hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非等方弾性体における波動現象の漸近解析と逆問題

したがって本研究の試みは,非等方性の非破壊評価を定式化した逆問題解析への1つの数学的アプローチとして意義が期待される.以上の結果は国内の複数の研究集会(国際会議も含む)にて報告した.分散曲線の観測から残留応力の深さ方向の変化を再構成する工学上重要な逆問題に対して,非等方弾性体方程式の数学解析によるアプローチにより貢献できたことは価値あることといえる.また弾性波の境界反射は,弾性体の波動現象では無視できないテーマである.非等方性を微小パラメターとする漸近解析は,当初予測できなかった手法であるが,非等方性を再構成する逆問題への応用の見地からも意義が期待される.等方的な材質を組み合わせた複合材料は容易に非等方性を有する.たとえば繊維によって強化された複合材料は,母材,繊維ともに等方物質であっても,強い非等方性をもった直交異方弾性体となる.本研究では斉次直交異方弾性体に,残留応力あるいは何らかの他の異方性による微少な摂動を与えた場合に,自由境界面を伝播する弾性表面波(Rayleigh波)の変位場はどのように摂動するかについて考察し,以下の具体的結果と示唆を得た.1.境界面におけるRayleigh波の変位場の伝播方向と境界法線方向の成分比(polarization ratio)に対して,摂動前の状態(直交異方弾性体)のときからの変化を一次摂動公式として表示し,残留応力および弾性テンソルの摂動部分の成分ごとの寄与を明確にした.2.一定の単軸応力を残留応力として与えた場合,Rayleigh波の境界面での位相速度とpolarization ratioの相対変化率を比較すると,polarizationの相対変化率の方が数十数倍大きいことが,代表的な弾性材料(アルミニウム,鋼,銅,真鍮等)において計算される.Rayleigh波の観測により弾性体に含まれる残留応力等を決定する逆問題の観点から,このことはpolarization ratioの方が位相速度よりも感度がよいことを示唆する.これまでRayleigh波の観測量としては位相速度をもちいることが一般的であったが,以上の結果はpolarization ratioも観測量としてもちい得ることを提案するもので,その点に意義と重要性が認められる.深さ方向に変化する残留応力を含む弱非等方弾性体に対して,Rayleigh波速度の分散曲線から残留応力を再構成する逆問題に関する結果は,国際欧文誌に投稿を続けているが,査読者の決定遅れ・編集者の誤読等が重なり掲載決定が遅れている.一方,Rayleigh波速度の他,変位場におけるpolarization ratioに着目し,その摂動公式を,直交異方弾性体を非摂動パートに含めるまでに拡張できたことは,当初予期していないことであり,今後,残留応力の再構成逆問題への応用が期待される点で価値が認められる.1.残留応力は弾性体の強度に大きく影響を及ぼす.製造過程において残留応力を付加して,弾性材料の強度を上げることが行われている.とくに外界と接触する境界面においては,外部からの衝撃,摩擦等により亀裂や腐食が発生しやすいため,境界近傍に圧縮力を,境界から弾性体内部へ進むにつれて引っ張り力を付加することで,弾性体を強化することができる.しかしながら長期間,弾性材料として使用するにともない,付加された残留応力が解放され,その効果が薄れてくる.
分子遺伝学的手法を用いた歯周病細菌の迅速な血清型決定法の開発

Actinobacillus actinomycetemcomitansの血清型特異多糖遺伝子群を指標として血清型を迅速かつ簡便に決定するために、各血清型を規定している遺伝子を単離しDNAの塩基配列を決定しなければならない。本研究ではまず、まだ血清型特異多糖抗原合成遺伝子が同定されていない血清型a、d、eの株より、目的の遺伝子群をクローン化し、その構造を明らかにした。血清型dおよびeの血清型特異多糖抗原合成遺伝子群は、bあるいはcの同遺伝子群との類似性から比較的容易に単離し、構造を明らかとすることができた。それらの結果はBiochim.Biophys.Acta(1999)1489:457-461および(2000)1493:259-263に発表した。血清型aの血清型特異多糖は、他の血清型の特異多糖とは合成経路が全く異なっており、類似性を手掛かりに遺伝子を同定することができなかった。そこで、トランスポゾンを用いて血清型特異多糖欠損株を作製することで、同遺伝子群を同定し塩基配列を決定した(Biochim.Biophys.Acta(2000)1517:135-138)。それらの遺伝子群の中から、血清型cにのみ存在する6-deoxy-L-taloseを合成する遺伝子を同定し、この遺伝子が他の血清型には存在しないことを明らかにした(J.Biol.Chem.(2000)275)。以上の結果より、それぞれの血清型に特異的な塩基配列を選び出すことが可能になり、実際に血清型特異プライマーを設計した。合成したオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行ない、人の口腔内から採取した試料の中に存在するA.actinomycetemcomitansの血清型を決定する条件を見出すことができた。その成果は、J.Clin.Microbiol.に投稿した。Actinobacillus actinomycetemcomitansの血清型特異多糖遺伝子群を指標として血清型を迅速かつ簡便に決定するために、各血清型を規定している遺伝子を単離し、DNAの塩基配列を決定しなければならない。本研究の一年目では、まだ血清型特異多糖合成遺伝子が単離されていない血清型a、d、eの株より、目的の遺伝子群をクローン化し、その構造を決定することを目標とした。すでに同遺伝子群が得られている血清型bおよびcの情報を基に、血清型d(IDH781株)およびe(IDH1705株)の多糖抗原合成遺伝子群を同定することができた。IDH1705株の血清型e特異多糖の合成に必要な遺伝子群が血清型eに特異的で、他の血清型の株の染色体DNA上には存在しないことを明らかにできた。血清型eの多糖抗原遺伝子については、Biochim.Biophys.Acta 1489(457-461)に報告した。血清型dについても、その構造の解析がほぼ終了した。血清型aの多糖抗原遺伝子に関しては、クローン化が難航しており、まだ成功していない。各血清型特異多糖の遺伝子群の構造を明らかにした後、それぞれの血清型にのみ存在する遺伝子配列を得るのが次の段階であり、そのために各遺伝子の機能を解明すれば、血清型に特異的に存在する遺伝子の決定が容易になる。本年は、血清型cにのみ存在するL-taloseを合成する遺伝子を同定し、この遺伝子が血清型cの株にのみ見られるものであることを明らかにした。(J.Biol.Chem.印刷中)。この一年間で、血清型b、c、d、eに特異的な遺伝子を決定することができた。今後、残る血清型aに特異的に存在する遺伝子配列を決定し、それらの情報を用いてPCR法による簡便な血清型決定の条件を検討する予定である。

合成したオリゴヌクレオチドを用いてPCRを行ない、人の口腔内から採取した試料の中に存在するA.actinomycetemcomitansの血清型を決定する条件を見出すことができた。その成果は、J.Clin.Microbiol.に投稿した。
II-VI半導体超格子の層・界面歪と相互拡散の研究

