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18世紀日欧にみるベニョフスキー「世界周航」の衝撃

のみならず、彼の「アジア・アフリカもの」の諸戯曲との比較考定を通して、『ベニョフスキー伯』は、「寛容」かつ「自由独立」の啓蒙された豪傑の主人公を据えた「トルコものオペラ」の一変種にほかならない、という点も解き明かした。こうして、当作品が源流となって、様々な小説やオペラの形をとりつつ、20世紀冒頭に至るまで受け継がれてゆく。ついで、目下、ベニョフスキー(ハンベンゴロ)による「ロシア南下」の「警告」について考察中である。彼は、ポーランドの反ロシア武装蜂起に加担し、身を以ってロシアの国家的膨張を体験した。その点を考えに入れても、「警告」は単なる虚言癖のひとつとして片づけられまい。藤田は、英国図書館にてマダガスカル島探検記や同島関係の文献調査を続けて、同島の情報蓄積度の基礎的データを集めた(2010年8月)。その際、英文学史では、いまだD・デフォー著者論が根強いドゥルーリ著『マダガスカル島、又は同島捕虜15年間に亙るドゥルーリの記録』(1729)と『世界旅行記』(英訳版、1790)を比較検討した。その結果、同島の記述には大きな矛盾は見受けられない点から、後者の描写にも信愚性があろう。その上で、マダガスカル認識に不可欠な地図に焦点を定めて同島地図作成史の把握にも努めたが、これは日本のマダガスカル情報流入史を考察する際、重要な意味を持つ。目下、『世界旅行記』の日本記述に関して、ケンペル著『日本誌』(1727)と比較考定中である。いかに潤色があるにせよ、単なる作り話に留まるものではないと思われる。
ルクセンブルク語における動詞の時制とアスペクト

応募時の研究計画書でも言及している通り、本研究課題に関する研究及び調査はH26年10月から開始された。H26年度は、ルクセンブルク語における動詞の形態論に重点を置いて研究を行い、12/13北海道ドイツ文学会(北海道大学)で研究発表を行った。また、2/16-3/3にルクセンブルク大学に現地調査・資料収集に赴いた。現地調査では、合計15人の母語話者に対し、上の研究発表の際に課題として残った過去分詞の揺れに関する調査、及び来年度の研究計画を進めるにあたって不可欠な過去形の衰退に関するパイロット調査を行った。帰国後、それをもとに言語調査表に微調整を加え、3/20にルクセンブルクラジオテレビ局(RTL)のHPに告知を出させていただき、より大々的に調査協力者を募った。現在、徐々に集まりつつあるデータの分析を進めているところである。同調査及びその分析結果について、5/31ドイツ文法理論研究会での発表を予定している(発表確定)。資料収集は、ルクセンブルク大学附属図書館やルクセンブルク国立図書館の他にルクセンブルク大公国研究所にて行った。申請時は、同大学のコロキウムで研究発表をする計画を立てていたが、企画担当者と相談したところ、この度は本研究課題より前に取り組んでいたテーマでの発表が望ましいとの申し出があったため、それに従って発表した(2/24 ""Schub- und Sogkette"?- eine Hypothese systematischerEntwicklungen der luxemburgischen Vokale")。しかしながら、現地の研究者に研究の進捗状況を報告でき、交流を深められたことは、今後の研究活動を円滑に進めていくためにも重要な意義を持つ。以上、H26年度は、概ね申請時の研究計画の通りに研究活動を進めることができたと言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。
『日本霊異記』の文献・書誌及び歴史地理的検討による古代社会像の再構築

本研究は9世紀初頭に成立した日本最古の仏教説話集である『日本霊異記』の全説話を検討し、その成果をふまえて、古代社会の実態と構造を新たな観点から復元・再構築することを目的とした。これまでの『日本霊異記』研究及び本書を素材とした古代社会研究についての成果をもとに、特に(1)文献学的・書誌学的な考証を批判的に継承した『日本霊異記』の精確な本文校訂、(2)『日本霊異記』に登場する地名・寺院の、近年における出土文字資料研究の進展や発掘調査の成果、歴史地理学・考古学的視角によるフィールドワークをふまえた現地比定、(3)古代仏教史をはじめとした歴史学研究の知見を活かした新たな注釈、以上の3つを主たる方法として『日本霊異記』全説話を対象に分析を加えた。その成果は『日本霊異記』の注釈書として近刊する予定である。平成21年度は、研究期間の初年度にあたり、以下のような調査・研究を行った(1)『日本霊異記』上巻の説話を逐次検討した。年度中に研究会を9回(うち1回は合宿)、立命館大学朱雀キャンパスなどで開催した。各縁担当者が底本とする興福寺本の写真版及び対校本を用いて本文を校合し、古代史・仏教史・歴史地理学的な視角よりする注釈を付した報告を行い、研究会メンバー(研究代表者・分担者・協力者)で討議を行った。これまでの注釈書や研究になかった視点からの解釈を数多く提示でき、また本文翻刻・訓読についても、写真版を用いることで数々の発見があった。(2)上巻については3縁を残して註釈作業を終えた。そこで次年度以降に注釈書刊行準備に入るため、出版社との打合せを行い、大まかな体裁・スケジュールなどを決定した。(3)『日本霊異記』に登場する地名・寺院名について、当該地の歴史地理的調査に基づく現地比定を研究目的に挙げているが、今年度は北陸方面(石川・富山)において、代表者・分担者・協力者が参加して現地調査を行った。特に『霊異記』に登場する山林寺院「三千寺」の故地とみられる金沢市の三小牛ハバ遺跡を訪ね、金沢市埋蔵文化財センターにて、同遺跡出土の木簡・墨書土器などを観察した。また『霊異記』に見える越前国加賀郡畝田村の故地にある遺跡を訪ねた。さらに石川県立歴史博物館では、学芸員より近年調査の進んだ当該地域の古代の仏教関連遺跡についてレクチュアを受けた。この他、発掘調査中の石川県内の山林寺院跡、石川県・富山県の古代以来の寺院・神社、遺跡などを踏査した。(10月12・13日)(4)奈良県大和郡山市でフィールドワークを行った。特に額田寺条里並伽藍図の故地を踏査し、古代の村落や池・溝・寺院などについて知見を深め、文献に登場する地名・寺院等の現地に即した理解に役立てることができた。(11月7日)平成22年度は、研究期間の初年度にあたり、以下のような調査・研究を行った。(1)『日本霊異記』上巻及び中巻の説話を逐次検討した。年度中に研究会を9回、立命館大学朱雀キャンパスで開催した。各縁担当者が底本とする真福寺本の写真版及び対校本(来迎院本・国会図書館本・群書類従本)の写真版を用いて本文を校合し、古代史・仏教史・歴史地理学的な視角よりする注釈を付した報告を行い、研究会メンバー(研究代表者・分担者・協力者)で討議を行った。(2)上巻については全ての註釈作業を終えた。これをもとに2010年度中の注釈書刊行を目指し、出版社とともに準備を進めていたが、作業が終了しなかったため、2011年度も継続して作業を行うこととする。(3)『日本霊異記』に登場する地名・寺院名について、当該地の歴史地理的調査に基づく現地比定を研究目的に挙げているが、今年度は四国方面(愛媛・香川)において、代表者・分担者・協力者が参加して現地調査を行った。

