フィルタHをLMSアルゴリズムで更新する場合の二乗平均誤差の動的振る舞いを記述する連立微分方程式を、タップ長無限大の極限を考えることにより決定論的に導出し、これを解析的に解くことができた。これにより、k次ボルテラフィルタを用いる適応信号処理システムの二乗平均誤差の動的振る舞いを定量的に説明することに成功した。特に重要な点として、2次のボルテラフィルタの場合から予測されたようにk次のボルテラフィルタの場合には更新回数をタップ長Nのk乗でスケーリングすることによりタップ長に依存しない議論が可能になることが明らかになったことがあげられる。このことは高次ボルテラフィルタの本質的な遅さを理論的に示したことを意味する。研究実績の概要欄に書いたように、未知システムが非線形性を有する場合、具体的にはk次のボルテラフィルタである場合の適応信号処理についてその解析に取り組み、二乗平均誤差の動的振る舞いを記述する連立微分方程式を導出できたこと、また、それを解析的に解くことに成功したことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断できる。2017年度、2018年度の二年間で一般次のボルテラフィルタから構成される適応信号処理システムの統計力学的解析に成功したが、解析を可能とするためにボルテラ核は乱数が密に詰まったベクトル、行列(3次以上ではテンソル)を仮定している。しかし実際の非線形システムのボルテラ核はそのような性質を有するとは限らない。そこで、今後はボルテラ核がたとえば帯テンソルであるような場合の解析に取り組む。また、能動騒音制御の解析への展開として、システムが二次経路を含む場合の解析に取り組む。これらの解析を通じて、統計力学的手法を用いて、信号処理の洞察的理解を目指す。本研究課題では,統計力学的アプローチにより適応信号処理の挙動を理論的に解明し、新しいパラダイム「信号統計力学」を創生することをその目的としている。初年度である2017年度は特に未知システムが非線形性を有する場合の適応信号処理について研究を進展させることができた。非線形性を有する未知システムPとして2次のボルテラフィルタを対象とし,これを同じく2次のボルテラフィルタとして構成される適応フィルタHで同定する場合のシステムのふるまいについて,統計力学的な手法を用いて解析した。HをLMSアルゴリズムで更新する場合を仮定し,二乗平均誤差の動的振る舞いを記述する連立微分方程式を,タップ長無限大の極限を考えることにより決定論的に導出することに成功した。また,これを解析的に解くことにより,二乗平均誤差の動的振る舞いを定量的に予測することに成功した。計算機実験との比較により導出された理論がその結果を定量的に予測できることを確認した。重要な点として,2次のボルテラフィルタの場合には更新回数をタップ長Nの二乗でスケーリングすることによりタップ長に依存しない議論が可能になることが明らかになったことがあげられる。研究実績の概要欄に書いたように,未知システムが非線形性を有する場合の適応信号処理について解析に取り組み,二乗平均誤差の動的振る舞いを記述する連立微分方程式を導出できたこと,また,それを解析的に解くことに成功したことから,本研究課題はおおむね順調に進展していると判断できる。

研究実績の概要欄に書いたように、未知システムが非線形性を有する場合、具体的にはk次のボルテラフィルタである場合の適応信号処理についてその解析に取り組み、二乗平均誤差の動的振る舞いを記述する連立微分方程式を導出できたこと、また、それを解析的に解くことに成功したことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断できる。未知システムが非線形性を有する場合について,さらに3次以上のボルテラフィルタの解析に取り組む。また,能動騒音制御の解析への展開として,システムが二次経路を含む場合の解析に取り組む。これらの解析を通じて,統計力学的手法を用いて,信号処理の洞察的理解を目指す。2017年度、2018年度の二年間で一般次のボルテラフィルタから構成される適応信号処理システムの統計力学的解析に成功したが、解析を可能とするためにボルテラ核は乱数が密に詰まったベクトル、行列(3次以上ではテンソル)を仮定している。しかし実際の非線形システムのボルテラ核はそのような性質を有するとは限らない。そこで、今後はボルテラ核がたとえば帯テンソルであるような場合の解析に取り組む。また、能動騒音制御の解析への展開として、システムが二次経路を含む場合の解析に取り組む。これらの解析を通じて、統計力学的手法を用いて、信号処理の洞察的理解を目指す。当該助成金が生じた状況:学内経費等の有効活用により,物品費を使用する必要がなくなったため。翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画: 2018年11月に米国で開催される国際会議(APSIPA ASC)で成果の発表を行うための旅費として使用する予定である。翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画: 2019年8月にタイで開催される国際シンポジウムや同月に米国で開催される国際会議で成果の発表を行うための旅費として使用する予定である。
便DNA検査による大腸腫瘍新規スクリーニング法の開発

本研究者は大腸がん及び大腸腺腫に極めて特異性の高いマーカーとしてTWIST1遺伝子のメチル化を報告している。便検体からこのTWIST1メチル化を検出することが大腸腫瘍の新たな検査法となる可能性がある。しかし、便から抽出したDNAに含まれるヒトDNAは微量であるため、従来のbisulfiteベースのメチル化測定技術では便中TWIST1メチル化の定量が困難であった。そこでbisulfite不要の新しい測定法を開発した。我が国において大腸がん死亡数は年々増加している。2015年におけるがん患者数推計では、大腸がん患者数が、がん患者の中で最も多くなることが予想されており、その対策は急務である。大腸がんの一次スクリーニングである便潜血検査件数は今後増加することが見込まれるが、便潜血検査には次の問題点が指摘されている。1.がんにおける感度が低い(大腸がんに対する便潜血検査の検査感度は30%弱との報告がある)。2.偽陽性率が高い(便潜血検査が陽性であった33万人のうち、実際に大腸がんがあったのは1万人で、残る32万人には大腸がんがなかった(偽陽性)という報告がある)。このような問題を解決するために、より精度の高い大腸がん一次スクリーニング法を開発する必要性があるため、本研究を行うに至った。平成25年度の研究実績の概要は以下の通りである。1. DNAチップによる網羅的解析を行い、大腸がんに特異的なメチル化遺伝子(候補)を発見した。2.それらの候補遺伝子の中から、正常大腸粘膜に比べ、大腸癌において高度メチル化を認める遺伝子を発見した。しかも単一遺伝子(TWIST1)の解析により両者を区別することが可能であった。本遺伝子のメチル化のレベルは大腸粘膜(n=218)では平均9.4%であったのに対し、大腸がん(n=341)では平均57.4%であった(P<0.0001)。3.安価に解析可能なPCRベースの解析法を開発した。4.便検体を使用して便DNA検査による大腸腫瘍スクリーニング検査の予備試験を行った。大腸がん患者121名、健常者52名の便検体の解析の結果、検査感度は約60%、検査特異度は約90%であった。平成26年度の研究実績の概要は以下の通りである。平成25年度に見出した大腸腫瘍特異的メチル化遺伝子について(1)メチル化解析法を新規に開発し、(2)この方法を使った便DNA検査の予備試験を行っているところである。(1)のメチル化解析法については、低コピー数のメチル化遺伝子でも検出可能であり、便DNA検査にも十分応用可能な検出感度を有していることを確認している。大腸癌スクリーニングに用いられる便潜血検査は前癌病変・早期癌の検出率が低いため、検出率のより高い検査法の開発が必要である。その方法としては便DNA検査が挙げられ、自験例で実績のある以下のDNA検査について実用化に向けた研究開発を行った。本研究者らは組織検体での検討によりメチル化TWIST1が大腸癌マーカーであることを世界で初めて発見した。便DNA検査への応用を試みたが、便中のヒトDNAは極めて微量のために従来技術(bisulfite処理ベース解析技術)での検査成功率は20%以下に過ぎなかった。しかし、測定方法に改良を重ねた結果「bisulfite処理不要の超高感度メチル化TWIST1検出法」を確立し、この問題を解決した(成功率ほぼ100%)。さらには、便中メチル化TWIST1検出が大腸癌のみでなく大腸前癌病変スクリーニングに有用であり、本検査と便潜血検査を組み合わせることで大腸前癌病変の検査感度を約80%にまで向上させることに成功した。最終目標である「多数便検体でのメチル化解析による大腸腫瘍スクリーニング法としての検査精度の評価」について、最も重要となる高精度な測定系を平成26年度で確立した。今後は多数の臨床検体(便検体)を使って検討を行うことで、最終目標の達成が大いに期待できる。

