hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IoTを利用した林内放牧による野生動物との緩衝帯としての里山機能の創出

移動式温度センサーは改良を行った。岩手大学農学部附属FSC御明神牧場で飼育されている黒毛和種繁殖牛の腟内に改良型移動式温度センサーを挿入し、膣内温度を6分間隔で計測した。計測データはセンサーネットワークを用いて、コンピュータに記録した。体温データの取得に成功した。Max38.62°C、Min35.37°Cであった。しかし、その後に脱落して林内で紛失した。原因は、基板を固定した尾のバンテージの固定とラインを折りたたんだ部分に排泄された糞がついて脱落のテンションがかかった可能性があった。以下の改良を行い、再度試験をおこなった。センサー部分をステンレスコーティングするとともに腟からから基盤までのラインの長さを約30cmにして尾に固定せずに垂らした。その結果、脱落なく体温データが取得された。御明神牧場17林班内の林内放牧地(約7ha)に3カ所、放牧地と林地の境界線に3カ所、林地に6カ所の合計12カ所に自動撮影カメラを設置した。撮影された画像から野生動物種、撮影頭数、撮影日時等を調べ、放牧前と放牧中を比較し、林内放牧による野生動物への影響を調査した。2018年9月3日から9月20日までの18日間、雌の黒毛和種5頭を放牧した。放牧牛の6分おきに位置情報を取得した。統計解析は放牧前と放牧中の野生動物の撮影頭数について、カメラ稼働日数割合に沿って撮影されると仮定し、カイ二乗検定を行った。放牧前の野生動物撮影頭数は44頭、放牧中は2頭であった。また、カメラ稼働日数10日あたりの野生動物撮影頭数は放牧前が0.77頭、放牧中が0.11頭であった。放牧前と放牧中の野生動物撮影頭数には有意な偏りがあった。また、放牧全期間中のウシの行動範囲の最外郭面積は4.3haで全放牧地の約61%を利用した。平成30年度は、移動式温度センサーが脱落して林内で紛失した。そこで以下の改良を行い、再度試験をおこなった。また、「放牧地およびその周辺の林地に自動撮影カメラを設置し野生動物相の調査」では、林内放牧を行い、放牧前と放牧中を比較し、林内放牧による野生動物への影響を調査した。その結果、放牧前の野生動物撮影頭数は44頭、放牧中は2頭であった。これらの結果から林内放牧は野生動物被害対策としての効果を持つ可能性が示唆された。これらのことから、「おおむね順調に進展している」と考える。今後は、「移動式温度センサーによる放牧牛の発情予測」について、人工草地放牧時から林内放牧時へと段階を経て、発情予測の可能性を検討する。「林内放牧地における野生動物の緩衝帯機能の評価」では、林内放牧は野生動物被害対策としての効果を持つ可能性が示唆されたが、野生動物の出現には季節変動があるため、野生動物の出現が多い月に林内放牧を行うことで、林内放牧は野生動物被害対策としての効果をよりメイア苦にする予定である。以上のように、計画通り3年間で研究を終了できる予定である。移動式温度センサーは小型化を行った。また、移動式温度センサー挿入期間中にPGF2αを繁殖牛に投与し発情を誘起した。移動式温度センサー挿入期間中、腟内温度データは6分間隔で安定して得られた。測定された平均腟温は37.37±0.17度、最高温度は37.9度、最低温度は36.92度であった。なおデータ取得率は99.9%であった。またPGF2αを投与したところ、投与52時間後に体温の上昇が始まり、その1時間後に最高温度の39.15度が測定された。超音波診断法により卵巣の状態を確認したところ、まだ排卵は確認されなかったが、卵胞の状態から当日の午後、あるいは次の日には排卵することが推定された。腟温が上昇した日と、それ以外の日の平均腟温の推移を解析した結果、腟温上昇日は平常時の腟内温度と比べて約0.6度上昇していた。積雪期前に、林内放牧予定地および転牧時の放牧牛の誘導路への牧柵支柱の設置を行った。積雪が融ける春以降に牧柵を設置する予定である。林内放牧予定地内およびその周辺の林地に自動撮影カメラを12台設置し、常時稼働させた。

哺乳類の内、ネズミ類、モグラ類、コウモリ類等の目視での確認が困難な種を除いて、これまでのところ、ニホンジカ、ホンドタヌキ、ホンドギツネ、テン、トウホクノウサギの生息が確認された。平成29年度は、放牧予定地およびその周辺の林地に自動撮影カメラを設置し野生動物相の調査、移動式温度センサー改良型でのデータ取得および発情誘起時の腟温データ取得、移動式GPSセンサーの作成、移動式GPSセンサーの作成を予定した。「放牧予定地およびその周辺の林地に自動撮影カメラを設置し野生動物相の調査」では、林内放牧予定地内およびその周辺の林地に自動撮影カメラを12台設置し、撮影を開始した。「移動式温度センサー改良型でのデータ取得および発情誘起時の腟温データ取得」では、移動式温度センサーの小型化を行い、腟内温度データを取得率99.9%で取得できた。また発情誘起後、腟内温度の上昇を確認できた。しかし、「移動式GPSセンサーの作成」は平成29年度中に着手したが年度中に完成できず、現在改良中で平成30年度完成予定である。また、平成30年度に予定していた「林地における放牧柵の設置」は、平成29年度中にほぼ完成した。これらのことから、「おおむね順調に進展している」と考える。移動式温度センサーは改良を行った。岩手大学農学部附属FSC御明神牧場で飼育されている黒毛和種繁殖牛の腟内に改良型移動式温度センサーを挿入し、膣内温度を6分間隔で計測した。計測データはセンサーネットワークを用いて、コンピュータに記録した。体温データの取得に成功した。Max38.62°C、Min35.37°Cであった。しかし、その後に脱落して林内で紛失した。原因は、基板を固定した尾のバンテージの固定とラインを折りたたんだ部分に排泄された糞がついて脱落のテンションがかかった可能性があった。以下の改良を行い、再度試験をおこなった。センサー部分をステンレスコーティングするとともに腟からから基盤までのラインの長さを約30cmにして尾に固定せずに垂らした。その結果、脱落なく体温データが取得された。御明神牧場17林班内の林内放牧地(約7ha)に3カ所、放牧地と林地の境界線に3カ所、林地に6カ所の合計12カ所に自動撮影カメラを設置した。撮影された画像から野生動物種、撮影頭数、撮影日時等を調べ、放牧前と放牧中を比較し、林内放牧による野生動物への影響を調査した。2018年9月3日から9月20日までの18日間、雌の黒毛和種5頭を放牧した。放牧牛の6分おきに位置情報を取得した。統計解析は放牧前と放牧中の野生動物の撮影頭数について、カメラ稼働日数割合に沿って撮影されると仮定し、カイ二乗検定を行った。放牧前の野生動物撮影頭数は44頭、放牧中は2頭であった。また、カメラ稼働日数10日あたりの野生動物撮影頭数は放牧前が0.77頭、放牧中が0.11頭であった。放牧前と放牧中の野生動物撮影頭数には有意な偏りがあった。また、放牧全期間中のウシの行動範囲の最外郭面積は4.3haで全放牧地の約61%を利用した。平成30年度は、移動式温度センサーが脱落して林内で紛失した。そこで以下の改良を行い、再度試験をおこなった。また、「放牧地およびその周辺の林地に自動撮影カメラを設置し野生動物相の調査」では、林内放牧を行い、放牧前と放牧中を比較し、林内放牧による野生動物への影響を調査した。その結果、放牧前の野生動物撮影頭数は44頭、放牧中は2頭であった。
遺伝子導入ラットの作製と虚血性神経細胞死の分子生物学的解析