主な訪問先は下巻39縁と関連の深い石鎚山の成就社・奥前神寺、伊予の巨大官衙遺跡として現在も調査が進む久米官衙遺跡・来住廃寺跡、また伊予讃岐両国の国分寺跡と伊予国分尼寺跡、『霊異記』にも登場する越智氏創建の白鳳寺院.法安寺跡、讃岐国府の隣接寺院と見られる開法寺跡などを訪問し、古代における当該地域の特質や環境について認識を深めることが出来た。高松市歴史資料館、讃岐国分寺資料館、香川県埋蔵文化財センター、石手寺宝物館、屋島寺宝物館といった展示施設では、古代の仏像・経典や古代寺院遺跡からの出土遺物などを実見することができた。(10月13日)平成23年度は、研究期間の最終年度にあたり、以下のような調査・研究を行った。(1)『日本霊異記』上巻及び中巻の説話を逐次検討した。今年度は11回の研究会を立命館大学朱雀キャンパスで開催し、中巻第27縁までの検討を終えた。各縁担当者が底本とする真福寺本の写真版及び対校本(来迎院本・国会図書館本・群書類従本)の写真版を用いて本文を校合し、古代史・仏教史・歴史地理学的な視角よりする注釈を付した報告を行い、研究会メンバー(研究代表者・分担者・協力者)で討議を行った。(2)昨年度中にすべての註釈作業を終えた上巻については、注釈書刊行のために専門研究者の協力を得て、本文・訓読文などについて国語学的見地からの校閲を行った。また月々の研究会でフォローできなかったの注釈成果の点検作業を分担者・協力者があつまって集中的に行い、特に訓釈・校異について再検討を行った。注釈書の公刊はできなかったので、研究期間終了後の早い時期に刊行できるよう作業を進めたい。(3)奈良県内を中心に故地調査を行った。比蘇寺跡、雷岡、元興寺、大安寺などの故地周辺地域の踏査を行い、歴史的地理的環境の把握に努めた。(4)『霊異記』は下巻を中心に22の説話が古代紀伊国を舞台としている。そこで和歌山県の古代寺院跡を中心に故地を訪問した。訪問先は佐野廃寺(伊都郡かつらぎ町・中11「桑原狭屋寺」の跡地)、丹生都比売神社(伊都郡かつらぎ町)、紀伊国分寺跡(紀の川市東国分)と隣接の歴史民俗資料館、西国分塔跡(岩出市西国分)、北山廃寺(紀の川市貴志川町・下17「弥気山室堂」の故地との説が有力)、淡嶋神社(和歌山市加太・下32に関連する地域の式内社)、紀伊風土記の丘資料館、和歌山県立博物館、道成寺(日高川町・下33「別里」の故地にある古代寺院跡)、椒古墳(有田市・中1「椒抄奥嶋」に埋葬されたとする長屋王の墓に比定する伝承がある)。古代寺院跡では周辺の環境を確認し、遺跡の範囲、礎石などを観察した。資料館などでは出土遺物などを見ることができた。丹生都比売神社では高野山との関係について宮司から話を伺い、現代に続く神仏習合のあり方を間近に見ることができた。椒古墳では、案内いただいた有田市郷土資料館の西岡巌氏より、長屋王伝承の歴史と現状など興味深い話を伺うことができた。
門人大森不明堂三楽が修得した華岡家の薬方について-和方・漢方・蘭方の合一-

大森不明堂三楽の華岡家在塾日記「南遊雑記」や佐藤玄達の「紀州平山取処薬草」などを史料として、華岡家における処置を洗い出し、そこで用いられた薬方を検討した。その結果、麻酔薬「麻沸散」はもちろん、例えば、代表的な軟膏である「中黄膏」は鬱金、黄柏、山梔子、黄連、「紫雲膏」は胡麻油、蜜蝋、猪脂、当帰、紫根を調合したものであった。また、火傷に用いた「四順清涼飲」は連翹、芍薬、防風、当帰、「桂支加竜骨牡蛎」は桂枝、芍薬、龍骨、牡蛎などを調合したものであった。そのため、門人は「摘薬」と称し、「本草綱目」や「出雲国風土記」に記載された「鹿頭」「蛇退皮」「狼糞」などの動物、「水麻」「夏枯草」「桑木葉」などの植物を四季折々に採集した。一方、脚気の治療に用いられた「一角経験」は、ヨーロッパで珍重された解毒剤「イッカク鯨」の牙であった。また、蘭薬も用いられ、「テヘンスイ」はポルトガル油、松脂、乳香、没薬、「テレメンテイヤ」「ヲクリヨロサアロン」「ヲヲリヨン」は胡麻や茨の花などで作られていた。そして、門人が大量に製造した「ロウザワアトル」の製法はオランダから伝えられたものだったが、唐名を野シャウビ、出雲で言うカタラである「野薔薇」を材料とした。さらに、南蛮流医書に「アラキ酒」と書かれた「焼酎」「焼酒」も消毒として用いられた。こうして見ると、華岡家の薬方は、和方と漢方を基本としながら蘭方を積極的に取り入れていた。その結果、華岡青洲と言えば、麻沸散の全身麻酔による乳岩・外科手術を思い浮かべがちだが、患者の術前・術後の体調管理、麻沸散を用いた医術、そして患部や患者の状況を見ながら使用する多種多様な薬方など、この一連の流れこそが華岡流医術の最大の特徴であることが判明した。
「力と運動」教育方法の抜本的改善のための因果推論理論

