hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国におけるエネルギー政策のマクロ計量モデルによるシミュレーション分析

本研究は中国のエネルギー政策をマクロ計量モデルにより評価することを目的とし、特にエネルギー消費に伴う環境負荷と経済成長の関係について、二酸化炭素の排出を中心に分析を行った。研究は二段階により実施した。まず第一段階では、トランスログ費用関数によるエネルギー需要モデルを、中国のマクロ計量モデルに組み込む作業を行った。マクロ計量モデルは、最終需要ブロック,生産・所得ブロック,価格ブロックに、環境負荷を決定する環境ブロックとエネルギー需要を決定するトランスログモデルを含む、方程式約60本から成る需要決定型モデルである。マクロ計量モデルの推定には1980-1998年の年次時系列データを用い、産業連関表の情報も一部利用している。動的シミュレーションによる推定期間内の説明力は良好で、主要変数の平均絶対値誤差はほぼ5%以内に収まっている。第二段階では、このマクロ計量モデルを用いて、いくつかの政策的シナリオを定量的に評価した。まず環境税として、炭素の排出量に課税する炭素税の効果を分析した。二酸化炭素排出トン当たり2.24米ドルの課税を行った場合、エネルギー価格は10.27%から23.37%上昇してエネルギー需要を2.3%下落させる。その結果二酸化炭素の排出量は約3%減少するが、経済成長率は1.2%ポイント低下する。次にこの経済成長率低下を補うため、直接投資受入れが10%増加したとすると、二酸化炭素の排出は2.2%削減される一方で経済成長率の低下は0.16%ポイントとなり、一つの維持可能な経済成長シナリオを示すことができた。さらに、より長期的な環境政策の効果を見るため、環境クズネッツ曲線を推定してマクロ計量モデルと共にシミュレーション分析を行ったが、直接投資の増加は維持可能な経済成長の達成に重要であることが確認された。平成14年度における研究を通じて得られた成果は、以下の二点である。第一に、中国のセクター別(農業,製造業,運輸,サービス)にエネルギーを含む要素需要モデルを推定し、各種エネルギー(石油,石炭,電力)の間およびエネルギーと他要素(資本,労働)との間の代替弾力性の値を得た。その結果、エネルギー種間の関係については、すべてのセクターにおいて電力は石油と石炭に対して代替的であること、また1990年代以前の運輸部門を除いて石油と石炭は補完的であることが、明らかになった。このことは、電化を促進しつつ、安価な石炭の利用を維持するエネルギー戦略を反映するものと解釈できる。エネルギーと他要素との関係については、エネルギーは概ね資本に対して補完的、労働に対しては代替的である。これらの推定結果を基に、炭素消費に対して課税した場合に要素需要がどのように変化するかシュミレーション分析を行った。その結果、税率としてオランダで採用されているトン当たり2.24米ドルを採用すると、二酸化炭素排出量は2.2%減少し、生産費用は1.5%増加という結果を得た。またエネルギー投入の減少は1.7%,資本に対する需要は0.3%減少し、労働に対する需要は1.2%増加する。第二に、上記の要素需要モデルと接合する中国経済のマクロ計量モデルを推定し、内挿テストの他、エネルギー価格が上昇した場合のシミュレーション分析を行った。推定したモデルは、要素需要モデルとのインターフェースとなる4セクターのエネルギー需要ブロックを含む、標準的な需要決定型マクロ計量モデルである。シミュレーション分析では、トン当たり2.24米ドル(上記ケースと同じ)炭素税に相当するエネルギー価格上昇により、国内総生産が1.1%ないし1.5%減少するという結果が得られている。
Cー13NMRを用いた新規生体機能物質の検索

本研究は、非破壊多成分同時分析が可能な核磁気共鳴法の特性を利用して、生体機能調節物質を効率良く見出すことを目的とするものである。まず、数種の食品の未知成分の検索を行った。生姜、アルファルファ、アスパラガスなど各種の食品の熱水抽出物を調製し、FXー90QFTーNMRを用い、10φセル中で^<13>CーNMRスペクトルを測定した。大量に含まれる成分はいずれも既知物質と判明したが、そのスペクトルはそれぞれ特徴的なもので、^<13>CーNMR分析が抽出物中の主成分を知る極めて効果的な手法であることが確認された。次に、有効成分が必ずしも明確でない各種食酢をそのまな内部基準法を用いて^<13>CーNMR測定に供した。各種食酢のスペクトルはその食酢の製造原料、製造方法を反映したものであり、大変興味深いものであった。中でもリンゴ酢のスペクトルには、従来の成分研究で明らかにされている物質では説明できない大きなシグナルを認め、このシグナルを指標にして単離したところ、1,3ープロパンジオ-ル、と2,3ーブタンジオ-ル(D:L=9:1の混合物)であることが明らかになった。これがリンゴ酢の主成分として含有されることを初めて明らかにした。さらに、健康に良いとされ飲用されている「黒酢」に注目した。食酢の場合と同様にして、そのまま^<13>CーNMR測定に供した結果、黒酢は大変特徴的なスペクトルを与えた。既知成分に帰属できない大きなシグナルを指標に分画を進め、この未知物質は2,3ーbutandiol(DL体、メソ体の混合物)であることが明かとなった。その含量0.20.4%にものぼり、黒酢の主成分であることが明かとなった。2,3ーbutanediolの生理作用についての報告はなく、何らかの作用が見出されれば、本研究手法が本来保持している生命維持機構に作用する新しい生体機能調節物質を、食品から効率的に見出す新しい方法となるものと期待される。本研究は、非破壊多成分同時分析が可能な核磁気共鳴法の特性を利用して、その有効成分が未だ明確にされていない漢方薬や、食品に注目し、新しい観点から生体機能調節物質を効率良く見出すことを目的とするものである。本年度は、特に有効成分が必ずしも明確でない各種食酢や、数種の食品の未知成分の検索を行った。1)数種の食品の熱水抽出物からの新規化合物の検索:生姜、ヨモギ、タラの芽、アルファルファ、アスパラガス、舞茸など各種の食品の熱水抽出物を調製し、FXー90Q FTーNMRを用いて、10φセル中で外部基準を用いて、^<13>C NMRスペクトルを測定した。生姜は既にその化学構造が明らかにされているショウガオ-ルなどが大量に含まれていることが確認された。またアルファルファやアスパラガスには著量のアスパラギン酸が含まれていることが、一目で確認された。その他の食品のスペクトルもそれぞれ興味深いものであったが、大量に含まれる成分はいずれも既知物質と判明したため、その単離は試みなかったが、^<13>C NMR分析は、粗抽出物中の主成分を知る方法として、極めて効果的なことが確認された。2)各種食酢に含まれる新規成分の検索:各種食酢をそのまま内部基準法を用いて^<13>C NMR測定に供した。