これまでに我々は脳虚血に伴う脳神経障害、特に遅発性神経細胞死のメカニズムの解明を進めてきた。これまでに、雄性Wister rat前脳虚血モデルを用い、カルシニューリン活性、MRI(Magnetic Resonanoe Imaging)、Badの脱リン酸化、チトクロームcの細胞質への流出さらに電顕によってミトコンドリアの形態変化を調べた結果、虚血性神経細胞死におけるCsAのほぼ完全な抑制効果は、カルシニューリンおよびimmunophilinを含む情報伝達系の抑制によることが証明された。また、CsA投与群(CsA(+))では、虚血後早期から著明なCREBのリン酸化、BDNF/TrkBのタンパク発現の増加遷延が認められ、CREBを介したBDNF/TrkB伝達系の増強が、CsAによる虚血性神経細胞死に対する保護効果に関与していることが明らかとなった。今後、虚血性疾患の臨床応用への道を大きく開くものと考えられる。実際、これらの機序をもとに新たな抗虚血薬の候補が見つかり、現在その薬剤を用いた、ラット虚血モデルでの効果を検討中である。また、虚血性病変への遺伝子治療の可能性を探る目的で、アデノウイルスファイバーのHIループにRGD(Arg-Gln-Asp)配列を導入したミュータントウイルスベクターを作製した。これにより飛躍的な感染効率の改善が認められ、アデノウイルスによる高効率な遺伝子導入が可能であることが明らかとなった。さらに虚血性神経細胞死に密接に関わるミトコンドリア膜でのMPT(mitochondrial permeability transition)pore形成にはCsAのターゲットであるcyclophilinD(CyPD)が存在するが、今回、このCyPDに対する結合蛋白としてporinおよびANT(ADP nucleotide translocase)が同定された。今後さらに詳しい解析を行う予定である。これまでに、我々は脳虚血に伴う脳神経細胞障害、特に遅発性神経細胞死のメカニズムの解明を進めてきた。この中で、高血糖状態における虚血性脳障害に体温の変動、神経栄養因子の動態などの因子が関与し、しかも免疫抑制剤であるサイクロポリンA(CsA)がこの細胞死を劇的に抑制することを見い出した。近年、ミトコンドリア内膜の透過性亢進(Mitochondrial Permeability Transition : MPTとする)に伴うミトコンドリア機能不全が遅発性神経細胞死の中心的な役割を演じていることが推測されている。しかしながら、これまでの報告では脳虚血にともなう遅発性神経細胞死が1)calcineurin活性化によって誘発されるものなのか、あるいは2)MPTによって誘発されるものなのかについては今だ議論が続いている。そこで、今回、雄性Wister rat前脳虚血モデル(2VO_+低血圧)を用い、虚血後1,6,12,24時間に沿って脳凍結切片作成と海馬CA1,CA3,DGを取り出し、免疫染色とcalcineurin活性測定を実施した。この結果、これまでの報告とは異なりカルシニューリン活性は虚血再還流後1時間で約4倍に達し、6時間後軽度の低下を示したものの12時間後24時間後と上昇を続け、24時間後は虚血前に比べ約6倍の活性上昇が認められた。一方、CsA、FK506投与群はカルシニューリン活性はほぼ完全に抑制されていた。遅発性神経細胞死の経時的な形成をMRIによって解析し、病理組織学的な解析と併せて評価を行い、脳障害を三次元構築して比較した。CsA投与群は遅発性神経細胞死がほぼ完全に抑制されていたにも関わらず、FK506投与群では約45-50%の抑制しかみとめられなかった。免疫染色においては虚血24時間後にCAI特異的なBadの脱リン酸化とチトクロームCの細胞質への流出、およびそれに伴うCAI特異的な細胞死が認められた。これらの結果を総合すると、カルシニューリンを含む情報伝達系は遅発性神経細胞死に必須であるが十分ではなく、CsAの別のターゲットであるミトコンドリアのcyclophilinDやその他のcyclophilinが大きく関与していることが推測された。虚血性神経細胞死におけるCsAの抑制効果がほぼ100%に近いことを考えると、カルシニューリンおよびimmunophilinを含む情報伝達系の解析は虚血性神経細胞死を理解するうえ必須であるばかりではなく、今後治療への応用をも進めて行く必要がある。

また、虚血性病変への遺伝子治療の可能性を探る目的で、アデノウイルスファイバーのHIループにRGD(Arg-Gln-Asp)配列を導入したミュータントウイルスベクターを作製した。これにより飛躍的な感染効率の改善が認められ、アデノウイルスによる高効率な遺伝子導入が可能であることが明らかとなった。さらに虚血性神経細胞死に密接に関わるミトコンドリア膜でのMPT(mitochondrial permeability transition)pore形成にはCsAのターゲットであるcyclophilinD(CyPD)が存在するが、今回、このCyPDに対する結合蛋白としてporinおよびANT(ADP nucleotide translocase)が同定された。今後さらに詳しい解析を行う予定である。
木造家屋を対象とした免震構造用積層ゴム支承の研究開発