現在,学校における力学教育は方程式偏重の方針が採用されている結果,生徒達が持つ自然な直感と遠い不自然な教育となり,子供達の物理嫌いを招く一因となっている.この状況を是正するために,生徒達の因果理解を素直に導く新しい教育カリキュラムを構築することを目的として,力と運動の因果推論のための新しい理論を構築した.そして,人間の直観と親和性のある因果推論(因果理解)に沿って一貫性のある思考で,中学,高校で学ぶべき力と運動の諸現象を理解,説明できるように指導する教育のアウトラインを開発した.更に,高校までの力と運動に関する正しい因果的説明を自動生成できる世界初の汎用シミュレータを構築した.現在,学校における力学教育は方程式偏重の方針が採用されている結果,生徒達が持つ自然な直感と遠い不自然な教育となり,子供達の物理嫌いを招く一因となっている.この状況を是正するために,生徒達の因果理解を素直に導く新しい教育カリキュラムを構築することを目的として,力と運動の因果推論のための新しい理論を構築した.そして,人間の直観と親和性のある因果推論(因果理解)に沿って一貫性のある思考で,中学,高校で学ぶべき力と運動の諸現象を理解,説明できるように指導する教育のアウトラインを開発した.更に,高校までの力と運動に関する正しい因果的説明を自動生成できる世界初の汎用シミュレータを構築した.本研究では,人間の素朴な因果推論(因果理解)に沿って一貫性のある思考で,中学,高校で学ぶべき力と運動の諸現象を理解,説明できるように指導する教育の基礎となる力と運動の因果理論を構築し,生徒の誤解が格段に減少する教育支援方法とシステム,並びに因果的説明能力を持つ汎用運動シミュレータを構築するための基盤技術を開発することを目的としている.平成25年度は計画通り,新しい因果理論を構築することに成功した.中心となる理論的貢献は,作用と反作用の間に因果を導入したことにある.それに伴っていくつかの公理的な前提を導入することによって,事前に想定していた(1)壁を押す場合(絶対に動かない)(2)スケートをはいて押す場合,(3)水中でブロックを動かす場合,(4)綱引きの場合,(5)電車内の加速度場,(6)カーブする電車,(7)回転する円盤の場合全てについて,一貫した因果推論が実行可能であることを示した.更に,この成果に則り,因果推論シミュレータを試験的に実装し,理論の正当性を別の角度からも検証した.成果を接触力の場合と遠隔力の場合の二つに分けて論文を執筆した.前年度に確立した因果推論理論に基づいて,新しい力学教育を行う指針を設計して,その一部を実装した.更に,本格的な因果推論運動シミュレータの基本形を実装した.(1)新しい指針:因果推論理論に基づいて提案される教育の方法論とは,(I)人が感じる力を実在する力として取り上げ,(II)その力が因果的に伝播する過程を理解させ,その結果として作用反作用として釣り合っていることを説明する因果推論の方法を教えることが基本方針となる.指針の一部に基づいて簡易ツールを実装して,10個の作用反作用の例を因果的に説明させる実験を8名の大学生を被験者にして行った.その結果,学習後のテストにおいて,学習前より顕著な理解の向上が観測された.特に,学習前に誤概念を持っていた一人の学生は,その解消ができたことも確かめられた.(2)汎用運動シミュレータの実装:初等力学において,人間の素朴な因果理解に準拠しつつ一貫した原理に基づいて正しいモデルを導出するための理論「力と運動に関する因果推論理論」(以下「素朴因果理論」と呼ぶ)を提唱すること,それらの現象がなぜ・どのような機構で生起したかを説明できる二つの機能を併せ持つ汎用運動シミュレータを開発した.このシミュレータは世界初の成果であるが,昨年度構築した素朴因果理論に基づくことによって初めて可能となった.(3)研究計画外ではあるが,理論的側面を強化・深化を行った.従来の理論では,遠心力は見かけの力として慣性力に過ぎないと捉えられていたが,反作用的遠心力の存在を根拠として,円運動する物体に働く遠心力が実在の力として存在することの証明に成功した.このことは,従来のニュートン力学の概念を根本的に変革するものであり,その成果の価値は極めて大きい.オントロジー工学理論は予想以上に進展し,当初は一つの論文にまとめる予定であったが,二つの論文を執筆することが必要になるほどの成果が得られた.第一論文は作用と反作用に因果関係を導入することによって,「押したから動いた」という素朴な因果理解を活かして行う素朴因果推論理論の構築であった.ところが,その論文を仕上げる過程において,更に一般化した「力の場の理論」を構築可能であることに気づき,急遽検討を深めて,更に新しい力と運動の理論を構築することができた.この点においては計画を上回る成果と言える.この結果は,第一論文が「接触力」に関する理論であり,第2論文が非接触力(遠隔力)に関する理論であると言う点において,力と運動に関する包括的な理論と言うことができる.しかし,理論に則った教育のシナリオ作成は少し遅れ気味であるので,おおむね順調と評価した.

平成26年度は新しい教育のシナリオの作成に注力する.そして,実際に生徒の指導を行って,従来の学校教育法より効果があることを実証する.また,計画通りにシミュレータを完成さて,因果的な説明の自動生成機能を完成させる.得られた成果を日本の学会論文誌と英国の学会の論文誌に合計4編投稿したが,4編とも不採録となった.我々の理論は画期的な理論であるので,この結果は予期していたことではあるが非常に残念である.そこで,計画になかったことではあるが,理論が依って立つオントロジーにまで踏み込んで,構築した因果推論理論を根本から補強して,我々の理論が間違っていないことを示す予定している.
魚類の筋肉中に存在する脂肪細胞の生理的意義

魚類は,筋肉に脂質をほとんど含まない寡脂魚と,多量の脂質を含む多脂魚に大別される。両者は単に脂質の含量が異なるだけでなく,筋肉の主要なエネルギー源においても異なっていると考えられる。研究代表者らのこれまでの研究から,本研究は1)寡脂魚の筋肉は,エネルギー源として糖質に強く依存する。一方,多脂魚の筋肉は糖質および脂質をバランス良く利用出来る,2)魚類筋肉中の脂肪細胞は,周辺の筋細胞に遊離脂肪酸を提供するとともに,ホルモンを分泌して脂質代謝を制御している,という2つの仮説を検証することを目的としている。本年度は,核磁気共鳴(NMR)法による糖質・脂質代謝フラックス解析をさらに進めるとともに,筋肉に対する脂質代謝ホルモンの作用を検討した。予備的に,小型魚類を用いてNMRによる代謝フラックス解析を行った。安定同位体13Cで標識したグルコースを投与すると,乳酸への13Cの移行がみられ,好気的と目される培養条件でも,実際の代謝は予想以上に嫌気代謝に偏っていることが示された。脂質は,一般に好気的条件下のみでエネルギー源として利用することができる。寡脂魚および多脂魚の代謝を比較する際には,酸素濃度を変化させつつ,複数の条件下で得られたデータを評価する必要がある。多脂魚マダイのex vivo組織培養系を用いて,代表的な脂質代謝ホルモンである成長ホルモンおよびインスリンの作用を調べた。リポタンパク質リパーゼ,ホルモン感受性リパーゼなどのmRNA量が,これらのホルモンに制御されていることが明らかとなった。今後,筋肉内の脂肪細胞から放出されるホルモンを同定したのち,これらの遺伝子の発現量に当該ホルモンが及ぼす影響を調べる予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。トラフグの筋肉は,主に未分化の筋衛星細胞と繊維状の筋細胞を含んでおり,ニジマスの筋肉ではさらに脂肪細胞が脂肪前駆細胞が含まれる。これらの事実および研究代表者らの過去の研究から,本研究では1)トラフグの筋肉はエネルギー源として糖質に強く依存するが,ニジマスの筋肉は糖質および脂質をバランスよく利用できる,2)魚類筋肉中の脂肪細胞は,周辺の筋細胞に遊離脂肪酸を提供するとともに,ホルモンを分泌して脂質代謝を制御している,という2つの仮説を検証することを目的としている。本年度は,核磁気共鳴(NMR)法を用いて両魚種の筋肉における糖質・脂質代謝フラックスを測定する方法および当該ホルモンの機能解析を行う方法を確立した。対象魚筋肉から,糖質,アミノ酸などを含む低分子代謝産物を抽出し,NMR分析に供した。得られた多数のピークを,標準品との化学シフト値の比較,質量分析などを利用して同定した。さらに,安定同位体13Cで標識したグルコースを投与した対象魚を用いて同様の実験を行ったところ,グルタミン酸などに13C標識の移行がみられた。また,解糖系やトリカルボン酸経路の中間体はほとんど検出されず,各反応が極めて早く進行することがわかった。今後,時間依存的な13C標識量の変化率を測定することで,代謝フラックスを測定することが可能になる。また,トラフグ肝臓で実績のあるex vivo組織培養法が,筋肉,脂肪組織など他の組織に適用可能であるかどうかを検討した。いずれの組織でも,摘出から24時間後にもホルモンに対する応答が確認され(市販のヒト成長ホルモンを使用),本法は筋肉中の脂肪細胞に由来するホルモンの機能解析にも適用可能であると考えられた。本年度は手法の確立にかなりの労力を費やしたが,NMRによる代謝フラックスの測定および組織培養法はいずれも極めて新規性の高い手法であり,本課題の目的の一つである。次年度の解析に向けて不安はなく,本課題はおおむね順調に進展している。