可視領域の光エレクトロニクス材料として有用なII-VI半導体の良質な超格子をうるためには,層と界面の歪と転位の実態をつかむ必要がある.本研究ではMOMBE法,ホットウォール法, MOVPE法により作製された.ZnS, ZnSe, ZnTe系超格子の層と界面の歪をラマン分光法を用いて明らかにした.ZnS-ZnTe超格子のラマンスペクトルには, ZnS層及びZnTe層による二つのLOフォノンピークが観測される.それらのピークは格子不整合による歪によってバルクの物質より位置がずれている.両層の厚みの等しい超格子では,主にZnTe層に歪が存在することがわかった.ZnS-ZnSe超格子のラマンスペクトルにも, ZnS層及びZnSe層による二つのLOフォノンピークが観測される.この超格子の場合は主にZnS層に歪が存在し,さらにその歪は不均一であることがわかった.これらの超格子においては,歪が主にどちらの層に存在するかは基板の物質との格子整合に依存している.基板として用いたGaAsの格子定数は, 5.65〓であり, ZnSeの格子定数5.67〓に最も近く,ついで, ZnSの5.41〓,そしてZnTeの6.10〓という順に近い.それ故ZnS-ZnTe超格子ではZnTe層に, ZnS-ZnSe超格子では, ZnS層に歪が生ずることになる.ZnS-ZnSe超格子を作製する際に基板にZnSxSe_<1-x>のようなバッファー層をいれれば,歪が各層に均等にかかるようになると期待される.今後はラマン散乱の励起波長依存性を測定し,共鳴効果を調べ,分光学的研究による電子状態に関する知見と組み合わせて研究をすすめる予定である.可視領域の光エレクトロニクス材料として有用なII-VI半導体の良質な超格子をうるためには,層と界面の歪と転位の実態をつかむ必要がある.本研究ではMOMBE法,ホットウォール法, MOVPE法により作製された.ZnS, ZnSe, ZnTe系超格子の層と界面の歪をラマン分光法を用いて明らかにした.ZnS-ZnTe超格子のラマンスペクトルには, ZnS層及びZnTe層による二つのLOフォノンピークが観測される.それらのピークは格子不整合による歪によってバルクの物質より位置がずれている.両層の厚みの等しい超格子では,主にZnTe層に歪が存在することがわかった.ZnS-ZnSe超格子のラマンスペクトルにも, ZnS層及びZnSe層による二つのLOフォノンピークが観測される.この超格子の場合は主にZnS層に歪が存在し,さらにその歪は不均一であることがわかった.これらの超格子においては,歪が主にどちらの層に存在するかは基板の物質との格子整合に依存している.基板として用いたGaAsの格子定数は, 5.65〓であり, ZnSeの格子定数5.67〓に最も近く,ついで, ZnSの5.41〓,そしてZnTeの6.10〓という順に近い.それ故ZnS-ZnTe超格子ではZnTe層に, ZnS-ZnSe超格子では, ZnS層に歪が生ずることになる.ZnS-ZnSe超格子を作製する際に基板にZnSxSe_<1-x>のようなバッファー層をいれれば,歪が各層に均等にかかるようになると期待される.今後はラマン散乱の励起波長依存性を測定し,共鳴効果を調べ,分光学的研究による電子状態に関する知見と組み合わせて研究をすすめる予定である.
座標系非依存型解法に基づく蛇行発展の予測手法に関する研究

蛇行発展の予測を目的とした直交直線座標形を基本とした境界適合法の開発を行った。室内実験や自然河川における流況解析を行ったところ、従来手法と同等の精度での解析が可能であることが判明した。また、中規模河床波の発達においては流路の平面形状が極めて重要な役割を果たすことを明らかにした。蛇行河川の変形過程を記述する数理モデルとして蛇行方程式や曲線座標系を導入した平面2次元浅水流モデルに基づく方法が既往研究により提案されてきた。しかし、両モデルともに蛇行発展の記述に欠かせない変形要素を完全にモデル内に組み込み切れていないという欠点が内在していた。これに対して、本研究では、境界適合が必要な箇所に対してのみ境界部形状に応じた境界適合セルを用いる座標軸非依存型の数値解析法の開発を行い、既往研究で見られた欠点を補填する事を試みた。開発された計算モデルのプロトタイプの妥当性を検証するために、長谷川らにより実施された蛇行流路における移動床の室内水理実験値の再現計算を実施し、良好な再現が可能であることが明らかとなった。さらに、蛇行の進展にともなう河岸移動を計算モデル内で動的に取扱うためには、河岸移動量に応じて計算点を逐次的に再配置する必要がある。この計算点の自動的な再配置のための計算アルゴリズムは、位相幾何学の知見を援用する事で可能であることを明らかにした。河道の平面形状を数値計算に適切に反映する方法として一般座標が広く用いられているが、河道湾曲の曲率が大きい場合や分岐・合流がある場合では必ずしも適当は方法とは言えない。特に、本研究で対象としている河川の自然蛇行の平面形状は二価的な形状や河道の短絡までを包括的に取り扱う必要があるものの、一般座標では困難となる場合が多い。この問題の解決のために、境界適合が必要な箇所のみ任意多角形セルを用いてそれ以外は矩形格子を用いる新たな境界適合法を平成20年度までに開発した。開発した座標軸非依存型の境界適合法は自由蛇行において想定されるあらゆる平面形状の表現が可能である一方で、同計算法で求めれれる非構造的な計算点の配置情報の生成は極めて煩雑となる弱点があった。平成21年度は、座標軸非依存型の計算方法で求められる計算点配置を完全に自動処理するためのアルゴリズム、このアルゴリズムを実装した自動処理システムを開発した。この問題の解決のために、平成20度年から2l年度までに境界適合が必要な箇所のみ任意多角形セルを用いてそれ以外は矩形格子を用いる新たな境界適合法、座標軸非依存型の計算方法で求められる計算点配置を完全に自動処理するためのアルゴリズム、このアルゴリズムを実装した自動処理システムを開発した。平成22年度では、部分境界適合法の考え方をさらに発展させ、境界適合が必要な箇所に四分木構造格子を導入する新しい境界適合手法、その格子自動生成法、このような計算格子に基づく浅水流方程式の数値解析法の開発を行った。この計算法により過去に実施された室内水理実験の再現計算を行ったところ、良好な再現性を確保できる事が確認された。
戦前期わが国の都市空間システムに関する歴史的研究