本研究開発は、「木造住宅の免震構造を積層ゴム支承によって実現する」ことを目標として行われたものであり、平成20年4月末現在、この目標はほぼ達成された。具体的な成果について以下にのべる。本技術開発は、学問的、技術的、かつ応用開発の諸点において以下の成果があった。この結果、戸建免震構造の高性能化と高信頼性、低価格化が可能となり、平成19年7月末には開発された技術を適用した木造住宅が竣工している。今後、予想される直下型地震に対応した防災都市の実現に向け、本開発成果の普及が望まれる。1.20世紀後半に大きく進展した可積分系の非線形力学現象、特にソリトン波動を幾何学的非線形現象である免震構造用積層ゴム支承の座屈理論として応用し、大変形領域での座屈安定性を飛躍的に向上させる解析理論モデルを構築し、かつ実験によって検証した。この結果、従来不可能とされた積層ゴム支承による戸建免震構造を実現することが理論的に可能となった。2.基礎研究の成果は武蔵工業大学の知的財産権として、特許庁に発明申請が行われている。3.以上の学問上の研究成果を、大学、ゴム製造メーカ、建設会社の三者による異業種技術交流、産学共同開発により、スムーズに工業製品(免震構造用積層ゴム)として結実させ、これを用いた木造免震住宅が竣工した(平成19年7月30日)。4.これら応用技術の成果は、平成19年3月1日、武蔵工業大学において共同記者発表として報道された。○実験研究の現状本年度は既に行われた理論的研究による解析予想を、詳細なる実験により検証する目的で、実験装置の改良を行った。また、改良した実験装置を用いて、小型で細長い形状の積層ゴム支承試験体の座屈検討を行った。現在、実験結果を詳細に検討中であるが、既に、実験結果の一部は学会誌に投稿し現在、査読中である。○実用化研究の状況一方、理論研究ならびに実験研究と同時進行で、実用化研究も行っている。研究成果の知見を用いた積層ゴム支承の改良を行い、既に、免震構造用部材として国土交通省の大臣認定を取得している。認定番号:MVBR-0316認定をした構造方法又は建築材料の名称:東洋ゴム工業製戸建て住宅用高減衰ゴム系積層ゴム支承国住指第1210号平成18年10月25日○新聞発表など戸建て免震住宅を既に実用化しており、実用化された技術内容について新聞報道が行われており、広く社会に普及する状況が整いつつある。日刊建設通信新聞H18年3月2日化学工業日報H18年3月2日日刊工業新聞H18年3月2日日経産業新聞H18年3月19日ゴムタイムスH18年3月12日日本住宅新聞H18年3月15日科学新聞H18年3月16日日刊建設通信新聞H18年3月20日東京新聞H18年3月27日中日新聞H18年3月27日夕刊日経アーキテクチュアH18年3月26日号など多数。平成19年度までの理論研究および実験研究により,木造戸建免震住宅を実現するための基礎的研究はほぼ終了し,その成果は日本建築学会構造系論文集の2編の学術論文にまとめられている。また,平成19年度日本建築学会大会(福岡)において幾何学的非線形効果を考慮した座屈安定性に優れた積層ゴム支承の実験結果について発表を行った。以上の学術的な成果は,大学における知的財産権として特許庁に発明申請を行っており,現在審査中である。また,これらの基礎研究の成果を基に,東洋ゴム工業(株)ならびに東急建設(株)との産学共同研究開発を実施し,木造住宅に適した高減衰積層ゴム支承を開発した。

この工業製品は国土交通大臣の部材認定を取得しており,免震構造部材として戸建免震構造に使用することが法的にも認められている。この免震構造用積層ゴム支承を用いた戸建免震住宅は,通常の確認申請のみで建設することが可能で,最初の建物は平成19年7月に竣工した。平成20年3月現在,実施,設計,建設された木造戸建免震住宅は既に4棟の実績がある。さらに,本研究開発の成果である木造戸建免震住宅の開発成果については,武蔵工業大学,東急建設,東洋ゴム工業の三者による共同記者発表が行われており,建設業新聞,日経アーキテクチャー,東京新聞,日刊工業新聞,日本経済新聞,などで報道された。また,戸建免震構造の新しい技術として,TV番組でも報道され大きな反響があった。
脳内異物排出システムの非侵襲的定量評価を目的とするプローブおよび測定法の開発

血液脳関門に存在する異物排出システムは有毒な異物や不要な代謝物を積極的に除去することによって脳組織を保護している。本研究では、脳内の異物排出システムをインビボで非侵襲的かつ定量的に測定するための放射性プローブの開発を行った。その結果、考案したプローブは脳内に入った後、グルタチオン抱合体に変換され、MRP1と呼ばれるトランスポータにより特異的に排出された。本研究成果は従来のプローブでは困難であった脳内排出システムの非侵襲的定量測定が可能となったことを示す。脳内異物排出システムをインビボで非侵襲的かつ定量的に評価するために、Metabolite Extrusion Method(MEM)という方法を考案した。MEMでは、脂溶性の放射性薬剤(親化合物)を静脈内投与し、拡散によって脳内に取り込ませ、そこで速やかに水溶性の基質(プローブ)に変換させる。親化合物の消失後、放射能の減少はプローブのみに依存するので、排出システムの非侵襲的定量評価が可能となる。この原理に基づき、排出トランスポータであるmultidrug resistance-associated protein1 (MRP1)の機能を評価する目的で6-bromo-7-[^<11>C]methylpurine (I)を設計、合成し、基礎検討を行った。化合物Iは6-bromopurineと^<11>CH_3Iをアセトン中100°Cで5分間反応させることにより容易に得ることができた。脳内化学形の分析から、Iをマウスに投与後15分以降の脳内放射能はグルタチオン抱合体(II)であり、速やかに脳内で変換されることが確認された。また、小動物用PET装置を用いてマウスにおけるIの動態を検討したところ、Iは速やかに脳内に取り込まれ、投与後90秒で最大値を示しその後徐々に脳内放射能は減少した。一方、Mrp1ノックアウトマウスでは脳内放射能は減少することなくほぼ一定の値を示し、IIの排出速度は野生型マウスに比べ有意に低下した。以上のことから、MEMに基づき設計したIはMRP1の機能を非侵襲的・定量的に評価し得る放射性プローブとして有用であると考えられる。異物排出システムは組織に侵入する異物や代謝物を積極的に除去することによって、有害な物質から保護している。前年度、脳内の排出トランスポータmultidrug resistance-associated proteinl(MRP1)機能を非侵襲的定量測定するために設計した6-bromo-7-[^<11>C]methylpurine([^<11>C]1)は静脈内投与後、速やかに脳内に移行しMRPIの基質であるグルタチオン抱合体([^<11>C]2)に変換されることを確認した。血液脳関門上にはMRP1に加えて、MRP2、P糖タンパク質(Pgp)、乳癌耐性タンパク質(BCRP)といったトランスポータが異物排出に重要な役割を果たしている。そこで、本年度は[^<11>C]2の排出に対するこれらのトランスポータの関与を検証した。脳内で変換された[^<11>C]2は、Mrp1ノックアウト(KO)マウスでは大部分脳内に保持されたのに対して(排出速度:0.15h^<-1>)、野生型、Mrp2KOおよびPgp/BcrpダブルKOマウスにおいては排出速度1.4h^<-1>で速やかに脳から排出された。これらのことは脳内で生成した[^<11>C]2は特異的にMRP1によって脳から排出されていることを示す。以上、[^<11>C]1は脳内MRP1の機能を非侵襲的かつ定量的に測定するためのPETプローブとして有用であると考えられる。また、グルタチオン抱合には種差があるため、ヒトやサルなど様々な種においてMRP1機能を測定するためには[^<11>C]1のGSHに対する反応性を調節する必要がある。そこで、種々のプリン誘導体を設計し、マウス、ラットおよびサルの大脳皮質ホモジネートにおけるGSHとの反応性を評価した。その結果、広範な反応性を有するプリン誘導体を得ることに成功し、様々な種におけるMRP1機能の定量測定の可能性が示唆された。
第一原理計算と分子動力学計算による強誘電体の焦電効果と電気熱量効果の最適化

