hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日常業務データに基づく取引先の信用評価手法とシステムに関する研究

これまでに提案された様々な信用評価理論と手法は取引先の信用調査,公表財務データおよび株価などの外部データに基づくものがほとんどであり,財務・経営情報が非公開である企業には適用不可能である。本研究は,売上,取引代金の請求,入金などの日常業務データに基づき,取引先の信用評価を行う手法とシステムを提案したうえ,複数の中小企業の実問題へ適用し,提案手法とシステムが高い判別能力をもつことを明らかにした.これまでに提案された様々な信用評価理論と手法は取引先の信用調査,公表財務データおよび株価などの外部データに基づくものがほとんどであり,財務・経営情報が非公開である企業には適用不可能である。本研究は,売上,取引代金の請求,入金などの日常業務データに基づき,取引先の信用評価を行う手法とシステムを提案したうえ,複数の中小企業の実問題へ適用し,提案手法とシステムが高い判別能力をもつことを明らかにした.取引先の信用評価に関しては,企業の経営管理上の重要課題の一つとしてこれまでに数多くの研究が行われ,様々な信用評価理論と手法が提案されている。これらの理論と手法は取引先の信用調査,公表財務データおよび株価などの外部データに基づくものがほとんどであり,財務・経営情報の公表が義務付けられている上場企業の評価に適しているが,財務・経営情報が非公開である企業には適用不可能である。本研究の目的は,信用調査,公表財務データおよび株価によらず,売上,取引代金の請求,入金などの日常業務データに基づき,取引先の信用評価を行う手法とシステムを提案することである.Hl9年度では,次の3点から研究を進めて研究成果を国際学会などで発表した。(1)事例ベース推論手法を用いて取引先の信用評価を行う際,評価対象と過去事例との類似度を如何に評価するかは非常に重要である。研究代表者は,6つの類似度を定義のうえ,実データによりシステムの性能と類似度との関係を検証し,類似度定義の決定に関していくつかの知見を与えた。(2)サポートベクターマシンという新しい人工知能手法を適用し,問題の定式化を行ったうえ,サポートベクターマシンの適用に必要なパラメータの選定について実例問題を用いて検証した.さらに判別分析手法と比較し,サポートベクターマシンによる取引先分類手法の有効性を検証した。(3)信用評価に利用する評価指標の選択を考究し,評価指標の選択に関して3つの案を提示した。また,これらの選択案を企業の実例データに適用することにより,各種評価指標の特徴,信用評価の正確さに対する評価指標選択の影響を調べた。本研究の研究成果は中小企業の信用評価に実用できるため,取引先の倒産による売上代金の不払い損失を避けて,また企業の連鎖倒産を回避するのに有効な手法またはシステムを提供することができる。昨年後半からアメリカ発の金融危機による大不況がますます深刻になっている中,上場企業も含めて企業倒産の発生件数も増えている。取引先の倒産による売上代金の不払い損失を避けて,また企業の連鎖倒産を回避するために有効な取引先の信用評価手法とシステムを確立することが重要である。従来の信用評価理論と手法は取引先の信用調査,公表財務データおよび株価などの外部データに基づくものがほとんどであり,財務・経営情報の公表が義務付けられている上場企業の評価に適しているが,財務・経営情報が非公開である企業には適用不可能である。これに対して,本研究では,売上,取引代金の請求,入金などの日常業務データに基づき,取引先の信用評価を行う手法とシステムを提案する.平成20年度では,次の2点を重点におき研究を進めて研究成果を得られた。(1)事例ベース推論手法を用いて取引先の信用評価を行うシステムについて,距離の定義とウエートの決定の二つの視点から評価対象と過去事例との類似度評価方法を考究し,判別分析手法を用いてウエートを求める際,システムの性能が著しく改善されることが明らかにされた。研究成果はASIA-PACIFIC JOURNAL OF INDUSTRIAL MANAGEMENTに推薦され,創刊号に掲載された。(2)人間の主観判断のあいまいさを考慮に入れながら,経営者の経営力・人格,社会経済情勢または業界の景気傾向などの定性的指標に基づいて,取引先の信用評価を行う手法を考究した。個別指標の評価値とその影響度をファジィ数で表現したうえ,ファジィ加重平均を導入し総合評価結果を与える仕組みを提案した。また,実例問題を用いて検証した結果,提案手法の有効性が明らかにされながら新たな問題点も見えてきた。サポートベクターマシンを用いた信用評価手法については多数の数値実験と実例による検証を行ったが,公表できる研究成果は得られなかった。リーマン・ショックを発端とした金融危機が発生して以来,不況がまだ続いており,上場企業も含めて企業の倒が多数発生している。これに対して,本研究では,売上,取引代金の請求,入金などの日常業務データに基づき,取引先の信用評価を行う手法とシステムを提案する.平成21年度では,次の3点を重点におき研究を進めて研究成果を得られた。(1)倒産企業の数が非倒産企業より極端に少ないため,過去の倒産企業と非倒産企業の関連データを収集するとき,倒産企業のサンプル数も非常に少なく,倒産企業と非倒産企業のデータサンプル数のアンバランスが激しい。