わが国の都市空間は、明治維新から太平洋戦争時までの間に実施された各種の都市基盤整備の事業によって再編された。この研究は、近代におけるわが国の都市空間の変容を、その事業が計画・執行される仕組みを理解することで解明する。都市基盤整備の事業は、国家、地方行政、地権者、共同体、民間資本などが多様な関係を築き実施されていた。そして、その関係は、学知や技術による客観的評価に基づく、一元的な制度システム(仕組み)に回収されていくようになったことがわかった。計画していた研究分担者・連携研究者による研究会を以下のような研究発表で行い議論を行った。2011年6月25日:中川理「明治期の都市改造事業における都市住民の反応とその動向に関する研究-京都市の三大事業の実施過程を事例として-」2011年9月10日:小野芳朗「琵琶湖疏水-用地買収と水力利用による空間形成」2011年11月12日:丸山宏「近代造園の黎明」、木方十根「土木技師・梶山浅次郎の業績と鹿児島市戦災復興都市計画」2012年1月5日(於・ソウル):砂本文彦「ソウルの都市と建築」、石田潤一郎「植民地期ソウルの法定都市計画」、金珠也(慶尚大学校)「韓国における住宅の近代化」、韓東洙(漢陽大学校)「韓国における近代建築史・都市史研究の動向」2012年1月21日:山口敬太「昭和初期の六甲山をめぐる開発と保護の顛末」、砂本文彦「近代朝鮮半島における「国際リゾート地」開発」2012年3月10日:本康宏史「「軍都」の形成と都市基盤-第九師団管下金沢の事例を中心に-」、松山恵「東京市区改正事業に関する一考察-技術・空間・社会-(仮)」以上の研究会における議論の結果を、当初から想定していた<主体><理念><技術>の3グループに整理すると以下のようなことが明らかにされた。<主体>では、事業主体としての府県と市町村の対立関係、事業受け入れ側の住民の主体形成などが明らかになってきた。<理念>では、建築・都市計画だけでなく、林学などの分野の理念が、事業計画に色濃く反映されていることが明らかにされた。さらに<技術>では、近世的な技術から近代技術に置き換えられる課程で、技術者の政治的台頭が起こったことなどが明らかになりつつある。昨年計画した、テーマごとの分科会の設立は見送られた。それは、各テーマに分節しても、いずれにも共通する空間構造が指摘できるという議論からである。そこで、今年度も昨年と同様に分担者と連携研究者を中心に、年間で以下の12題の研究発表を行い議論を行った。(1)1930年代後半以降の京城・仁川・京仁地域の工業化と都市計画の役割、(2)山代温泉地における湯の権利問題と空間について、(3)日本の植民地都市から社会主義の都へ:平壌レポート、(4)植民地社会と顕彰空間ー台南北白川宮能久親王御遺跡所の空間形成、(5)社寺空間と近代京都ー創建神社、古社寺保存、御所をめぐって、(6)東京府風致協会聯合会機関誌『風致』について、(7)近代都市と遊廓、(8)米の記憶をたどる軍港都市呉の住宅地化ー呉鎮守府水道並びに呉市水道布設に伴う旱害補償交渉、(9)近代における古代の道の発見と景観創出ー奈良・山辺の道の形成史、(10)リチャード・パーキンス・ブリジェンスについて、(11)戦後那覇の都市形成と「空間の政治」、(12)沖縄の歴史的な民俗空間を戦後の社会基盤整備の中で位置づけ継承するための諸課題。昨年度の今年度の議論を通じて共通した空間構造として浮上してきたのは、植民地や沖縄などに典型的に表れる支配・被支配の構造、温泉や遊郭といった特殊な場所に表れる管理・被管理の構造である。そして重要なことは、この空間構造のあり方が、為政者(計画者)と住民(受容者)という、これまで空間の建設行為や都市計画の議論の中心となってきた関係構造では説明がつかないものであることである。被支配者・被管理者であるはずの住民が、主体的に実際の空間を築いたりする場面が数多く見られたし、一方で支配者・管理者の側が、実際の空間を実現できずに、あるいは実態を伴わないイメージとしての空間演出に専念するような事態もありえた。分担研究者と連携研究者を仲中心に、年間を通じて7回の研究会(都市基盤史研究会)を実施し、以下のような研究発表と議論を行った。島根の都市計画史戦前戦後をつなぐ基盤整備、アジア都市住宅と衛生、三陸漁村の基盤整備についてー「漁村」の「漁港村」化、橋梁デザインに見る風致に対する二つの認識ー京都・鴨川に架け替えられた四つの橋をめぐって、〈水〉と〈土〉のデザイン、戦前名古屋の公園・緑地計画、戦前都市計画における都市の大きさに関する議論、近代における京都鴨東地区の産業と市街化の展開、財閥組織と都市経営ー丸ノ内地区における三菱財閥の土地異動と街区形成についてー、金珠也・植民時期大邱の都市再編、小野芳朗・近代御所用水の防火と水利ー京都盆地の水は誰のものか、近代日本の物産・商品陳列施設について、廃仏毀釈による寺院空間の転用、奄美諸島の近代化と建築・都市計画、薩摩藩集成館事業と鹿児島の近代化遺産。

その成果として、戦前期わが国の都市空間システムを構築していく主体の多様性として、財閥や集落組織、さらには自主的な住民組織など、これまであまり分析の進んでいないものが浮上してきた。そして、そらら主体の連携や複合という組織化の状況も見えてきた。また、技術の社会性・政治性をめぐって、水をめぐる関係性、河川管理、堤防、橋梁、水利権などの重要性も明らかになってきた。とりわけ、そこにおける前近代的な管理から、近代的な法による管理への移行により空間が変容するようすが共通して見られた。さらに、都市の産業化と空間構成に対する視点の重要さも、共有される課題として認識されるようになった。次の段階として、これらの明らかになってきたテーマごとに分科会を設立し、さらに議論を深めていくことが計画されるに至った。今年度は、昨年度までの研究を再度検証し、さらに踏み込んだ考究が必要と考えられるテーマを明らかにし5回の研究会(都市基盤史研究会)を実施し、以下の10題の研究発表と討議を行った。(1)村上しほり(人と防災未来センター)「占領下日本の都市空間ー神戸ヤミ市の生成と展開に着目してー」、(2)堀田典裕(名古屋大学)「山林都市の思想とその展開」。大名庭園の近世と近代ー<好み>から<規格>へ、(3)小野芳朗(京都工芸繊維大学)「岡山後楽園」、(4)本康宏史(金沢星稜大学)「金沢兼六園」。二大都市計画理論(田園都市論と近隣住区論)の導入過程、(5)中江研(神戸大学)「日本毛織の社宅街開発と田園都市論」、(6)中野茂夫(島根大学)「日立製作所の工業都市計画と近隣住区論」。(7)松山恵(明治大学)「日本近代都市史ー過去、現在、そして未来ー」、(8)中川理「わが国近代都市空間史の転換点試論ー京都から考える」。(9)川口朋子(京都府資料館)「建物疎開と都市防空をめぐって」、(10)江口久美「パリの歴史的建造物保存と都市計画をめぐって」。これにより、わが国の都市空間システムが成立する要件として、A.近世の城下町のシステムからの影響((3)、(4))、ヨーロッパからの理論の導入((2)、(5)、(6))、都市支配と空間変容((7)、(8))、敗戦を契機に現れる変容システム((1)、(9))などのテーマに対して共通の理解を得ることができた。そこでは、空間を制御しようとするシステムが多様な文化的要素の積み重ねにより成立することが明らかにされた。そこで、それをより客観的に明らかにするため、比較検討として、フランス(パリ)での建築・空間の制御のあり方を検討し(10)、また南京(中国)の近代的空間変容を歴史的にとらえようとしている東南大学建築学院の陳薇(CHEN WEI)の協力を得て中国との比較検証も行った。科研費支援最終年度となる今年度は、これまでの研究成果で特に特徴的であった京都の近代化をめぐる論考について、2冊の著作(研究代表者・中川+分担者・小野)として刊行した(研究代表者の著作『京都と近代』は、日本建築学会賞を受賞した)。同時に、この成果も含めた研究全体の成果をまとめるために、継続してきた研究会において、成果の整理の方法について議論を行った)。その上で、以下のような残された2つのテーマについて扱う研究会を実施した。(1)災害を契機とする地域変容(三陸漁村の津波復興)、(2)近代都市計画の技術的基盤(土木技師・梶山浅次郎)(2/9)。
分子の振動励起状態における純回転遷移周波数の精密な測定