腫瘍学前述の通り、多数の臨床検体(便検体)を使って検討を行い、メチル化解析による大腸腫瘍スクリーニング精度を評価する。本年度の目的である「多数便検体でのメチル化解析による大腸腫瘍スクリーニング法としての検査精度の評価」について、検査感度約60%、検査特異度約90%という結果が得られたので、おおむね順調に進展していると判断した。メチル化遺伝子の検出感度がやや低いため、検出方法の改良が必要である。低コピー数の検出も可能なデジタルPCRを用いた検討を行う予定である。
インドネシア国スラウェシ島の絶滅危機言語の多面的記述と言語データのアーカイブ化

最終的な遂行後の文章私の研究題目は「インドネシア国スラウェシ島の絶滅危機言語の多面的記述と言語データのアーカイブ化」で、平成23年度から平成26年度の四年間にわたって以下の三つの活動を行った。第一に会話やナラティブ・スピーチなどの自然言語、及び芸能や儀式など文化活動の映像・音声データを採集しアーカイブ化することで、同時に申請者の研究成果を英語で出版する。第二に現地および他国の研究者と共同でそれらの言語の記述を進め、大量のデータを活かした言語の多様な側面の分析を行うこと。第三に民族語からインドネシア語マナド方言への言語シフトと言語態度に関する社会言語学的調査を行うことである。私の研究題目は「インドネシア国スラウェシ島の絶滅危機言語の多面的記述と言語データのアーカイブ化」である。北スラウェシ州に存在する11の少数民族言語のうち、バンティック語、タラウド語、トンサワン語に焦点をあてて調査を行い、分析し、かつ言語データをアーカイブ化して他の研究者やこれらの言語の話者がアクセスできるように整備するのが目的である。平成24年度は、4月から7月にかけて、23年度に調査を行って得たデータの整理と分析を行った。そして、7月に開催された第12回国際オーストロネシア言語学学会(12th International Conference on Austronesian Linguistics)において、バンティック語のストレスについての発表と、タラウド語のアスペクトについての発表を行った。8月にはタラウド語とバンティック語の調査を行った。また、同じく北スラウェシ州で話されているサギル語の社会言語学的な資料を得るため、アンケートを配布・回収した。9月から12月にかけて、23年度、24年度の調査で得たデータを、アーカイブ化するため、整理した。また、北スラウェシ州で話されているインドネシア語の方言、マナド方言の書記方法について、日本インドネシア学会において発表した。平成25年1月も、データの整理と分析を行った。2月初めにオーストラリア、La Trobe大学の研究員で、当研究の連携研究員であるDr. Anthony Jukes氏に言語データのアーカイブ化を依頼するため、出張を行い、これまでに得た言語データを整備し、La Trobe大学のアーカイブにアップロードするための準備を行った。研究題目は「インドネシア国スラウェシ島の絶滅危機言語の多面的記述と言語データのアーカイブ化」である。平成25年度は、音声データの整理とともに、「情報構造」分野の研究に力を入れた。「情報構造」に関する研究会は、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所のプロジェクトとして開催しているが、そこで情報収集および成果発表を行った。その他、4月から7月にかけて、24年度に調査を行って得た音声データと形態論・統語論分野のデータを分析した。その成果を5月の東南アジア言語学会(23rd Southeast Asian Linguistics Society)にてタラウド語の動詞のパラダイムについて発表し、6月のインドネシア・マレー語国際シンポジウム(17th International Symposium on Malay/Indonesian Languages)にてインドネシア語マナド方言の書き言葉について発表した。8月は、バリ島にて、インドネシアにおける記述言語学のワークショップの講師として、インドネシアの言語記述をすすめていくためのノウハウを伝授し、将来の言語情報のアーカイブ化につなげた。また、トンサワン語とバンティック語の現地調査を行った。12月には、茨城県大洗町にあるインドネシア語マナド方言のコミュニティを訪問し、マナド出身のHendrik Paat教授の助力を得て、マナド方言の談話資料収集を行った。平成26年2月は、トンサワン語の現地調査を行った。これらの時期も常に、データの整理と分析を行った。2月後半にはオーストラリア、La Trobe大学の研究員で、当研究の連携研究員であるDr. Anthony Jukes氏に新しく得た大量の言語データ(音声資料、映像資料、文字資料)を渡してLa Trobe大学のアーカイブにアップロードしてもらうよう要請した。フィリピンの南西に位置するスラウェシ島の北部州には11の少数民族言語が存在する。これらの言語は話者が一万人から四万人と少ない上に、若い世代への伝達が行われていないので、消滅の危機にある。本研究の目的はこれらの言語の調査を行い、記述し分析しつつ、言語データを誰にでも利用できる形でアーカイブ化することである。同時に、民俗芸能文化の記録、神話・伝説の記録を行い、多面的なアーカイブを形成し、同時に言語シフトに関する社会言語学的調査を行い、民族語が置かれている状況を様々な方向から考察することが目的である。スラウェシ島北部の少数民族言語はフィリピン諸語に属するが、その下位区分にあたるサギル諸語グループに属するバンティック語とタラウド語を対象に調査・研究を行ってきた。