各種食酢のスペクトルはその食酢の製造原料、製造方法を反映したものであり、大変興味深いものであった。中でもリンゴ酢のスペクトルには、従来の成分研究で明らかにされている物質では説明できない大きなシグナルを認め、このシグナルを指標にして単離したところ、1,3ープロパンジオ-ル、と2,3ーブタンジオ-ル(D:L=9:1の混合物)であることが明らかになった。これらがリンゴ酢の主成分として含有されることを初めて明らかにした。3)漢方薬や薬効がうたわれている黒酢については来年度調べる予定であり、準備を進めている。本研究は、非破壊多成分同時分析が可能な核磁気共鳴法の特性を利用して、新しい観点から生体機能調節物質を効率良く見出すことを目的とするものである。本年度は、昨年度の実績を踏まえ、健康に良いとされ飲用されている「黒酢」に注目した。黒酢はその伝統的製造方法が約200年間引き継がれている米酢である。ラットを用いた実験により血圧を下げるなどの効果が報告されているが、化学的にその原因物質が明らかにされている訳ではなく、詳細な成分分析も現在まで行われていない。食酢の場合と同様にして、そのまま^<13>CーNMR測定に供した結果、黒酢は大変特徴的なスペクトルを与えた。有機物については酢酸、乳酸が多く、またグリセロ-ル、アセトインも主要成分であることが判明した。米酢の既知成分に帰属できない大きなシグナル(δ19.0,20.1,73.4,73.9)を指標に分画を進め、この未知物質は2,3ーbutandiol(DL体,メソ体の混合物)であることが明かとなった。その含量は0.20.4%にものぼり、黒酢の主成分であることが明かとなった。DL液とmeso体の比は、^<13>CーNMRスペクトルから求め、絶対配置の決定は、pーブロモフェルホウ酸エステルに誘導し、その光学純度から求めた。DL:meso≒1:1、D体が約9割、L体が約1割であった。数社の黒酢のスペクトルはそれぞれ異なり、製法の違いがそのスペクトルから推察することができた。黒酢に0.4%も含まれている2,3ーbutanediolの生理作用についての報告はなく、純粋な試料を用いて動物試験をすることで、黒酢の有効成分であるかどうか明らかにできる。もし、2,3ーbutanediolに何んらかの作用が見出されれば、本研究の一つの目的が達成されたことになり、我々が進めている^<13>CーNMRによる成分研究は単なる食品の成分研究ではなく、生体が本来保持している生命維持機構に作用する新しい生体機能調節物質を、食品から効率的に見出す新しい方法となるものと期待される。
被服材料の乾燥特性に関する研究ー測定装置の試作および乾燥実験ー

被服材料の乾燥特性は、布の吸水性、吸湿性、透湿性などの水的性質に大きな影響を受けるが、それら諸物性と環境条件、つまり、温度・湿度との関係について研究するため、測定装置を試作・工夫した。恒温恒湿器(タバイエスペック社製)の上に、下づり電子天秤をのせ、恒温恒湿器内にさげた試料布の重量を、パーソナルコンピューター(NEC、PC9801)を用い、連続的に水分の減少速度が測定できるよう装置を改良し、ソフトを作成した。同時に、恒温恒湿器内の温度、湿度を、温湿度センサー(神栄K.K社製)を6本用い、(布表面、布の各層間、布近傍、環境など)、デジタルデータレコーダーに収録し、後にパーソナルコンピューターにてうち出した。試料として、綿、ポリエステルの、タフタ、天竺、スムース、ポリエステル新素材(W)、ナイロン新素材(CおよびS)の計11種類を用いた。布の物理的性能の測定を行った結果、見掛密度は綿とポリエステルタフタが高く、織地は編地より大きな値を示した。通気性は、ナイロン系が高く、綿、ポリエステルタフタは低い値を示した。吸水性はナイロンの吸水・吸湿性新素材と綿スムースが高く、ナイロンタフタは低かった。これらの試料の乾燥実験を行った結果、ポリエステルタフタが吸水性が低いため乾燥速度は速かった。ポリエステルスムースも乾燥は速い方である。綿タフタ、新素材(C)、綿の天竺などは乾燥速度が遅かった。綿多孔性ポリエステル(W)、親水性化合物導入のナイロン(C)などは、吸水性、吸湿性に優れているが、乾燥速度は遅かった。これらのことから、乾燥性には、繊維組成、織物・編物組成、厚さなどが影響することがわかった。今後、器内の風が上から下への層流となるよう装置を改良するほか、温度、湿度を変化させて乾燥速度を求め、検討する。
ハイブリッド型多糖の合成

すでに前年度までにおいて、多糖水解酵素の相補性(加水分解+糖転移)を基盤とするグリコケミストリーサイクルという新しい概念を提案した。本年度は、この考え方に沿った多糖合成研究の一貫として、代表的ヘミセルロースであるグルコマンナンの人工合成を試みた。グルコマンナンはコンニャクイモ、ラン科やユリ科などの根茎、針葉樹などの二次壁ヘミセルロースとして存在する。グルコースとマンノースがβ1,4結合でグリコシド結合した多糖であり、食物繊維としての難消化性、コレステロール上昇抑制効果、血糖低下作用などの生理活性を持つことが知られている。今回フッ化マンノピラノシルβ1-4グルコピラノシルを設計・合成し、それをエンドβ1-4グルカナーゼにより重縮合させることにより、グルコースとマンノースを交互に有するハイブリッド型グルコマンナンを試験管内で合成することを試みた。まず2'位にのみに遊離の水酸基を有するセロビオース誘導体を合成した。引き続き非還元末端2'位の酸化、還元によりβ-マンノシド構造を有する二糖を得た。以下、定法によりアノマー位にフッ素原子を導入することにより、モノマーを合成した。生成モノマーの重縮合反応は、アセトニトリル-酢酸緩衝液混合溶媒中、モノマーに対し市販のセルラーゼを作用させることにより行った。生成物は、マンノース-グルコースモノマーユニット単位からなる交互オリゴ糖であることが分かった。また、長時間反応してもグルコースやマンノースがほとんど生成しないことから、セルラーゼは、モノマー内部のβ1,4グリコシド結合を切断しないことが示唆された。このことから、セルラーゼの水解反応において、二糖基質の2'位水酸基の配向が重要な役割を果たすと考えられる。リサイクル可能な高分子材料を設計・合成する技術の開発は、次世代の循環型社会を支える上できわめて重要な課題である。本研究では、糖水解酵素を用いる新しいグリコシル化法を開発し、それを基に従来の天然多糖の修飾法とは異なる観点から、機能化多糖・オリゴ糖の設計と合成を行った。セルラーゼ触媒によるキシログルカンオリゴ糖の合成モノマーの設計と合成Tamarindus indica種由来のキシログルカンに三種類の酵素を順次作用させることにより、α1,6-キシロシド骨格をもつ三糖を調製した。これをアセチル化、ブロモ化、フッ素化、脱アセチル化して、対応するフルオリドモノマーを合成した。酵素的重縮合反応得られたモノマーにアセトニトリル緩衝液中、セルラーゼを作用させたところ、予期したように重縮合が進行することを見いだした。生成物の分子量をMALDI-TOFマスペクトルで測定したところ、重合度10程度(30糖)までのオリゴマーの生成が確認された。また、各ピーク間の分子量の差は、モノマーの三糖ユニットの分子量に一致したことから、本重縮合反応は、三糖単位で進行したことが分かった。本反応で得られる縮合生成物は、天然多糖の化学修飾では構築不可能な構造を有している。また、上記の多糖水解酵素の相補性(加水分解+糖転移)を基盤にグリコケミストリーサイクルという新しい概念を提案した。