申請書の方針から大きな変更はない。確立したNMRおよび組織培養法を用い,エネルギー代謝の種間差に関わる研究を推進する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
心臓脂肪・異所性脂肪・サルコペニアの病的意義の解明と新しい診療コンセプトの構築

健診受診者および冠動脈疾患精査受診者で、冠動脈周囲、心臓外膜、近位大動脈および大動脈弁の異所性脂肪量をCTおよび超音波を用いて測定し、異所性脂肪分布、骨格筋量と代謝マーカー(血圧、耐糖能異常、脂質代謝異常)、脂肪細胞由来生理活性物質の関係を調べている。全身脂肪分布・骨格筋量の評価は、多電極生体インピーダンス法(BIA)を併用し、正常者からサルコペニア肥満、糖尿病、心臓血管病発症者を広く含む対象者で測定をおこなっている。心臓周囲脂肪量を反映する全心臓周囲脂肪量および左冠動脈周囲脂肪厚が、冠動脈有意狭窄病変の優れた予測能を示すことが明らかになった。異所性脂肪蓄積、サルコペニアを有する症例および性、年齢をマッチさせた健常者および心臓血管病症例で、血管機能、心臓機能、インスリン感受性を測定し、遊離脂肪酸、アディポネクチン濃度、脂肪、骨格筋、肝臓、心臓脂肪由来生理活性物質との相関を検討している。一般手術あるいは心臓外科手術を受けた患者の、心臓周囲、皮下脂肪で遺伝子発現のチップ解析およびmiRNA解析をおこない、炎症性サイトカイン発現増強の機序および心臓血管病発症に関わる機序について解析をすすめている。臨床疫学研究、臨床研究はおおむね順調に進行している。異所性脂肪動物モデルに着手し当初計画した研究を加速する予定である。臨床疫学的研究:健診受診者で冠動脈周囲、心臓外膜、近位大動脈および大動脈弁の異所性脂肪量をCTを用いて測定して、異所性脂肪分布、骨格筋量と代謝マーカー(血圧、耐糖能異常、脂質代謝異常)、脂肪細胞由来生理活性物質の関係を調べている。臨床研究:異所性脂肪蓄積、サルコペニアを有する症例および性、年齢をマッチさせた健常者および心臓血管病症例で、血管機能、心臓機能、インスリン感受性を測定し、遊離脂肪酸、アディポネクチン濃度、脂肪、骨格筋、肝臓、心臓脂肪由来生理活性物質との相関を検討している。一般手術あるいは心臓外科手術を受けた患者の、心臓周囲、皮下脂肪で遺伝子発現のチップ解析およびmiRNA解析をおこない、炎症性サイトカイン発現増強の機序および心臓血管病発症に関わる機序を調べている。臨床疫学研究、臨床研究は、おおむね、順調に進行しているが、当初計画していた、セラミド関連分子、miRNAおよびマイクロベシクル共同研究については進捗が遅れている。おおむね、順調に進行しているが、当初計画していた、セラミド関連分子、miRNAおよびマイクロベシクル共同研究については進捗が遅れている。今後これらも展開したい。2016年9月に、徳島大学から福島県立医科大学に転勤し、研究の準備立ち上げに時間がかかり、当初予算の消化ができなかった。予定した基礎研究の進捗が若干遅れ、次年度に持ち越しになったため次年度、前年度からの繰り越し分と合わせて、研究の物品費として使用予定である。
深層漂流ポップアップフロ-トの開発

海洋の表層循環の計測には人工衛星で追跡する漂流ブイが使用され、海水の実質の流動が明らかにされている。深層水と密度を等しくした中立フロ-トは音響信号を利用して追跡される。海面上で発射される電波は宇宙から受信できるが、音波の受信は船舶や係留式の受信局でしかとらえられない。音波の到達距離も限定され広域の海洋の深層循環の計測には制限が大きい。本研究は一定期間深層を漂流し、急速度で浮上させて浮上位置を人工衛星で位置決めする中立フロ-トの開発を目的としている。25時間海面にとどまり再度沈降する動作を繰り返すことで長期間の観測が実現できる。自動的に浮上する動作はポップアップとよばれる。ポップアップの浮力を生ずる機構としてバラストを投下することはよく行われるが繰り返しができない欠点がある。高圧ガスボンベを使用することも試みられたが調圧機構が高価であり、大量に使用する際に障害になる。油圧ポンプを小型モ-タ-で駆動し、フロ-トの体積を変化する方式が従来はもっとも有効されてきた。しかし、体積変化は小さく浮上速度が小さいことが欠点である。中深層循環の速度は表層循環に比べると50分1程度であることが多い。浮上速度が小さいと途中の層の流れの影響が大きくなり、深層循環の計測精度が低下する。本研究ではガス発生による浮力を利用する全く新しいポップアップフロ-トを開発した。2つの方式が試験された。1つは水の電気分解であり、他は化学物質の反応によるガス発生である。いずれも耐圧容器に収納したプロトタイプを製作したが、重量が大きく実用の段階には至っていない。しかし、重量45グラムのアルゴス発信機を購入することができたので、本研究で開発したポップアップ機構を備えた小型安価の深層漂流ポップアップフロ-トの実用化の目途は実現された。量産体制を整えて近い将来に海洋計測に適用する。海洋の深層循環の直接計測のために、100日間所定層を漂流した後に浮上して電波を発し、人工衛星で位置決めを行うポップアップフロ-トを開発する。潜行浮上のサイクルはプログラムが可能で、浮上沈降を10回程度行えるようにする。これによって平均流速数cm/secの微弱な循環を、船上から投入するフロ-トの漂流距離として計測することができる。海域に限定されずに使用するために、人工衛星の位置決めはアルゴスシステムを採用する。平成元年度は測定層で周囲の海水と釣り分った状態から浮上するための浮力発生機構の研究を実施した。私達は制御の容易な水の電気分解によるガス発生を利用することにした。電解溶液の濃度、電極の材質と形状、電圧と電流、などを効率の高いように選定することが必要である。電解溶液はNaOHの12%、銅又はプラチナの70mm×70mm電極板を8mmの間隔で対向させ、4Vで2A供給すると200secで100ccのガスが発生することが示された。4Ahの容量の電池で10回の浮上が可能であり、単1電池3コに相当する。直径40cmの深海用ガラス球に全システムを組み込むと1000mから浮上するのに6時間要することが評価された。アルゴス発信器を小型にして、全重量5kg程度にした試作機を作製中である。研究開発は順調であり、平成2年度は実海域実験を行い性能を評価したい。フロ-トの浮上速度に大きな影響を与える水温分布を北太平洋の広域で実施した。