これが原因でいままで提案された信用評価モデルでは,非倒産企業をよく評価できるのに対して,倒産企業の予知と評価には不十分なものが多いことがわかった。(2)バギングという集団学習手法を,日常業務データに基づく中小企業の取引先信用評価問題に適用し,異常取引先社数が非常に少ない実問題について,正しく格付けを行う予知精度が最大29%で改善できた。(3)エントロピーという概念を導入し,各評価指標のエントロピーをウエートとして加重平均値を用いて信用評価値を計算する手法を提案した。企業の実例を用いて検証した結果,一定の有効性が見られながら問題点も多数あり,今後の課題を明らかにした。
等分多項式と直交多項式の数論

本研究では研究代表者がこれまで行なってきたチェビシェフ多項式の数論的研究の二つの方向への拡張・一般化を目指す。一つ目の対象は楕円関数・楕円曲線・形式群などに由来する各種等分多項式であり、二つ目の対象はゲーゲンバウエル多項式・ヤコビ多項式を始めとする各種古典的直交多項式である。主としてチェビシェフ多項式との類似の観点から、これらの多項式を題材として未知の数論的性質を明らかにし、また数論的応用を試みる。本年度は符号理論への応用に関する二つの結果を得た。一つはパスグラフのデカルト積のラプラシアンから定まる二元線形符号に関する結果である(早田裕貴氏との共同研究)。頂点数が奇数の場合には最小距離が1であることを示した。また頂点数が偶数の場合には最小距離に関する予想を定式化した。ラプラシアンの全単射性の考察においてチェビシェフ多項式が効果的な役割を果たした。この結果は学術雑誌に発表した。もう一つは形式的重み多項式(formal weight enumerator)への応用である。自己双対重偶符号の重み多項式と似た性質を持つ一般の(係数が非負整数と限らない)二変数斉次多項式を形式的重み多項式という。形式的重み多項式は小関道夫氏により初めて導入され保型形式への応用が知られている。また近年知念宏司氏により符号のゼータ関数の観点から組織的に研究されている。研究代表者は知念氏の結果にヒントを得、チェビシェフ多項式との深い関係を明らかにした。この結果は現在論文にまとめているところである。研究計画時には思いもよらなかったことであるが、グラフ理論・符号理論の問題への応用に関し結果を得ることができ、また論文発表、論文執筆につながった。前年度に考察が進んでいたものの本年度は考察の進まなかった二つの研究、すなわちヤコビ楕円関数の等分多項式の終結式に関する補充公式(山縣幸司氏との共同研究)と形式群由来の等分多項式に関する研究、の完成を目指す。本年度の研究実績は次のとおりである。ヤコビ楕円関数の等分多項式の終結式・判別式の明示的公式を得るための数値計算と結果の予想を本研究課題採択以前からある程度行なっていたが、本年度は予想の一部について証明に成功した。具体的には、ヤコビ楕円関数の4種類の等分多項式A_n,B_n,C_n,D_nに対し、次数nを固定した上で2種類の多項式X_nとY_nとの終結式の明示的公式を与え、その応用として判別式の明示的公式も与えた。この結果を論文としてまとめ学術雑誌に発表した。また等分多項式の終結式・判別式に関する主に研究代表者による最近の結果をより広い観点から整理し、研究集会で成果発表を行なった。以上は山縣幸司氏との共同研究である。未完成の結果として次が挙げられる。形式群由来の等分多項式に関し一定の結果を得ているが論文にまとめるには至っていない。またチェビシェフ多項式のグラフ理論・符号理論への応用に関する具体的着想をいくつか得て、数値計算を行なった。研究実施計画のうち、ヤコビ楕円関数の等分多項式に関しては目標の1/3程度の進捗である。平方剰余と超幾何級数に関するRedei-Carlitz-本田-小池の定理の楕円類似と、第1,2,3,4種チェビシェフ多項式とヤコビ楕円関数の4種類の等分多項式A,B,C,D(あるいは4種類のテータ関数)の類似の追究に関しては残念ながら十分な考察ができていない。その一方で、研究計画時には思いもよらなかったことであるが、グラフ理論・符号理論のある問題への応用に関し具体的な着想を得ることができ、また数値計算も順調に進んでいる。

