hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
圃場面に落下する農薬を低減した防除機の開発

回収結果の評価に必要な目的外飛散量の簡便な推定方法について検討した。スライドガラスに付着した水滴粒の画像により飛散量を推定する方法である。塩化カリウム水溶液と市販の蛍光塗料を混ぜた散布液を用い,散布液濃度と導電率から校正曲線を求め,散布液の導電率から飛散量を求めた。散布液の水滴粒が付着したスライドガラスをスキャナーで画像としてコンピュータに取り込み,画像から求めた水滴粒の円相当径から作製した付着モデルにより水滴の体積を求め,スライドガラス上の個々の水滴粒を累計して飛散量とした。この方法は導電率を用いる方法より簡便で,労力も要しないが,飛散量が多いと散布液がスライドガラス一面に広がり,正確な飛散量をもとめることは困難であった。この場合は円相当径に変わる新たなパラメータを考案する必要があった。病害虫防除の散布方法は剤形によって異なるが,一般的には希釈した液剤をノズルによって噴霧する。実作業では,防除効果をあげるため,農薬が作物からしたたり落ちるほど散布する。このため大気や土壌に飛散する,いわゆる目的外飛散(ドリフト)の発生は避けられない。一方,「環境に負荷を与えない農業」の気運が高まり,すでに多くの取り組みがなされて,減農薬・減化学肥料栽培などが実践されている。この場合であってもノズルから散布する目的外飛散は発生する。研究目的は,液剤散布における目的外飛散を低減することである。目的外飛散は「大気」と「圃場面」への飛散に分けられるが,本研究では,飛散がより多い「圃場面への落下を低減する」ことにした。なお,噴霧装置はブームスプレヤーである。本機の製作の前に,圃場における散布,目的外飛散の現状,目的外飛散の評価法の検討を行った。次いで,噴霧粒子の運動を把握するために,ノズルから噴霧後の広がりの運動解析を行った。ここで解析するのは,複雑な形状をもった空間の内部ではなく,ある空間の中に噴霧を生じさせたとき,その空間に噴霧がどのように広がっていき、気体に流れ場が発生するかを調べたものである。そのため,設定する空間は複雑ではなく単なる長方形でよいとした。つまり,予め用意しておいた計算領域上で,噴霧がどのように広がっていくかを解析した。研究はこの解析の数値計算と分析に終わり,噴霧中に回収体を置いた場合については解析できなかった。次いでミストエリミネータの知見に基づいた湾曲ブレードからなる回収体を設計製作し,室内において回収効果を調べ,高い回収率を得た。
森林レクリエーションの価値属性評価とその特性分析

選択型実験はマーケティング分野で開発された価値評価手法であり,近年環境評価分野での適用事例が増えてきている.選択型実験では,仮想的な製品プロファイルに対する選択データを集め,条件付きロジットモデルを適用することにより効用関数を同定する.このため選択型実験は,仮想的な財の評価が行え,さらに財を構成する各属性と価格との限界代替率として属性ごとの価値を算出できるという利点を持つ.しかし,多くの選択型実験の適用事例では,効用を線形関数で定式化しているため,限界効用が一定となり,かつ属性間の交互作用を評価できない.そこで,本論文ではこれらの仮定を緩和し,部分効用の非線形性と属性間の交互作用を考慮した評価ができる手法の開発を目指した.上記の目的のために,ニューラルネットワークを組み込んだ選択型実験(NNCEモデル)を提案した.NNCEモデルの新規性と優位性は,効用関数を定式化することなく直接プロファイルの効用値を求めていることと,推定された効用値のデータをニューラルネットワークの教師信号として用いていることである.さらに本論文では,森林レクリエーション評価に対してNNCEモデルの適用を行った.この結果から,選択型実験では,各属性の水準や他属性の有無といったレクリエーションサイトの状態に関わらず各属性の価値が一定になるのに対し,NNCEモデルでは,レクリエーションサイトの多様な状態に応じた各属性の価値を算出できることを示した.すなわち,NNCEモデルが部分効用に非線形性を取り入れることができ,属性間の交互作用を評価できることが明らかとなった.これらの結果は,NNCEモデルがマーケティングリサーチ上有益な含意をもたらすことを示唆している.本研究の目的は,森林が有するレクリエーション機能の価値評価をコンジョイント分析により行うことである.コンジョイント分析は,対象環境財を複数の属性により構成されるプロファイルで表現し,このプロファイルに対する選好をアンケート回答者に尋ねることで,効用関数を推定し,さらに価格属性との限界代替率から属性の価値を算出する手法である.ここで,このように算出される価値は属性の主効果のみであり,他属性との交互作用を計測することは出来ない.例えば,コンジョイント分析では,レストランや売店があることの価値は,キャンプ施設があるサイトでもないサイトでも同一となる.そこで,本年度は,交互作用の計測が可能となるように,コンジョイント分析にニューラルネットワークを組み込んだ手法の開発を目指した.ここで,コンジョイント分析のうち,質問形式が消費者の購買行動に近いといわれている選択型実験を用いた.研究内容は次の通りである.第1に,分析対象となるアンケートデータを収集した.大阪府民2194人にアンケートを郵送し,700人あまりから回答を得た.第2に,コンジョイント分析にニューラルネットワークを組み込んだ手法を開発した.第3に,収集データを用いて提案手法の実証分析を行い,相互作用の抽出が行えることが確認できた.また,実在のレクリーションサイトへの応用を行い,コンジョイント分析と比較して有効なマーケティング戦略が提案できることを示した.今後の計画としては,さまざまな対象や異なった特性を持つデータに対して,提案手法の適用を行い,その信頼性の向上と有効性の検証を行う.また,ペアワイズ型などの他のコンジョイント分析や離散選択型トラベルコスト法への拡張を行う.選択型実験はマーケティング分野で開発された価値評価手法であり,近年環境評価分野での適用事例が増えてきている.選択型実験では,仮想的な製品プロファイルに対する選択データを集め,条件付きロジットモデルを適用することにより効用関数を同定する.このため選択型実験は,仮想的な財の評価が行え,さらに財を構成する各属性と価格との限界代替率として属性ごとの価値を算出できるという利点を持つ.しかし,多くの選択型実験の適用事例では,効用を線形関数で定式化しているため,限界効用が一定となり,かつ属性間の交互作用を評価できない.そこで,本論文ではこれらの仮定を緩和し,部分効用の非線形性と属性間の交互作用を考慮した評価ができる手法の開発を目指した.上記の目的のために,ニューラルネットワークを組み込んだ選択型実験(NNCEモデル)を提案した.NNCEモデルの新規性と優位性は,効用関数を定式化することなく直接プロファイルの効用値を求めていることと,推定された効用値のデータをニューラルネットワークの教師信号として用いていることである.さらに本論文では,森林レクリエーション評価に対してNNCEモデルの適用を行った.この結果から,選択型実験では,各属性の水準や他属性の有無といったレクリエーションサイトの状態に関わらず各属性の価値が一定になるのに対し,NNCEモデルでは,レクリエーションサイトの多様な状態に応じた各属性の価値を算出できることを示した.すなわち,NNCEモデルが部分効用に非線形性を取り入れることができ,属性間の交互作用を評価できることが明らかとなった.これらの結果は,NNCEモデルがマーケティングリサーチ上有益な含意をもたらすことを示唆している.
根尖性歯周炎関連細菌の病原因子の分子生物学的研究