本研究は,分子の振動励起状態について純回転スペクトル周波数をマイクロ波分光なみの良い精度で測定し,分子理論の検証に役立つような精密なデータを収集解析するのが目的である。用いた分光装置は富山大学の波長可変遠赤外分光計であり,これまで測定例の乏しい振動励起状態の周波数データを2桁以上改善することができた。測定ではまずH_2O分子のv_2振動第1励起状態(v=1)を対象に研究を進めた。この状態は基底状態に比べ分子の数が少なくスペクトル強度が小さいが,用いた遠赤外分光計の感度を生かして測定を進めることができた。さらに,試料のセルをホットセル等にするなどの改良を加えて弱い吸収線も観測出来るようにし,ほぼ予定通りの成果をあげる事ができた。これまで知られていた分子定数で計算した周波数と今回の測定結果を比べると,これまでの計算値に数百MHzもずれているものがあることがわかった。我々の測定値を用いて分子定数を決め直し,測定値を百kHz程度で再現する分子定数を得ることができた。また,実際の測定までは至らなかったが,より高い振動励起状態への光ポンピングもできるように,励起用の高出力半導体レーザー光源の開発も進めた。一方,分子理論の検証には振動励起状態の分光データとともに,同位体分子の分光データも同様に重要である。今回測定を進めたH_2O分子ではその同位体のH_2^<17>O,H_2^<18>O,D_2Oなどで未だにフーリエ分光計のデータが使われているので,我々の分光計で測定をし直し,精度良い周波数表と分子定数を得た。[目的,今年度の目標]分子定数がよく求められているとされる基本的な分子でも,振動励起状態については未だ精度の高い分光データが不足していることに注目して,本研究では,振動励起状態の回転遷移を直接測定することにより励起状態の分子定数を1-2桁向上させることを目標としている。今年度はH_2O分子の〓振動励起状態(v=1)をまず手掛けた。また,同位体のD_2Oについても測定を始めた。[成果]実験は,われわれの開発した炭酸ガスレーザー差周波型遠赤外分光計を用いて,遠赤外領域にある回転遷移を測定した。ほぼ当初の計画と予想のとおり進めることができた。(1) v_2振動のv=1励起状態は基底状態から波数1600cm^<-1>上方にあるが,強度の強い回転スペクトルは通常の試料セルを室温でもちいても観測することができる。この方法で32本の遷移周波数を測定した。(2)強度が強くない回転スペクトルを測定するために,励起状態の分子数分布を増やす必要があった。このために気体試料をヒーターにより加熱する方式の高温試科セルを製作し,さらに15本の測定を行った。(3)この測定により回転遷移の周波数精度が最大3桁向上した。データをもとに励起状態の回転定数を求めた。定数の精度も1-2桁向上した。(4)同位体のD_2Oについては振動励起状態を測る前に,まず基底状態のデータから測定し直して精度をあげた。(5)より高い励起状態の測定に備えて二重共鳴実験の準備を進めた。そのために1Wクラスのパワーをもつ半導体レーザーを駆動するための電源と外部共振型レーザー光学系を設計製作した。

測定ではまずH_2O分子のν_2振動第1励起状態(v=1)を対象に研究を進めた。この状態は基底状態に比べ分子の数が少なくスペクトル強度が小さいが、用いた遠赤外分光計の感度を生かして測定を進めることができた。さらに、試料のセルをホットセル等にするなどの改良を加えて弱い吸収線も観測出来るようにし,ほぼ予定通りの成果をあげる事ができた。これまで知られていた分子定数で計算した周波数と今回の測定結果を比べると,これまでの計算値に数百MHzもずれているものがあることがわかった。我々の測定値を用いて分子定数を決め直し,測定値を百kHz程度で再現する分子定数を得ることができた。また,実際の測定までは至らなかったが,より高い振動励起状態への光ポンピングもできるように,励起用の高出力半導体レーザー光源の開発も進めた。一方,分子理論の検証には振動励起状態の分光データとともに,同位体分子の分光データも同様に重要である。今回測定を進めたH_2O分子ではその同位体のH_2^<17>O,H_2^<18>O,D_2Oなどで未だにフーリエ分光計のデータが使われているので,我々の分光計で測定をし直し,精度良い周波数表と分子定数を得た。
種々の数表現を通した数論的性質の解明