バンティック語に関しては、包括的な文法記述を論文にまとめ、平成17年度に博士論文として受理された。タラウド語は平成15年度より調査を始め、基礎的なデータは蓄積している。本特別研究費による研究においても、これら両言語の未だ調査不足である分野の調査を継続して行った。平成23年度は、平成22年度までの現地調査において採集したデータを分析して口頭発表と論文執筆を行った。また、三週間程度の言語調査を夏に行い、バンティック語とタラウド語の音声データおよび映像データを収集した。ここで収集したデータも一部を分析し、口頭発表および論文執筆を行った。アーカイブ化に関してはオーストラリア人(ラ・トゥルーブ大学)Anthony Jukes氏およびインドネシア人(マナド大学)Hendrik Paat氏の研究者と協力し、データの加工を行う計画をたて、平成24年度以降順次データの加工と公開を行っていく。私の研究題目は「インドネシア国スラウェシ島の絶滅危機言語の多面的記述と言語データのアーカイブ化」で、平成23年度から平成26年度の四年間にわたって以下の三つの活動を行った。第一に会話やナラティブ・スピーチなどの自然言語、及び芸能や儀式など文化活動の映像・音声データを採集しアーカイブ化することで、同時に申請者の研究成果を英語で出版する。第二に現地および他国の研究者と共同でそれらの言語の記述を進め、大量のデータを活かした言語の多様な側面の分析を行うこと。第三に民族語からインドネシア語マナド方言への言語シフトと言語態度に関する社会言語学的調査を行うことである。記述と分析の対象とする少数民族語はインドネシア国北スラウェシ州で話されているサギル諸語グループに属するバンティック語とタラウド語と、ミナハサ諸語グループに属するトンサワン語であった。国立マナド大学(インドネシア)の研究者と協力してタラウド語の方言調査を行うとともに、様々な儀式の映像・音声データを入手した。バンティック語とトンサワン語に関しても、後世の検証に耐えうるアーカイブ化構築の材料を収集した。その上で、バンティック語とタラウド語における形態論・統語論の分析と、情報構造に関する分析を行い、各所で発表し、英語による論文発表も行った。また、独白・会話・民話などの語りのデータを採集しFlex等のソフトウェアにおいて談話データを保存してきた。サギル語とトンサワン語の社会言語学的調査を行った。最も先行文献の少ないトンサワン語については音声・音韻・語彙・形態論の基礎的データを採集し、統語論の分析をすすめている。アーカイブ化に関してはラ・トローブ大学のAnthony Jukes氏と協力してラ・トローブ大学図書館の情報システムにおいてデータ保存を試み、広範囲からのアクセスが可能なアーカイブ化をすすめた。言語学バンティック語とタラウド語に関しては、アーカイブ化に耐えうる、高音質の音声データおよび映像データを多数収集した。
新しい化学発癌方法による顎下線発癌とその細胞動態

ラット顎下線に1%DMBA/オリーブオイル溶液を含んだ歯科用ボンディングスポンジを埋入し、腫瘍発生過程を病理組織学的、免疫組織化学的に検索した。正常顎下線において、K8.12は線条部、排泄導管に強陽性で、腺房は弱陽性を示し、顆粒管は陰性である。S-100蛋白質は顆粒管のpilar cell、transition cellおよび線条部に陽性を示し、EGFは顆粒管の顆粒に陽性を示した。発癌初期に、腺房細胞は消失し、残存排泄導管は異常増殖を示し、導管基底細胞の核に高率なPCNA陽性像、H^^3-thymidine取込み像を認めた。この時期、顆粒管の顆粒は消失し、形態的に導管様構造に変化するとともに、EGFは陰性化し、K8.12、S-100蛋白が陽性へと変化する。発癌剤埋入後4週でスポンジ周囲を、破壊された導管の残存細胞が増殖したと考えられる角化袋胞様構造物が取り囲み、6週以降、角化嚢胞様構造、導管様構造に異形成を伴う細胞が認められ、これらの基底細胞ではPCNA陽性およびH^^3-thymidineの取込みを示す核の顕著な増加が認められ、12週以降の全例で、偏平上皮癌を認めた。これらの所見より、本発癌方法により、短期間に同一組織型の腫瘍が得られることが証明され、唾液腺腫瘍の母細胞は全ての導管系細胞に存在すると考えられた。今後、唾液腺腫瘍の母細胞として旺盛な増殖を示す細胞とそうでない導管を構成する細胞に、いかなる細胞学的な差異が有るかをさらに検索することが唾液腺腫瘍の成因を知る上で必要であろう。
都市温暖化適応策体系化の基礎となる全世界の市街地形態の自動推定手法の開発

これまで多くの研究者が個別に研究を進めてきた市街地形態とそこで形成される微気候の関係性に関する各国・各地域の知見を集約し、都市暑熱化の適応策の体系化を加速するため、次の研究開発を行う。1市街地形状を自動的かつ高精度に再現する手法の整備2市街地形態区分手法の提案3市街地形態区分とそこで形成される微気候の関係の一般化また、提案手法を全世界に向けて一般公開し、各国の研究者に利用を促すことにより、市街地形態とそこで形成される微気候に関する一般的な関係性を導くための基礎となるデータが集積される。以上より、各都市の諸条件に制約され個別性が強かった、研究のあり方が根本的に転換され、学問の体系化が促進される。
地域交通網の思想とその整備に関する総合的研究