グルコースとマンノースがβ1,4結合でグリコシド結合した多糖であり、食物繊維としての難消化性、コレステロール上昇抑制効果、血糖低下作用などの生理活性を持つことが知られている。今回フッ化マンノピラノシルβ1-4グルコピラノシルを設計・合成し、それをエンドβ1-4グルカナーゼにより重縮合させることにより、グルコースとマンノースを交互に有するハイブリッド型グルコマンナンを試験管内で合成することを試みた。まず2'位にのみに遊離の水酸基を有するセロビオース誘導体を合成した。引き続き非還元末端2'位の酸化、還元によりβ-マンノシド構造を有する二糖を得た。以下、定法によりアノマー位にフッ素原子を導入することにより、モノマーを合成した。生成モノマーの重縮合反応は、アセトニトリル-酢酸緩衝液混合溶媒中、モノマーに対し市販のセルラーゼを作用させることにより行った。生成物は、マンノース-グルコースモノマーユニット単位からなる交互オリゴ糖であることが分かった。また、長時間反応してもグルコースやマンノースがほとんど生成しないことから、セルラーゼは、モノマー内部のβ1,4グリコシド結合を切断しないことが示唆された。このことから、セルラーゼの水解反応において、二糖基質の2'位水酸基の配向が重要な役割を果たすと考えられる。
語順と認知負荷が英文発話プラニングに及ぼす影響：心理言語学実験と教育的応用

本研究の目的は,人が発話する前にどの程度,文の要素(主語,動詞,目的語,修飾語)を組み立てているのか,その際にその言語の語順や認知的負荷の多少は関係するのかを実験的に検証し,教育的応用に繋げることであった。結果として,実験課題の構文が複数の選択肢を有する場合には,動詞を早期にプラニングすることがスムーズな言語産出につながること,及び時制などの負荷は言語産出に影響することが判明した。本研究は,日英語で語順が異なる構造(文要素の配列構造(SVOとSOV)や後置修飾構造等)に関して,発話に伴う「認知負荷」を調整することにより,文生成のプラニングが変化するかを心理言語学的に実験する。変化が確認できれば,それは「英語の語順で考え,話す」ことを人工的に誘発しうる可能性を示唆しており,英語学習に大きな変革を提案できる。初年度は,1学習者を訓練することによって,動詞中心に英文のプラニングを行うことへの変容は可能であるのかを実践的・実験的に検討すること,2認知負荷を変化させると,1のプラニング状況に異なった変化が生じるのかを実験的に検討すること,の2点を行った。1については,Choe(2010)が実験目的で用いた技法(英語学習者に動詞を基軸に文を組み立てるという経験を与える方法)を筆者の英語授業において訓練目的で活用した。その結果,英語力の上位群において,英語のネイティブと同様に動詞中心のプラニングパターン(動詞の情報を最初に与えると,文生成時間が減少すること)が発現した。2については,動詞の時制を指定して文生成をさせることにより,認知負荷を高くして1と同様の実験を行った。結果は,予想に反して,1で得たプラニングパターンは上位群においてさえ消失し,様々な交互作用が生起した。これは時制の判断(現在進行形か過去形か)という形式(form)に認知負荷がかかりすぎたからではないかと思われる。次年度は形式以外の負荷(例えば動詞の文型特性など)を変化させて,プラニングパターンを検証し,学習者にとっての「英文の組み立てやすさ」を探る。本研究は,日英語で語順が異なる構造(文要素の配列構造(SVOとSOV)や後置修飾構造等)に関して,「文要素の提示順」や「認知負荷(時制など)」を調整することにより,文生成のプラニングが変化するかを心理言語学的に実験する。平成27年度(2年目)は,2種類の文型(SVOとSVA(Aは付加的前置詞句))に関して文生成のプラニングを実験した。その理由は,前年度(1年目)では1種類(SVO)の文型のみを使って実験したため,目的であった「動詞中心の文プラニング(動詞の情報を最初に与えると,文生成が迅速に行われること)」の効果が今ひとつ明確にならなかったのではないかと考えたからである。そこで,27年度は,同じ被験者にSVO(例:The girl will clean the pool.)とSVA(例:The girl will swim in the pool.)の2種類を発話させた。実験方法は,前年度同様にChoe(2010)に従い,文の要素(S及びV及びO(A))を表す3枚の絵を短時間(0.5秒)提示した。そして動詞をトップに提示した場合と,2番目の位置に提示した場合とで反応時間に差が生じるかをみた。その際,トップに来る語の提示時間を2秒に増大し,十分な処理が行えるようにした。結果は,V-O(A)-S提示の場合がO(A)-V-Sの場合よりも反応時間が短く,かつ誤反応は少なかった。この成果は平成28年の全国英語教育学会で発表する。平成28年度(最終年度)は本年度の成果を確証するために,提示時間の効果,複数の文型で発話させることの効果,及び本研究の実験条件と英語検定試験における絵描写課題との関連について実験・考察を行う。文の要素を表す3枚の絵のうち,動詞を示す絵を最初に提示し,かつほかの2枚よりも長い時間(2秒間)提示すると,文の産出が迅速になった。この結果は昨年度に1種類の文型を使って行った実験と比べて動詞の役割がより明確な結果となった。ただ,この結果は3枚の絵を連続して提示した後に想起して文を作るという実験条件で得られたものであり,一般的な絵描写課題への応用可能性についてはさらなる実験が必要である。なお,文の時制を「認知負荷」とみなして,その負荷の大きさを検討する実験は昨年度に明白な結果(時制が文産出時に大きな負荷となること)を示した。本研究は,日英語で語順が異なる構造(文要素の配列構造(SVOとSOV)など)に関して,「文要素の提示順」や「認知負荷(時制など)」を調整することにより,文生成のプラニングが変化するかを心理言語学的に実験する。変化が確認できれば,それは「英語の語順で考え,話す」ことを人工的に誘発しうる方法の開発につながる。平成28年度(最終年度)は,2つの実験を行った。1つ目は,27年度に行った,文要素の提示順に関する実験の補強である。27年度の実験では,同じ被験者に,対象の絵に対応して,SVO(例:The girl will clean the pool.)とSVA(Aは付加語。例:The girl will