ランベルト級数のq進法展開における局所的な振る舞いを記述するエルデスの定理を精密化し、ディリクレ指標に付随する二項回帰数列の逆数和に対する無理性や線形独立性に関する定性的な結果を得た。また並行して、関数自身の数論的性質についても研究を進め、与えられた関数が超越関数となるための十分条件を与えた。さらに、ある種の古典的なテータ関数に対して、それらの間の代数的関係式を導くアルゴリズムを定式化し、具体的な関係式を計算して求めた。応用として、テータ関数値の代数的独立性やランベルト級数の超越性が得られた。平成27年度に得られた研究成果は以下の通りである:1.ディリクレ指標に付随する無限級数の線形独立性(江居宏美氏, F.Luca氏との共同研究).エルデス(1948)によって開発されたq進法展開の非周期性を導く手法を一般の代数体上で発展させ、展開の基数が代数的数であるようなある種の無限級数の集合に対し、無理性や線形独立性に関する結果を得た。これらの数の一部は、ディリクレL関数のフィボナッチ型類似関数の特殊値として表現されるものであり、本研究結果によりフィボナッチ・ゼータ関数の特殊値の研究に関する新たなアプローチを与えることができた。2.一般約数関数の母関数値の線形独立性(F.Luca氏との共同研究).近年、F.Luca氏との共同研究において発表した線形独立性に関する一連の論文では、証明の核となる部分において、等差数列上の素数分布に関する定理(Alford, Granville, Pomerance, 1994)を援用していたが、一般約数関数の母関数をはじめとする特別な関数族に対しては、初等的手法によりその部分を解消できることが分かった。この証明の改良・簡易化が、新たな数集合の線形独立性を導く足掛かりとなることを期待している。3.ヤコビテータ関数値の代数的独立性(C.Elsner氏との共同研究).ヤコビテータ関数の二つの異なる点における値の代数的独立性を明らかにした。現段階において許容される代入値は非常に限定的であるため、今後はこの条件を緩和することが重要である。上述した3つの研究結果は学術論文として取りまとめ、現在学術雑誌に投稿中である。当該年度の研究計画として想定していなかった部分(研究実績の概要3)についてまで着手できた上、一定の結果を論文として取りまとめることが出来たため。平成28年度に得られた研究成果は以下の通りである1.テータ関数値の代数的独立性(C. Elsner氏との共同研究).テータ関数の超越性、代数的独立性の研究は、Yu. V. Nesterenko(1996)のラマヌジャン関数値の代数的独立性に関する結果を皮切りに盛んに研究されてきた。例えば、D. Bertrand(1997)や、D. Duverney-西岡啓二-西岡久美子-塩川宇賢(1996)らは、Yu. V. Nesterenkoの結果を応用し、導関数を含めた種々のテータ関数値の超越性や、ある同一点における値の代数的独立性を示した。その一方、固定されたテータ関数の異なる点における代数的関係性についての結果はあまり知られていなかった。そのため研究代表者は、平成27年度よりC.Elsner氏と共にこの問題に取り組み、平成28年度初期までに代入値に関する一定の条件の下、代数的独立性に関する部分的な結果を得た。仮定した条件については不満が残るものであったが、平成28年度にはテータ関数の間の関係式を利用することで、この条件を緩和し一般化することに成功した。2.漸近的手法を通した関数の超越性の証明(M. Coonsとの共同研究). Mahler関数をはじめとしたある種の関数族に対しては、「関数値の超越性」が「関数自身の関数体上の超越性」に直結する。そのため、超越数論においては、関数自身の超越性や代数的独立性そのものが重要な意味を持ち、また必要となる場面がある。本研究では、漸近的なアプローチを通してDuffin-Schaeffer(1945)の結果を一般化し、有理整数を係数とするベキ級数についての超越性に関する結果を得た。テータ関数値に関する代数的独立性の研究においては、着想から一定の結果が得られるまで予想していたよりも早いスピードで研究が進展した。また関数自身の超越性や代数的独立性の証明法についても、M. Coons氏との共同研究により新たな知見・アプローチが得られ、今後の研究の発展に繋がると思われる部分が多く感じられた。以上を総合的に考慮し、進捗状況に関しては概ね順調に進展していると評価した。平成29年度に得られた研究成果は以下の通りである1.テータ零値の間の従属関係式の導出(C. Elsner氏, F. Luca氏との共同研究). Yu. V. Nesterenko(2006)は,ある種のテータ零値に対して,それらの間の従属関係式を導くアルゴリズムを与えた.研究代表者らは, Nesterenkoの結果から得られる従属関係式を起点として,テータ零値固有の倍角の公式や,無限積表現を援用することで,より一般のテータ零値に対しても従属関係式が構成できることを明らかにし,いくつかの場合においては具体的な従属関係式を求めた.また,本研究結果の副産物として,関連するテータ関数の値の代数的独立性や,ルジャンドル記号を含むランベルト級数の超越性を得ることができた.2.二項回帰数列の逆数和の数論的性質の解明

. P. Erdos(1948)によって開発されたランベルト級数の無理性を導く手法は,実数の展開における基数が有理整数でない場合においても有用であることが,研究代表者らの最近の研究によって明らかにされた.そこで本研究では,フィボナッチ数列やルカ数列に代表される二項回帰数列を対象に,空隙が比較的小さい部分列の逆数和の数論的性質について考察した.その結果,空隙に関する一定の条件の下では,逆数和の無理性を示すことができた.証明において仮定した条件の緩和や,線形独立性への結果の拡張は今後の研究課題である.ランベルト級数のq進法展開における局所的な振る舞いを記述するエルデスの定理を精密化し、ディリクレ指標に付随する二項回帰数列の逆数和に対する無理性や線形独立性に関する定性的な結果を得た。また並行して、関数自身の数論的性質についても研究を進め、与えられた関数が超越関数となるための十分条件を与えた。さらに、ある種の古典的なテータ関数に対して、それらの間の代数的関係式を導くアルゴリズムを定式化し、具体的な関係式を計算して求めた。応用として、テータ関数値の代数的独立性やランベルト級数の超越性が得られた。次年度においても継続して、ヤコビテータ関数値の代数的独立性についての研究を進める。本研究においては、現在まで得られている結果を包括するような、より大きな関数値集合に対する代数的独立・従属性を決定することが最大の目的である。研究遂行のために関係研究者との情報交換、共同研究を積極的に推し進める。今年度までに得られたテータ関数値の代数的独立性に関する結果は、主に古典的なテータ関数を対象としたものであったが、本研究手法は他の一連のテータ関数についても適用できると期待している。この問題の整理・検討のため、平成29年度にはC. Elsner氏を招聘し研究討議を行う予定である。数物系科学概ね使用済である。物品(数論関係の書籍)の購入額が予定を少し下回った。最も大きな理由は、テータ関数値の研究が大幅に進み、今後の研究内容の整理・検討のため共同研究者との研究打ち合わせが必要になった点が挙げられる。そのため、今年度は科研費の使用を少し控えた。またオーストラリア出張の際に、先方からの援助を頂いたことも一因である。当初の計画通り、関係研究者との研究打ち合わせや研究集会参加を目的とした出張旅費として支出する予定である。次年度分として請求した助成金については、共同研究者の招聘費用、及び昨年度までに得られた研究成果を研究集会等で発表するためにかかる出張費用として主に使用する予定である。
干潟生態系の維持機構の解明―ハイダム撤去の事前事後調査に着目して―