根尖性歯周炎関連細菌Porphyromonas endodontalis(P.e.)の菌体には、辺縁性歯周炎の有力な原因菌のひとつPorphyromonas gingivalis(P.g.)の有する蛋白質分解酵素PaseCに対するモノクローナル抗体と交差反応する成分(Mw、約110kDa)を含む。またPaseCは、P.g.381株の蛋白質分解活性を同時に有する血球凝集素HA/Pの一部のペプチドに対する抗体に反応することが判っている。そこで、PaseCのホモログの遺伝子をP.e.からクローニングし、その性質を検討することを目的とした。その結果、(1)0.5、2.7、4kbpの断片がクローニングできた。抗HA/P抗体の抗原ペプチドのアミノ酸配列を基にして混合オリゴヌクレオチドを合成した。これをプローブにして、P.e.ATCC35406のDNAに対してサザンハイブリダイゼーションを行った結果、長さ約2、2.7kbpの断片に強く、4kbpの断片に弱くハイブリダイズした。従って、P.e.には確かに抗原ペプチドと同様の配列が存在すると考えられる。そこで、これらの断片のクローニングを試みたところ、2.7、および4kbpの断片と予備実験では見あたらなかった0.5kpbの断片を含が得られた。2kbpの断片は現在クローニング中である。(2)2.7kbpの断片(pASECPE1)の制限酵素地図を作製した。(3)5個のサブクローンを得た。今後はまず塩基配列を調べて、抗原ペプチドの位置を決定する。(4)発現実験を行ったが、蛋白質は発現されなかった。pASECPE1にクローニングされた2.7kbp断片を発現ヴェクターpT7-5、pT7-6に組み換え、大腸菌B1、21(DE3)を形質転換して、発現を試みた。しかし、発現蛋白は検出されなかった。P.g.の線毛関連蛋白質はBL21(DE3)/pT7の系での発現実験に成功しているので、今回クローニングされた断片内にはプロモータ領域が含まれていない可能性が示唆される。(5)P.e.の非黒色集落形成株KSEW01は同時に分離された黒色株KSE105の変異株である可能性が強いことが、PFGEにより明らかになった。
口腔癌における腫瘍関連抗原発現の解析とその臨床応用に関する研究

(1) p53は正常上皮でも検出されたが、扁平上皮癌組織で有意に発現され、DNA aneuploidy症例でp53、PCNAとも高い標識率を示すことを報告した。[日本口腔外科学会雑誌](2)悪性唾液線腫瘍101例の23.8%にp53蛋白を検出し、その発現は唾液線腫瘍の型別に異なる結果を示すことを報告した。[日本口腔外科学会雑誌](3) FISH法で17番染色体数を検出したところ、17番染色体の数的異常は正常細胞、良性腫瘍と比べ悪性腫瘍で高率であり、口腔癌の発生と関連があることを報告した。[Anticancer Research](4)細胞外基質tenascinの発現様式を扁平上皮癌40例、唾液腺腫瘍40例で検討した結果、炎症や組織修復に伴って発現しており、従来の説のように癌組織に特異的な存在でないことを報告した。[日本口腔外科学会雑誌](5)悪性唾液腺腫瘍101例で23.8%、良性唾液腺腫瘍60例で1.7%がp53蛋白陽性であり、PCNA陽性症例においてp53蛋白は有意に陽性(p=0.0074)であることを報告した。[Oncology Reports](6)唾液腺腫瘍45症例においてp53蛋白の免疫組織学的発現を検討したところ、p53蛋白陽性腫瘍周辺の正常細胞の細胞質に陽性を呈し、p53蛋白陰性症例では発現していなかったことから、p53蛋白の細胞質内発現は腫瘍化との関連が示唆されることを報告した。[Journal of Oral Pathology and Medicine](8) 11例の腺様嚢胞癌、8例の多形性腺腫、3例のリンパ節を対象として、3番17番染色体の数的異常の有無をFISH法を用いて検討した。染色体の数的異常は、腫瘍においてみられ、良性の多形性腺腫よりも悪性の腺様嚢胞癌において高率にみられた。さらに、17番染色体のmonosomyは、唾液線腫瘍に特異的である可能性があることを報告した。[Journal of Oral Pathology and Medicine](10) 17番染色体のmonosomyは、扁平上皮癌よりも良性の多形性腺腫および悪性の腺様嚢胞癌において有意に高率に発現しており、唾液線腫瘍に特異的な現象であることを報告した。[Oral Oncology](1) p53は正常上皮でも検出されたが、扁平上皮癌組織で有意に発現され、DNA aneuploidy症例でp53、PCNAとも高い標識率を示すことを報告した。[Oral Oncology]当科で治療した扁平上皮癌146症例について、p53癌抑制遺伝子関連抗原と増殖細胞核抗原(PCNA)の免疫組織化学染色を行なうとともに、フローサイトメトリーで細胞核DNA量の測定を行ないDNA ploidy patternとこれら組織内抗原との関連性について検討した。免疫組織化学染色による陽性細胞の計数は画像解析装置を用いて行なった。p53抗原陽性症例は22.6%、PCNA陽性症例は74%にみられた。また、p53陽性細胞は癌組織のみならず扁平上皮内にも検出された。