swim in the pool.)のいずれかの文型で発話させた。実験方法は,文の要素(S,V及びO(A))を表す3枚の絵を短時間,連続提示し,動詞をトップに提示した場合と,2番目の位置に提示した場合とで,反応時間が異なるかを見るものであった。結果は,動詞をトップに提示した方が反応時間が短かった。28年度の補強実験では,同様の実験を,1被験者に1つの文型のみを発話させるというやり方に変更して,行った。その結果,27年度実験に見られた,動詞の提示位置による反応時間の差は消滅した。このことから,成果として,文の産出において動詞の情報は,異なる文型を選択的に活用するという状況において大きな意味を持つことが判明した。2つ目の実験は,これまでの実験における方法的限界,すなわち文の要素を表す個々の絵を系列的に提示するという方法を超えるための方法の試行である。新しい方法では,すべての文の要素を1枚の絵に収め,学習者が通常行う絵描写に近い状態で,動詞などの文要素の情報の役割を観察する。今回の試行実験では,まず,絵の描き方と誤反応の関係を観察した。その結果を次の研究に繋げる。本研究の目的は,人が発話する前にどの程度,文の要素(主語,動詞,目的語,修飾語)を組み立てているのか,その際にその言語の語順や認知的負荷の多少は関係するのかを実験的に検証し,教育的応用に繋げることであった。結果として,実験課題の構文が複数の選択肢を有する場合には,動詞を早期にプラニングすることがスムーズな言語産出につながること,及び時制などの負荷は言語産出に影響することが判明した。学力上位群に関しては,訓練を与えることによって英文組み立てのプラニングがネイティブに近いものになることが見出された。この実験結果は,英語教育の中でおそらく初めての事実の提示である。しかし,その実験結果は,時制という認知負荷を加えると異なったものになったため,今後は負荷の種類を変えるなどの工夫と検証がさらに必要となる。なお,26年度の成果は27年の全国英語教育学会(熊本)で発表し,英文で論文化する。第一に,今後はこの分野の先行研究を新たな視点から点検する必要がある。というのは,本年度の成果は,文のプラニングのうち「動詞と目的語(あるいは前置詞句中の名詞)」を個別に分析してはじめて明瞭となった。換言すると「主語と動詞」の場合とは分離して分析することによって明白になった。これはごく最近の先行研究から得られた新たな知見に依っている。第二に,本年度の成果を補強・確証する実験を実施する必要がある。それは,1トップに提示する絵を2秒間にすることの効果,及び,2発話させる文型を2種類にすることの効果,に関わる。特に2は,実際の会話や英検などの試験では複数の文型によって発話する場合があり,指導上も重要である。第三に,検定試験などの絵描写課題では,本研究の実験条件(文の要素が個別に連続提示されること)とは異なって,1枚の絵にすべての情報が,同時に,静止して提示される。よって,本研究の検定試験問題への応用を考察する。人文学次年度は,動詞に関わる認知負荷を,時制とは異なるもの,たとえば文型(自動詞構文と他動詞構文)などに代えてさらに実験を行う。また,授業中に行う訓練の方法を,単に動詞に慣れさせる方式から,文を自分で作り出すという方式に変えて,効果を見定める。
セントラルコマンドは運動時の脳血流量を制御するのか?

随意運動の「予期・準備」および運動時における「努力感・疲労感」に関連する脳からの中枢指令(セントラルコマンド)が,運動時の脳血流量を制御していることを明らかにした,セントラルコマンドは,運動の開始前には,特に,脳幹,小脳などの下位脳へ血液を送る椎骨動脈経路における脳血流量を,また運動持続時には,椎骨動脈経路および大脳皮質等の上位脳への血液を運ぶ内頸動脈経路における血流増加をもたらすことが示された。筋紡錘へのバイブレーションは当該筋の張力を反射性に増加させるため,一定筋力発揮時には高位中枢からの運動指令が少なくてすむ。この機序を用いて,運動指令由来のセントラルコマンドが脳血流動態に及ぼす影響を検討した。静的肘屈曲動作による一定筋力発揮時に,上腕二頭筋へのバイブレーションを与える条件(セントラルコマンドがコントロール条件より少なくてすむ条件)と与えない条件(コントロール条件)において,中大脳動脈血流速度および椎骨動脈血流量の反応を検討した。心拍数および主観的運動強度は,コントロール条件に比べ,バイブレーション有り条件の方が有意に低くなっていた。また平均血圧と心拍出量も低下傾向を示した。さらに椎骨動脈血流量も,バイブレーション有り条件の方がコントロール条件よりも有意に低いことが明らかとなった,しかし,中大脳動脈血流速度には,バイブレーションの有無による差はみられなかった。これらの結果から,セントラルコマンドによる脳血流調節には部位差があり,主として脳幹・小脳・脊髄といった部位へ血液供給をする椎骨動脈血流量には,セントラルコマンドが有意な影響を及ぼすと考えられた。一方,大脳皮質への血液供給を担う中大脳動脈血流量には,セントラルコマンドによる影響が及び難いと考えられた。このような部位差を生む仕組みは明らかではないが,脳幹には循環中枢があり,心拍数などの循環変数がバイブレーション有り条件で低下したことから,それに応じた脳幹部位の神経活動に低下が生じ,その結果,バイブレーション有り条件の椎骨動脈血流量の低下がもたらされたのかも知れない。今後の詳細な検証が必要である。成果I:運動準備期における大脳皮質運動野周辺領域の脳活性と心拍応答との対応関係について検討した.大脳皮質の脳活性は近赤外分光法により計測した酸素化ヘモグロビン濃度を用いた.筋収縮を伴わない運動準備期においてシグナル音を心中で数える対照群に比較して同じ準備期の後に掌握運動を行うことを指示された運動群では大脳皮質運動野周辺領域の脳活性と心拍応答が共に上昇するという対応関係が示された.このことから運動予期に伴うセントラルコマンドが皮質運動野周辺領域の脳活性と心拍数をともに上昇させると考えられた.成果II:意志によって行う能動運動(セントラルコマンドが有る条件)と他動的に動く受動的運動(セントラルコマンドの無い条件)における運動開始時の脳血流動態を比較し,セントラルコマンドがどのように脳血流量を制御するのかを検討した.被験者は頭部を楽に固定できる姿勢で椅子に座り,肘関節伸展屈曲運動ができるエルゴメーターを用いて能動運動あるいは受動運動を2分間行った.中大脳動脈血流速度,椎骨動脈血流量を超音波法を用いて計測した.能動運動では,運動開始前から椎骨動脈血流量および心拍数に有意な上昇が示された.また開始オンセット時には頸動脈血流量および中大脳動脈血流速度も有意に上昇した.一方このような脳血流増加は受動運動では示されなかった.これらの結果から,運動開始時の予期応答に働くセントラルコマンドは脳血流調節にも働くことが示唆された.特に,大脳皮質後頭葉の一部,脳幹,小脳といった部位へ連絡する椎骨動脈血流量では頸動脈経路に比較して予測制御として働くセントラルコマンドの影響が大きいことが示された.I.ヒトにおける研究:運動準備期・開始直前に働くセントラルコマンドの影響運動準備期(約1分前から)の大脳皮質運動野周辺の脳酸素動態(近赤外分光法)と心拍数、血圧および前腕屈筋群の酸素動態を同時計測し、運動準備に関連した皮質活動と循環応答の対応性を検討した。その結果、運動準備による大脳運動野周辺の活性は、実際に発揮される運動強度に対応した変化を示し、その変化は心拍数および運動肢となる主働筋の筋酸素化ヘモグロビンの増加に対応していることが示された。随意運動と他動運動に伴う脳血流量を、内頸動脈経路(主に大脳皮質側頭葉、前頭葉、頭頂葉、島皮質へ潅流)と椎骨動脈経路(主に延髄、小脳、後頭葉へ潅流)において比較した。その結果、椎骨動脈経路において、随意運動開始前の動作に先行する血管拡張がみられた。つまり動作に先行して発生するセントラルコマンドは椎骨動脈経路が潅流する脳部位に働くことが示唆された。同様の実験を、腎動脈および上腸間膜動脈(主に消化器官へ血液を送る)において行ったが、いずれの動脈経路においても予測制御に伴う変化は見られなかった。II.動物における研究:セントラルコマンドの発現機構セントラルコマンドの発生源と経路に関する検討を行う.