干潟生態系の維持機構を解明するために、荒瀬ダム撤去事業で流出する堆積物に着目して、球磨川河口域の干潟生態系の変化を調べた。干潟の堆積厚は出水後に上昇する地点が多かった。このことは,河川からの土砂の流出が干潟の物理基盤の維持に寄与していることを示している。また、干潟の底質は、ダム撤去の進捗につれて砂へと変化する地点が多く、ダムに堆積した砂が干潟に到達したと推察された。干潟の生物相は約20%の地点で変化し、その大半で種数が増加した。これらの結果は、河川からの土砂の流出が干潟の物理場だけでなく生物多様性を維持していることを示している。本研究の目的は,1級河川球磨川河口約20kmに位置する荒瀬ダムの撤去事業に伴う土砂移動のインパクト・レスポンスに着目して,干潟生態系における物理基盤の機能評価・生物多様性維持機構を解明することである.これまでダムに蓄えられた土砂が流れることにより,短期的には河口域に大規模な土砂供給が起こり,その後は土砂供給量が減少するという「流砂量の変化」が起こることが想定される.河川の流砂の量と質を追跡するとともに,それに伴う生物分布の変化を明らかにすることで,未解明である干潟生態系の維持機構を特定することが本研究の最大の狙いである。平成24年度は,ダム撤去前後の物理基盤とそれに伴う生物の変化を明らかにすることを目的とした調査を行った.まず,物理基盤の質的量的変化を追跡するために、球磨川河口干潟に供給される浮遊土砂量を濁度計を用いた継続的観測および粒径分布の観測を行い,球磨川河口域一帯における土砂分布とその動態を明らかにした.他に,生物生息場を規定する環境要因を特定するため,詳細スケールでの物理要素を把握した.物理基盤情報としては,こkじょ数年間の出水頻度の上昇に伴い,河口部から海域にかけての河床材料の砂質化傾向が明確となった点などが特筆すべき成果と言える.生物に関しては,魚類・ベントス類について河川内を広域的に調査し,縦断分布を特定するとともに,干潟の横断方向の調査も行い,魚類群集・ベントス群集構造を解明した.また,幾つかの干潟の典型的なカニ類について,ミクロハビタットレベルでの調査を実施し,その生息条件を特定した.主要生物については,窒素・炭素安定同位体分析に供するための分析試料収集を行った.生物相調査,物理基盤調査ともに優れた情報収集ができたため,生物群集構造の予備解析を行うことができた.特に,河口域一帯に定住するハゼ亜目魚類とカニ類については網羅的な調査を行い,それら2分類群を使った河口域生態系の評価系を確立できた点が特筆すべき成果と言える.本研究の目的は,1級河川球磨川河口約20kmに位置する荒瀬ダムの撤去事業に伴う土砂移動に着目して,干潟生態系における物理基盤の機能評価・生物多様性維持機構を解明することである.これまでダムに蓄えられた土砂が流れることにより,短期的には河口域に大規模な土砂供給が起こり,その後は土砂供給量が減少するという「流砂量の変化」が起こることが想定される.河川の流砂の量と質を追跡するとともに,それに伴う生物分布の変化を明らかにすることで,未解明である干潟生態系の維持機構を特定することが本研究の最大の狙いである.平成25年度は,前年度に引き続き,ダム撤去前後の物理基盤とそれに伴う生物の変化を明らかにすることを目的とした調査を行った.まず,物理基盤の質的量的変化を追跡するため,球磨川河口干潟に供給される浮遊土砂量を濁度計を用いた継続的観測および粒径分布の観測を行い,球磨川河口域一帯における土砂粒径分布と平均的な堆積速度態を明らかにし,近年,干潟表面が砂質化していることが堆積速度の観点から示唆された.他に,生物生息場を規定する環境要因を特定するため,詳細スケールでの物理要素を把握した.生物については,魚類・ベントス類の河川内広域調査を実施し,縦断分布を特定するとともに,干潟の横断方向の調査も行い,魚類群集・ベントス群集構造を解明した.また,幾つかの干潟の典型的なカニ類について,ミクロハビタットレベルでの調査を実施し,その生息条件を特定した.主要生物については,窒素・炭素安定同位体分析に供するための分析試料収集を行った.生物相調査,物理基盤調査ともに優れた情報収集ができたため,生物と物理基盤との関連性の解析を行うことができた.河口域の生物相は数タイプの出現パターンに区分することができ、その各々の生物相タイプの出現の可能性を予測するモデルを構築できた点が,大幅な研究進捗が見られた点である.本研究の目的は,1級河川球磨川河口約20kmに位置する荒瀬ダムの撤去事業に伴う土砂移動に着目して,干潟生態系における物理基盤の機能評価・生物多様性維持機構を解明することである.

これまでダムに蓄えられた土砂が流れることにより,短期的には河口域に大規模な土砂供給が起こり,その後は土砂供給量が減少するという「流砂量の変化」が起こることが想定される.河川の流砂の量と質を追跡するとともに,それに伴う生物分布の変化を明らかにすることで,未解明である干潟生態系の維持機構を特定することが本研究の最大の狙いである.平成26年度も,これまでと同様に,ダム撤去前後の物理基盤とそれに伴う生物の変化を明らかにすることを目的とした調査を行った.まず,物理基盤の質的量的変化を追跡するため,球磨川河口干潟上に計測用として打ちつけたピンの計測を行うとともに,干潟の表土を持ちかえり,篩分けして粒度組成を調査したところ,干潟表面の砂質化と最大45cmに達する堆積圧の増加が確認された.生物については,魚類・ベントス類の河川内広域調査を実施し,縦断分布を特定するとともに,干潟の横断方向の調査も行い,各生物種の環境要求を解析した.主要生物については,物理基盤の情報に基づき、一般化線形混合モデルを使った生息場モデルを構築した.そのモデルを外挿することで,干潟の物理場の変化に対する生物の応答を見積もり,ダム撤去後の土砂供給に伴って干潟の堆積圧は増加したものの,地盤高はそれらの出現を左右するほど変化しなかったこと,干潟表土の質的変化の方が生物分布に影響することなどが明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。水産学・応用生態学・資源保全学26年度が最終年度であるため、記入しない。生物データに関しては、充実したデータ収集と解析を行っており、次年度、計画していた群集解析等の予備解析を既に終えている。物理基盤の調査に関しては、一部、分析を終えていなものが見られるものの、本研究の主要な部分を占める土砂の堆積状況等は十分に追跡できており、研究は順調に進展していると判断できる。生物・物理基盤データともに,充実したデータ収集が行えており,結果として,両者の関連性の解析等を実施することができた.少なくとも,環境傾度と生物分布との関連性については明瞭に示すことができており,研究は順調に進展していると判断できる.26年度が最終年度であるため、記入しない。物理基盤,生物分布とも,平成24年度と同様の調査を継続的に実施する.そして,生物分布と環境傾斜との関係性をするために直接および間接法による解析を実施する.また、平成24度に明らかとなった主要生〓〓広域スケールの情報に基づいて各種の分布モデルを,また,詳細スケールの情報に基づいて各種の生息場モデルを構築する.窒素・炭素安定同位体分析については,食物網構造内のコミュニティーワイドを特定する.物理基盤,生物分布とも,これまでと同様の調査を継続的に実施する.特に、平成26年度はダム撤去後の実質的なデータ収集が期待されるため,干潟の物理基盤の大幅な変化に対して生物がどのように応答するのか,それらの調査結果に基づいて解析する予定である.そして、環境の変化に伴う各種の潜在的分布の可能性を予測できるように,種ごとの分布モデルを構築する予定である.26年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度の基金の繰り越し分を含め,消耗品,調査旅費・成果発表旅費でその多くを使用する予定である.人件費,分析外注費やレンタカー代などにも研究費を使用する予定である.以下に,その詳細を示す.調査に必要な観測機墨は初年度に購入済みで,平成25年度には備品費は必要ない.物品費(全て消耗品)・・・¥850,000,旅費・・・¥
ホルモン誘導性局所因子による卵巣機能調節に関する研究