腫瘍組織内における陽性腫瘍細胞を計数したところp53は26.8±4.1%9(n=33)、PCNAは34.6±2.4%(n=108)であった。p53とPCNAは組織内での陽性細胞の分布は類似していたが、陽性細胞数はPCNAの方が多い傾向にあった。したがってp53と細胞増殖能との関連性が示唆された。フローサイトメトリーの結果では、PCNA陽性率は、diploidy:49.9±5.2%、aneuploidy:37.5±13.8%、p53陽性率は、diploidy:35.6±12.6%、aneuploidy:25.9±16.5%であり、DNA aneuploidy症例の方が、PCNA、p53ともに陽性率は低値を示した(誌上報告)。上皮増殖因子(EGFR)とPCNA、p53の関連性についても検討したところ、腫瘍組織内においてEGFRとPCNAとは分別染色され、両者間には明瞭な染色領域の違いがみられた。また、増殖期細胞抗原であるMIB-1抗原の局在を検討したところ、細胞核内の核小体に局在していた(学会報告)。現在、唾液腺腫瘍と白板症に関して検討を行なっている。1.細胞外マトリックスであるtenascinの発現を免疫組織化学の手法を用いて唾液腺腫瘍と扁平上皮癌で検討してみたところ、その発現は従来いわれているような悪性腫瘍に特異的なものではないことを日本口腔外科学会雑誌に報告した。2.PCNAとp53蛋白の発現を多数症例の唾液腺腫瘍で検討し、p53蛋白とPCNAとの発現の間には相関性があり、発現細胞がよく一致していることをOncology Reportsに報告した。3.扁平上皮癌におけるPCNAとp53蛋白の両者の関係を、画像解析装置を用いて陽性細胞を数量的に比較したところ、両者の発現する部位はよく一致しているが、p53蛋白の陽性細胞数はPCNA陽性細胞数よりも少ないこと、またflow cytometyで測定したDNA policly pattemとは明らかな相関性がみらないことを、Int.J.of Oral and Maxillofacial Surgeryに掲載予定である。唾液腺腫瘍と非腫瘍性の唾液腺疾患の組織でp53蛋白の発現の局在様式を検討したところ、p53蛋白は本来は細胞核内に発現し検出されるものであるが、細胞質内に検出されることがあり、これに注目したところ、腫瘍細胞に近接した正常細胞や唾液腺細胞が腫瘍化していく過程の細胞にp53蛋白細胞質陽性所見がみられることをJ.Oral Pathology and Medicineに掲載予定である。5.FISH法を用いて17番染色体数を扁平上皮癌や良性腫瘍、培養扁平上皮癌細胞株で検討してところ、悪性腫瘍では染色体数の増加、polysomyが高率に検出され、癌化と染色体数的異常の関連性があることをAnticancer Researchに報告した。(1)細胞外基質tenascinの発現様式を扁平上皮癌40例、唾液腺腫瘍40例で検討した結果、炎症や組織修復に伴って発現しており、従来の説のように癌組織に特異的な存在ではないことを報告した。[日本口腔外科学会雑誌](2)悪性唾液腺腫瘍101例で23.8%、良性唾液腺腫瘍60例で1.7%がp53蛋白陽性であり、PCNA陽性症例においてp53蛋白は有意に陽性(p=0.0074)であることを報告した.[Oncology Reports](3)唾液腺腫瘍
相界面反応制御技術を基軸とした混晶材料の設計と新機能発現

ナノ空間溶融結晶化技術を駆使して、無転位単結晶GOI構造ならびにGeSn混晶半導体の作製に成功した。本手法では半導体層への引張り歪み印加や、固溶限を越える高Sn組成のGeSn結晶の液相成長が可能となる。GeやGeSn層とチャネルとして薄膜トランジスタを試作し、高いキャリア移動度を実証し、高性能電子デバイスへの有用性を示した。さらに、高Sn組成引張り歪みGeSnを用いた光デバイスでは、近赤外域の受光感度の増加や、直接遷移発光の飛躍的な増大を達成し、光電子融合デバイス実現に向けた原理実証に成功した。当初の研究計画に従って、以下の研究成果を得た。1高品質Ge結晶の溶融成長において、下地絶縁膜層として高誘電率Y2O3絶縁膜を用いた実験を行い、当該絶縁膜材料の有用性と、作製したGOI構造の電子物性をバックゲートトランジスタ性能から評価した。2GeSn系への展開を進め、溶融成長過程を詳細に評価した。具体的には電子分光法やラマン分光法を用いて、組成や引張り歪みを評価し、Sn偏析を伴う溶融成長機構を明らかにした。3当該予算を活用して、GeならびにIV族混晶半導体の光学特性評価が可能なフォトルミネッセンス装置を新たに設計開発し、当該年度中(12月末)に装置の立上げを完了した。4上記フォトルミネッセンス装置を用いて、溶融成長法で作製した引張り歪み印加GeならびにGeSnの光学物性を評価し、歪み印加とSn導入によって直接遷移過程を促進し、これらのIV族半導体の光物性を擬似直接遷移発光へと変調することに成功した。5GeやGeSnの溶融成長に際して、n型ドーパントを導入することで、キャリア濃度を設計し、上記の擬似直接遷移の発光強度増大を実現した。6上記の研究成果を学術誌(Applied Physics Letters誌)に発表すると共に、関連国際会議ならびに国内会議にて成果発表を行った。7高性能Geトランジスタ実現に向けて、High-k/Geゲートスタックの界面反応を詳細に評価し、電気膜厚が1nm以下、かつ界面電気特性に優れたゲートスタックの作製に成功した。1溶融成長Geワイヤの電気特性評価や高移動度Geトランジスタ実現へのキーテクノロジーとなるNiGe低抵抗コンタクト形成技術に関する研究成果を当該領域を代表する学術誌(Applied Physics Letters)にそれぞれ発表した。2溶融成長法で形成した高品質GeSn材料の光学特性評価を継続し、直接遷移発光を確認すると共に、国内国際学会での成果発表を進めた。3溶融成長GeSnワイヤをチャネルとしたバックゲートトランジスタを作製し、そのスイッチング動作を確認した。4GeやGeSnワイヤの溶融成長機構を詳細な結晶方位解析から検討した。5フレキシブル基板への展開を視野に入れ、石英基板上でのGeSn溶融成長実験に着手し、高い発光効率を実証した。6高移動度Ge-CMOSデバイスの作製にNiGeコンタクト技術を応用し電気膜厚1nm以下の極薄High-k/Geスタックを有したGe-CMOSトランジスタ動作に成功した。研究計画に従って、当該年度では以下の研究成果を得た。1Ge系混晶半導体デバイス作製技術の基礎となるMOS構造形成技術の研究開発において原子層AlOx界面層と真空一貫プロセスを基軸としたゲートスタック形成技術を確立し、界面特性に優れた極薄EOT(0.56nm)Ge-MOS構造を実現した。さらに、その研究成果をApplied Physics Letters誌に発表した。2従来のpn接合をベースとしたMOSFETに対して性能面で有利なGeメタルS/Dトランジスタを完成させ、超高性能Ge-CMOSデバイス実現への要素技術を構築し、その研究成果をApplied Physics Letters誌に発表した。3横方向液相成長法により引張り歪印加n型GeSn半導体微細構造の作製に成功し、バンド構造変調に伴う直接遷移発光を確認した。さらに、その成果をApplied Physics Letters誌に発表した。4当該技術を透明フレキシブル基板に応用し、局所的な温度勾配を利用した石英基板上引張り歪GeSn層の作製に成功した。また、その発光特性ならびに電気特性評価を実施した。Ge系混晶半導体をベースとした光電子ハイブリッドデバイス実現に向けて、電子デバイス製造技術におけるキーテクノロジーを確立すると共に、局所溶融成長を用いた引張り歪印加GeSn半導体の作製においても大きな成果が得られた。さらに、これらの研究成果をトップジャーナル(APL・JAP)を通じてタイムリーに発信できた。研究計画に従って、当該年度では、1Ge-MOSヘテロ界面での熱拡散挙動の精密測定、2トップダウンプロセスにより引張り歪み印加したGe薄膜の発光特性ならびにエネルギーバンド構造解析、3発光特性向上とCMOSトランジスタ応用を目的とした溶融成長Ge半導体微細構造へのn型ドーピング技術を検討した。さらにデバイス試作を通じた当該技術の優位性実証のため、4局所溶融成長GeおよびGeSn半導体をチャネルとした電界効果トランジスタ(FET)を試作し、従来のSiやバルク(無歪)Ge基板上に形成したデバイスと比較して高いキャリア移動度を達成すると共に、5当該技術を透明基板(石英基板)上の光電子ハイブリッドデバイスに応用すべくSn添加、引張り歪み印加、さらには高濃度n型ドーピングによるGeSn半導体からのPL発光の大幅な増大を確認すると共に、6石英基板上の高Sn組成引張り歪みGeSnを用いたp-FET及びn-FET動作を確認し、CMOS回路実現に向けて大きな成果を得た。