地域交通網の思想史的研究班では、地域交通網の史的沿源をサン・シモンの思想において、運河交通等の整備が地域産業の形成に与える影響に言及した彼の思想,成立とその展開過程に関して、文献学的研究を行った。地域交通網,社会時影響の実証的研究班は、1987年の仙台市地下鉄開業の前後(6月と10月)調査にほぼ準拠した第3回調査を実施し、開業2年後における市民生活の変化の把握分析を行った。885世帯2055人を対象とした第3回調査の結果、地下鉄を「ほとんど毎日利用する」者の割合が10.7%から14.2%に増えたように沿線住民を中心に仙台市交通網の中で利用が定着しつつあることが明らかになった。一方で、バスと地下鉄の乗りつぎ、パ-ク&ライド,JRと地下鉄の接総等の面では多くの課題を残しており,自家用車から公共交通への転換が十分実現していないことが分った。また市民の生活時間については,地下鉄開業のみの直接的影響ではないにしても,ライフスタイルの都市化に伴う深夜化等の傾向が確認できた。通勤ストレスの生理的研究班では、質問紙法によるストレス調査、血中カテコ-ルアミン等の測定等を行い、日常の通勤ストレスの客観的評価を試みた。以上の成果の他に、東北大教養部生の通学行動及び一般市民との仙台市の都市イメ-ジの比較分析を加えて、154頁からなる最終報告書を作成し、調査に協力いただいた関係団体、マスコミ等に配布して、研究成果の公表を行った。地域交通網の思想史的研究班は、地域交通網の思想史的沿源をサンーシモンにもとめ、運河等の交通網の整備と産業の育成等に関する彼の思想の成立とその展開過程に関する文献学的研究を行った。地域交通網の社会的影響の実証的研究班は、1987年6月・10月の調査にほぼ準拠した3度目の「地域交通と市民生活に関する調査」を仙台市地下鉄沿線1120世帯を対象に実施し、885世帯2055人より回答を得た(回収率79.0%)。その結果、地下鉄の利用状況は、「ほとんど毎日利用する」が前回と共通の12地点で比較して10.7%から14.2%へと増えるなど、バス乗継ぎによる地下鉄利用が沿線市民の間に定着しつつあること、ただし、バスとの乗継ぎ利用に関してはなお不満が高くさらに改善の必要があること、JRと地下鉄の乗継ぎ利用がきわめて少数であること、地下鉄の開通は乗用車による通勤者の割合を減らしておらず、交通渋滞の緩和という所期の目標に関しては成果をあげえていないことが明らかになった。また、地下鉄利用による市民生活への影響は、男性にくらベて女性、とくに子育て期を終えた40代、50代の女性に顕著だった。地域社会の変化では、居住地周辺に関して「交通が便利になった」「活気がでてきた」「商店活動が活発になってきた」とする人がいずれも12%前後前回より増えている。今後さらに、87年の調査デ-タとの比較分析をさらにすすめていく予定である。生理学的影響研究班は、通勤にともなうストレスに注目し、通勤時の運動が、トレ-ニング同様の効果をもちうるのか、被験者に対するペ-パ-テストにより、自動車通勤者と地下鉄通勤者の通勤行動前後の「気分(ム-ド)」の変化率を比較した。その結果、地下鉄通勤の場合には、気分の改善傾向は明らかではなかったが、自動車通勤に比べて気分が悪化する程度は小さいことがわかった。地域交通網の思想史的研究では、19世紀以降のフランス・イギリスにおける交通整備の発展が地域社会に与えた諸影響について、統計資料や文献等によって考察を行った。特に、地域交通網の整備に関する思想的沿源をサン・シモンに求め、運河等の交通網の整備が産業の育成過程に及ぼした影響など、交通問題に関する社会科学的な思想の展開を考察し、その整理を行った。

地域交通網の整備に関する実証調査班では、平成元年度に実施した仙台市営地下鉄南北線の沿線住民に対するアンケ-ト調査デ-タに基づいて、社会学・経済学・地理学・体育学それぞれの観点からデ-タ解析を行い、地下鉄開通の直前・直後(昭和62年)に実施した調査デ-タとの詳細比較を行った。以上の分析を通じて、生活時間を中心とする住民の生活構造の変化、居住環境・生活環境に対する住民意識の変化、地域交通政策と地域発展に対する住民意識の変化、交通手段の選択と生活行動の変化、通勤手段の変化による身体的・精神的ストレスの変化の実態を解明した。また、仙台市における今後の公共交通政策展開の方向性に関する検討を行った。特に、沿線住民の間で「毎日地下鉄を利用する」者が増える一方で、バスと地下鉄との接続・乗り継ぎ利便性に関する不満が強く残っている。さらに、自家用車利用から地下鉄への利用転換は当初期待されていたほどは見られず、地下鉄による交通混雑の緩和は所期の目標を達成し得なかったことが明らかになっている。
戦略不全企業を考慮した国際競争力を高める直接投資戦略の実証研究

本研究では、近年の貿易論で注目されている「企業の異質性」が海外進出パターンに与える影響・効果の分析に、企業の投資戦略タイプという視点を導入する。特に、従来の研究では除外されてきた、戦略不全に陥っている受身型企業を分析対象に含める。戦略不全企業は、利益をよく見ようとする利益調整を行うことで生き延びている可能性が高いため、「ゾンビ企業」の測定に関わる一連の研究を参考に、企業の受身型傾向を測定する。市場環境の変化にうまく対応できずに受身型傾向を強めている企業を含めることで、直接投資のマクロの国際競争力への影響をより正確に測定することが可能になる。
三次元偏光解析のための共焦点顕微鏡に関する研究

共焦点型偏光顕微鏡を生物細胞に応用するための基礎実験として細胞膜の配向性の観察を行った。蛍光分子の遷移モーメントはその分子の構造によって決まるある方向を向いている。そのため、その励起確率は励起光の偏光方向に依存する。したがって、蛍光標識した細胞膜からの蛍光が非常に偏光した状態で観察できれば、細胞膜の配向性が高いということやその分子の向きがわかる。さらに、局所領域の流動性や構造のゆらぎなども知ることができる。今回は、リポソームを蛍光標標識し、その蛍光の偏光からリポソームの分子配向を観察した。リポソームを作製するために用いたリン脂質は、1,2-Distearoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholineである。そして、蛍光プローブには、5-butyl-4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene-3-nonanoic acid (C4-BODIPY 500/510 C9,Molecluar Probes)を用いた。励起光には、アルゴンイオンレーザー(波長:514.5nm)を用いた。ダイクロイックミラー、色ガラスフィルターにより励起光をカットし、ピンホールを通過した蛍光のみを光電子増倍管を用いて検出した。その結果、共焦点型偏光顕微鏡では、リポソームのリン脂質分子の配向に対応した観察象を得ることができた。しかし、従来の偏光顕微鏡では、対物レンズによる偏光面の回転、焦点面以外からの蛍光(バックグランドノイズ)が大きくリポソームのリン脂質分子の配向を観察することができなかった。蛍光観察に共焦点型偏光顕微鏡を応用し、従来の偏光顕微鏡に比べ、高コントラストでかつ三次元分解能を有することを示した。DNA-タンパク質、糖-レクチンなどの生体分子間相互作用や生体膜の配向性や流動性、線維束の配向性などに応用できることが分かった。
インドネシアのテレビ連続番組、映画におけるアイデンティティの表現と受容