生殖活動は視床下部-脳下垂体-性腺から構築される内分泌系によって支配されているが、特に生殖腺や副腎皮質において特異的に産生されるステロイドホルモンはその中心となる重要な役割を担っている。卵巣における性ホルモンの作用機序にはゴナドトロピンレセプターおよびそれに関わる様々な局所因子が重要な役割をもつが、それらにより制御されているステロイドホルモンの産生に不可欠な遺伝子群の発現、およびその転写を調節する因子の分子機構を理解することは、卵巣のフィードバック機能を考える上で非常に重要である。近年ヒトの疾患およびその組織学的な解析から、核内受容体型転写因子Ad4BP/SF-1がステロイド産生酵素の発現におけるキーファクターとして働くことが明らかになってきた。しかしこれら遺伝学、組織学的な解析に比べ、この因子の分子制御機構は不明な点が多い。私はAd4BP/SF-1タンパク質の制御を解き明かすためにこのタンパク質の翻訳後修飾に着目し検討を行った。はじめにマウス副腎由来のY-1細胞から全細胞抽出液または核抽出液を調整し、二次元電気泳動法により展開し、Ad4BP/SF-1の分離を行った。その結果、Ad4BP/SF-1は少なくとも4つのスポットに分離され、さらにこのスポットが熱や脱リン酸化阻害剤によって変化を受けることを見出した。次に、免疫沈降法を用いて細胞抽出液よりAd4BP/SF-1を精製し、SDS-PAGEによって分離した後、数種類のプロテアーゼを用いてゲル内消化を行い、Ad4BP/SF-1のペプチド断片を調整した。調整したペプチド断片は質量分析法によって解析し、それぞれの断片の質量の差をもとに修飾部位と修飾の種類の同定を行った。その結果、Ad4BP/SF-1分子内に新規のリン酸化部位を同定した。現在、作製した同部位の点変異を培養細胞へ導入し、Ad4BP/SF-1の修飾による機能調節の解析およびその修飾を制御する上流因子についての検討を行っている。これらの結果は、卵巣での性ホルモンの作用機構を理解する上で重要な知見となると考えている。1、ラット卵巣でゴナドトロピンの刺激により誘導される遺伝子群をサブトラクションクローニング法を用いて検索した結果、ゴナドトロピン誘導性遺伝子群として、StAR、scavenger receptor classB、20-beta HSD、NGFI-Aなどが単離された。これらの遺伝子がゴナドトロピン刺激によりラット卵巣顆粒膜細胞で顕著に誘導されることを示し、これらの遺伝子の性腺機能への関与を明らかにした。2、卵巣におけるゴナドトロピンレセプターおよびそれに関わる様々な局所因子の働きを考える上で、性分化における遺伝調節の分子機構を理解することは非常に重要である。近年ヒトの疾患およびマウスの遺伝学的な解析から、核内受容体型転写因子Ad4BP/SF-1が性分化におけるキーファクターとして働くことが明らかになってきた。私はAd4BPタンパク質の制御を解き明かすためにこのタンパク質の翻訳後修飾に着目し、細胞よりAd4BPを抽出し精製することを試みた。さらに二次元電気泳動でAd4BPタンパク質を展開し、これが複数のスポットとして検出されることを見出した。この結果はAd4BPが複数の翻訳後修飾によって制御を受けていることを強く示唆している。これらの修飾を解明する目的で、今後(1)各種の翻訳後修飾誘導、および阻害によるスポットの変化を検出し、これら翻訳の上流制御機構を明らかにする。また(2)それらによって変化の生じたスポットのアミノ酸部位の同定を質量分析法によって明らかにし、これらの部位の疾患の有無の検索、また変異の培養細胞への導入を試みAd4BPの機能への影響の解析を行う。その結果、Ad4BP/SF-

1分子内に新規のリン酸化部位を同定した。現在、作製した同部位の点変異を培養細胞へ導入し、Ad4BP/SF-1の修飾による機能調節の解析およびその修飾を制御する上流因子についての検討を行っている。これらの結果は、卵巣での性ホルモンの作用機構を理解する上で重要な知見となると考えている。
暗黒星雲における磁場構造の研究

昨年度までに製作した観測装置で科学的データを収集・解析し、論文として発表することが、今年度の目的であった。分光偏光計PASP2を、ワイオミング大学の2.3m望遠鏡とマウントレモンの1.5m望遠鏡に搭載し、数十個の天体の分光観測と分光偏光を行なった。おもな対象天体は、銀河面の希薄な星間空間の星間塵による減光を受けた星・暗黒星雲をかすめて減光を受けた星・おうし座暗黒星雲の背景にあって主として暗黒星雲の星間塵で減光されている星の3種類である。また、比較のための「テンプレート」として、近傍の晩期型星を中心に、種々のスペクトル型の星の分光データ(波長分解能0.1μm程度)を取得した。これらの観測から次のような結果を得ている。まず、分光偏光観測から、暗黒星雲の中の氷の吸収(波長3.1μm)にともなう偏光の超過をさまざまな天体に見いだした。星形成領域の赤外線源で氷の吸収を持っている天体には必ずといっていいほど偏光の超過があることがわかった。また、Tタウリ型星の中には波長2μmから4μm附近にかけて偏光の位置角が独特の変化をするものがあることを見つけた。これは磁場による星間塵の整列(吸収による偏光)と、星の周辺の星間塵の球対称でない分布(錯乱による偏光)との間の関係を示すものと考えられる。また、分光観測からは、3.1μm吸収によって暗黒星雲中の氷の性質、特に星間減光Avとの関係を多くの天体から求めることができた。さらに、希薄な星間空間中の有機物によると考えられる吸収についても、その分布が普遍的であって、これまでもっぱら観測されてきた銀河系の中心方向だけに集中しているわけではないことを見いだした。これらの結果は現在さらに詳しい解析の途中であり、論文として発表する予定である。
屋内公園施設「子どもログハウス」における子どもの遊び行動と部材の劣化