加えて、7上述のトップダウンプロセス引張り歪み印加Geや、石英基板上の引張り歪みGeSn層への電流注入によるEL素子の試作を開始し、最終年度での光電子ハイブリッドデバイス完成に向け、多くの研究成果を得た。これらの研究成果を電子・光デバイス分野で世界を代表する国際会議(International Electron Devices Meeting (IEDM 2016))で発表すると共に、Applied Physics Letters誌への論文掲載も含め、積極的な成果発表を進めた。高Sn組成引張り歪みGeSnを中心とした混晶半導体材料創成ならびに、それを用いた高性能電子デバイスや発光デバイスの動作実証が順調に進んでいる。また、当該領域を代表する国際会議(IEDM 2016)採択に加え、本年度開催予定の重要会議(VLSI Symposium)にも連続して論文が採択されており、極めて高い外部評価を得ている。本研究では独自に開発した液相成長による結晶化技術を用いて高品質単結晶GeSn層を形成し、高移動度GeSnトランジスタや高性能GeSnフォトディテクターの作製と集積化により光電子融合デバイスに向けた要素技術を確立することを目的としている。これまでアモルファスGeSn細線の局所急速加熱により液相成長過程での核形成を制御し、石英基板上に無転位の引張歪み単結晶GeSn細線を形成することに成功すると共に、電子デバイス試作においては、石英基板上単結晶GeSn細線で薄膜トランジスタを作製し、pおよびnチャネルGeSnトランジスタのいずれも従来のSiおよびGe薄膜トランジスタを上回る移動度を得ている。当該年度では、モノリシック集積可能な高性能GeSnフォトディテクターの作製を重点的に実施した。近赤外イメージング/センシング応用にはフォトダイオードを二次元配列したセンサーアレイが必要であるため、単結晶GeSnアレイ形成技術が求められる。そこで液相成長技術を応用したレーザーアニールによる溶融結晶化を提案し、石英基板上での大面積単結晶GeSnアレイ形成に成功した。また石英は赤外線に対して透明であるため、本技術は裏面照射型の近赤外センサーアレイへの応用が可能であり、石英基板上GeSn細線でフォトダイオードを作製し受光特性を評価したところ裏面照射によって波長2 mmの近赤外光検出に成功した。これらの研究成果を、当該領域を代表する国際会議(International Electron Devices Meeting (IEDM2017)ならびにVLSI Technology Symposium)で発表すると共に、学術誌(Applied Physics Express)掲載、さらには計10件の国際国内学会での発表を通じて積極的な成果発信を行った。ナノ空間溶融結晶化技術を駆使して、無転位単結晶GOI構造ならびにGeSn混晶半導体の作製に成功した。本手法では半導体層への引張り歪み印加や、固溶限を越える高Sn組成のGeSn結晶の液相成長が可能となる。GeやGeSn層とチャネルとして薄膜トランジスタを試作し、高いキャリア移動度を実証し、高性能電子デバイスへの有用性を示した。
流体解析を活用した、製品設計エンジニア育成システムの開発

研究目的製造業の多くで3DCADが必要不可欠となっており、最近ではコンピュータシステムの性能向上によって、流体解析を行うCFDも標準となりつつある。本校においてもCFDによる流体解析法を教育する機会が増えてきている。しかしながら、目では見えない流体現象について解析を行っても解析結果が妥当なのか、シミュレーション教育だけでは正しく評価できていないのが現状である。そのため、実際に流れを可視化したものと比較しながら解析実習を行う必要がある。この問題意識から本研究では、CFDによる流体解析の技術力を向上させて、実践力のある製品設計エンジニアを育成するために、解析値と比較検討できる流体可視化実習システムの教材の開発を目的とする。研究方法実習システムの題材としてパソコン内部の発熱・排熱の熱流体現象とした。解析値と実測値を比較するために題材となるパソコンの筐体・内部装置を3DCADでモデリングした。実測題材のパソコンは、内部の温度状態をサーモグラフィーで可視化して観測し、ファン出口の風量と風速は風速計で測定した。測定条件はCPUに1, 25, 50, 75, 100%の5段階で負荷を掛け、熱発生量を変化させ測定を行った。モデリングしたパソコンの3DモデルにCFDを用いて、CPUの各負荷時の流体解析を行った。サーモグラフィーによる観測値とCFDによる解析値を比較して境界条件の最適値を導出し、実測と解析による流体可視化実習システムの教材を構築した。研究成果サーモグラフィーにより可視化された温度分布とCFDによる解析値を比較することで、CFDの境界条件の最適値の検討が容易になった。流体可視化実習システムの教材によりCFD解析のポイントを習得させ、CFDを有効活用した流体設計の教示が可能となった。
地理情報システムを用いた、森林の強風害発生臨界風速の再評価