また近年知念宏司氏により符号のゼータ関数の観点から組織的に研究されている。研究代表者は知念氏の結果にヒントを得、チェビシェフ多項式との深い関係を明らかにした。この結果は現在論文にまとめているところである。研究計画時には思いもよらなかったことであるが、グラフ理論・符号理論の問題への応用に関し結果を得ることができ、また論文発表、論文執筆につながった。研究計画を若干変更し、次年度はグラフ理論・符号理論への応用研究に優先的に取り組み、数値計算に基づく予想の提出とその証明をめざす。また形式群由来の等分多項式に関する考察を深める。研究実施計画に挙げた3課題については基礎的考察を継続する。前年度に考察が進んでいたものの本年度は考察の進まなかった二つの研究、すなわちヤコビ楕円関数の等分多項式の終結式に関する補充公式(山縣幸司氏との共同研究)と形式群由来の等分多項式に関する研究、の完成を目指す。計算機の購入価格を予定より抑えられたことと、情報収集・資料収集のための国内旅行の機会が予定より少なかったことにより次年度使用額が生じた。平成30年度は情報収集・資料収集・研究打ち合わせのために比較的遠方への国内旅行を予定しており、それに充当する。前年度に生じた次年度使用額をほぼ引き継いでしまった。次年度は研究打ち合わせ・成果発表のために比較的遠方への国内旅行に充当する。
電子波動関数から探る蛋白質の立体構造構築原理と機能予測

金属酵素(特に亜鉛含有蛋白質)のX線結晶構造に対し、蛋白質内での残基数の空間分布を金属からの距離の関数として統計的に分析するとともに、分子軌道の局在性をアミノ酸残基ごとに分けて整理し、金属に近い残基は他の残基と比べてフロンティア軌道付近に局在しやすいことを示した。また、これらのベンチマークデータ結果に基づいて金属タンパク質の金属結合部位予測法を探索した。構造と機能が既知の蛋白質をCATRESやCSAなどの活性部位データベースからEC classを偏りなく包括するように52個サンプリングした。平均残基間距離、量子化学計算による平均残基間相互作用エネルギー、溶媒露出面積、基準振動解析による揺らぎをすべてのタンパク質の各残基に対して計算し、蛋白質内で基準化した。各データの相関および活性残基との関連を調べた後、多変量解析の手法である主成分分析(PCA)と正準判別分析(CDA)を行い、活性残基の予測ができるかを検討した。その結果、活性残基の各データはいずれも他と比べて特異的な分布を示した。PCAによって得られた第1主成分と第2主成分をプロットした散布図から活性残基をおおよそ識別することができた。この新しい2つの変数はいずれも上述の残基の物理量をバランスよく重ね合わせたものであることが固有ベクトルの係数から分かった。一方、CDAの結果からは予想したほどの分離はできなかった。この場合第1判別関数はほとんど平均残基間相互作用エネルギーの寄与だけからなり、活性残基をその他残基から判別するよりむしろ、電荷の有無に過剰な重みがかかった判別がなされてしまったと考えられる。以上述べたとおり2つの判別関数にはまだ不十分な点があるが、それらの散布図からおおよその活性部位残基の判別ができたことは前進である。本研究では、量子化学計算から蛋白質の構造構築原理と機能予測法を探索することを目的としている。そこでまず、冗長性が無いように選択された112個の構造既知・機能既知の酵素に対し半経験的分子軌道計算を実行した。得られた電子波動関数をD値パラメータにより分類・解析した。ここで、D値パラメータは軌道の空間的な広がりを表わす尺度である。その結果、蛋白質の電子波動関数は、狭い領域に局在化している軌道群(グループA)、分子全体に広がった軌道群(グループB)、中程度に広がった分布を持つ軌道群(グループC)に分類された。グループAは、エネルギー的にHOMO-LUMOギャップ近傍に存在し、蛋白質の化学反応に関与すると推測された。グループBは主としてアミノ酸残基間の空間を介した相互作用により、分子全体に拡がっており、蛋白質の3次構造の安定化に寄与していると推測された。それに対し、グループCは、共有結合に沿って形成されている軌道であり、蛋白質の骨格構造の形成に寄与していると考えられた。したがって、機能部位予測という観点からは、グループAが重要と考えられ、これらの軌道の空間的局在と各酵素の活性部位の局在との相関を詳細に調べた。その結果、グループAの中でも特にHOMO,LUMOに近い軌道は非機能部位に比べて機能部位に局在化する傾向が大きいことが判明した。ただし、重要なことは、このようなフロンティア軌道と機能部位の間の共局在化は、酵素が水和しているときのみに顕著に見られたことである。また、このような共局在化は、Glu/Asp、HisあるいはCys上に活性部位がある場合について顕著であった。以上の結果に基づいて、機能部位探索のためのプロトコールを提案し実例を示した。以上を総合し、フロンティア軌道の探索によるab inito機能部位予測法を提案した。1.