研究代表者の西松が開発しているferamプログラム(フリーソフトウェアとしてhttp://loto.sourceforge.net/feram/で配布)は,第一原理計算により得られた有効ハミルトニアンに基づく分子動力学計算を行う.feramプログラムの改良により,強誘電体の電気熱量効果の直接的なシミュレートが可能になった.さらに,弾性熱量効果の直接的なシミュレーションも可能になった.本研究課題では、研究代表者の西松が独自に開発し国内外で広く使われている強誘電体薄膜キャパシタのための高速分子動力学シミュレーションプログラムferam (http://loto.sourceforge.net/feram/)を改良し、焦電効果と電気熱量効果とを直接的にシミュレートできるようにし、強誘電体の組成や強誘電体薄膜キャパシタの構造がそれらに与える影響を解明して予言できるようにし、組成や構造の最適化の方針を編み出して焦電効果によるエネルギーハーベスティングや電気熱量効果による固体冷却の高効率化に資することを目的としている。焦電効果とは強誘電体の非常にわずかな温度変化で分極の変化が得られる効果である。電気熱量効果(electrocaloric effect)とは焦電効果の逆効果であり、例えば、強誘電体にかかっていた外部電場を切る(ゼロにする)とその強誘電体の温度が下がる効果である。1年目の2013年度には、feramプログラムの改良により、電気熱量効果の直接的なシミュレートが可能になった。本プログラムを使ってチタン酸バリウムという強誘電体の電気熱量効果を予言した論文を発表した。本件に関して海外の招待講演1、国内の依頼講演1、招待講演1を含む多数の対外発表を行った。本研究課題では、研究代表者の西松が独自に開発し国内外で広く使われている強誘電体薄膜キャパシタのための高速分子動力学シミュレーションプログラムferam (http://loto.sourceforge.net/feram/)を改良し、焦電効果と電気熱量効果とを直接的にシミュレートできるようにし、強誘電体の組成や強誘電体薄膜キャパシタの構造がそれらに与える影響を解明して予言できるようにし、組成や構造の最適化の方針を編み出して焦電効果によるエネルギーハーベスティングや電気熱量効果による固体冷却の高効率化に資することを目的としている。2年目の平成26年度には、feramプログラムの改良により、さらに弾性熱量効果の直接的なシミュレートが可能になった。弾性熱量効果とは強誘電体にかかっていた引っ張り応力を切る(ゼロにする)とその強誘電体の温度が下がる効果である。本プログラムを使ってチタン酸鉛という強誘電体の弾性熱量効果を予言した論文を発表した。本件に関して海外の招待講演1、国際会議での基調講演1、国内学会での招待講演1を含む多数の対外発表を行った。3年目の平成27年度には、feramプログラムの改良により欠陥を含んだ強誘電体の電気熱量効果のシミュレーションが可能になった。本プログラムを使ってチタン酸バリウムに分極した欠陥がある場合の電気熱量効果のシミュレーションについての論文などを発表した。本件に関して海外の招待講演1、第76回応用物理学会秋季学術講演会での招待講演1その他多数の対外発表を行った。研究代表者の西松が開発しているferamプログラム(フリーソフトウェアとしてhttp://loto.sourceforge.net/feram/で配布)は,第一原理計算により得られた有効ハミルトニアンに基づく分子動力学計算を行う.feramプログラムの改良により,強誘電体の電気熱量効果の直接的なシミュレートが可能になった.さらに,弾性熱量効果の直接的なシミュレーションも可能になった.feramプログラムの改良により、さらに弾性熱量効果の直接的なシミュレートが可能になった。平成26年度には、ユーザからの要望などもあり、5回にバージョンアップを行った。特に欠陥を含んだ強誘電体のシミュレーションもできるようになった。また、その改良により弾性熱量効果についての論文を発表できた。物性理論今年度にferamプログラムに施した改良により欠陥を含んだ強誘電体のシミュレーションが可能となった。最終年度にはそれを使って、欠陥を含む強誘電体やリラクサーのシミュレーションを行う予定である。

feramプログラムの改良により、電気熱量効果の直接的なシミュレートが可能になった。2013年度には、ユーザからの要望などもあり、6回のバージョンアップを行った。feramプログラムは現在国内外で広く使われている。また、その改良により当初の計画通りチタン酸バリウムの電気熱量効果の予言が可能になり、論文を発表することができた。初年度の分子動力学計算をつづけるとともに、その結果と比較しながら、ABINITコードを使った第一原理計算により、組成や強誘電体ー金属電極界面構造の焦電効果・電気熱量効果への影響を探る。第一原理計算フリーソフトウエアABINITは機能が豊富で、例えば、このような計算に必須のBerry位相による分極の計算が可能である。また、国のエネルギー政策により焦電効果と電気熱量効果とにより省エネルギーを目指すドイツとの共同研究を行う。具体的にはデュイスブルグーエッセン大学でferamを使ったリラクサー強誘電体の電気熱量効果の共同研究を行う。
糖尿病における進行性腎障害の病態特異的バイオマーカー樹立と修復機構解明