また、アルゴスシステムの位置決め精度を検討するために、係留ブイから発信するアルゴスブイの測位資料を収集した。海洋の表層循環の計測には人工衛星で追跡する漂流ブイが使用され、海水の実質の流動が明らかにされている。深層水と密度を等しくした中立フロ-トは音響信号を利用して追跡される。海面上で発射される電波は宇宙から受信できるが、音波の受信は船舶や係留式の受信局を使用し,音波の到達距離も限定され広域の海洋の深層循環の計測に用いられない。本研究は一定期間深層を漂流し、急速度で浮上させて浮上位置を人工衛星で位置決めする中立フロ-トの開発を目的としている。25時間海面にとどまり再度沈降する動作を繰り返すことで長期間の観測が実現できる。自動的に浮上する動作はポップアップとよばれる。ポップアップの浮力を生ずる機構として,本研究ではガス発生による浮力を利用する全く新しいポップアップフロ-トを開発した。平成1年度は水の電気分解による方式による試作機を製作した。沈降動作は混合ガスに点火して燃焼することにした。燃焼時の衝撃が大きく、頑丈な容器が必要であった。また、陸上実験の結果燃焼しない気体が残存することが判明した。繰り返し使用時に測定層が一定しなくなる可能性が生じた。今年度は再度ガス発生機構の検討を行った。その結果化学物質の反応を試験することにした。水酸化カルシウムをカプセルに封入し、小型のガス発生剤に点火してカプセルを破壊して海水と触れさせることにした。満足できる性能が得られた。耐圧容器に収納したプロトタイプを製作したが、重量が大きく実用の段階には至ってない。重量45グラムのアルゴス発信機を購入することができたので、本研究で開発したポップアップフロ-トの実用化の目途は実現された。量産体制を整えて近い将来に海洋計測に適用する。
超高感度光ポンピング磁気センサを用いた完全非接触型3次元断層画像化技術の開発

EIT(Electrical Impedance Tomography)とは、生体に微弱な電流を流して体表面上に生じる電位差を測定し、その結果を用いて生体内の導電率分布を画像化する方法である。EITは、X線CTなどのように被曝の問題がなく、小型化やベッドサイドでの連続的な測定、長時間測定が容易であるという利点がある。現在は主に肺内のガス量変化、つまり換気の分布をベッドサイドで連続的にイメージングして人工呼吸管理に活用するという応用がなされている。しかしEITでは、電極と皮膚の接着状態の問題や、測定用ベルトを巻いた位置のみの断層画像しか得ることができないといった問題点がある。そこで、電極と皮膚を接触せずに体表から定電流を印加し、生体内の電流密度分布(導電率分布)に応じた微弱な磁場分布を生体の外側から非接触で測定し、電磁界の逆問題を解いて生体内の導電率分布を求めるCIMT (Current Induced Magnetic Tomography:電流誘導磁気トモグラフィー)を提案した。これにより、全身の断層画像を非侵襲、無被曝で得ることが可能となる。CIMTに用いる磁気センサには、小型・低コストが期待できる超高感度な光ポンピング原子磁気センサ(Optically-Pumped Atomic Magnetometer :OPAM)が適していると考えられた。OPAMはアルカリ金属原子の価電子の光ポンピングと、それによる磁気光学回転を利用したセンサである。OPAMは極低温でなくとも理論上10aTの超高感度を達成可能とされているが、これらの計測は100Hzまでの低周波かつ精密固定・磁気シールド下において達成されたものである。これに対し本研究ではCIMTの実現を目指し、より高周波信号に対応可能かつ測定部をモジュール化したOPAMの開発を行い、その評価を行った。光ポンピング原子磁気センサ(OPAM)は室温下で高感度を達成し、かつ理論上数十MHzにも及ぶ帯域を持つため、高周波生体磁気計測に適していると考えられる。しかしOPAMは多くの光学部品を精密固定する必要があり、プローブのように自由に動かすことは困難である。そこで今年度は、昨年度試作したOPAMからさらに小型化と光学系の簡素化をはかるため、3Dプリンターを用いて10cm×6cmのABS製筐体を作成し、そこに光学系・制御回路および測定回路を内蔵したハンドヘルドサイズのOPAMモジュールを開発した。そのOPAMモジュールを用いて500Hz、3 uTの交流磁気信号を印加した結果、約0.3mVp-pの出力電圧つまり約0.1mV/uTの感度があることがわかった。しかしながらCIMTを実現するためには、測定周波数100kHz以上かつ1000倍程度の感度向上が必要であると考えられる。このため、PLL(Phase Locked Loop)回路を設計してきたが、機能実現が次年度になった。一方本研究では、非接触定電流回路の改良も進めてきた。従来の定電流回路では、82mm*37mmのフレキシブル基板電極を用いて、周波数450kHzの正弦波かつ電極間距離30cmにおいて、最大約0.2mAp-pの電流印加が可能であった。しかし今年度開発した定電流回路は同条件で最大約1.6mAp-pと8倍の電流強度を実現した。この条件下で測定電極間中央に120mm角水深70mmの水槽を入れた場合、約0.03%のインピーダンス変化が認められた。次年度はまず、昨年度末から設計・開発を進めているPLL回路を実装すること、OPAMモジュール内部の光学系・電子回路系の配置精査と電磁シールドの設置ならびに光ファイバ通信による絶縁を試みる。これにより、SN比の大幅な向上を目指す。また測定周波数を450kHzまで増加させる。これまでの研究では、光ポンピング原子磁気センサを用いたベンチ実験において1MHzまで測定可能であった。このため、前述の対策によって高周波化が実現可能であると考える。さらにガード電極技術などを加えることで、非接触定電流回路の高感度化を進める。次に、OPAMおよび非接触定電流回路の多チャンネル化をはかる。これにより、CIMTの実現可能性を明らかにする。生体磁気計測とは、心磁図(MCG :Magnetocardiography)など生体から生じる磁場を計測するものである。例えば心臓では一般に心電図(ECG :Electrocardiography)が普及しているが、これは電気を用いて計測するため肋骨や臓器、肺など、生体の導電率・誘電率分布による影響を強く受ける。これに対し磁場であれば、生体の透磁率は真空中の透磁率に近似できるため、伝達経路の影響をほぼ無視し現象そのものを観測できるようになる。近年これに対し、光ポンピング原子磁気センサ(OPAM: Optically-Pumped Atomic Magnetometer)が注目されている。これは、アルカリ金属原子における光ポンピングと磁気光学回転を利用したもので、理論上超電導を用いずにSQUIDを超える感度が達成可能とされており、素子の小型化に有利だといえる。しかし、OPAMによる超高感度磁気計測は除振台等への精密固定下かつ磁気シールドでの厳重な磁気遮蔽下で実現されており、本研究の最終目的であるCIMT (Current Induced Magnetic Tomography:電流誘導磁気トモグラフィー)に利用することが困難であった。そこで本研究では、生体磁気計測への応用を目指し、磁気シールドなしでも動作し、かつ測定部を自由に動かせるようモジュール化したOPAMモジュールの開発を行った。