超分子モデルによる水和した酵素の電子状態に関する研究タンパク質と水和圏からなる超分子の電子波動関数を解析することによって、タンパク質と水分子間に起こる量子力学的な過程を詳細に分析した。その結果、タンパク質と水分子との間に起こる電子移動は第一水和圏に存在する水分子を介して起こり、水和に伴う安定化エネルギーは主に第一水和圏と第二水和圏から生じることが分かった。また、水分子を明示的に扱う計算と連続体近似計算の結果を比較することにより、タンパク質の電子波動関数、分子内部エネルギー及びタンパク質-水界面の相互作用形態に関して顕著な違いが生じることが判明した。水和状態では、タンパク質分子と水和圏からなる超分子の電子状態が安定化されるとともに、特に触媒部位では水分子との間で高エネルギー状態にある電子を介した特異的な電子移動相互作用が起こっていることが判明した。以上述べた通り、タンパク質周囲の水分子の役割について電子波動関数の視点から新規な描像を得た。2.小タンパク質のフォールディング過程における電子波動関数の役割と考察3つの小タンパク質分子に対して、フォールディング過程と電子波動関数の関係を詳細に解析した。具体的には、小タンパク質の分子動力学計算を実行することによってフォールディング過程をシミュレーションし、サンプリングした構造全てに対して分子軌道計算を実行し波動関数の時間発展に関する解析を行った。その結果、フォールディング過程で分子内部に電子移動が起こり、その方向が主鎖間の水素結合や疎水コアを形成する残基間であることが判明し、フォールディングの駆動力として残基間電子移動が重要な相互作用であることが示唆された。また、フォールディング過程を波動関数-立体構造相関の観点から解析し、電子分布の広がりと構造形成の間に直接的関係が存在することも示した。

金属酵素(特に亜鉛含有蛋白質)のX線結晶構造に対し、蛋白質内での残基数の空間分布を金属からの距離の関数として統計的に分析するとともに、分子軌道の局在性をアミノ酸残基ごとに分けて整理し、金属に近い残基は他の残基と比べてフロンティア軌道付近に局在しやすいことを示した。また、これらのベンチマークデータ結果に基づいて金属タンパク質の金属結合部位予測法を探索した。構造と機能が既知の蛋白質をCATRESやCSAなどの活性部位データベースからEC classを偏りなく包括するように52個サンプリングした。平均残基間距離、量子化学計算による平均残基間相互作用エネルギー、溶媒露出面積、基準振動解析による揺らぎをすべてのタンパク質の各残基に対して計算し、蛋白質内で基準化した。各データの相関および活性残基との関連を調べた後、多変量解析の手法である主成分分析(PCA)と正準判別分析(CDA)を行い、活性残基の予測ができるかを検討した。その結果、活性残基の各データはいずれも他と比べて特異的な分布を示した。PCAによって得られた第1主成分と第2主成分をプロットした散布図から活性残基をおおよそ識別することができた。この新しい2つの変数はいずれも上述の残基の物理量をバランスよく重ね合わせたものであることが固有ベクトルの係数から分かった。一方、CDAの結果からは予想したほどの分離はできなかった。この場合第1判別関数はほとんど平均残基間相互作用エネルギーの寄与だけからなり、活性残基をその他残基から判別するよりむしろ、電荷の有無に過剰な重みがかかった判別がなされてしまったと考えられる。以上述べたとおり2つの判別関数にはまだ不十分な点があるが、それらの散布図からおおよその活性部位残基の判別ができたことは前進である。
高血圧治療薬のPK-PD解析とその相互作用に関する速度論的研究

血圧は種々の血圧調節機構によって常に一定になるように調節(フィードバック調節等)されている。薬物による高血圧症の治療は、これら血圧調節機構が正常に働かなくなった場合に行われる。高血圧治療薬の体内動態(PK)と降圧効果(PD)の定量的な関係を確立することは、高血圧患者の最適投与計画を構築すること、及びQOLを維持する上でも臨床上非常に重要である。高血圧治療薬のPK-PDの関連性については、国内外を問わず詳細に検討されており、薬物の血漿中濃度あるいは作用部位濃度を用いて、PDとの関連性について解析を行うことが一般的である。しかし、薬物投与後に最終的に観察される血圧は、薬物による血圧降下作用と血圧調節機構による血圧上昇作用(交感神経系の興奮によるフィードバック調節)を含んだものであり、PKとPDを直接的に関連付けることは、非常に困難であると考えられる。そこで本研究は、カルベジロール(CVL)をモデル薬物に選び、血圧調節機構(血漿中ノルエピネフリン(NE)濃度の変動)を含んだPK-PDモデルを構築し、CVLのPKとPDを定量的に関連付けることを目的にして検討を行った。交感神経系の血圧調節機構を含んだPK/PDモデルを構築するためには、血漿中NE動態と血圧上昇作用を定量的に関連付ける必要がある。そこで、NE投与後の血漿中NE濃度と血圧の変動について検討を行った。