ドーパミン産生細胞の一つである中脳腹側被蓋野(VTA)ニューロンがセントラルコマンドの発現に関与するという仮説を調べるために、無麻酔除脳ネコを用いて自発運動時のVTA局所血流量を記録した。自発運動の開始と同時あるいは先行してVTA血流量は増加したが、中脳黒質部の局所血流量には変化がなかった。このことから、中脳腹側被蓋野ニューロンがセントラルコマンドの発現に関与するという仮説が支持された。
量子論に基づく量子光通信における位相利用と量子状態制御に関する研究

量子通信理論は、量子現象を利用する通信方式の可能性を示唆し新たな通信分野を開拓し、飛躍的な通信量の増大を実現する。量子雑音限界を越える理論としてスクィズド光の研究がなされてきた実績を踏まえ、量子通信理論はつぎの段階に入ろうとしている。より有効に量子効果を通信理論に適用するためには本質的にSchroedinger波動関数の位相が最重要な物理量であるが、現在まで如何に位相から情報を取りだすかといった研究はあまりなされていない。本研究はこの位相に着目し、この位相から情報を得るための量子力学に基づく手法による量子状態制御を最終目的とし以下の2項目を研究対称とした。(1)量子状態の位相の乱れに関する解析:(2)サーフェスおよびインターフェイスラフネスモデルによる量子状態の乱れの解析:具体的には、(1)量子状態の位相と多粒子系相互作用の解析:多粒子系との相互作用モデルとして多ポテンシャルモデルによる量子状態の散乱ならびに位相の乱れの解析を行った。(2)多層膜ミラーによる反射実験データによる解析:量子状態の多ポテンシャル散乱による位相の乱れおよび状態の変化に関する実験データが必要である。金属多層膜(ニッケル-チタン等)は量子状態を解析する上で多ポテンシャルモデルがそのまま使える良い素材でありその表面あれ測定技術の向上により、オングストロームオーダーの表面の乱れまで測定可能である。量子力学的基礎実験を共同で行っている京都大学原子炉実験所および原子力研究所東海研究所で量子状態の散乱に対する実験を行ない、そのデータよりサーフェス、インターフェースラフネスの量子状態の反射及び透過ならびに位相のみだれに対する影響を明らかにした。
ガラス蛍光体の発光イオン周辺局所構造及び母体構造の統合解釈と発光特性