本研究では、X線を用いずに体内の断層画像が連続的に測定可能な、世界初のCIMT(電流誘導磁気トモグラフィー)を開発することを最終目的としている。CIMTでは完全非接触で三次元の断層像画像を測定するものであるが、超高感度の磁気センサを最低8個利用することが必要である。今年度までにおいて、地磁気等のバックグラウンド存在下において動作する光源一体型光ポンピング原子磁気センサ(OPAM)の開発に成功した。しかしながら現在のOPAMが実現している測定感度は、uTオーダーであり、CIMTで必要とされるnTオーダーには到達していない。このため次年度において、さらに高感度化をはかる必要がある。EIT(Electrical Impedance Tomography)とは、生体に微弱な電流を流して体表面上に生じる電位差を測定し、その結果を用いて生体内の導電率分布を画像化する方法である。EITは、X線CTなどのように被曝の問題がなく、小型化やベッドサイドでの連続的な測定、長時間測定が容易であるという利点がある。現在は主に肺内のガス量変化、つまり換気の分布をベッドサイドで連続的にイメージングして人工呼吸管理に活用するという応用がなされている。しかしEITでは、電極と皮膚の接着状態の問題や、測定用ベルトを巻いた位置のみの断層画像しか得ることができないといった問題点がある。そこで、電極と皮膚を接触せずに体表から定電流を印加し、生体内の電流密度分布(導電率分布)に応じた微弱な磁場分布を生体の外側から非接触で測定し、電磁界の逆問題を解いて生体内の導電率分布を求めるCIMT (Current Induced Magnetic Tomography:電流誘導磁気トモグラフィー)を提案した。これにより、全身の断層画像を非侵襲、無被曝で得ることが可能となる。CIMTに用いる磁気センサには、小型・低コストが期待できる超高感度な光ポンピング原子磁気センサ(Optically-Pumped Atomic Magnetometer :OPAM)が適していると考えられた。OPAMはアルカリ金属原子の価電子の光ポンピングと、それによる磁気光学回転を利用したセンサである。OPAMは極低温でなくとも理論上10aTの超高感度を達成可能とされているが、これらの計測は100Hzまでの低周波かつ精密固定・磁気シールド下において達成されたものである。これに対し本研究ではCIMTの実現を目指し、より高周波信号に対応可能かつ測定部をモジュール化したOPAMの開発を行い、その評価を行った。光ポンピング原子磁気センサ(OPAM)は室温下で高感度を達成し、かつ理論上数十MHzにも及ぶ帯域を持つため、高周波生体磁気計測に適していると考えられる。しかしOPAMは多くの光学部品を精密固定する必要があり、プローブのように自由に動かすことは困難である。
受容体型チロシンキナーゼによる血管内皮細胞・平滑筋細胞分化の分子機構

マウスES細胞由来のVEGFR2^+細胞から血管内皮細胞あるいは平滑筋細胞が分化する実験系を用い、血管内皮・平滑筋細胞分化におけるチロシンキナーゼシグナルの役割を検討した。(1)内皮細胞分化におけるVEGFR3シグナルの役割の検討VEGF-C、Dの受容体であるVEGFR3をSupertransfection法によりマウスES細胞に高発現した後、VEGFR2+細胞を調製した。これをVEGF-Cで刺激すると細胞は内皮細胞へと分化し、さらにリンパ管内皮細胞のマーカーであるLYVE-1を高発現するようになった。VEGF-CはVEGFR2とVEGFR3を刺激するリガンドであるが、VEGFR3特異的変異体VEGF-C(C152S)を用いると内皮細胞分化はおこらなかった。VEGF-C刺激を行った場合、VEGFR2のシグナルが内皮細胞分化に必要であるが、ここに更にVEGFR3のシグナルが加わることにより、リンパ管内皮細胞様の形質が賦与されるものと考えられる。(2)FGFシグナルの血管細胞分化系への作用の検討VEGFR2^+細胞をFGF-2で処理した細胞群は45%がPECAM1^+の血管内皮細胞へ、20%がSMA^+の平滑筋細胞へ分化したが、残りの35%はどちらの分化マーカーについても陰性のままであった。従って、FGF-2はVEGFR2^+細胞を単一の細胞系列へと分化させるわけではないことがわかった。ついで、VEGF-AとFGF-2による共刺激の効果を検討した。VEGF-A単独刺激では内皮細胞のみが分化してくるのに対し、VEGF-A/FGF-2共刺激では5%ほどの頻度で平滑筋細胞も分化してくることがわかった。また、分化した平滑筋細胞は内皮細胞シートに接着してコミュニケートしており、これは内因性のPDGF-B/PDGFRβシグナルにより媒介されていることを明らかにした。マウスES細胞をType IVコラーゲンディッシュ上、LIF非存在下での培養により得られたFLK1+細胞を用いて、血管細胞分化へのFGF-2の影響を検討した。FGF-2で処理した細胞群は45%がPECAM1陽性の血管内皮細胞へ、20%がSMA陽性の平滑筋細胞へ残りの35%はどちらの分化マーカーについても陰性のままであった。したがって、FGF-2はFlk1+細胞を単一の細胞系列へと分化させるわけではないことがわかった。また、このFGF-2の作用はFGF受容体1(FGFR1)を介していることをつきとめた。また、分化した平滑筋細胞は内皮細胞シートに接着しており、細胞間で情報交換がおこなわれている可能性が示唆された。VEGF-A/FGF-2処理細胞からRNAを抽出して遺伝子発現の状態を検討したところ、この情報交換を担っている分子の実体がPDGF-BBであること、FGF-2はPDGF受容体を発現誘導することにより血管細胞の分化を修飾していることを見いだした。更に、マウス皮下に移植したマトリゲルにより血管新生を検討し、FGF-2による血管新生にはPDGF受容体からのシグナル伝達が必須であることを明らかにした。本年度は内皮細胞分化におけるVEGFR3シグナルの役割の検討を行った。

VEGF-C、Dの受容体であるVEGFR3をSupertransfection法によりマウスES細胞に高発現した後、VEGFR2+細胞を調製し、実験に用いた。VEGFR3発現細胞をVEGF-Cで刺激すると細胞は内皮細胞へと分化し、さらにリンパ管内皮細胞のマーカーであるLYVE-1を高発現するようになった。LYVE-1はヒアルロン酸の取り込みに関与する受容体として知られており、ケイ光ラベルしたヒアルロン酸の取り込みにより、発現したLYVE-1が実際に機能していることを確認した。VEGF-CはVEGFR2とVEGFR3を刺激するリガンドであるが、VEGFR3特異的に刺激する変異体VEGF-C(C152S)を用いると内皮細胞分化はおこらなかった。従って、VEGF-C刺激を行った場合、VEGFR2のシグナルが内皮細胞分化に必要であるが、ここに更にVEGFR3のシグナルが加わることにより、リンパ管内皮細胞様の形質が賦与されるものと考えられる。
温度受容体の神経因性膀胱治療への応用に向けた基礎的研究