その結果、血漿中NE動態は非線形の消失過程を含んだ2-コンパートメントモデルを用いることで定量的に説明できること、及びNEの血圧上昇作用は血漿中NE濃度の関数として最大効果(Emax)モデルを用いることで定量的に説明できることが明らかとなった。更に、CVL投与後の血漿中CVL濃度、血漿中NE濃度の変動及び血圧降下作用について検討を行った。その結果、血漿中CVL動態は線形の2-コンパートメントモデルを用いることで、血漿中NE濃度の変動は構築した血圧調節系モデルを用いることで定量的に説明できることが明らかとなった。更にCVLの血圧降下作用を構築した血圧調節系モデルで解析した結果、CVLの体内動態と血圧降下作用が定量的に関連付けできることが明らかとなった。本研究は、作用機構の異なる種々の高血圧治療薬を用いて、各薬物の薬動学的薬力学的相互作用を定量的に説明することを目的にして行われている。本年度はカルシウムチャンネル遮断薬の代表的な薬物であるベラパミルとα及びβ遮断作用を併せ持つカルベジロールについて検討を行った。実験動物は、Wistar系雄性ラットと自然発症高血圧ラットを用い、血圧の測定は、本年度購入したMacLabシリーズを用いた。実験の前日に頚静脈と頚動脈にカニューレを施し、静脈のカニューレより薬物投与、動脈のカニューレより血圧を測定した。ラットをボールマンケージに入れ、薬物投与後の血圧の変化を連続的に測定した。薬物は定速注入ポンプを用いて投与した。正常血圧ラットにおけるベラパミル及びカルベジロール投与後の血圧は、用量依存的に下降(46%,15%)し、注入停止後比較的速やかに回復した。一方、高血圧ラットにおける血圧の降下は、正常ラットよりも大きく(53%,26%の降下)、注入停止後ゆっくりと回復することが明らかとなった。このように生理状態の変動(高血圧状態)により、薬理効果が大きく変動することが明らかとなった。

今後、薬物の血漿中濃度を経時的に測定し、薬理効果との関連性を明らかにする予定である。さらに、ベラパミルとカルベジロールを併用投与した場合、それらの降圧効果が相加的に働くのか、あるいは相乗的に作用するかを中心に、薬動学的薬力学的相互作用について定量的な解析を行う予定である。各薬物の降圧効果が相加的に働くのか、それとも相乗的に作用するのかを証明することができれば、血圧の急激な低下(相乗的に作用した場合の副作用)を引き起こす原因についての定量的な情報を提供することができる。本研究は、作用機構の異なる種々の高血圧治療薬の降圧効果と体内動態を定量的に関連付けること、およびそれらの薬物を併用投与した場合の薬動学的薬力学的相互作用を定量的に説明することを目的にして行われた。実験動物として自然発症高血圧ラットと正常血圧ラットを用い、カルシウムチャンネル遮断薬のベラパミルおよびα-β-遮断作用を併せ持つカルベジロールについて検討を行った。その結果、薬物の体内動態と血圧降下作用には時間的なズレが認められ、正常血圧ラットの場合時計回りのヒステリシスが、高血圧ラットの場合反時計回りのヒステリシスが認められることが判明した。これらの結果は、病態時において薬効発現が全く異なることを意味しており、薬物の体内動態と血圧降下作用を定量的に関連付けるためには、血圧調節機構の働きを含んだ解析が必須であることを強く示唆する結果であった。そこで、血圧調節機構の働きを反映すると考えられる血漿中カテコールアミンの変動について検討を行った。その結果、薬物投与後の血漿中ノルアドレナリン濃度が有意に上昇することが判明し、薬物の降圧作用に対する血圧調節(ネガティブフィードバック)機構の存在を実証することができた。今後更に、血圧調節機構を含んだ単純な血圧調節系モデルを構築し、構築した血圧調節系モデルを用いて薬物の体内動態と血圧降下作用を定量的に関連付け、それらの薬動学的薬力学的相互作用について検討を行う予定である。
脳血管攣縮における血管平滑筋細胞の転写機構、及び転写調節による治療効果の解析

くも膜下出血後に起こる脳血管攣縮は灌流域の虚血をもたらし、発生した脳梗塞は患者の予後を決定する最大の因子となるが、血管攣縮機序は確定されておらず決定的治療法は存在しない。本研究ではこの脳血管攣縮の発生機構について解析を行った。実験動物に対し、くも膜下出血を惹起させたモデルを用い病理学的に解析を行った検討を行った。くも膜下出血群では脳血管周囲及び外膜に炎症細胞浸潤を認め、くも膜下に存在する血腫により炎症が惹起され、これを誘困とし脳血管攣縮がもたらされたことが示唆された。免疫組織学的な検討では、平滑筋細胞の分化マーカーであるカルポニン及びαsmooth muscle actinが、攣縮血管の平滑筋細胞で有意にdown regulationを示していた。このことから、従来いわれていたCa依存性の収縮機構とは別に、平滑筋細胞自体が、より未分化な状態への変化、いわゆる脱分化型平滑筋細胞への形質転換が脳血管攣縮発生の重要な機構である可能性が示唆された。