本研究では、希土類イオン原料やガラス組成を系統的に変化させたガラス蛍光体を作製し、発光特性を測定した。また、希土類イオン周辺局所構造とガラス母体構造を統合解釈して希土類イオン周辺の構造を推定し、両者にどのような関係が存在するか検討した。その結果、ガラス母体のフォノンエネルギー変化に加えて、希土類イオン周辺の局所的なフォノンエネルギー変化が、発光特性に大きな影響を与えることが明らかとなった。また、ガラス母体構造と希土類イオン周辺局所構造の間に相関は見られなかったが、ガラス母体構造が有する空隙サイズ及びその分布が、発光特性に影響を与えている可能性を示すことができた。平成27年度は、「ガラス蛍光体の作製と光学特性の評価」、「EXAFS測定と高エネルギーXRD測定とそれらの解析」、「立体構造の推定」の研究を行った。ガラス蛍光体の作製と光学特性の評価では、Sm2O3又はPr6O11を添加したZnOーB2O3系ガラス、Sb2O3ーZnOーB2O3系ガラス、Sb2O3ーZnOーGeO2系ガラスを作製した。Sm3+については、発光スペクトルに大きな差は無く、発光効率が変化することがわかった。一方、Pr3+については、GeO2系ガラスとB2O3系ガラスで発光スペクトルが変化し、GeO2系ガラスの発光効率が比較的高いことがわかった。さらに、Tm2O3添加Sb2O3ーZnOーB2O3系ガラス、Sb2O3ーZnOーGeO2系ガラスを作製した。これらのガラスでもGeO2系ガラスとB2O3系ガラスで発光スペクトルが変化し、GeO2系ガラスの発光効率が比較的高いことがわかった。このような発光スペクトルの変化はフォノンエネルギーの変化で説明できるため、SmN添加及びSmF3添加ガラスを作製した。また、PrF3添加ガラスも作製した。その結果、発光スペクトルは、母体ガラス構造と共に希土類イオン周辺局所構造にも影響されること明らかにした。EXAFS測定と高エネルギーXRD測定とそれらの解析については、研究を効率良く進めるために、後述する立体構造の推定を優先させた結果、本年度は、既に高エネルギーXRD測定を済ませた試料(Sm2O3添加Bi2O3ーB2O3系ガラス)の解析に留まった。EXAFS測定解析と高エネルギーXRD測定解析をおこなった後、直ちに立体構造の推定が可能となるように、両解析結果から希土類イオンがガラス母体中のどの位置に存在しているのか検討するためのプログラムを作成した。また、作成したプログラムについて、実行条件を明らかにした。本研究では、希土類イオン周辺局所構造とガラス母体構造を統合解釈して、希土類イオン周辺の立体構造を推定し、発光特性との間にどのような相関関係が存在するか見出すことを目的にしている。平成27年度の研究によって、希土類イオン、修飾酸化物、ガラス形成酸化物を変化させた試料の作製と発光特性の測定をおこなった。また、希土類周辺局所構造と母体構造とを分けて評価できる試料の作製と発光特性の測定をおこなった。これらの試料を作製したことによって、EXAFS測定やXRD測定をおこなう準備が出来た。また、立体構造を推定するためのプログラム作成を前倒しで実施したことによって、EXAFS解析とXRD解析をおこなった後、直ちに立体構造推定へ進むことができるようになった。このように、本年度は、試料作製とプログラム作成をおこなうことが出来、今後の研究を進めるための基礎データ取得と準備が整った。したがって、本研究は概ね順調に進展しているものと考えられる。平成28年度は、「ガラス蛍光体の作製と光学特性の評価」、「EXAFS測定と高エネルギーXRD測定の統合解析」、「母体ガラスの空隙分布の推定」の研究を行った。ガラス蛍光体の作製と光学特性の評価では、Pr3+添加ガラスにおいて、ガラス形成酸化物をTeO2としたガラスを作製し、発光スペクトル測定をおこなった。発光スペクトルはTeO2系ガラス、GeO2系ガラス(昨年度作製)、B2O3系ガラス(昨年度作製)で変化したが、これらは、ラマン測定及びFTIR測定より得られたフォノンスペクトルと比較することによって、ガラス母体のフォノンエネルギー変化で説明できた。また、平成27年度に作製したEXAFS解析結果と高エネルギーXRD解析結果を統合して解析するプログラムを用いて、本年度は、実際に、Sm3+ホウ酸系ガラス(Bi2O3ーB2O3系、ZnOーB2O3系、CaOーB2O3系)に対して、Sm3+イオンがガラス母体中のどの位置に存在しているのか推定し、立体モデルを作製した。さらに、EXAFS測定と高エネルギーXRD測定結果を統合して解析するプログラムを応用し、ZnOーB2O3系ガラス及びZnOーGeO2系ガラス中の空隙分布を推定した。その結果、GeO2系ガラスの方が空隙サイズが小さいことを明らかにした。一般に、濃度消光は発光イオン間距離が近接する際に生じると言われている。したがって、GeO2系ガラスは希土類イオンが比較的分散して存在すると予想され、これは、GeO2系の方が濃度消光が生じ難いことと対応している。平成28年度は、平成27年度に引き続き、希土類イオン、修飾酸化物、ガラス形成酸化物を変化させた試料の作製と発光特性の測定をおこなった。

また、試料の発光特性の測定だけでなく、ラマン散乱測定やFTIR測定等も実施し、ガラス母体構造に起因するデータの蓄積もおこなっている。また、昨年度作成した、立体構造を推定するためのプログラムを用い、実試料に対して、EXAFS解析結果とXRD解析結果を統合解析できることを明らかにした。これにより、EXAFS測定やXRD測定後、順次、統合解析をおこなうことができるようになった。また、本プログラムを応用することによって、ガラス母体構造の空隙分布を調査できるようになった。このように、本年度は、試料作製と試料評価、実試料に対して作成したプログラムが実行可能であることがわかった。今後の研究を進めることによって、データの蓄積が期待できる。したがって、本研究は概ね順調に進展しているものと考えられる。平成29年度は、TeO2系ガラスに対し、Pr3+原料(酸化Pr、フッ化Pr、塩化Pr)を変化させた試料を作製し、発光特性を評価した。その結果、Pr3+原料によって発光スペクトルが変化した。3種類の原料粉末自体のラマン散乱スペクトルを基にすると、作製したPr3+添加ガラス蛍光体の発光スペクトルの変化は、マルチフォン緩和確率の変化で説明が出来た。したがって、昨年度の研究により得られたガラス母体のフォノンエネルギー変化による発光スペクトル変化に加えて、希土類イオン周辺の局所的なフォノンエネルギー変化も、発光特性に大きな影響を与えることを明らかにした。また、本研究課題全体(平成2729年度)を通じて研究を進めた結果、以下の主な成果が得られた。(1)EXAFS測定とXRD測定の解析結果を統合して解析するプログラムを作成し、ガラス母体構造と希土類イオン周辺局所構造の関係を調べた。その結果、両者の間に大きな相関は見られなかった。また、発光特性に影響を与えるユニバーサルな母体構造は見出せなかった。一方、希土類イオン周辺局所構造は、用いる原料とガラス母体組成に依存する可能性が高いことがわかった。(2)上記プログラムを応用し、ガラス母体の空隙サイズ及び分布を調べた。その結果、ガラス母体の空隙サイズが組成によって異なり、空隙サイズが大きな母体では濃度消光が生じる希土類イオン原料濃度が低くなることを明らかにした。(3)複数のガラス母体組成と、複数の希土類イオン原料(酸化物、フッ化物等)を用いた試料を作製し、ラマン散乱特性と発光特性の相関を調べた。その結果、発光スペクトルは、局所的なフォノン状態と母体全体のフォノン状態の両者が影響することがわかった。一方、実験結果からは、どちらがどの程度(例えば、希土類イオンからの距離等)影響しているのか不明であり、今後の詳細な研究が必要である。本研究では、希土類イオン原料やガラス組成を系統的に変化させたガラス蛍光体を作製し、発光特性を測定した。また、希土類イオン周辺局所構造とガラス母体構造を統合解釈して希土類イオン周辺の構造を推定し、両者にどのような関係が存在するか検討した。その結果、ガラス母体のフォノンエネルギー変化に加えて、希土類イオン周辺の局所的なフォノンエネルギー変化が、発光特性に大きな影響を与えることが明らかとなった。
母語文法の獲得過程の神経生理学的研究