私の取り組んでいる研究は、インドネシアの連続番組と映画で使われている信号用法(言語形式、ジェスチャー、韻律、イントネーションなど)の表現と、それらの解釈との関係を学際的アプローチを利用して究明することである。2008年の10月から2009年の3月まで、4人一組の4つのインドネシア人のグループに協力してもらい、3つの連続番組と1つの映画を見てもらい、その様子を録画し、その後それぞれのグループのメンバーにインタヴューを行い録画した。このビデオの会話内容を転写を行い、2009年の3月には終えた。2009年8月にはインドネシアへ行き、テレビ番組や映画など現地のメディアの録画を行った。さまざまなジャンルから400時間以上のものを録画した。インドネシア人のアシスタントの協力を得て、データの収集を完了した。2008年5月から9月までの間に、3つの映画と4つの連続番組での会話を転写し、アイデンティティーと関係のある信号用法の学際的分析を行った。そしてその結果を学会で口頭の研究発表を行い、公刊される本のチャプターとして執筆した。同時にインターネットで、これらの映画と連続番組に対するインドネシア人のコメントや特徴を集めた。2008年の10月から2009年の3月まで、4人一組の4つのインドネシア人のグループに協力してもらい、3つの連続番組と1つの映画を見てもらい、それぞれのグループのメンバーにインタヴューを行った。それぞれのグループに対して6つの質問を準備し、さらに答えたもらったコメントに関する質問をした。これらを録画しておき、すべて転写した。転写したものを分析し、簡潔にまとめたものを研究発表を計画している信号用法に関する3つの国際学会に提出した。これら3つの研究を論文にまとめ、それぞれDiscourse and Society, Pragmatics, Journal of Linguistic Anthropologyに提出する予定である。なおこれらの研究を基に、本の執筆計画をいくつかの出版社に申し入れる予定である。
対人援助職の離職を防ぐためのバーンアウトの予防と回復に関する研究

対人援助職のバーンアウトへの介入のための、3つのプログラムを試行した。(A)「仕事とうまくつき合うための6つの戦略」は、いくつかの事例で顕著な改善が見られた。(B)看護師への論理情動療法的介入は、バーンアウトや不合理な信念の改善効果がほとんどなかった。(C)新人看護師の首尾一貫感覚(SOC)を向上させるためのプログラムは、SOCがバーンアウトと強く関係することを明らかにし、早期の介入によって離職者が減少した。平成20年度は研究者がそれぞれ分担しで、インタビュー調査、質問紙調査、介入の試行と効果測定の3つを行った。インタビュー調査では、看護職者、福祉職従事者各5名に「仕事とうまくつき合うための6つの戦略」を試してもらい、その実行過程における問題点を明らかにした。例えば、問題は複合的で、1つの仕事領域だけで捉えられないことが多く、仕事領域間の関連性を明確にしていく必要があることがわかった。質問紙調査は、福祉従事者を対象にしたものと、看護職を対象にしたものの2件行った。福祉従事者を対象にした調査では、リスク要因との交互作用が認められ、不合理な信念の変容がただちにバーンアウトの低減につながるわけではないことがわかった。また看護師を対象とした調査では、首尾一貫感覚とバーンアウトとの高い相関が認められたものの、仕事の上で成長したと思われる重大な体験と首尾一貫感覚との関係は見られず、首尾一貫感覚の向上のための方法については、さらに検討する必要があった。ただし深刻なバーンアウト状態にある看護師であっても、なかなか援助を求めないことが示されたことから、介入方法の内容はもちろんのこと、援助へのアクセスビリティをまず高める必要があることが明らかになった。最後に、50名の看護師の集団研修時に不合理な信念の抽出とグループディスカッションを通じた変容を目指す介入研究を2度行った。ただし、特に高いバーンアウト傾向を示す者の事後調査の返送率が低かったため、効果の測定は十分に行えず、次年度以降の課題となつた。平成21年度は、20年度の研究成果を「バーンアウト介入プログラム作成のための予備的研究14」として日本心理学会で発表した。またこれらに基づいて作成された介入プログラムを実施した(その結果の一部についても学会発表を行った)。具体的には3タイプのプログラムがある。(1)個人を対象とし、「仕事とうまくつきあうための6つの戦略」を適用したものに関しては、いくつかの事例でバーンアウト改善効果が見られた。そこで介入実施のためのポイントや問題点を詳細に分析し、効果に影響を及ぼす要因を抽出した。(2)グループでの研修時に適用する不合理な信念の修正を主としたプログラムについては、昨年度は返送率が低かったため、効果測定が十分に行えないことが課題であった。そこで測定時点を変えるなど、研究デザインを変更した。しかしながら、いずれにせよ顕著な効果は見られず、対人援助職における不合理な信念の特性について再考が必要であった。最後に(3)新人看護師を対象とした首尾一貫感覚(SOC)を向上させるためのプログラムでは、まず、SOCとバーンアウトや抑うつ、離職意図との関連性について調査した。すると、SOCはバーンアウトや抑うつ、離職意図を軽減することが判明した。また仕事の問題で悩み、援助を求めている看護師ほど、SOCが低く、抑うつ状態にあり、消耗感と達成感の低下が強い傾向にあった。他方、相談できる上司や同僚のいる人はいない人よりもSOCが高く、バーンアウトや離職意図、抑うつが有意に低かった。上司や同僚などに援助を求める能力、助けてもらう能力・技術を高めるような研修や、相談しやすい環境づくりが、SOCの向上とバーンアウト予防・介入につながることが示唆されたことから、今後の研究テーマとして加えることにした。本研究は大きく分けて、3つのタイプの介入プログラムと調査研究からなる。まず、(1)個人を対象とし、「仕事とうまくつきあうための6つの戦略」を適用したものに関しては、介入事例を増やすと共に、介入の実施可能性や効果を分けるポイントについてまとめた。本方法によって常にバーンアウトが軽減するわけではないが、仕事について振り返り、現状を改善するための目安になることから、バーンアウト介入プログラムの一つとして実用になる目途がついた。(2)看護師のグループ研修時に適用する不合理な信念の修正を主としたプログラムについては、さらに数回の介入を実施し、成果検証を行った。その結果、短期間のプログラムではほとんど効果が見られず、少なくとも2週間おきに計4回のセッションを行わないと、不合理な信念の変化とバーンアウトの軽減効果が見られなかった。研修という限られた時間内で介入をする際の方法や、目標の設定などの工夫が必要であることが明らかになった。最後に(3)新人看護師を対象とした首尾一貫感覚(SOC)を向上させるためのプログラムでは、新人看護師の入職直後、半年後、1年後のバーンアウトとSOCの変化を検討した。するとバーンアウトは入職後短期間のうちに高まるが、早期の介入や支援によって、例年の同時点より離職者は大きく減った。