1991年台風19号の被害が著しかった九州北部地方を例にとり、下記の解析を行った。(1)強風害により倒状した森林の位置の確認倒状した森林の位置および樹種をLANDSAT/TMデータにより分類した。クラスター分析と最尤法を用いることによって、倒状した森林の80%を検出することができたが,材木としての価値を失いながら倒状しなかった森林は判別できなかった。これらの検出が今後の課題であると考えられる。(2)強風害発生時の最大風速の推定いくつかの推定法を用いたが、桑形(1992)による方法により妥当な結果を得た。しかし、スケールが1km以下の地形の影響を評価することができなかった。(3)立地要因の分析本研究では、土壌,地形を立地要因とした。土壌は,国土数値情報地形分類・表層地質・土壌ファイルをそのままメッシュデータに対応させた。被害対象地域の土壌がほぼ同一の土壌であったため,被害発生に関与する土壌要因は特定できなかった。地形は,国土数値情報標高データを加工して得られた様々な地形パラメータによって評価した。地形パラメータとしては,傾斜度,斜面位置が有効であった。(4)ハザードマップ(1)(3)によって作成されたメッシュデータから,森林に強風が発生する臨界風速に基づいたハザードマップを作成した。被害が発生しやすい場所は,ほぼ1991年台風19号の被害地とほぼ一致したが,同様な条件を満たしながら,被害を受けなかったと箇所もかなりあるので,今後それらの箇所について調査し,評価していない立地要因の検討が必要と思われる。
Sox17へテロ不全マウスを用いた着床メカニズムの解明

妊娠不成立の最大要因と考えられる受精胚の母体着床プロセスに関する系統だった基礎的研究は、現在のところ殆どなされていない。本研究ではマウスSox17ヘテロ不全個体を用いることで、着床不全の原因について分子病態学的に解析し、不妊要因が母体にあることを証明した。また、子宮内膜上皮を用いたマイクロアレイ解析の結果から、hetero個体でwild typeと比べシグナル比が有意に低下した遺伝子群のうち、Sox17下流遺伝子候補を同定した。既婚カップルの10-25%が不妊に悩み、その40%は母体が要因であると考えられている。受精胚研究と比較すると、着床については、母体要因について系統だった基礎的研究が殆どなされていないのが現状である。我々は、Sox17(Sry-related HMG box)ノックアウト/Sox17-GFPノックイン/Sox17点変異SHIVAマウスの3種類のmutantマウスを用いて、IVF卵をヘテロ母もしくはワイルド母へ移植した場合、母体がヘテロ個体でのみの任性が著しく低くなることを発見した。そこでまずは、野生型マウスの卵巣、子宮を用いて、内在性のSOX17と他のSoxFグループ(Sox7, Sox18)の発現部位の同定を行った。その結果、卵管上皮、子宮内膜上皮、子宮腺でSOX17の強い発現を認めた。着床時(妊娠4日)の受精卵と子宮内膜に関してSox7, Sox18と比較したところ、Sox17とSox7の発現が観察されたが、卵管上皮ではSox17とSox7は同様の発現レベルであったにも関わらず、Sox17は子宮内膜上皮で非常に強い染色を示した。IVF受精卵を野生個体並びにヘテロ個体へ移植したところ、任性の低下が観察されたので、人工的要因を除くため、自然交配のデータ再構築を実施した。その結果、平均値8.3vs1.5と著しい着床率の低下が観察された。同様に、SHIVAマウス(point mutant)を用いて検討した結果、着床率は3.7個と比較的マイルドな表現系を呈した。受精胚の発生プロセスは野生型、ヘテロ個体ともに正常発生を呈した。着床不全の原因は母体であることを証明するために、胚発生過程を(1)排卵(2)受精(3)胚発生(4)着床の4ステップで実施した。更に、PMSG/hSG処理後に採卵したSox17ヘテロ(Sox17 +/-)とwild type胚の発生プロセスをin vitroの各ステージで確認し、Sox17 +/-とwild type胚をそれぞれwild typ母体、Sox17 +/-母体へ移植することで着床率の確認を行った。blue dye(Chen Q et al., Mol Asp Med 2013)により着床部位をマークし、子宮全体を可視化することに成功した。精管結紮♂と各♀マウス(Sox17 +/-とwild type)をmatingし、その後、各Sox17 +/-とwild type胚移植を実施し、妊娠5日齢にて子宮全体を採取し、着床率確認出来た。また関連Sox遺伝子の発現を組織化学的に検討した。その際にSox17-GFP♀とRosa-H2B-mCherry♂(核赤蛍光)の掛け合わせを実施し蛍光実体顕微鏡下でEx vivoで可視化をトライしたが、in vitro実験系の開発のためには、更なる検討が必要と思われる。女性の社会進出に伴う出産高齢化、少子化現象は深刻な社会問題である。受精胚の遺伝的要因に寄らない母体の環境因子は複雑であり、受精胚の母体着床プロセスに至っては系統だった基礎的研究は殆どなされていないのが現状である。本申請では母体サイドに原因がある着床不全ヘテロ不全のマウス(3種類のSox17変異マウスのヘテロ個体)を用いて、受精胚の母体への着床プロセスを病態学的に解析することで、その分子制御を明らかにし不妊治療への一歩を踏み出すことを目的にしている。本年度は、Sox17ヘテロ個体とワイルド個体から得た子宮内膜上皮のRNAを用いて、マイクロアレイ解析を実施し、ワイルド個体と比較してシグナル比が有意に偏っている遺伝子群で発現量に2倍以上減少変化が認められた遺伝子(Sox17下流遺伝子候補)に対し、qPCR法により、Sox17 heteroとwild type間での発現量の差異を定量化した。発現パターンからSox17と同調する直接の下位遺伝子候補を絞り込んだ。ヒトで子宮内膜上皮での発現が確認されており、発現量によりIVF効率の差異が報告されているSox17遺伝子について、我々が得た病態学的解析で得られた着床不全に対して、その分子制御の一部を明らかした。マウス着床のタイミングは妊娠4日(DOP4)である。そこで、DOP1, 3, 4の子宮内膜上皮からtotal RNAをそれぞれ精製し、増幅、合成を行いbiotin標識したcRNAプローブを作製した。その後、各々のサンプルをアフィメトリック社のMouse Expression Set 430上でハイブリダイズさせ、アレイ解析を実施した。