さらに攣縮血管において、上記形質転換の転写調節はいかにして行われているかを検討した。平滑筋細胞での分化維持に密接に関わる転写因子SRF、Myocardinの解析では、Myocardinのdown regulationと細胞内局在変化を認めた。くも膜下出血による様々な刺激により、上記血管平滑筋細胞の形質転換は分化・脱分化転写調節の変化によりもたらされていることが示唆された。臨床的な解析では、くも膜下出血後の髄液環境下における炎症の惹起をもとに、脳脊髄液中のadrenomedullinが有意に増加していることが確認できた。さらに、これらの値と、低ナトリウム血症及び遅発性虚血性神経脱落が有意に相関しており、これらの密接な関連が確認できた。本研究ではこの脳血管攣縮の病態及び治療効果について解析を行っている。実験動物に対し、くも膜下出血を惹起させたモデルを用い脳血管攣縮の評価を行った。コントロール群と比較してくも膜下出血群は、脳血管径が有意に狭小化を示し、脳血管攣縮の発生が確認できた。脳血管を摘出し病理学的に検討を行ったが、くも膜下出血群では脳血管周囲及び外膜に炎症細胞浸潤を認め、くも膜下に存在する血腫により炎症が惹起され、これを誘因とし脳血管攣縮がもたらされたことが示唆された。次に、免疫組織学的な検討を行った。血管径の狭小化は血管平滑筋細胞の脱分化が関連している可能性を考え、平滑筋細胞の分化マーカーであるカルポニン及びαsmooth muscle actinについて検討を行った。攣縮血管ではこれら分化マーカーのdown regulationを示していた。今後、SM1、SM2、についても検討を加える予定である。また、逆に脱分化平滑筋細胞でup regulationするSMembについても検討を行い、攣縮血管での平滑筋細胞の脱分化を確認予定である。今後、さらに攣縮血管において分化型平滑筋分子マーカーの転写調節はいかにして行われているかを検討する。、具体的にはSRF、Myocardin、Rho、MAL、など現在平滑筋細胞での分化調節に密接に関わると考えられている各因子の動態を上記手法を用い解析し、密接に関連するfactorの同定と転写因子機構の検討を行う。

重要と考えられたfactorについて遺伝子knock down系および遺伝子導入系を構築し、血管平滑筋細胞の脱分化と脳血管攣縮の関連を明らかにし、遺伝子治療の可能性を検討する。くも膜下出血後に起こる脳血管攣縮は灌流域の虚血をもたらし、発生した脳梗塞は患者の予後を決定する最大の因子となるが、血管攣縮機序は確定されておらず決定的治療法は存在しない。本研究ではこの脳血管攣縮の発生機構について解析を行った。実験動物に対し、くも膜下出血を惹起させたモデルを用い病理学的に解析を行った検討を行った。くも膜下出血群では脳血管周囲及び外膜に炎症細胞浸潤を認め、くも膜下に存在する血腫により炎症が惹起され、これを誘困とし脳血管攣縮がもたらされたことが示唆された。免疫組織学的な検討では、平滑筋細胞の分化マーカーであるカルポニン及びαsmooth muscle actinが、攣縮血管の平滑筋細胞で有意にdown regulationを示していた。このことから、従来いわれていたCa依存性の収縮機構とは別に、平滑筋細胞自体が、より未分化な状態への変化、いわゆる脱分化型平滑筋細胞への形質転換が脳血管攣縮発生の重要な機構である可能性が示唆された。さらに攣縮血管において、上記形質転換の転写調節はいかにして行われているかを検討した。平滑筋細胞での分化維持に密接に関わる転写因子SRF、Myocardinの解析では、Myocardinのdown regulationと細胞内局在変化を認めた。くも膜下出血による様々な刺激により、上記血管平滑筋細胞の形質転換は分化・脱分化転写調節の変化によりもたらされていることが示唆された。臨床的な解析では、くも膜下出血後の髄液環境下における炎症の惹起をもとに、脳脊髄液中のadrenomedullinが有意に増加していることが確認できた。さらに、これらの値と、低ナトリウム血症及び遅発性虚血性神経脱落が有意に相関しており、これらの密接な関連が確認できた。
マルチセンサ方式を導入した携帯可能な近赤外組織酸素モニタの開発