ただし、SOCの向上やバーンアウトの軽減効果は十分に見られなかった。今後さらに継続してデータを集めることにより、離職率軽減効果がどの程度続くのかや、長期にわたってもやはりバーンアウトの軽減が見られないのかなどについて検討する。3つの研究に共通して、バーンアウトへの介入において敏感な尺度項目が何であるのかについての検討が必要であるという課題が浮き彫りになった。以上の成果については、平成23年度中の心理学系学会において発表の予定である。
相関の強い電子系の超伝導の理論

次の3課題で相関の強い電子系の超伝導を研究した。1)銅酸化物の高温伝導D-Pモデルで銅のd電子間のクーロン相互作用Uに関して3次までの摂動計算でDyson-Gorikov方程式を解いて臨界温度を求めた。そんなに大きなUの値を仮定しなくても100K程度のTcを得ることができた。このことは銅酸化物系の超伝導が銅のd-電子間のクーロン相互作用によってd波の電子対を形成することを示している。d正孔数とp正孔数の関数としてTcを求めると前者が大きいほどTcが高くなりTl系の超伝導をよく再現することが堀田によって確立された。2)重い電子系の超伝導主に神吉によって電子一格子相互作用によっては現実のTcを与える結合定数がえられないことが示された。その際、電子を重くする電子間のクーロン相互作用による繰り込みを考慮するとミグダルの定理が成立し、エリアシュバーグ方程式に基づいて定量的な議論が可能になる点が重要である。3)有機導体の超伝導電気抵抗の起源が、Tの2乗の温度依存性から電子間相互作用によることが明確にされた。今後、この強い電子間相互作用が超伝導を妨げるのか強めるのかが重要な検討課題である。1.高温超伝導体の超伝導高温超伝導体の引力の起源を探る上で、電子対の対称性を決定することが重要である。もし、単純なS波でなければ通常の電子・格子相互作用ではなく、磁気的な相互作用など電子相関にその起源を求めなければならない。その点から、高温超伝導体の核磁気共鳴のスピン・格子緩和時間T_1やナイトシフトの理論を発展させた。その結果,実験結果を説明するためにはS波よりもd波の方が自然に説明できることがわかった。計画した電子状態の計算が早期に達成されたことが、以上の計算や次に述べるZnが不純物として入った系の計算に役立った。特に銅のd電子間のク-ロン相互作用による大きな準粒子の減衰率の温度変化が重要な役割を果すことがわかった。Znを入れた系のT_1やナイトシフトもd波が好しいことを示している。以上の結果から、d波を導く引力を検討し、それを含めて系の物理的振舞を説明する研究へと進めたい。2.重い電子系の超伝導引力の起源として、電子・格子相互作用の可能性を検討した。熱膨張係数や超音波吸収の理論を発展させ、実験と比較している。その結果、単に比熱係数が大きいことで説明できる事実もあるが、電気抵抗のT^2項の係数の圧力変化など電子・格子相互作用が強いことを示す実験事実もあることがわかった。それ故、さらに精密化した議論を発展させる必要がある。重い電子系の異常ホ-ル効果の理論を一般化し、提温での実験とよく一致することがわかった。3.有機導体の研究有機導体DCNQIーCu系で重い電子が発見され、圧力をかけると金属絶縁体転移が起こる。理論的に調べた結果、Cuイオンのヤ-ン・テラ-効果と重い電子の大きな比熱係数が重要な役割を果すことが示された。1.銅酸化物高温超伝導超伝導状態における準粒子の減衰率の温度変化、スピン格子緩和率T^<-1>_1ナイト・シフト、低周波伝導率の温度変化を理論的に求めた。d波の電子対を仮定した時に、実験をコンシステントに説明することができた。S波では自然な説明が難しい。さらに、不純物効果の理論計算を行った。YBCOにZ_nを導入した時のTに比例するT^<-1>_1の実験結果もd波的な電子対でないと説明できない。以上のようにして,d波の可能性が高いことが確認された。現在、d波の超伝導発生のメカニズムをd-P模型にもとづいて検討中である。定性的にはよい結果が得られたが、定量的な検討のため、フルに運動量とエネルギー依存性を考慮した理論を展開中である。2.重い電子系の超伝導UP_<t3>のスピン三重項の超伝導の現象論を発展させ、実験(比熱、T_1ナイト・シフト,超音波吸収)との比較を行った。

よく一致しているようである。微視的な三重項引力の起源についても検討している。電子・格子相互作用による機構による引力についてもMigdalの定理の破掟との関連で検討している。3.有機導体DCNQI-Cu塩の金属・絶縁体転移を中心に有機導体の電子状態の計算を行っている。超伝導のメカニズムも検討中である。次の3課題で相関の強い電子系の超伝導を研究した。1)銅酸化物の高温超伝導D-Pモデルで銅のd電子間のクローン相互作用Uに関して3次までの摂動計算でDyson-Gorikov方程式を解いて臨界温度を求めた。そんなに大きなUの値を仮定しなくても100K程度のTcを得ることができた。このことは銅酸化物系の超伝導が銅のd-電子間のクローン相互作用によってd波の電子対を形成することを示している。d正孔数とp正孔数の関数としてTcを求めると前者が大きいほどTcが高くなりTl系の超伝導をよく再現することが堀田によって確立された。2)重い電子系の超伝導主に神吉によって電子-格子相互作用によっては現実のTcを与える結合定数がえられないことが示された。その際、電子を重くする電子間のクーロン相互作用による繰り込みを考慮するとミグダルの定理が成立し、エリアシュバーグ方程式に基ずいて定量的な議論が可能になる点が重要である。3)有機導体の超伝導電気抵抗の起源が、Tの2乗の温度衣存性から電子間相互作用によることが明確にされた。今後、この強い電子間相互作用が超伝導を妨げるのか強めるのかが重要な検討課題である。
形づくりから分化を制御するp130Casの器官形成における共通性（コモナリティ）