理論言語学において人間言語は、音韻・意味・統語の異なる情報から成ると仮定されている。また神経言語学では、言葉を理解しているときに脳内で生じる意味処理と統語処理それぞれについて脳内指標(事象関連電位;ERP)が確立されている。しかし、音韻処理に関してはその脳内指標が未確立であった。音韻処埋の脳内指標を明らかにしようとした先行のERP実験(koso, et. al., 2007)では、そのERP成分が前頭の陰性成分であることが示唆された。本ERP研究はこの実験結果の再現性を機械的な合成音声を用いて確認することを目的としていた。実験条件は、音韻的な違反のある文とそうでない文から構成された音韻条件と意味的な違反のある文とそうでない文から構成された意味条件の2条件であった。実験には標準語を話す、右利きの健常大学生22名が参加した。被験者は、防音・防磁加工がされている部屋の中でコンピュータの前に座り、スピーカから流れる324の日本語文に対して、スクリーンに呈示される単語がスピーカから聞こえてきた文に含まれていたか否かを、反応ボックスを用いて判断した。被験者が、課題を遂行している間に脳波は継続的にコンピュータに記録し、実験終了後に分析した。その結果、音韻条件の逸脱文と正しい文のERPを比べたところ、逸脱文に対して前頭に優位な陰性成分が観察された。意味条件の逸脱文と正しい文のERPを比べたところ、逸脱文に対して頭部全体におよぶ陰性波と後頭に後期の陽性成分が観察された。音韻条件で得られたERP成分は、先行の実験結果と一致しており、音韻的な逸脱のある文に対して、神経生理学的な反応が得られることが再現された。また、前頭の陰性成分が音韻処理を反映した神経生理学的指標であるという主張を指示する結果であった。今後は、音韻・意味・統語処理が互いにどのように関連し合うのかを解明する研究が期待される。人間の言語機能が思考や記憶などの高次機能から独立しているのか、それともそれらと共通した基盤を持つのかは未だ不明である。しかし、言語発達において、言語機能がその他の高次機能と独立に成熟するのか、あるいは一方から他方が出現するのかを解明することができれば、この問題を解決する手がかりとなる。したがって、子供が母語を獲得する過程の神経生理学的変化を追い、その脳内基盤を明らかにする研究が必要である。本研究は、母語(日本語)獲得の過程にある子供の脳の発達を、事象関連電位(ERP)を用いて測定し、母語文法の獲得における神経生理学的基盤を明らかにすることを目的としている。本年度は、初年度として、まず先行の言語獲得研究や言語理論研究の文献調査を行い、言語獲得過程にある子供でも容易に理解できる、構造的に単純かつ短い4つの構文を実験文の候補として選んだ。子供に理解可能な構文をあつかったERPの先行研究はないので、調査項目の選択には細心の注意を払った。次に、子供の集中力が短いことを考慮して、各試行を開始するタイミングを被験者本人が選択でき、また、目の動きを最小限にとどめるための固視点(視覚刺激)に同期してスピーカーから実験文(音声刺激)が流れるようなタスクデザインを開発した。候補とした構文それぞれに2つの条件を設け(正文条件vs非文条件)、各条件に異なる54つの文(計432文)を作成した。実験文の語彙には、2-3歳児でも理解できる語彙のみを用いた。音声刺激は、標準語を話す女性が読み上げた実験文を録音し、オフラインで音声刺激の長さや大きさを統制し、作成した。4つの構文を更に絞り込むことを目的として、標準語を話す、右利きの大学生(16名)に対し、作成した音声刺激を用いて予備的な脳波実験を実施した。データは現在解析中である。本年度は前年度に続き、統制群データとなる成人の事象関連電位(ERP)データの取得とその成果発表に向けて結果をまとめた。日本語を母語とする成人に対して実施した前年度の予備実験では、意味逸脱のある文ではそうでない文に比べて、N400と考えられる陰性波とP600と考えられる陽性波が観察され、統語逸脱のある文ではそうでない文に比べてP600が観察された。これらは、先行研究の多い欧米言語の結果と矛盾しない。一方で文中に音韻的な誤りのある文を開いた時には、正しい文を聞いた時に比べて、前頭で早期の陰性成分と後頭で後期の陽性成分が観察された。このことから音韻処理を反映した脳内指標が存在することが示唆された。しかし、これまでに、音韻処理に関する神経生理学的データはもとより日本語を扱ったものが皆無であるため、音韻違反文で観察されたERP成分が確固としたものであることを証明することが必要不可欠であった。前年度の予備実験を追試し、結果の再現性を確認することを目的として2度目の予備実験を実施した後、本実験を行った。結果は、予備実験2でも本実験でも前年度の予備実験と変わりなく、意味条件の非文ではN400とP600が出現し、統語条件の非文では、P600が惹起された。音韻条件の非文では、前頭の陰性成分(潜時400-750ms)およびP600と考えられる後期の陽性成分が認められた。これは、音韻処理を反映したERP指標が存在するという主張を更に裏付ける結果であった。

上述の結果は、2007年6月16日に開催される日本言語学会第134回大会に採択され、口頭にて発表する予定である。理論言語学において人間言語は、音韻・意味・統語の異なる情報から成ると仮定されている。また神経言語学では、言葉を理解しているときに脳内で生じる意味処理と統語処理それぞれについて脳内指標(事象関連電位;ERP)が確立されている。しかし、音韻処理に関してはその脳内指標が未確立であった。音韻処埋の脳内指標を明らかにしようとした先行のERP実験(koso, et. al., 2007)では、そのERP成分が前頭の陰性成分であることが示唆された。本ERP研究はこの実験結果の再現性を機械的な合成音声を用いて確認することを目的としていた。実験条件は、音韻的な違反のある文とそうでない文から構成された音韻条件と意味的な違反のある文とそうでない文から構成された意味条件の2条件であった。実験には標準語を話す、右利きの健常大学生22名が参加した。被験者は、防音・防磁加工がされている部屋の中でコンピュータの前に座り、スピーカから流れる324の日本語文に対して、スクリーンに呈示される単語がスピーカから聞こえてきた文に含まれていたか否かを、反応ボックスを用いて判断した。被験者が、課題を遂行している間に脳波は継続的にコンピュータに記録し、実験終了後に分析した。その結果、音韻条件の逸脱文と正しい文のERPを比べたところ、逸脱文に対して前頭に優位な陰性成分が観察された。意味条件の逸脱文と正しい文のERPを比べたところ、逸脱文に対して頭部全体におよぶ陰性波と後頭に後期の陽性成分が観察された。音韻条件で得られたERP成分は、先行の実験結果と一致しており、音韻的な逸脱のある文に対して、神経生理学的な反応が得られることが再現された。また、前頭の陰性成分が音韻処理を反映した神経生理学的指標であるという主張を指示する結果であった。今後は、音韻・意味・統語処理が互いにどのように関連し合うのかを解明する研究が期待される。
性ホルモン作用に基づく漢方薬の作用機序解明：抗老化薬の開発へ向けて