横浜市の屋内公園施設「子どもログハウス」,7施設について、その利用状況,子どもの遊び行動(とくに安全上、問題のある場所)及び部材の劣化状況を測定・観察した。得られた結果は以下の通りである。1)利用者は平日で300人/日、休日で700人/日にのぼる。転倒防止のため裸足を義務づけられているが、それでも転倒する。床はほとんど木質フローリング仕上げだが、より一層の衝撃吸収性が望まれる。2)子どもの遊び行動:自然木に近い丸太製の場合は、壁を伝って小屋裏口登る行動もしばしば観察される。つまり、均一な丸棒製のハウスよりも、太さの不揃いな自然木製の方が行動が活発になる。部材によっては転落の危険もあるため、丸太に横穴をあけ、手がかり・足がかりを与える必要のある個所もある。3)劣化状況:床は住宅用の施工が行あれるが、激しい飛び跳ね行動の繰り返しにより緩み端部の割れ,剥離、段差発生が著しい。階段も同様にがたつく。接合方法の見直しが必要とされる。現状では、施設維持の担当者によって、布製粘着テープ貼り、パテ充填、釘打ち等の修繕が行われるが、同様の障害が繰り返し発生している。屋外部では、前期の劣化のほか、腐朽が認められる。ほとんど防腐剤の加圧注入を行っていない針葉樹が使われているので、設置3年後には腐朽が顕著になり、45年後には使用禁止の措置を取っている。エクステリア部では加圧注入処理木材を利用し、しかも水じまいのよい構造に改める必要がある。
オウギガニ科有毒ガニが保有するフグ毒関連未知成分の分離・同定

本研究では、石垣島小島産スベスベマンジュウガニAtergatisfloridusよりフグ毒関連の未確認の2成分を分離し、それぞれ11-oxotetrodotoxin(11-oxoTTX)および11-nortetrodotoxin-6(R)-o1(11-norTTX-6(R)-o1)であることを明らかにすることができた。その概要は以下のとおりである。1993年9月に沖縄県石垣島小島で採取したスベスベマンジュウガニ17個体計300gを試料とした。塩酸酸性80%エタノールで毒を抽出し、ジクロルメタンで脱脂後、活性炭処理を行なった。得られた粗毒をBio-Gel P-2およびBio-Rex70カラムを用いるクロマトグラフィーに繰り返し付し、最終的にtetrodotoxin(TTX)と未確認の2成分(TTX-U1およびTTX-U2と仮称)を分離した。TTX-U1、U2の収量はそれぞれ0.9mg、0.2mgで、マウスに対する比毒性は、3,800MU/mgおよび2,200MU/mgと測定された。これらはTLC分析においてRf値0.42および0.35に単一スポットを、HPLC分析において保持時間12.6および19.7分に単一ピークを、さらにESI/MSにおいてm/z 336.1および290.3に分子イオンピーク(MH^+)を与えた。TTX-U1はNaBH_3CNにより還元され、TTXに変換した。以上の知見と、^1H NMRスペクトルにおける各プロトンのケミカルシフト値(帰属は^1-^1H COSYスペクトルにより確認)から、TTX-U1、U2はそれぞれ11-oxo-TTXおよび11-norTTX-6(R)-o1であると結論した。
MRIによる膝関節の経年的変化と変形性膝関節症の検討

これまで、変形性膝関節症の画像評価は主に単純X線写真によって行われてきたが、単純X線写真は骨の描出が主体で軟部組織の描出能に乏しく、必ずしも理想的な画像診断法ではなかった。一方、MRIは、関節軟骨、靭帯、半月など関節構成体を全て描出することが可能であり、変形性膝関節症の早期診断や重症度診断に有効な診断法といえる。そこでMRIによる膝関節の経年的変化と変形性膝関節症の比較を行ない、変形性膝関節症の発症のメカニズムを検討した。対象は、膝関節疾患の既往の無い健常群48名(平均54歳)と変形性膝関節症患者67名(平均64歳)である。MRI画像につき、前十字靭帯、半月板、関節軟骨、軟骨下骨の信号異常、軟骨下嚢胞、骨棘の状態を評価した。その結果、40歳以上の健常者では半月板に変性ないし水平断裂を75%に認めたが、関節軟骨のびらん、骨棘形成、軟骨下骨の低信号域、軟骨下嚢胞がみられるのは一部の症例で、これらの変化は存在しても限局性ないし軽度であった。また、前十字靭帯の損傷が認められることはなかった。一方、変形性膝関節症では、全ての症例において半月板に異常を認め、特に複合断裂は内側半月板の74%において認めた。更に、関節軟骨のびらん、骨棘形成、軟骨下骨の低信号域も全ての症例で高頻度にみられ、変化はより広範ないし高度に認めた。また、大多数の症例において軟骨下嚢胞を、33%に前十字靭帯損傷を認めた。変形性膝関節症の発症には、経年的変化が大きく関与しているといわれるが、本研究では、膝関節疾患の無い高齢者では、半月板の変性ないし水平断裂がほとんど全ての症例においてみられたにも拘わらず、変形性膝関節症の合併はみられなかった。変形性膝関節症の発症には、経年的変化に加え、外傷などを契機とした関節構成体の退行性変性、特に半月板の複合断裂が重要な役割を果たしていると思われる。膝関節に症状や既往疾患の無い20歳代のボランティア6人、60歳以上のボランティア8人、60歳以上の変形性膝関節症10人を対象としてMRIを施行し、膝関節における経年的変化と病的変化を評価検討した。その結果、関節軟骨のびらんは20歳代のボランティアではみられず、60歳以上のボランティアでは25%、変形性膝関節症では全症例にみられた。半月板は20歳代ボランティアでは17%で変性、60歳以上のボランティアでは全例で変性あるいは単純な水平断裂、変形性膝関節症では全症例で複合断裂や原型を残さぬほどの変性がみられた。前十字靱帯の損傷は20歳代および60歳以上のボランティアではみられず、変形性膝関節症では60%でみられた。骨棘形成、軟骨下骨の信号低下、軟骨下襄胞形成は20歳代のボランティアではみられず、60歳以上のボランティアでは軽度のこれらの変化が13%でみられ、変形性膝関節症では中等度高度の変化がほぼ全症例でみられた。したがって、軽度の関節軟骨びらん、軽度の骨棘形成、関節軟下骨の限局性信号低下、小さな軟骨下襄胞形成、および半月板の変性や単純な水平断裂は、健常者でもみられる膝関節の経年的変化であるといえる。一方、広範な関節軟骨びらん、高度の骨棘形成、関節軟下骨の広範性信号低下、大きな軟骨下襄胞形成は、経年的変化のみで生じるものではなく、変形性膝関節症においてみられる変化である。また、半月板の正常な形態をとどめぬ程の高度の変性や単純な水平断裂以外の複合断裂や前十字靱帯の損傷も経年的変化のみで生じる所見ではなく、病的変化であるといえる。