マルチセンサ方式を導入し,2波長近赤外分光法を用いた携帯型組織酸素モニタを開発し,その実用性を確認した.本酸素モニタでは,筋代謝動態を無拘束,実時間で定量計測可能であり,筋生理学,スポーツ・リハビリテーション医学の分野に有用な評価手段となる.本研究の主要な成果を以下にまとめる.・携帯型組織酸素モニタの開発:携帯可能な小型の装置とするために光源として発光ダイオードを採用し,送受光器間隔が20,30,40mmのマルチセンサ方式の組織酸素モニタを試作し,光拡散理論に基づく反射光強度の理論式と筋組織を模擬したファントム実験により算出アルゴリズムを決定した.・皮下脂肪,皮膚の影響の補正:筋組織酸素計測に及ぼす皮下脂肪層の影響をモンテカルロシミュレーション,実測,ファントム実験の3種の方法で系統的に解析し,脂肪層の影響の補正法を確立した.また、皮膚および皮膚血流の影響補正について検討し,送光器から3mmの位置に設置した近接受光器により,皮膚および皮膚血流の影響が除去可能であることを見い出した.・近赤外組織酸素モニタの有用性確認:実用性確認のためにノルディック複合オリンピック候補選手の筋組織酸素供給能力を測定し,一流選手の酸素供給能が一般成人と比較して明らかに高いことを定量化できた.・生体組織の光学特性の計測:酸素濃度変化の絶対量計測のための基礎的データとして,ストリークカメラを用いた時間分解測定を前腕で実施し,脂肪層の影響を含まない筋組織のみの光学特性を決定した.マルチセンサ方式を導入し,2波長近赤外分光法を用いた携帯型組織酸素モニタを開発し,その実用性を確認した.本酸素モニタでは,筋代謝動態を無拘束,実時間で定量計測可能であり,筋生理学,スポーツ・リハビリテーション医学の分野に有用な評価手段となる.本研究の主要な成果を以下にまとめる.・携帯型組織酸素モニタの開発:携帯可能な小型の装置とするために光源として発光ダイオードを採用し,送受光器間隔が20,30,40mmのマルチセンサ方式の組織酸素モニタを試作し,光拡散理論に基づく反射光強度の理論式と筋組織を模擬したファントム実験により算出アルゴリズムを決定した.・皮下脂肪,皮膚の影響の補正:筋組織酸素計測に及ぼす皮下脂肪層の影響をモンテカルロシミュレーション,実測,ファントム実験の3種の方法で系統的に解析し,脂肪層の影響の補正法を確立した.また、皮膚および皮膚血流の影響補正について検討し,送光器から3mmの位置に設置した近接受光器により,皮膚および皮膚血流の影響が除去可能であることを見い出した.・近赤外組織酸素モニタの有用性確認:実用性確認のためにノルディック複合オリンピック候補選手の筋組織酸素供給能力を測定し,一流選手の酸素供給能が一般成人と比較して明らかに高いことを定量化できた.・生体組織の光学特性の計測:酸素濃度変化の絶対量計測のための基礎的データとして,ストリークカメラを用いた時間分解測定を前腕で実施し,脂肪層の影響を含まない筋組織のみの光学特性を決定した.近赤外光を用いた組織酸素計測に関しては,理想条件下では,ある程度の理論的根拠が与えられてはいるものの,実測時の種々の誤差要因に関しては,系統的な基礎研究がほとんどなれておらず,使用報告例が急増するに伴い,測定データの信頼性と解釈が大きな問題となりつつある.本研究では,近赤外光を用いた生体組織酸素モニタの計測特性を解析し,種々の誤差要因の影響を明らかにして,測定精度の大幅な向上を図ると共に,小型で携帯可能な装置として,医学の新たな分野に適用することを目的としている.本年度は,シュミレーションにより測定誤差要因の解明を行い,その要因を除去可能なマルチセンサ方式の装置を試作し,ファントムモデム実験と生体での実測により誤差要因の影響を検証した.組織酸素計測では,測定対象組織とセンサ間の介在組織が,測定結果に最も大きく影響すると推測される.そこで,筋組織を対象に,介在する脂肪層が測定値に及ぼす影響をモンテカルロシュミレーションにより検証し,脂肪層の厚みが測定感度に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.脂肪層の影響を除去するために,複数個のセンサを配置したマルチセンサ方式の装置を試作し,脂肪層と筋肉層かなる2層の組織ファントムにおいて,脂肪層の厚み,測定感度,受光量などの関係を定量計測した.また,ヒトを対象にした実測では,エルゴメータ負荷試験時の大腿部外側広筋の酸素濃度変化量を測定し,測定感度と脂肪層の厚みの関係を調べた.この結果,シミュレーションおよびファントム実験の結果と同様に,脂肪層の介在が測定値に大きく影響することが示された.以上の結果より,近赤外光を用いた組織酸素計測において,脂肪層の存在は無視し得ないものなのであることを実証するとともに,その影響を補正するためのいくつかの手法を見出すことができた.近赤外光を用いた組織酸素計測は非侵襲的に実時間で組織の酸素濃度をモニタできるため,臨床的に極めて有用な測定法である.しかし,この手法は均質系の理論に基づいており,頭蓋,脂肪などが介在する実際の不均質組織では,測定感度が大きく異なることが問題点として認識され始めている.本研究は,筋組織酸素濃度計測において問題となる脂肪層に着目し,脂肪層の影響を補正して,筋組織酸素濃度の絶対値計測が可能な装置を開発することを目的としている.本年度までに,以下の成果を挙げた.1.同時多点計測が可能なように,送受光器間距離の異なるマルチセンサ方式の近赤外光組織酸素モニタを開発した.