血管構成細胞において、BMP4-Smad1がC末端のリン酸化により、糸球体硬化への進展に重要な役割を果たしていることを示してきた。成体で各ストレスに応じて再活性化するが、ストレスを除去すると、責任分子Smad1のlinker domainに新たにリン酸化が生じる。各種培養細胞を用いて、高血糖・AGE刺激、アンジオテンシンII刺激、H2O2などによる早期細胞老化誘導を行うと、Smad1のC末端のリン酸化亢進により、細胞機能低下は進行していた。そこで、これらの刺激を早期に除去すると、Smad1の不活化が誘導されて修復過程にも関わる可能性を見い出した。その過程では、linker domainのリン酸化によるSmad1活性の不活化が誘導されていた。それに伴い、コラーゲンなどの糸球体硬化や細動脈硬化に関連する細胞外基質の過剰産生が正常化していた。linker domainのconstitutively active (ca)のconstructを作成し、各細胞へ導入して安定発現株の作出を行った。また、糖尿病モデルマウスを用いて、糖尿病、高血圧、肥満に関して、治療を行い、Smad1 linker domainのリン酸化が、腎組織の硬化病変の改善に重要であることを明らかにした。また、糸球体様スフェロイドに対する、高血糖・AGE刺激、アンジオテンシンII刺激、H2O2などによる早期細胞老化誘導を行ったところ、各構成細胞の遺伝子発現のプロファイルの変化は、qPCR法により解析では、BMP4-ALK3/6-Smad1経路の活性化と連動しており、さらに新たな関連分子が同定された。さらに腎生検により、腎疾患患者尿サンプルおよび腎組織のバンク化より、膜タンパク質では、そのsoluble form、また、exosome中タンパク質、exosome中核酸、cell-free DNAの抽出法が確立した。当初の計画に準拠した通りに、血管構成細胞を用いたin vitroの研究、モデルマウスを用いたin vivoの研究とも進捗しており、新たな成果も得られている。マウス尿の収集で、解析に必要な尿量が得られず、再採取が必要になったことはあったが、全体として遅延なく、進行している。糖尿病等の病態が継続する各条件下で、最も有効なlinker domainのリン酸化に関わるERK, MAPK, GSK3betaのシグナルをそれぞれ選択し、そのシグナルを調節することが既に知られている阻害剤および現在、タンパク尿の減少などの効果が報告されている既存薬などを用いて、各細胞におけるSmad1不活化およびSmad1の下流分子であるコラーゲンなどの細胞外基質の産生調節効果を確認する。選定した、糸球体硬化を促進させる候補分子としての病態特異的分子群を対象とし、ERK, MAPK, GSK3betaのシグナル阻害剤や既存の腎症治療薬などによるSmad1不活化の効果を糸球体様スフェロイドにおいて誘導可能かどうかをwhole mount染色等により、解析する。バンク化されている腎組織および尿サンプルを用いて、exosome中タンパク質、exosome中核酸、cell-free DNAのうち、各病態特異的分子群の測定に適した方法により定量を行い、臨床意義の高い分子を選定する。

選定した、糸球体硬化を促進させる候補分子としての病態特異的分子群を対象とし、ERK, MAPK, GSK3betaのシグナル阻害剤や既存の腎症治療薬などによるSmad1不活化の効果を糸球体様スフェロイドにおいて誘導可能かどうかをwhole mount染色等により、解析する。バンク化されている腎組織および尿サンプルを用いて、exosome中タンパク質、exosome中核酸、cell-free DNAのうち、各病態特異的分子群の測定に適した方法により定量を行い、臨床意義の高い分子を選定する。染色に用いる抗体の購入分を使い切ったため、新たに購入しようとしたが、国内在庫がなく、海外よりの輸入となったため、年度をまたぐこととなった。入手次第、染色は開始するが、入手を待っている間に、他の分子の染色を先行させたため、全体としての計画に遅れは生じない。
ミトコンドリアを中心とした細胞内鉄動態と疾患生物学

ミトコンドリア鉄異常とオートファジー欠損の関係性を検討し、オートファジー欠損マウスにおけるミトコンドリア鉄の異常な減少が認められる一方、細胞全体での鉄量は変化せず、ミトコンドリアから流失した鉄は細胞質内で異所性に存在し得ることを明らかとた。このことは鉄動態異常が細胞環境の増悪の原因となることを示唆した。ミトコンドリア機能制御のための鉄動態の重要性を検討すべく、オートファジー欠損マウスを用い鉄補充法を中心とした機能回復検討を行った。結果、ミトコンドリア機能異常は細胞内鉄分布異常に起因するものであることで、生体外からの鉄補充操作ではミトコンドリア鉄の欠乏を救済できない可能性を明らかとした。ミトコンドリアは細胞の生存に必須な細胞内小器官であり、特に細胞内に取り込まれた鉄が正しくミトコンドリアに運ばれ、鉄ー硫黄クラスタやヘムの合成が行われることが重要である。細胞に取り込まれた鉄のミトコンドリアまでの動態の詳細はこれまでに明らかにされていないが、さまざまな疾患の発症原因となるミトコンドリア機能異常において鉄の動態異常が何らかの関わりがあると考えられている。本計画ではミトコンドリアを中心とした細胞内鉄動態の分子メカニズムを明らかにすることで、細胞内環境にとっての鉄代謝・動態の生理的意義を明らかにすることを目標とした。・当該年度(H26)の研究概要と実績報告新たに研究代表者が見出しているミトコンドリア鉄代謝異常と、ミトコンドリア機能維持に重要な細胞内分解系オートファジーの関係性を、オートファジー欠損マウスモデルを用いて解析した。具体的には組織特異的オートファジー欠損マウスにおけるミトコンドリア機能異常と鉄動態(維持、代謝、局在)を組織学的、細胞生物学的、生化学的手法により検討した。結果、ミトコンドリアの機能異常のごく初期段階にミトコンドリアはその内部に維持されるべき鉄量を減らし、結果ヘム合成や鉄含有タンパク質が重要な機能を担う呼吸鎖複合体の活性などが減少していることを明らかにした。これらの結果は、ミトコンドリアの機能異常と鉄動態異常の関係性を示唆し、さらに培養細胞レベルでの検討からも、ミトコンドリアにおける鉄動態異常は、機能維持の初期崩壊段階において認められることを確認した。これらの研究結果は、各学会にて口頭、ポスターなどで報告した。ミトコンドリアは細胞の生存に必須な細胞内小器官であり、特に細胞内に取り込まれた鉄が正しくミトコンドリアに運ばれ、鉄ー硫黄クラスタやヘム合成が行われることが重要である。細胞に取り込まれた鉄のミトコンドリアまでの動態の詳細についてはこれまでに明らかにされていないが、さまざまな疾患発症の原因となるミトコンドリア機能異常において鉄の動態異常が何らかの関わりがあると考えられている。本計画ではミトコンドリアを中心とした細胞内鉄動態の分子メカニズムを明らかにすることで、細胞内環境にとっての鉄代謝・動態の生理的意義を明らかにすることを目標とし、最終年度であるH27はH26の研究成果を元に下記の研究を遂行した。・当該年度(H27)の研究概要と実績H26に見出したオートファジー欠損マウスを用いたミトコンドリア鉄保持異常と、それに続く機能異常についてさらなる解析を行い、ミトコンドリアにおける鉄異常(減少)については、細胞全体の鉄量が変わらないことから、ミトコンドリアから細胞質への鉄分布移動(異常分布)が認められることを明らかとした。この異常な鉄分布、特に細胞質へと何らかのメカニズムで漏出した鉄が、細胞内酸化ストレスを増悪させる因子となる可能性を見出した。研究概要に挙げた成果に基づき、研究計画初年度(H26 )の研究計画に沿った研究達成であると考えられ、その成果については年度内の種々の学会において発表(一部招待講演含む)した。また、研究計画では自身が所有するミトコンドリア機能異常モデル(マウス・培養細胞におけるオートファジー欠損モデル)を用いた検討だけではなく、ミトコンドリア機能障害が他の疾患モデルでも認められるかについても検討を予定していた。それについて所属部局(山形大学医学部)における共同研究としていくつかのヒト疾患について検討を行った。研究成果としては新規ミトコンドリア機能異常ニューロパチーの責任遺伝子を報告し、その中で患者から採取したリンパ球細胞におけるミトコンドリア機能異常を検証し、本研究計画に関わる重要な知見を得ることができた。次年度における研究計画にこれら疾患モデル(患者由来試料)の検討も加える予定である。細胞生物学初年度の成果を受け、計画最終年度であるH27度はミトコンドリア機能異常を引き起こすさまざまな生理的、細胞生物学的状況(モデルマウス、培養細胞への化学的ストレスなど)を用意し、ミトコンドリアが機能異常の初期段階に陥った時点からの機能回復法を検討する。