得られたデーから、dChiPによりcPCA解析し、データの正誤性を確認し、DOP3ワイルド個体とDOP4ヘテロ個体データが近似値を示すことから、ヘテロ個体の子宮内膜上皮における着床のタイミングの遅延が示唆された。またヘテロ個体で優位に低下した遺伝子の発現から3パターンが得られた。そのうち、Sox17の発現パターンと同調する下位遺伝子候補数遺伝子を絞り込んだ。今後、候補遺伝子の発現解析や、その上流解析を生化学的に実施する予定である。女性の社会進出に伴う出産高齢化、少子化現象は深刻な社会問題である。既婚カップルの10-25%が不妊に悩み、その40%は母体が要因であると考えられている。我国の体外受精などの人工補助医療は年間39万人で、実施数は世界一であるものの、その成功率は未だ低い。妊娠成立のための母体の環境は複雑で、不成立の最大要因と考えられる受精胚の母体着不全の系統だった基礎的研究は殆どなされていないのが現状である。本研究では母体環境の多様性に関して、マウスSox17ヘテロ不全個体を用いることで病態学的に解析し、その分子制御を明らかにすることで、不妊治療解明への一歩を踏み出すことを目的としている。昨年度に得られたSox17hetero個体とwild個体から得た子宮内膜上皮を用いたマイクロアレイ解析の結果から、本年は、hetero個体において、wild typeと比べてシグナル比が有意に低下した遺伝子群のうちSox17下流遺伝子候補を選定し、組織学的なアプローチを試みることで、胚と母体のクロストークを可視化した。hetero個体で優位に低下した遺伝子の3パターンのうちから、Sox17遺伝子発現とパターンが同じでかつ変化がもっとも大きかったEGF受容体の1種であるヘパリン結合型EGF様因子(HB-EGF)と、その関連タンパクであるAreglin (Areg)をSox17の直接の下位遺伝子の候補遺伝子として選定した。更に、発現解析として、Sox17ヘテロ個体とwild個体間の発現量の差異をqPCRにて詳細に時系列で定量し発現変化を確認した。妊娠不成立の最大要因と考えられる受精胚の母体着床プロセスに関する系統だった基礎的研究は、現在のところ殆どなされていない。本研究ではマウスSox17ヘテロ不全個体を用いることで、着床不全の原因について分子病態学的に解析し、不妊要因が母体にあることを証明した。また、子宮内膜上皮を用いたマイクロアレイ解析の結果から、hetero個体でwild typeと比べシグナル比が有意に低下した遺伝子群のうち、Sox17下流遺伝子候補を同定した。SoxF subgroup(Sox17,7,18)の内在性発現について、子宮内膜上皮、子宮腺、卵巣と詳細の発現について、RT-PCRによるRNA、並びに、western blottigによるタンパク発現量について、詳細な定量解析を実施することで、遺伝子相補の可能性などを検討する。更に、着床前後の子宮内膜から内膜上皮のみ単離することで、純粋なRNAを単離し、DNA arrayにより遺伝子プロファイリングを実施し、着床時イベントに重要な因子の同定を試みる。具体的にはSox17 +/-とwild typeの子宮内膜上皮(SOX17の発現が維持されている)領域からtotal RNAをそれぞれ精製し、増幅、合成を行いbiotin標識したcRNAプローブを作製し、各々のサンプルをハイブリダイズさせる。その後、専用のアレイスキャナでシグナルを検出し、wild typeと比べてシグナル比が有意に偏っている遺伝子群を同定する。
身近な水環境を題材にした化学教育プログラムの開発

理数科に取り組む動機を育むためには、初等中等教育の各段階で良質な自然探究体験を積み重ねることが重要であると考えている。この目的のために、初等中等教育向けの教材として、安価かつ精度の高い自作可能な簡易観測器具と分析計を開発するとともに、学校教育への幅広い普及を目的とした取り組みを進めた。1.本研究では、身近な水環境を探究するための教材(採水器、ろ過器、比色計、電導度計、吸引ポンプ等)を開発した。これらの教材は、機器としての性能に関しては実用に耐え得るレベルまで達している。平成16年度は、各教材の普及を考慮して製作方法の簡易化や装置の改良を試みた。また、教材の活用方法のマニュアルを作成した。これらは環境調査や化学教育への適用を主目的としているが、従来の化学、生物、物理、地学の実験で定量的な成分分析を行う場合でも使用できる方法である。2.自作した観測器具や分析計を教育実践に用いて、活用方法や教育効果を検討した。i)身近な水環境として石川県内の様々な海、川、池、湖沼などで、本教材を用いた水質調査を実施した。自然水中でμg/lレベル以上の成分であれば、十分な精度と感度で測定できることが実証できた。ii)石川県内の小学生高学年から中学生を対象に科学教室を計10回開催した。本研究で開発した教材の活用により生徒の興味を十分に喚起できること、また、難易度の点については少なくとも小学校高学年から使用できることが分かった。iii)富山県滑川高等学校の課題研究において、簡易分析計の製作から課題探求までを網羅した授業実践を行った。3.教材の普及に向けた取り組みとして、Web上にホームページを開設し、教材の作成、水環境の観測・測定、化学実験のマニュアル、授業資料等をダウンロード可能な状態にして配布した。また、Q&Aコーナーを設け、補足を行う体制を整えた。平成15年度は、専門機器に準じる性能を備えた簡易観測器具と分析機器を開発した。本研究で作成した器具は、採水器、ろ過器、比色計、電導度計、吸引ポンプで、既に簡易型のものが報告されている透明度板、プランクトンネットと合わせると一通りの水質調査が可能になる。全ての器具は、簡単に手に入る材料から構成されており、それぞれ1,000円以内・30分-1時間で自作できるものを作成した。装置の原理はシンプルであることから中学生レベルでも改良が容易で、制作過程を通して教科書の知識が実際の製品に結びつく「ものづくり」を体験できる。ここでは、簡易比色計に関する成果を報告する。比色計は、試料水に溶けている成分の色を信号として検知し、成分濃度を定量化する分析機器である。簡易型比色計では、発光ダイオードからの光を試料水の入ったセルに通し、硫化カドミウム素子で抵抗値として検出する。今回開発した簡易型比色計では光路を工夫することにより専門の分光光度計に匹敵する高い精度を達成できた(ブランク値の10回の繰り返し測定で、σ<1%)。簡易比色計を用いた各種成分の分析法として、環境水中に溶けている様々な成分を対象として、学校教育でも実施可能な分析法のプロトコルを作成した。現在、簡易型比色計と比色分析の手法を組み合わせて、更に多くの成分の定量法を確立することを試みている。これらは環境調査や化学教育への適用を主目的としているが、他分野においても成分分析に使用する教材になる。対象年齢については、生徒の発達段階に応じて使用法を工夫すれば、小学校高学年から高校までの教育で利用できる。例えば、高校においては比色計の制作と化学分析の理解が重要であるが、小学校では教員が作成した比色計を「色の濃さを測定する機械」として提供すると適当である。

3.教材の普及に向けた取り組みとして、Web上にホームページを開設し、教材の作成、水環境の観測・測定、化学実験のマニュアル、授業資料等をダウンロード可能な状態にして配布した。また、Q&Aコーナーを設け、補足を行う体制を整えた。
航空機レーザースキャナによる間伐実施状況の把握