p130Cas (Crk-associated substrate protein)は成長因子やインテグリンシグナルによって細胞内で様々なタンパク質と複合体を形成するアダプタータンパク質であり、アクチンの再構成に深く関わっているだけでなく、細胞の極性化に必須である。p130Casは歯、唾液腺、腎臓など上皮ー間葉相互作用によって形成される器官に発現しており、形態形成および分化に重要な分子の1つである可能性が示唆されている。本研究では上皮特異的にp130Casを欠損させたマウス(p130Cas cKO)の作製・解析を行い、歯および唾液腺の発生過程におけるp130casの生理機能を解明することを目的とした。野生型マウス切歯において、p130Casはapicalbud周囲から成熟エナメル芽細胞にかけて広範囲に発現が認められ、特に成熟エナメル芽細胞における発現が強いことが明らかになった。p130CascKOマウスは野生型と同等に成長し、外見上著明な差は認められなかった。しかし、p130Cas cKOマウスの切歯は野生型と比較して白濁しており、表面も粗造で、切歯の先端が破折した個体も認められた。uCT撮影の結果、p130Cas cKOマウスでは部分的に切歯のエナメル質の菲薄化が認められた。さらにEPMA解析の結果、エナメル質におけるCa、Pの含有量がp130Cas cKOマウスにおいて減少している傾向が認められた。一方、p130Cas cKOマウスでは、野生型マウスと比べて顎下腺と舌下腺の大きさと重量が小さかった。p130Cas cKOマウスでは導管細胞が減少し、腺房細胞のマーカーであるAquaporin-5とE-cadherinの局在の異常が観察された。以上の結果より、p130Casは唾液腺の機能と歯、特にエナメル質の成熟過程に関与することが示唆された。我々はデータベースからアクチンの重合に関わる分子p130Casが唾液腺や腎臓など上皮ー間葉相互作用によって形成される器官に発現することから、p130Casが機能発現に重要な分子の1つである可能性を想定した。そこで上皮特異的にp130Casを欠損する(p130Cas cKO)マウスを作製した。p130Cas cKOマウスは、成長過程で野生型マウスと比べて著明な変化を認めなかった。しかし、p130Cas cKOマウスの切歯は野生型のものと比較して、色が白く表面の粗い石灰化不全がみとめられ、さらに切歯の先端が欠けたマウスも多数みられた。また唾液腺の大きさも小さく、組織学的に腺房細胞の萎縮を認めた。そこでμCT撮影を行い、3次元構築しエナメル質の石灰化状態を比較したところ、野生型マウスと比較してエナメル質が薄く、EPMA解析でCaおよびPの含有量も低かった。さらに組織学的解析において成熟(極性化)エナメル芽細胞の配列が乱れていた。一方、野生型マウスの唾液腺と比較してp130Cas cKOマウスの唾液腺では導管細胞の分化マーカーの1つであるE-カドヘリンの発現は変わらなかったが、腺房細胞の分化マーカーの1つであるアクアポリン5発現が低下していた。また生後8週齢のマウス唾液腺ではp130Casの発現は確認できなかったが、胎生期の唾液腺ではp130Casが発現しており、p130Casは唾液腺の初期発生に重要な役割を担っていることが示唆された。今後マウス胎仔より歯や唾液腺の器官培養を行い、歯や唾液腺の発生過程におけるp130Casの役割を詳細に解析する。平成29年4月に研究代表者が現職に異動した。異動先では動物実験施設の改修工事が行われており、また動物実験申請書が承認されるまでに時間を要したことから、当初予定していた実験計画より遅れている。

p130Cas cKOマウスでは導管細胞が減少し、腺房細胞のマーカーであるAquaporin-5とE-cadherinの局在の異常が観察された。以上の結果より、p130Casは唾液腺の機能と歯、特にエナメル質の成熟過程に関与することが示唆された。異動先の動物実験施設の改修工事が終了し、間もなく稼働すると思われるが、実際に実験に使用できるのに十分なマウスを確保するまでには時間を要することが考えられる。そこで、前職場の動物実験施設で飼育しているマウスの飼育を業者に委託し、常時実験に必要なマウスを供給してもらえるような準備を整えた。またマウス胎仔より歯や唾液腺の器官培養の手技を習得したので、29年度に予定より遅れた実験を遂行することが可能になると思われる。平成29年4月に研究代表者が現職に異動した。異動先では動物実験施設の改修工事が行われており、前職場からマウスを移動できていない。そこで平成30年度にマウスを移動するための費用を確保している。
酵素蛋白質のlipoylation機構に関する研究

リポ酸はグリシン開裂酵素計のH-proteinやピルビン酸脱水素酵素複合体などのacyltransferaseの補欠分子族として,それらの特定のリジン残基に結合している.ウシ肝ミトコンドリアからリポ酸をapoH-proteinに結合させる反応を触媒するリポ酸転移酵素(lipoyltransferase)を分離した.ウシ肝ミトコンドリア抽出液をhydroxylapatiteで分画すると,リポ酸転移酵素活性は2世分に分画される.低塩濃度で溶出されるものをlipoyltransferase I,より高塩濃度で溶出されるものをlipoyltransferase IIと名付けた.LipoyltransferaseIIは単一の蛋白質として精製されたが,lipoyltransferase Iは完全には精製されなかった.両酵素とも類似の性質を示し,lipoyl-AMPとapoH-proteinを基質とし,リポ酸はATP存在下でも基質とはならなかった.分子量はゲル濾過,SDS-PAGE両測定方法で共に40,000であり,最適pHは7.9であった。反応はウシ血清アルブミンの添加により促進され,またリン酸を必要とする.Lipoyl-AMP及びapoH-proteinに対するK_m値は両酵素でほぼ等しく,V_<max>も類似の値を示した。両酵素はlipoyl-AMP以外にhexanoyl-AMP,octanoyl-AMP,decanoyl-AMPも基質とし,それぞれのアシル基をapoH-proteinに転移する反応を触媒した.予備的実験によれば,両酵素はH-proteinのみならずacyltransferaseのlipoyl domainにもリポ酸を転移するが,詳細は今後の検討に待たねばならない.Lipoyltransferase IとIIのN-末端アミノ酸配列と,lysylendopeptidase消化で得られたpeptideのアミノ酸配列を決定した.それを基にoligonucleotideを合成し,それをprobeとしてウシ肝cDNA libraryのscreeningを現在行なっている.リポ酸はグリシン開裂酵素計のH-proteinやピルビン酸脱水素酵素複合体などのacyltransferaseの補欠分子族として,それらの特定のリジン残基に結合している.ウシ肝ミトコンドリアからリポ酸をapoH-proteinに結合させる反応を触媒するリポ酸転移酵素(lipoyltransferase)を分離した.ウシ肝ミトコンドリア抽出液をhydroxylapatiteで分画すると,リポ酸転移酵素活性は2世分に分画される.低塩濃度で溶出されるものをlipoyltransferase I,より高塩濃度で溶出されるものをlipoyltransferase IIと名付けた.LipoyltransferaseIIは単一の蛋白質として精製されたが,lipoyltransferase Iは完全には精製されなかった.両酵素とも類似の性質を示し,lipoyl-AMPとapoH-proteinを基質とし,リポ酸はATP存在下でも基質とはならなかった.分子量はゲル濾過,SDS-PAGE両測定方法で共に40,000であり,最適pHは7.9であった。両酵素はlipoyl-AMP以外にhexanoyl-AMP,octanoyl-AMP,decanoyl-AMPも基質とし,それぞれのアシル基をapoH-proteinに転移する反応を触媒した.予備的実験によれば,両酵素はH-proteinのみならずacyltransferaseのlipoyl domainにもリポ酸を転移するが,詳細は今後の検討に待たねばならない.Lipoyltransferase IとIIのN-末端アミノ酸配列と,lysylendopeptidase消化で得られたpeptideのアミノ酸配列を決定した.それを基にoligonucleotideを合成し,それをprobeとしてウシ肝cDNA libraryのscreeningを現在行なっている.リポ酸はグリシン開裂酵素系のH-proteinやピルビン酸脱水素酵素複合体などのアシルトランスフェラーゼの補欠分子族として,それらの特定のリジン残基に結合している.ウシ肝ミトコンドリアからリポ酸をapo-H-proteinに結合させる反応を触媒するリポ酸転移酵素(lipoyltransferase)を分離した.ウシ肝ミトコンドリア抽出液をハイドロキシアパタイトカラムで分画すると,リポ酸転移酵素活性は2成分に分画される.低塩濃度で溶出されるものをlipoyltransferase I,より高塩濃度で溶出されるものをlipoyltransferase IIと名付けた.Lipoyltransferase IIは単一の蛋白質として精製されたが,lipoyltransferase Iは完全には精製されなかった.両酵素とも類似の性質を示し,lipoyl-AMPとapo-H-proteinを基質とし,リポ酸はATP存在下でも基質とはならなかった.分子量はゲル濾過,SDS-PAGE両測定方法で共に40,000であり,最適pHは両酵素共7.8であった.反応はウシ血清アルブミンの添加により促進され,またリン酸を必要とする.Lipoyl-AMP及びapo-H-proteinに対するKm値は両酵素でほぼ等しく,Vmaxも類似の値を示した.リポ酸はグリシン開裂酵素系のH-proteinやpyruvateなどα-keto acid dehydrogenase complexのacyltransferaseの補欠分子族として,それらの特定のリジン残基に結合している.平成5年度に我々はウシ肝ミトコンドリアからリポ酸をapoH-proteinに結合させる反応を触媒するリポ酸転移酵素(lipoyltransferase)の分離を試み,lipoyltransferaseIとIIと命名した2種のisoformを得,そのうちのlipoyltransferaseIIを単一の蛋白質として精製した.