本研究では性ホルモン様作用を有する漢方薬の成分を用いて血管、神経、乳癌、前立腺癌の細胞に対する作用を検討し、臓器別作用を網羅的に解析・分類した。具体的に、乳癌細胞ではエストロゲンと類似した細胞増殖能をもつ生薬成分ともたない成分で分類できた。前立腺癌細胞ではテストステロンと類似した細胞増殖能をもつ成分はなかった。血管ではすべての生薬成分が平滑筋細胞の石灰化を性ホルモンと同様に抑制する効果があった。神経細胞ではginsenoside Rb1がアポトーシスによる細胞傷害を保護する作用があった。このような成果からホルモン補充療法の代替薬として新規薬剤の開発へつながることが期待できる。性ホルモン(エストロゲン、アンドロゲン)の加齢性分泌低下に伴って様々な臓器の老化や老年疾患が起こることが、分子機序を含めてわかってきた。そこで、性ホルモン作用があるとされる漢方薬成分の作用について、性ホルモンの作用と対比しながら、様々な系統の細胞とアッセイを用いて分子・細胞レベルで網羅的に解析・分類し、動物実験さらにはバイオマーカーを用いた臨床介入研究へと発展させることが本研究の目的である。初年度は、生薬成分の性ホルモン作用を検討する前に、エストロゲンおよびアンドロゲン自体の作用について新たな検討を行った。17β-estradiolは増殖因子gas6の転写を促進して血管平滑筋細胞の石灰化抑制作用を発揮すること、testosteroneは老化促進マウスSAMP8の脳血管老化と神経老化を抑制して学習機能を改善させることを明らかにした。また、血管平滑筋細胞の石灰化の過程で発現する遺伝子を網羅的に解析し、高リン刺激によって誘導されるトロンボモジュリンが石灰化促進因子として作用していることを解明した。生薬成分の性ホルモン作用については、検討した成分の中では、エストロゲン様作用を有するとされる芍薬の成分であるpaeoninorinとalbinonn、当帰の成分であるbutylidenephthalide、黄耆の成分であるastragaloside IVに、血管内皮細胞のeNOS活性化と血管平滑筋細胞の石灰化およびアポトーシス抑制作用が認められた。eNOS活性化についてはalbinorinとastragaloside IVに、石灰化抑制についてはbutylidenephthalideに強力な作用がみられた。今後、他の成分も含めて、受容体特異性、細胞特異性について検討し、動物実験へと展開する予定である。そこで、性ホルモン作用があるとされる漢方薬成分の作用について、性ホルモンの作用と対比しながら、様々な系統の細胞とアッセイを用いて分子・細胞レベルで網羅的に解析・分類し、新たな創薬へつなげることが本研究の目的である。H25年度は、生薬成分の作用について、エストロゲンおよびテストステロンと比較検討した。検討した成分の中で乳癌細胞株MCF-7および前立腺癌細胞株LNCaPに対して増殖促進効果をもたない、あるいは増殖抑制に作用するものをスクリーニングした。その結果、生薬としてアンドロゲン様作用もしくはエストロゲン様作用を有するとされる成分がいくつか検出された。それらのうち、血管内皮細胞のeNOS活性化と血管平滑筋細胞の石灰化抑制効果を有する成分として、アンドロゲン様作用をもつとされる淫羊霍の成分であるicarin、エストロゲン様作用をもつとされる芍薬の成分であるpaeoniflorinとalbiflorin、当帰の成分であるbutylidenephthalide、黄耆の成分であるastragaloside IVに、血管内皮細胞のeNOS活性化と血管平滑筋細胞の石灰化およびアポトーシス抑制作用が認められた。また、植物由来のトランスレスベラトロールに血管内皮細胞の老化抑制作用があることを明らかにした。H26年度は、骨芽細胞、筋肉細胞、マクロファージへの作用を検討して細胞特異性を確認するとともに、受容体特異性について検討し、最終的に臨床応用へ有望な成分を用いて動物実験で組織レベルの効果を確認する予定である。今年度の研究実績性ホルモンの分泌の加齢変化は顕著であり、様々な疾患の誘因となる。このような背景から性ホルモンの補充療法が注目されているが、乳癌や認知症のリスクの増加などの有害作用も報告されており、その代替薬が求められているのが現状である。一方、漢方薬の成分には性ホルモン様作用を有するものが多くある。本研究ではその成分の臓器別作用を網羅的に解析・分類し、臓器特異的に好ましい作用をもたらす生薬成分を選択抽出し、新規薬剤の開発へとつなげることが目的である。

本研究では生薬の成分である黄耆(オウギ)のastragaloside、芍薬(シャクヤク)のpaeoniflorinとalbiflorin、当帰(トウキ)のbutylidene phthalide、人参(ニンジン)のginsenoside Rb1、淫羊霍(インヨウカク)のicariinを用いて血管、乳癌、前立腺癌の細胞に対する作用を検討した。特に乳癌細胞においてはエストロゲンと類似した細胞増殖能をもつ生薬成分ともたない成分で分類ができた。一方、前立腺癌細胞においてはテストステロンと類似した細胞増殖能をもつ成分はなく、テストステロン受容体の転写活性を刺激する成分もなかった。また、血管平滑筋細胞においては老化形質である石灰化に対する生薬成分の影響を検討した。その結果、すべての生薬成分で性ホルモンと類似した石灰化の抑制効果が認められた。特に、ginsenoside Rb1やicariinにおいてその抑制効果は濃度依存的なものであった。このような生薬の細胞特異的な作用を明らかにすることで癌細胞の増殖作用がなく、臓器保護作用を持つ成分の分類および選択ができ、老年疾患の予防と治療に東洋医学と老年医学を融合した新しい医療体系を構築することが可能になると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。老年医学26年度が最終年度であるため、記入しない。性ホルモン作用自体の研究を先行して行ったため、生薬成分を用いた細胞の開始が当初予想したより遅れ、それに伴って動物実験および臨床研究も開始が遅れたため。性ホルモン作用自体の研究を先行して行ったため、生薬成分を用いた細胞実験の開始が当初予想したより遅れた。また、各細胞を用いた実験系を新たに立ち上げるのに予想より時間を要したため。細胞実験系、動物実験系ともに順調に稼働しているので、今年度は研究のスピードを上げて計画通りに実行できる見通しである。研究連携体制を見直して協力者も増員予定であり、それによって細胞実験系の分業化と連携が順調に進むと考えられる。最終的には有効成分の選定とそれを用いた動物実験までは進める予定である。