1.スギ人工林を対象とした成果山岳地域のスギ人工林を対象に、航空機LiDARによる観測データの解析システム(LiDAS)の開発、及びLiDASと地理情報システム(GIS)による林分内の単木認識・樹高推定・材積推定について評価を行った。その結果、単木認識に関しては、林内の80%程度の個体認識可能であり、上層木についてはほぼ完全に認識可能であることを明らかにした。次に、認識された樹木の樹高推定精度に関しては、実測との差異は1m未満であり、実測の誤差を考慮するとほぼ実測と同程度の計測精度があることを明らかにした。最後に、材積推定精度に関しては、LiDASから推定可能な樹高及び陽樹冠体積により単木材積を高精度に推定することが可能であり、認識された個体の推定値を合計すると、林分材積の80%以上を推定可能であることを明らかにした。2.ヒノキ林を対象とした成果スギ林と比べヒノキ林では、同じような林相においてもレーザーが地上まで到達できないことを明らかにし、その原因及び対策について検討を行った。原因については現状では詳細を明らかにするに至っていないが、多様な林相状態におけるレーザーの地上到達率と各種森林パラメータとの関係解析の結果、ヒノキ林ではレーザーの地上到達率が林分の開空度と密接な関係があることを明らかにした。加えて、ヒノキ林における問題を解決するため、殆んど地上にレーザーが到達できない場合に対応した、従来とは全く異なる新たな解析手法を開発し、林分平均樹高や各種林分パラメータ推定手法について評価を行い、その可能性を明らかにした。3.総括本研究の成果を利用することにより、少なくとも下層木を除く森林の状態や開空度を広域かつ高精度に把握可能であり、間伐実施状況の把握に有効な手法を提案することができたものと考えられる。今年度の主な研究実績は以下の2点である。1)デジタルカメラ全天空画像の評価デジタルカメラによる全天空画像解析において、撮影時の画像解像度が開空度推定に及ぼす影響、さらにそれが林相により異なるのかを検討した(Inoue et al.,2004)。2)航空機LiDARによる森林計測手法の開発と評価山岳地域のスギ人工林を対象に、航空機LiDARによる観測データの解析システム(LiDAs)の開発、及びLiDAsと地理情報システム(GIS)による林分内の単木認識・樹高推定・材積推定について評価を行った。その結果、単木認識に関しては、林内の80%程度の個体認識可能であり、上層木についてはほぼ完全に認識可能であることを明らかにした(Takahashi et al.,in press)。最後に、材積推定精度に関しては、LiDASから推定可能な樹高及び陽樹冠体積により単木材積を高精度に推定することが可能であり、認識された個体の推定値を合計すると、林分材積の80%以上を推定可能であることを明らかにした(Takahashi et al.,in press)。
高IgE症候群の病因の解明と迅速診断法の開発

純化した単球(CD14陽性細胞)をマイクロアレイで検討した結果、Response gene to complement 32(RGC32)遺伝子が健常者と比較して高IgE症候群で最も高値であったが、この結果をもとに、高IgE症候群患者8名(5-34歳、中央値16.5歳)、健常者15名(3-20歳、中央値11歳)、疾患コントロールとしてアトピー性皮膚炎の患者17名(1-34歳、中央値8歳)を対象として、末梢血単核球を用いて定量的PCR法にて各群におけるRGC32遺伝子発現量を定量した。その結果、β-actin遺伝子発現量で補正したRGC32遺伝子量の中央値は、高IgE症候群、健常者、アトピー性皮膚炎患者それぞれで、2.2、0.6、0.7であり、3群間で発現量に統計学的有意差がみとめられ、明らかに高IgE症候群で高値であり、高IgE症候群を診断するために有用であると考えられた。次に、高IgE症候群の病因・病態をさらに明らかにするために、CD14陽性細胞に関してマイクロアレイ解析を追加し詳細に検討した。その結果、以前の結果と同様にCD14陽性細胞ではLysosome関連遺伝子群とCell growth and maintenance関連遺伝子群がコントロールと比較して有意に発現が高かった。またCD14陽性細胞やブドウ球菌で刺激した細胞で高IgE症候群で発現が異常であるものから3遺伝子を選択し、高IgE症候群患者末梢血からDNAとcDNAを抽出し、それらの塩基配列を検討したが、異常をみとめなかった。以上の結果、RGC32遺伝子発現量の定量は高IgE症候群の診断に有用であること、高IgE症候群ではTh1やTh2に関連しないLysosome関連遺伝子やCellgrowthand maintenance関連遺伝子などの発現に特徴があること、ブドウ球菌刺激に対して反応する遺伝子にも特徴があることが明らかになった。高IgE症候群患者8名、健常者15名、および疾患コントロールとしてアトピー性皮膚炎患者17名の末梢血検体からmRNA及びcDNAを抽出した。我々がこれまで高IgE症候群で特異的な発現をしていると考えている遺伝子の中から、特に特異的と考えられる3遺伝子を選び、これらの患者や健常者間で、どの遺伝子が最も高IgE症候群に特異的な結果が得られるかを定量的PCRで検討した。この中で、RGC32遺伝子は、末梢血単球における解析にて健常者やアトピー性皮膚炎患者と比較して、高IgE症候群患者で最も高値であった遺伝子であったが、迅速診断を目的とすることから、細胞処理を簡素化するために末梢血単核球における発現を検討した。予想されたように、末梢血単核球におけるRGC32遺伝子の発現は、高IgE症候群で有意に高値であった。次に、高IgE症候群患者のマイクロアレイの結果の解析をさらに詳細に行った。高IgE症候群の患者末梢血CD4陽性細胞やCD14陽性細胞における遺伝子発現の特徴を、Gene Ontologyに従って、遺伝子群での解析を行った。CD4陽性細胞では、高IgE症候群において特異的に高い発現を示した遺伝子群は認められなかった。CD14陽性細胞ではLysosome関連遺伝子群とCell growthand maintenance関連遺伝子群がコントロールと比較して有意に発現が高かった。末梢血単核球をブドウ球菌で刺激した場合、免疫グロブリン関連遺伝子の発現が高IgE症候群患者で有意に発現が高かった。これらの結果を、さらに詳細に検討し、高IgE症候群の責任遺伝子の同定に向けた基礎データとし、来年度の研究へ発展させる方針である。

純化した単球(CD14陽性細胞)をマイクロアレイで検討した結果、Response gene to complement 32(RGC32)遺伝子が健常者と比較して高IgE症候群で最も高値であったが、、この結果をもとに、高IgE症候群患者8名(5-34歳、中央値16.5歳)、健常者15名(3-20歳、中央値11歳)、疾患コントロールとしてアトピー性皮膚炎の患者17名(1-34歳、中央値8歳)を対象として、末梢血単核球を用いて定量的PCR法にて各群におけるRGC32遺伝子発現量を定量した。その結果、β-actin遺伝子発現量で補正したRGC32遺伝子量の中央値は、高IgE症候群、健常者、アトピー性皮膚炎患者それぞれで、2.2、0.6、0.7であり、3群間で発現量に統計学的有意差がみとめられ、明らかに高IgE症候群で高値であり、高IgE症候群を診断するために有用であると考えられた。次に、高IgE症候群の病因・病態をさらに明らかにするために、CD14陽性細胞に関してマイクロアレイ解析を追加し詳細に検討した。その結果、以前の結果と同様にCD14陽性細胞ではLysosome関連遺伝子群とCell growth and maintenance関連遺伝子群がコントロールと比較して有意に発現が高かった。またCD14陽性細胞やブドウ球菌で刺激した細胞で高IgE症候群で発現が異常であるものから3遺伝子を選択し、高IgE症候群患者末梢血からDNAとcDNAを抽出し、それらの塩基配列を検討したが、異常をみとめなかった。2005年の免疫学会で東京医科歯科大学の峯岸らが、常染色体劣性遺伝形式の高IgE症候群に関して、Tyk2がその責任遺伝子である可能性を報告した。この結果をもとに、この研究の対象者である高IgE症候群患者においてTyk2遺伝子を解析した結果、Tyk2遺伝子には異常をみとめなかった。Tyk2遺伝子異常は高IgE症候群のごく一部を説明するものであると考えられた。
植物成分由来新規メタボリックシンドローム治療改善薬の開発研究