ラットの摘出排尿筋収縮への温熱の影響と排尿反射への温熱とラズベリーケトン膀胱内注入の影響を調べた。温熱は、摘出排尿筋の高濃度Kとカルバコールによる収縮反応を抑制し、静止張力と自発収縮の振幅を低下させた。カルバコール収縮の抑制には細胞内Ca動態の抑制が関与していた。また温熱により排尿反射の排尿閾値圧、排尿時膀胱内圧、基礎圧の低下傾向を認め、ラズベリーケトンの膀胱内注入は排尿反射に影響を及ぼさなかった。寒冷刺激が排尿機能へ及ぼす影響については、寒冷刺激による排尿筋の収縮、寒冷ストレスによる膀胱過活動の誘発などの報告があるが、温熱が排尿機能に及ぼす影響について検討した報告は少ない。そこで本年度は摘出排尿筋収縮に対する温熱の影響を検討した。SD系雌ラットから摘出した排尿筋切片を、Krebs-Ringer液で満たしたマグヌス管内にlgの静止張力をかけた状態で懸垂し、等尺性張力実験により、Krebs-Ringer溶液の温度を36°Cから40°Cまたは42°Cに上昇させた際の、40mM KC1と10^<-5>Mカルバコールによる排尿筋収縮反応の変化、静止張力及び自発収縮の変化を検討した。その結果、KC1による収縮は、40°Cの温熱により11%、42°Cの温熱により15%抑制された。また、カルバコールによる収縮は、40°Cの温熱により16%、42°Cの温熱により26%抑制された。また、Krebs-Ringer液からCa^<2+>を除去、EGTAを加え、細胞外からのCa^<2+>流入を抑制した条件下でのカルバコール収縮に対しても、40°Cと42°Cの温熱は同様の抑制作用を示したことから、温熱は細胞内のCa^<2+>動態を抑制し排尿筋弛緩作用をきたすものと考えられた。また、42°Cの温熱は静止張力を9%、自発収縮の振幅を54%抑制した。本年度の研究から温熱が排尿筋収縮に対し抑制作用を持つことが明らかになった。この温熱による排尿筋弛緩作用は、神経因性膀胱でみられる排尿筋過反射の抑制や、膀胱容量の増加といった臨床上の有用性を持つ可能性を示唆している。また、温熱には薬物と異なり体表面や膀胱内からも適用が可能で、しかも膀胱へ限局的に適用することが可能という利点がある。今後、シストメトリーにより、対表面あるいは膀胱内からの温熱の適用による排尿反射への影響を正常ラットと脊髄損傷ラットで調べることで、その効果を確認していく予定である。本年度は、温熱が排尿反射に及ぼす影響について検討を行った。排尿反射に及ぼす温度刺激の影響を検討する場合に覚醒ラットを用いると、寒冷や温熱刺激は情動に影響を与え、それが排尿反射にも影響を及ぼす可能性が考えられたため、その影響を排除するため、まず無麻酔除脳ラットを用いたシストメトリーの実験系の確立を目指した。SD系雌ラットを用い、イソフルレン吸入麻酔下で膀胱瘻を作製し、膀胱カテーテルと温度センサーを挿入し、腹部から導出した。次に、総頸動脈の結紮と気管切開の後、ラットを定位脳固定装置に固定した後に開頭し、中脳上丘上端レベルで除脳をおこなった。除脳後直ちに麻酔を停止し、手術の2時間後から膀胱内に37°Cの生理食塩水を12ml/時の速度で持続注入し排尿反射を誘発させ、シストメトリーを行なった。その結果、排尿閾値圧14.6±0.4cmH_2O、排尿時膀胱内圧46.9±19cmH_2O、基礎圧4.3±0.3cmH_2O、排尿間隔269.1±11secの安定した排尿反射が観察された。そこで次に、本モデルを用い膀胱内に注入する生理食塩水の温度を37°C→42°Cに変化させたときのシストメトリーのパラメーターの変化を調べたところ、排尿閾値圧11±0.3cmH_2O、排尿時膀胱内圧40.9±1.2cmH_2O、基礎圧3.9±0.2cmH_2O、排尿間隔231.6±9.2secとなり、排尿閾値圧と排尿時膀胱内圧の低下と排尿間隔の短縮が観察された。このうち、排尿時膀胱内圧の低下は、前年度明らかにした温熱の排尿筋収縮抑制作用による可能性が考えられた。一方、排尿閾値圧の低下と排尿間隔の短縮は、温熱が排尿反射に対し促進的に作用する可能性が考えられ、今後そのメカニズムについて詳細な検討を行う予定である。

本年度は、温熱が排尿反射に及ぼす影響と、熱受容体TRPV1を活性化させるカプサイシンと類似構造を持ち、摘出排尿筋に対しては、カルバコールや高濃度Kによる収縮反応を抑制することを我々が明らかにしたラズベリーケトンの排尿反射に及ぼす影響について検討した。1.無麻酔除脳ラットの排尿反射に対する温熱の影響の検討中脳上丘上端レベルで除脳をおこなったSD系雌ラソトで、膀胱瘻を作製し、カテーテルと温度センサーを膀胱内に挿入し、37°Cの生理食塩水を12ml/時の速度で持続注入しシストメトリーを行ない、生理食塩水の温度を42°Cに変化させたときの排尿反射への影響を調べた。その結果、42°Cの温熱により、排尿閾値圧、排尿時膀胱内圧、基礎圧に低下傾向を認めたが、排尿間隔には変化を認めなかった。以上のことから、42°Cの温熱は、排尿筋層に作用し排尿筋を弛緩させる可能性が考えられた。今後は、体表面から温熱を作用させた時の変化や脊髄損傷ラソトでの変化を調べることで、脊髄損傷後の神経因膀胱の治療への温熱の応用の可能性を明らかにできると思われる。2.覚醒ラットの排尿反射に対するラズベリーケトンの膀胱内注入の影響の検討SD系雌ラットで、膀胱瘻を作製後、ボールマンケージに収容し、膀胱内に生理食塩水を12ml/時の速度で持続注入しシストメトリーを行い、3mMラズベリーケトンの膀胱内注入による排尿反射への影響を調べた。その結果、3mMラズベリーケトンの膀胱内注入は、諸パラメータへ影響を及ぼさなかった。以上のことから、膀胱内注入したラズベリーケトンは、排尿筋の弛緩作用を示さず、また尿路上皮や知覚神経終末のTRPV1の刺激作用も持たないものと考えられた。
NMR緩和型誘起多量子遷移による生体高分子の構造研究

生体高分子の構造研究の手段としてNMR法は強力な手段であるが,対象とする分子量が大きくなるにつれ,有効な測定手法は限られる。本研究は新しい測定手段を提供するための基礎研究である。緩和誘起型3量子遷移法は蛋白質のメチル基を選択的に抽出する手段として有効であると思われる。3量子の遷移を測定する方法として,縦緩和型は横緩和型に比べて,感展では劣るが,スピン結合による遷移成分を除くのが容易であると予想された。実際には,縦緩和型はパルスの調節は容易であるが,スピン結合の寄与を完全に除くことは困難であることが分かった。1次元スペクトルの測定は分子量数万程度のものは期待された緩和曲線を描き,測定はそれ程難しくないことが分った。しかし測定感度は通常測定の約0,5%と異常に悪かった。その原因を追求した話果,使用したNMR分光器の性能に問題が数多くあることが分った。まずパルス波形の乱れや,パルスの位相制御精度がこの測定を行うには十分でないことが分かった。次に装置の感度を上げるために,同調回路が非常に鋭く設計されているが,温度の揺らぎなどが位相やパルス角度の変化となって悪影響を与えることがわかった。使用した装置では温度の揺らぎが0,5°程度位相のふらつきが5°程度あることが推定され,1量子遷移や2量子遷移成分の消去を非常に困難にしていた。位相精度は2量子遷移の測定では上記測定ほど厳しく要求されないので,異種核相関2量子遷移スぺクトル法の予備的検討を行ない,極めて有望な結果を得た。さらにホモスポイル選択励起2次元スペクトル法を検討し,この方法で不可避的に混入する渦電流の影響をソフトウェアで除去する方法を見出した。この方法は勾配磁場強調スペクトル法への道を開くものと期待される。
黒毛豚の遺伝子解析及び美味しさと遺伝子の関係