またミトコンドリア機能異常マーカーとしてのミトコンドリア鉄動態(維持、代謝、局在)を感度良くモニターする技術開発のために、組織や細胞から分離精製したミトコンドリアを試験管内で機能測定し、かつさまざまな機能回復とその評価を行う手法を検討する。これらの計画から得られる知見を、今後ミトコンドリア関連疾患における早期検出、あるいは早期治療法へと展開する。
ボロン酸修飾高分子による細菌の簡易迅速識別・分離法の開発

本研究の目的として掲げた、ボロン酸型プローブ/高分子複合体による細菌種の簡易・迅速な判別手法の開発を目指し、研究を推進した。本年度はまず、ボロン酸をデンドリマー表面に修飾したボロン酸修飾デンドリマーを用いて、どのような条件で、どのような細菌を判別できるかの探索に重点を置いて研究を推進した。具体的な検討項目とその成果を以下に述べる。1)ボロン酸修飾デンドリマーと複数の細菌種との相互作用評価、2)グラム陽性菌・グラム陰性菌の膜表面とボロン酸との結合部位の探索、3)ボロン酸集積の足場材料の形状検討を行った。まず初めに種々の細菌種について、ボロン酸修飾デンドリマーと細菌の相互作用について調べたところ、グラム陽性菌に対して迅速な凝集形成挙動を示すことがわかった。次に、ボロン酸の糖類との結合形成能がpHに影響を受ける点を利用して、pHを変えるとボロン酸修飾デンドリマーと細菌表面の糖誘導体とがどのような挙動を示すかについて検討した。その結果、中性pH付近でのみ、グラム陽性菌とグラム陰性菌とで凝集形成の大きな差がみられることが明らかになった。次に、ボロン酸と膜表面の結合について、ペプチドグリカン共存下での細菌凝集実験を行ったが、競合による細菌の凝集阻害は起きなかった。このことから、ボロン酸はペプチドグリカンとは異なる場所と結合形成している可能性が示唆された。さらに、細菌凝集を行うのに、デンドリマー(球状高分子)とポリエチレンイミン(直鎖状高分子)のどちらがよいか検討を行った結果、デンドリマーの球状で比較的剛直な構造が、細菌間の結合形成を促進し、迅速な凝集形成挙動を示していることを明らかにした。2018年6月に所属機関を異動したため、申請時点とは研究環境が大きく異なることとなった。所属機関の異動に伴う種々の事務手続きや研究の立ち上げに時間を要してしまった。そのため、当初の研究計画を精査して、研究目的の達成にあたって最も重要な細菌の細胞膜構造の違いを利用した細菌の簡易識別の達成を最重要項目とし、研究を推進した。当初の1年目の研究計画に記載していた、細菌の凝集メカニズムの特定にまでは至らなかったものの、2年目に計画していたポリマー骨格を球状のデンドリマーから直鎖状のポリマーに変更した場合の細菌識別能の評価については、次年度の円滑な研究推進に重要な要素となるため、先行して本年に実験を進めた。これらより、本研究課題の進捗状況について、おおむね順調に進展していると判断した。ボロン酸のデンドリマーへの修飾比率や、デンドリマーのコアサイズと細菌凝集挙動の影響について評価を進め、細菌種の簡易・迅速判別のための条件の最適化を図っていく。研究機関の異動に伴って購入機器の見直しを行ったため。

また、本研究課題を含む研究成果について学会より受賞し、学会参加費等一部の費用が免除されたため、未使用額が生じた。未使用額については、翌年度以降の研究をより活発に推進するための試薬・消耗品の購入、学会発表による研究成果の積極的な公開などの費用に充当する予定である。
欧州の景観情報共有システムと景観観察手法の国際比較と日本での応用研究