両酵素はapoH-proteinを基質として精製されたが,本年度はこれらがH-proteinのみらずpyruvate,α-ketoglutarate,及びbranched-chain α-keto acid dehydrogenase complexのacyltransferaseにもリポ酸を転移するか否かを検討した.それらのcDNAよりlipoyl domainをPCRで増幅し,cloningを行ない,その転写・翻訳産物を基質としてリポ酸転移反応を行なった.予備的実験によれば,両酵素はいづれのlipoyl domainにもリポ酸を転移する反応を触媒した.この結果は同一の酵素が4種のアポ蛋白質を認識してリポ酸の転移を触媒することを示唆する.LipoyltransferaseIとIIのN-末端アミノ酸配列と,lysylendopeptidase消化で得られたpeptideのアミノ酸配列を決定した.それを基にoligonucleotideを合成し,それをprobeとしてウシ肝cDNA libraryのscreeningを現在行なっている.
ビタミンCの抗酸化機能と生理機能との統合的解析をめざして

1.L-アスコルビン酸(ビタミンC)および、その各種関連物質(たとえば、酸化型アスコルビン酸、モノデヒドロアスコルビン酸、2,3-ジケト-L-グロン酸、D-アラボアスコルビン酸、等々)の詳細構造解析を実験化学的、及び、計算化学的手法により実施し、実際の反応の場におけるそれらの動的構造の予測に役立つ基礎データを得た。2.アスコルビン酸およびその関連物質の反応性、特に、三重項酸素との反応性について、実験および、計算化学的手法により検討し、主要反応生成物、反応機構等に関する基礎的データを得ることができた。3.モデル酵素反応系として、プロリルヒドロキシラーゼによるプロリンの水酸化反応をとりあげ、コラーゲン合成におけるアスコルビン酸の役割につき検討し、その概要を明らかにすることができた。4.酸化ストレスとして受動喫煙をとりあげ、その生体に及ぼす影響について動物実験により検討した。すなわち、実験用小動物としてODS-ラットを用い、その主要臓器(肺や肝臓など)における各種抗酸化酵素等の遺伝子発現に対する受動喫煙やアスコルビン酸投与の影響について種々の角度から検討を行い、アスコルビン酸の抗酸化機能と生理機能の統合的解析を行う上で必要な基礎データを得ることができた。5.さらに、冊子体報告書をまとめるに際し、上記に得られた若干の動物実験データ等について再確認を行うと共に、DPPHラジカルを用いてアスコルビン酸のラジカル消去活性に関する追加実験を実施し、アスコルビン酸の抗酸化機構の基礎となるラジカル消去機構の詳細をはじめて明らかにした。抗壊血病因子として知られるビタミンC、すなわちL-アスコルビン酸(L-Ascorbic Acid,以下AsAと省略)は人間に必須の微量栄養素で、コラーゲンの生合成、芳香族アミノ酸代謝・脂質代謝や免疫能・細胞増殖作用の賦活化等々の重要な生理作用に関与しているが、これらAsA分子の有する生理機能の詳細については、生理機能の発現過程におけるO_2^-の生成の有無も含めて、不明の点が多く残されている。本研究の目的は、これら不明の点を明らかにし、抗酸化機能と生理機能の統合的解析を進め、このビタミンの生体内における真の役割を解明する上で必要な基礎食品・栄養化学的データを得ることにある。本年度は、以下に示すように、主としてAsA等の抗酸化プロセスにおける電子供与過程につき多面的な解析を実施した。すなわち、AsA(L-xylo-AsA)とその関連物質、及びそれらの酸化型を合成し、さらに、これら一連の物質につき半経験的分子軌道法(主にMOPAC、拡張ヒュッケル法等)、非経験的分子軌道法(GAUSSIAN等)などにより、各分子の動的構造に関連する情報[最適化平衡構造、電子密度、双極子モーメント、3次元静電ポテンシャル、生成熱、各分子軌道の形状やエネルギー等々]を求めた後、溶媒効果等も含めた動的構造の予測を行い、その適否につき主として^<13>C-NMR等の分光学的測定データとの比較検討により評価を試みた。また、重金属イオンの共存及び非共存下におけるAsA及びその関連物質について、酸素分子(3重項及び1重項)との反応過程、及びO_2^-の生成過程を計算化学的に追跡すると共に、実験化学的にそれらの自動酸化反応速度の測定、反応生成物の確認・定量を行った。さらに、次年度に実施予定の、動物実験、培養細胞実験等の実験条件設定に向けて必要な予備実験を実施した。