生薬チョウジ(丁字)ならびにカンゾウ(甘草: Glycyrrhizaglabraを基原とするもの)の有機溶媒抽出物について、PPAR・リガンド活性を指標とした成分検索を行い、チョウジよりデヒドロジオイゲノールA、デヒドロジオイゲノールBを、カンゾウよりグラブリジンを活性物質として特定した。チョウジのエタノール抽出物ならびにカンゾウの疎水性フラボノイド画分は、KK-Ayマウスの血糖値上昇を抑制したが、その活性にはこれらPPAR・リガンド活性物質が深く関与しているものと考えられる。さらに、カショウ(花椒: Zanthoxylum bungeanumの成熟果皮)のエタノール抽出物より6種のアミド化合物を単離し、構造を明らかにした。これらアミド化合物は期待に反しPPAR・リガンド活性示さなかったが、特異な苦味を有し、さらに6種のうち3種の化合物は文献未記載の新規化合物であった。KK-A^yマウスに生薬チョウジのエタノール抽出エキスを0.5%添加した飼料を3週間自由摂取させたところ,血糖値の上昇を有意に抑制した.また,高脂肪食により6週間飼育したC57BL/6Jマウスにチョウジのエタノール抽出エキスを1%添加した飼料を4週間自由摂取させたところ,体重あたりの腹腔内脂肪量(%)は通常飼料を摂取した対照群に比べて有意(P<0.05)に低下した(対照群:1.73±0.73%,チョウジ添加群:0.79±0.15%).チョウジエタノール抽出エキスをポリスチレン系多孔質樹脂であるダイヤイオンHP-20(三菱化学社製)を充填したカラムにかけ,30%,50%,80%メタノール,メタノール,エタノール,酢酸エチルで順次極性を下げながら溶出させた.各画分について,PPARγリガンド活性を測定したところ,メタノールおよびエタノール溶出画分に強い活性が認められた(それぞれ30μg/mlにおける比発光強度は,0.5μMトログリタゾンにおける強度と同等かそれ以上であった).そこで,メタノールおよびエタノール溶出画分について,順相および逆相シリカゲルカラムクロマトグラフィー,分取HPLCにより分離・精製を行ったところ、フェニルプロパノイドのオイゲノール,リグナンのデヒドロジオイゲノールAとデヒドロジオイゲノールB,セスキテルペノイドの6,7-エポキシ-3(15)-カリオフィレン,植物ステロールのβ-シトステロールとそのモノグルコサイド,トリテルペノイドのオレアノール酸,ベツリン酸,マスリン酸,2α-ヒドロキシウルソール酸,アルジュノール酸アジアティック酸が単離された,これら化合物のPPARγリガンド活性を測定した結果,デヒドロジオイゲノールAとデヒドロジオイゲノールBに有意な活性が認められた.Glycyrrhiza glabraの根およびストロン(日本薬局方カンゾウの基原植物の1つ)の有機溶媒抽出物がPPAR-γリガンド活性を示したことから、活性本体の同定を試みるとともに、G. glabraのフェノール性化合物(疎水性フラボノイド類)を高い含有率で含む抽出物(LFO)の高脂肪食摂取KK-Ayマウスに対する抗高血糖効果について検討した。G. glabraの根およびストロン(乾燥粉末4kg)を95%エタノールで抽出した。得られた粗抽出物をシリカゲルカラムクロマトにより4個の画分に分画した(G-A、G-B、G-C、G-D)。これらについてPPAR-γリガンド活性を評価したところ、一番極性の低いG-A画分に最も強い活性が認められたことから、同画分について順相および逆相シリカゲルカラムクロマト、逆相分取HPLCにて繰り返し精製を行い、30種に及ぶフラボノイドならびにフラボノイド関連物質を単離した。単離された化合物の収量とPPAR-γリガンド活性試験の結果から、イソフラバン誘導体であるグラブリジン(glabridin)がG. glabra抽出物の活性本体であることが明らかとなった。次に、LFOの高脂肪食摂取KK-Ayマウスに対する抗高血糖効果を検討した。0%(コントロール)、1.0%、2.0%のLFOを添加した高脂肪食を雌性KK-Ayマウス(6週齢)に4週間自由摂取させた。1週間ごとに4週目まで尾静脈より血液を採血し、血糖値を測定したところ、LFO添加群はコントロール群に比べ、用量依存的に有意な血糖値上昇抑制効果を示した。サンショウZanthoxylum piperitumの成熟果皮のエタノール抽出エキスに,PPARγリガンド活性ならびにβ3アドレナリン受容体アゴニスト活性が確認されたことから活性成分の探索を行った.

サンショウの粉末約700gをエタノールにて冷浸した.冷浸抽出液を減圧下濃縮し,エタノール粗抽出物約100gを得た.エタノール粗抽出物を,多孔質ポリスチレン樹脂を充填したカラムに付し,30%メタノール,50%メタノール,80%メタノール,メタノール,エタノール,酢酸エチル(各2L)で順次溶出させ,6画分に分画した,50%メタノール溶出画分にPPARγリガンド活性ならびにβ3アドレナリン受容体アゴニスト活性が認められたことから,同画分について分離・精製を行い,6種の化合物を以下の収量で単離した(化合物1:38.2mg,化合物2:16.7mg,化合物3:18.4mg,化合物4:19.7mg,化合物5:28.8mg,化合物6:15.6mg).これらの化合物について,massスペクトル,NMR(^1H, ^<13>C, ^1H-^1H COSY, HMQC, HMBC, NOESY)スペクトルを中心とした機器分析により構造決定を行ったところ,化合物1,2,6は文献未記載の新規アミド系化合物であることが明らかとなった.化合物1-6のPPARγリガンド活性ならびにβ3アドレナリン受容体アゴニスト活性を評価したが,期待した活性は認められなかった.しかしながら,これら化合物はサンショウの辛味成分のサンショオールと構造が類似しているにもかかわらず辛味を示さず,苦味を示しことは大変興味深い.