平成30年度において、国内外の景観現地調査、学会、国際会議を通じて、有用な知見を集めることができた。具体的に、名古屋市及び豊田市の歴史的建造物、豊橋市の景観計画づくり、東海地方の田園景観、関東地方の公園PFI整備、シンガポールの都市公園と景観保護、国内外で行われた景観の持続的発展に関わる国際会議への参加、都市計画学会での論文発表、イタリアの景観の専門家との共同研究、国内のランドスケープ専門家を集めた講習会の講師を通じた景観教育と本研究成果の周知、本研究成果を用いた国土交通省の景観部局に対する海外景観政策動向のアドバイスを行った。さらに本研究では、海外の景観情報共有システムである、ランドスケープ・オブザーベートリーの調査結果を用いて、名古屋大学大学院環境学研究科環境総合館1階の実験室を改修し、日本初のランドスケープ観察室を設置し、東海地方のGISの土地利用情報を用いて人々に伝えるための景観資源図資料となる景観アトラス(景観地図集)を作成した。また、豊橋市を取り上げ、地形表現、山林表現、市街地の建物のボリューム表現、陰影を加えた立体モデルの表示方法を明らかにした。本研究では、日本国内で景観情報を共有する施設を整備し、その際の研究展示のデジタルコンテンツを開発する成果を上げた。また、研究論文成果物としては、「イタリア第三世代の景観計画と景観保護における国の役割に関する研究」(日本都市計画学会、2018年年間優秀論文賞受賞)を学会発表し、「イタリア都市保存の60年代-「レスタウロ」と「チェントロ・ストリコ再生」-」(日伊協会)」を発表した。本研究の海外調査の動向をまとめ、「環境経済・政策学事典」(丸善出版)で公表した。さらに本研究の成果をまとめて、土木学会でとりまとめた出版物を近日発表する予定である。欧州の環境情報共有システムと景観観察手法の国際比較と日本での応用に関する基礎的な研究を行った。具体的に、欧州の環境情報共有システムに関しては、欧州ランドスケープ条約に基づく活動で、各国の情報共有システム整備状況を調査した。一方、景観観察手法に関して、日本での応用を具体的に図るため、愛媛県愛南町外泊地区における石垣景観の観察手法として、写真を用いた調査方法を開発し、査読付き論文を作成、日本都市計画学会にて発表した。また、その調査方法を発展させ、名古屋市名古屋城地区における石垣景観の分析方法を検討した。また、東京オリンピック2020に向けた施設整備が進められており、特に東京都渋谷区や港区などにおける開発が、景観に与える影響が大きいことから、その環境影響評価のための景観観察手法や分析手法を検討した。さらに、2011年の福島の原発事故で広がった環境汚染によって、「ふるさと」の風景が日常生活から奪われたため、避難者により全国で訴訟が既に始まっている。2017年までに確認された27件の「ふるさと喪失」に関わる集団訴訟を調査した結果、精神的損害を訴えた訴訟文章の中で、「ふるさと」の意味が問われ、「ふるさと」の概念の中に、本研究の対象となる景観概念が含まれていることがわかった。この場合の「ふるさと」の景観概念の具体的には、「自然」「伝統文化」「コミュニティ」「土地利用」「食」「住居」「家族」「仕事」「学校」「墓」「思い出」に分類できる結果となり、研究論文を現在作成中である。原発事故のみならず、各地で多発する自然災害も踏まえ、日本の一般的な問題として、周囲の安全性を含む環境情報の共有が重要性を増していることから、「ふるさと」の景観概念を含む景観情報を扱うため、景観観察センターの研究を継続的に行っているところである。国内調査について、現地調査を主に実施し、おおむね順調に進展している。海外調査については、文献調査はおおむね順調に進展している。海外の現地調査は、平成29年度に集中的に行う予定である。論文の作成も、順調に進展していて、平成29年度に発表が行われる予定である。平成29年度において、国内外の現地調査を多数行った。国内においては、東海、関東地方を中心に景観現地調査を実施した。海外の現地調査ではイタリアを中心に、ドイツとチェコとオーストラリアを追加して行った。チェコにおいては、欧州ランドスケープ条約会議のワークショップに参加し、景観情報共有システムに関する先進事例の調査を実施したことが大きな成果であった。予定されていた調査を実施しており、国内外で論文や出版の作成が行われ、おおむね順調に進展している。

また、研究論文成果物としては、「イタリア第三世代の景観計画と景観保護における国の役割に関する研究」(日本都市計画学会、2018年年間優秀論文賞受賞)を学会発表し、「イタリア都市保存の60年代-「レスタウロ」と「チェントロ・ストリコ再生」-」(日伊協会)」を発表した。本研究の海外調査の動向をまとめ、「環境経済・政策学事典」(丸善出版)で公表した。さらに本研究の成果をまとめて、土木学会でとりまとめた出版物を近日発表する予定である。平成29年度に海外現地調査(イタリア、ドイツ、欧州ランドスケープ条約国際会議など)、国内外の論文発表の準備を行っており、平成28年度までの研究成果を国内外で討論し、今後の調査に活かすことを考えている。論文の作成も、順調に進展していて、平成29年度に発表が行われる予定である。今後は、各地で多発する自然災害も踏まえ、日本の一般的な問題として、周囲の安全性を含む環境情報の共有が重要性を増していることから、「ふるさと」の景観概念を含む景観情報を扱う景観観察センターの研究を継続的に行う。調査対象地をさらに広げ、国際的な情報収集に努めるとともに、新しい論文を作成し、国内外で発表する。平成29年度において、複数の海外調査を予定しており、また、論文発表のための国際会議の出席を多く行うことが必要になったため、平成29年度の予算に繰り越して使用するため。平成30年度に海外調査を複数予定しているため。平成29年度において、複数の海外調査や、国際会議(イタリア、ドイツ、欧州ランドスケープ条約国際会議など)に参加し、景観に関わる海外での論文発表や研究打ち合わせ、討論を計画している。
超臨界流体を用いたリチウム電池用電極材料の革新的合成法の研究