本研究は、黒毛豚の遺伝子解析および美味しさと遺伝子の関係について研究を行うことを大きな目的とした。その成果は、非常に困難を極め、特に遺伝子解析については、今まで我々が報告してきた、プライマー(PDR2)では目的の遺伝子を単一に増幅することができず、遺伝子解析については全てのサンプルで豚(学名:Sus scrofa)との相同性を示したが、それぞれの種について同定することができなかった。よってプライマーについては再度設計し直すことが今後の重要な課題となった。次に、遊離アミノ酸については、同じ種のサンプルについても、非常にばらつきがあった。唯一共通して言えることは、カルノシン含量は他の遊離アミノ酸より高い値を示していたことであった。カルノシンは近年アンチエージングとしても非常に注目を浴びている食品である。このことからも、黒毛豚肉は今後さらに価値が高まる食品になる可能性が高い。今回の期間では多くの成果を得ることができなかったが、今後の検討課題を多く得ることができた。最終的な目標は美味しさと遺伝子の関係を追求することであるため、今後もこの研究を続け、計画上行う予定であった解析の全てを明らかにし、さらなる発展に努めていきたいと考えている。本年度は、9年前から行ってきた鹿児島黒豚のSLA-DRBI遺伝子におけるPCR反応の再現性を既存の鹿児島黒豚の高分子DNAを用いて確認した。次に鹿児島畜産試験場の協力を得て、出荷前の鹿児島黒豚の採血に立ち合い、29頭分の血液を45ml分けて頂き、血餅より高分子DNAを抽出した。また、市販の黒豚肉から液体窒素粉末法を用いて高分子DNAを抽出した。市販の黒豚肉については、その組織10gから遊離アミノ酸をアミノ酸のOPAプレカラム誘導体化法の前処理法に従って抽出した後、ロータリーエバボレーターで減圧乾固したものを50mlの蒸留水に溶かし、-80度で保存した。これを試料溶液とし、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて遊離アミノ酸の定量を行った。その結果、黒豚肉100mg当たりの遊離アミノ酸量は、カルノシンが33,09mg、次にチロシンが12mg、スレオニンが3.3mg、グルタミン酸が2.21mgであった。これらの結果を他の文献と比較すると、遊離アミノ酸量が全体的に非常に少ないことが分かったため、OPA反応時間もしくは、遊離アミノ酸の抽出の問題が考えられた。そこで、OPAの反応時間と基質であるSampIeの濃度変化について実験を行った結果、現在行っている条件が適していることが判ったため、遊離アミノ酸の抽出法を今後検討してく。来年度は、更にサンプルを増やしながら、遺伝子解析を進め、遊離アミノ酸の抽出方法の確立と測定、脂肪酸の定量を行い、美味しさと遺伝子の関係について追求していく。現在日本を取り巻く食の安全性の問題は非常に多く、偽造問題に関してはこの1年メディアから姿を消す事がない。本当に安心で安全な食材、またおいしい食材を確保していくためには、食材の遺伝子情報を追求し、系統分析する必要があり、この研究が、将来的には美味しさを発現している遺伝子情報を追求し、食肉の偽造問題に貢献できればと考えている。20年度は、19年度に引き続き、市販の黒毛の豚肉を購入し、液体窒素粉末法による高分子DNAの抽出を行った後、SLA-DRB1遺伝子および18s rRNA遺伝子におけるPCR反応を行った。本年度は、そのサンプルの塩基配列の決定を行い、系統樹作成によりその系統を明らかにしていきたいと考えている。次に、19年度の課題であった遊離アミノ酸の抽出法について検討した。昨年のアミノ酸OPAプレカラム誘導体化法の前処理法の一部を食品分析法(新・日本食品化学工学会;光琳)を参考に変更し抽出を行った。その後の操作は昨年と同様に行い、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて測定した結果、前回の抽出問題は解決できたため、本年度は遺伝子解析を行っている黒毛豚について、遊離アミノ酸の分析を進めている。21年度は、更にサンプル数を増やしながら、遺伝子解析を進め、遊離アミノ酸の測定を行い、鹿児島県工業技術センターの協力を得て、ガスクロマトグラフイーによる脂肪酸の定量を行う。また、21年度は最終年度となるため、豚肉の嗜好調査を行い、データの分析をしながら美味しさと遺伝子の関係について追求し、今後の研究に繋げていきたいと考えている。

現在日本を取り巻く食の安全性の問題は非常に多く、偽造問題に関しては未だ姿を消す事がない。本当に安心で安全な食材、また美味しい食材を確保していくためには、食材の遺伝子情報を追求し、系統分析する必要があり、この研究が、将来的には美味しさを発現している遺伝子情報を追求するとともに、食肉の偽造問題に貢献できればと考えている。本研究は黒毛豚の遺伝解析および美味しさと遺伝子の関係を追求していくことを目的とし、その手立てとして、まず、日本で美味しいと評判のある鹿児島黒豚、中国で美味しいと言われている梅山豚、世界的に美味しいと言われているイタリアのイベリコ豚の遺伝子解析および、それぞれの遊離アミノ酸量・カルノシン含量、脂肪酸組成の定量を行うこと、また白豚と黒毛豚が明らかに違いがあるかどうかを見極めることも重要であると考えたため、白豚と鹿児島黒豚を用いて、その蛋白質量および、脂肪含量などの測定を行った。まず、白豚肉と生産元が分かっている鹿児島黒豚肉(以後黒豚肉と略す)を用い、ロース、バラ、ヒレ、うでのそれぞれの部位について市販されている形状で蛋白質量や脂肪量を求めた。その結果、蛋白質量は、ヒレ以外の部位で0.01%水準で有意な差が得られた。黒豚肉の蛋白量が有意に高かった部位は、「うで」であった。それ以外の部位については、0.01%水準で黒豚肉の方が有意に低い値を示した。次に脂肪量は0,01%水準でロース、バラ、ヒレが有意に黒豚肉で高いことがわかった。うでに関しては0.01%水準で黒豚肉が有意に低い値を示し、その値は4倍以上低値であった。この結果から、黒豚肉は白豚肉にくらべ、脂肪をより多く含む肉質であることが分かったが、本研究で用いた黒豚は放し飼いをするため、うでについては、非常に脂質量が少ないことがわかった。万人が黒豚肉を美味しいと思う一つに、脂肪に甘味があり、脂肪がべとつかない。という理由がある。黒豚肉は脂質に富むというこれらの結果や、前述した万人が黒豚肉を美味しいと思う理由から、今後は脂肪にスポットをあてて研究することがおいしさと遺伝子の関係を追求していく上で非常に重要になると考えられた。黒毛豚の遊離アミノ酸の定量、遺伝子解析結果については、研究成果報告書にて報告する。