本年度は、超臨界水熱合成法を用いた高出力型LiMnPO4正極材料およびLiFePO4などのリチウム二次電池正極材料のナノ結晶活物質の合成法開発を行った。これらのリチウム電池電極材料のナノ結晶活物質の安価かつ量産的プロセスの開発により自動車用の高性能リチウム二次電池の普及を大きく前進させることが出きる。ハイブリッド車用電池材料の開発は温暖化対策において最も重要な先端エネルギー技術であり現在世界的な競争が繰り広げられている。本年度の共同研究のポイントは超臨界流体といった反応媒体として可能性に満ちた系を電極材料の合成に応用する画期的なアイディアを検証することにある。超臨界水熱合成の前駆体の適切な選択や溶液中に様々な界面活性剤を加えることにより前駆体である金属化合物の反応性を精密に制御し、その核生成、核成長、結晶モルフォロジーを制御しながら単分散性で数ナノメートルサイズのナノ結晶電極活物質粒子の量産的合成法を開発した。特にプラグインハイブリッド車用の次世代リチウム二次電池電極材料として期待が掛かるオリビン構造LiFePO4やLiMnPO4の超臨界流体合成を行い、これまで例の無い数十ナノメートルレベルの非常に小さいサイズの電極活物質の合成法開発に成功した。これらの結晶構造をTEMなどの電子顕微鏡観察により解析しバルクと異なるナノサイズ活物質の結晶学的特長を明らかにし。さらにナノサイズ活物質の電気化学特性、リチウム二次電池電極活性、充放電サイクル特性などを測定した。平成22年度に置いては、さらに電極材料の作製を高度化して、電池技術に必須の高機能性カーボン電極材料の超臨界流体による合成も試みた。単原子層シートのグラフェンをグラファイトの超臨界流体処理で合成し、その量産性の評価、さらには単原子層特有の炭素構造評価と電気化学特性の評価を行い、リチウム電池電極への応用を検討した。平成21年度の研究開発に置いて超臨界流体を用いたグラフェンの量産化技術の開発とそれらの表面修飾の基本技術の開発を行った。エタノール、DMF,NMPなどの有機系溶媒中でグラファイト結晶を300°Cから400°Cの超臨界流体による化学処理することにより単原子層から10枚程度のグラフェンが積層したグラフェンナノシートを1-2時間で合成できた。超臨界処理後のグラファイトは黒色のシート状粉末として得られ、その構造をXRD回折で、また積層数などはラマン分光法で測定した。グラフェンナノシートのラマン分光スペクトル解析によりDバンドの強度はGバンドの強度に比べて弱く短時間の剥離的合成(Exfoliation)であるにもかかわらず良質のグラフェン骨格を有するグラフェンナノシートの合成が可能であったことが判明した。積層シート構造はラマン分光法で詳細に調べることが出来るが、合成されたグラフェンサンプルに対して210点の測定点でラマンスペクトルを測定してその積層シート構造を評価した。2Dバンドのラマンスペクトルの形状よりグラフェンの積層数を評価できる。得られた210点のスペクトル形状をパターンマッチングして整理すると単原子層から10層の積層数のラマンスペクトルに分類され、またそれらの出現頻度も評価した。これらの結果から積層数が3枚から8枚のグラフェンナノシートが効率よく合成できたことが判明した。さらに単原子層シートのグラフェンを選び1枚のグラフェンシートの電気伝導特性を評価した。その結果、従来報告されているグラフェンシートと比べて良好な電気伝導特性を有していることが判明した。さらにグラフェン表面への有機、および無機修飾の基本プロセスも開発した。
名詞句構造の通言語的研究

2018年度は在外研修としてアメリカ合衆国に滞在したため、資料の管理や検収に支障があると判断し、所属機関の承認のうえ、予算執行を行わず研究期間を延長することとした。当初2018年度に計画していた研究は、2019年度に行う予定である。2018年度に計画していた研究を2019年度に実施する予定。本研究は、近年の極小主義的・進化生物言語学的アプローチに基づき、通言語的資料を対象とし、特に名詞句がもつ統語構造とその意味解釈を解明することを目的とするものである。具体的には、代名詞、固有名詞、語彙名詞の三種について、その形態・語形成的側面、統語的側面、意味的側面それぞれの詳細な比較検討を行なう。平成29年度は、上記三種の名詞句のうち、特に固有名詞についての調査を進めた。従来、固有名詞に関する研究は理論言語学的枠組みよりもむしろ言語哲学的、あるいは心理言語学的な枠組みのもとでおこなわれることが多かった。このため、まず第一にこれら隣接領域に属する研究の文献収集とその議論の分析、整理を進めた。固有名詞の意味解釈については、言語哲学史上大きくわけて二つの提案ーがなされている。一つはRusselやSearleに代表される、固有名詞は記述的意味を持つ、とする立場、もう一つはMillやKripkeに代表される、固有名詞は記述的意味を持たない、とする立場である。これら二つの仮説の妥当性について統語分析的な観点から評価した研究は少ないが、概略、前者は固有名詞を他の語彙名詞と同様にN(oun)とみなす方向を示し、後者は固有名詞を冠詞や指示詞のようなD(etermienr)要素ととらえる方向を示す。平成29年度の研究では、固有名詞の基本的な性質を整理したうえで、固有名詞の前者を支持するMatushansky(2006など)と、後者を支持するHinzen(2016)の提案を比較し、両者を整合性のあるかたちで統語理論に昇華する分析素案を提出した。この結果は、海外出版社から刊行予定のハンドブックの1章として、現在査読中である。文献収集とその評価、データ収集とその整理、これらに基づいた分析素案の構築を進めた。総説論文は現在査読段階まで進んだものの、分析素案の立案に時間がかかったため、公表に至らなかった。固有名詞の分析については、査読結果を待ってその修正、発展を進める。固有名詞の分析の結果として明らかになった、他の名詞類、特に代名詞の分析案の構築について、平成30年度は進める予定である。購入予定にしていた物品の納品が遅れたため、18529円の差額が生じた。これについては平成30年度以降、入手され次第計画に組み込むこととする。在外研修による研究中断のため、研究期間を2020年度まで延長する予定である。当初2018年度に予定していた予算を2019年度に使用し、2019年度に予定していた予算を2020年度に執行する予定である。
血圧降下作用を有するγ-アミノ酪酸のラット体内での代謝回転

血圧上昇抑制作用があるとされているギャバロン茶の中心的成分と考えられるγ-アミノ酪酸(GABA)が、ラット体内でどのように代謝されているのかを明らかにすることを目的に実験を行った。ギャバロン茶を製造し、そのカテキン、カフェイン、アミノ酸を分析した。ギャバロン茶は煎茶と比較し、嫌気処理をすることにより、GABA、アラニン含量が増加し、一方アスパラギン酸、グルタミン酸の減少が認められた。これは、グルタミン酸、アスパラギン酸を基質としたカルボキシラーゼによる脱炭酸反応の結果であると考えられる。ギャバロン茶を極性の違う溶媒で分画し、ラットに投与したところ、BuOHで分画した残渣に最も抑制作用が認められた。これより溶媒では分画することのできないかなり水溶性な物質が血圧上昇抑制に関与しているものと考えられた。次いでこのBuOH分画残渣を透析し、さらにその外液をSephadexG-10でゲル濾過し、それぞれの画分に血圧上昇抑制が認められるかどうかを調べた。また一方では、ラットの肝臓中のGABAの代謝回転を調べるために、in vivo,in vitroの両面から実験を行い、検討した。in vitroでは、肝臓ホモジネートにGABAを添加すると、時間の経過とともにGABAは増加していき、in vivoにおいては、GABAを経口投与すると、投与1時間後に増加し、5時間後にはもとの値にもどり、反応は速やかに行われていることが認められた。^<14>C-GABAを用いたin vivoにおける肝臓^-、脳中のGABAの代謝は、時間とともに減少し、その代謝物としてGCおよびGCMSを用いて分離同定を試みたところ3-メチループロピオン酸と推定される物質を同定した。今後、本物質およびその誘導体を用いて血圧上昇抑制試験等を試みたい。