2.開発装置を用い,大腿外側広筋における自転車エルゴメータ負荷試験,前腕における虚血試験を実施するとともに,超音波診断装置で脂肪層の厚みを測定し,脂肪層の存在が測定感度に大きく影響することを実証した.3.脂肪層(寒天と酸化チタン粒子)と筋肉層(Intralipid溶液と牛血)からなるファントムを作成し,酸素化・脱酸素化ヘモグロビンの濃度と吸光度変化の関係を求め,脂肪層が厚くなると測定感度が著しく減少するとともに,非直線性が顕著になることを見いだした.4.脂肪層と筋肉層からなる2層3次元モデルでモンテカルロシミュレーションを実施し,シミュレーションの結果より実測およびファントム実験の結果の妥当性を確認するとともに,種々の条件下で系統的な解析を実施した.5.以上の結果から,近赤外光組織酸素計測法の測定感度と脂肪厚の関係を決定することができた.6.さらに,測定感度の低下とともに受光量は増加し,それらに直線関係があることを見いだし,その関係を用いて測定感度を補正する手法を提案して,その有効性をin vivo測定で検証した.前年度までに試作した近赤外光を用いた生体組織代謝モニタ装置について,以下の検討を行った.●皮膚の影響の除去:皮膚および皮膚血流による光吸収も測定誤差の要因となる可能性があることから,皮膚を含む3層モデルのモンテカルロシミュレーションを行い,皮膚および皮膚血流の影響を推定した.その結果,送光器から3mmの位置に新たな近接受光器を配置し,吸光度データに差動法を適用することにより,皮膚および皮膚血流の影響のみを除去できることが示された.その結果を基に,新たに340mmの距離に8個の受光器を配置したマルチセンサ方式のプローブを試作し,有効性を確認した.●近赤外組織酸素モニタの有用性確認:本研究で開発した装置ならびに皮下脂肪厚補正法の有効性を検証するため,日本オリンピック委員会の協力を得てノルディック複合選手(11名)の筋組織酸素供給能力を測定し,一般成人と比較した.その結果,一流選手では一般成人に比し,筋組織酸素濃度の回復速度が1.7倍速く,運動負荷時の酸素供給能力に優れていることが示され,本装置による組織代謝量の定量的評価の有用性が実証された.●生体組織の光学特性の計測:酸素濃度変化の絶対量を知るためには平均光路長,特に筋組織中の平均光路長が必要となる.筋組織中の平均光路長は,脂肪厚に最も大きく依存するが,筋組織中の光吸収係数と光散乱係数にも依存する.ピコ秒パルスレーザとストリークカメラを用いた時間分解測定を前腕で実施し,脂肪層の影響を含まない筋組織のみの光学特性を決定した.
難治性神経疾患の病態におけるプロテオグリカンの意義の解明と臨床応用の検討

プロテオグリカン(PG)の糖鎖合成酵素遺伝子についての従来の検討から、ニューロパチーの一部にChGn-1遺伝子にアミノ酸置換および酵素活性の低下を伴う変異がみられることを見出していた。今年度ChSy-1遺伝子にも同様の変異がみられる症例を見出し、コンドロイチン硫酸の糖鎖構造に変化をきたすことがニューロパチーの病態に関連する可能性が示唆された。PGの糖鎖合成酵素であるC6ST-1のノックアウトマウスでは、myelin-oligodendrocyte glycoprotein (MOG)の感作による実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)が重症化する。ノックアウトマウスに野生型で感作したリンパ球を受身移入すると、同じリンパ球を野生型マウスに受身移入する場合よりも重症化がみられた。リンパ球の感作には同酵素の有無は影響を与えなかった。同酵素のトランスジェニックマウスでは軽症化がみられた。この結果は、コンドロイチン硫酸の6位の硫酸基が正常に存在するかどうかでEAEの重症度が異なることを示しており、糖鎖の改変が免疫性神経疾患の治療に応用できる可能性が示唆された。Galactocerebroside(Gal-C)はミエリンの主要な糖脂質であり、Gal-Cに対する抗体は脱髄因子であることが動物実験で示されている。ヒトのギラン・バレー症候群(GBS)では、マイコプラズマ肺炎後の症例で抗Gal-C抗体陽性例が多いこと、肺炎マイコプラズマ菌体にはGal-C様糖鎖があり抗体産生は分子相同性機序によると考えられることなどが報告されていたが、多数例の解析は行われていなかった。今回抗Gal-C抗体陽性GBSの47例の解析により、同抗体陽性例は脱髄型GBSが多いことが確認され、感覚障害と自律神経障害を伴うことが多いことが明らかとなった。実験的自己免疫性ニューロパチー(EAN)では、脊髄にミクログリアが増え、ミクログリアにおけるケラタン硫酸(KS)の発現が消失することがわかった。EANの病態とKSの関連についてはさらに検討が必要と考えられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。プロテオグリカン(PG)の糖鎖合成酵素遺伝子についての従来の検討から、一部の人にChGn-1遺伝子にアミノ酸置換および酵素活性の低下を伴う変異がみられることを見出していた。今年度この変異の有無が免疫性神経疾患の臨床経過の関連を示唆する結果を得たので、現在症例数を増やして検討中である。PGの糖鎖合成酵素であるC6ST-1のノックアウトマウスでは、myelin-oligodendrocyte glycoprotein (MOG)の感作による実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)が重症化し、同酵素のトランスジェニックマウスでは軽症化することが明らかとなった。PGの硫酸基が正常な構造をとるか否かでEAEの重症度が異なることから、糖鎖の改変が免疫性神経疾患の治療に応用できる可能性が示唆された。硫酸化グルクロン酸基をもつHNK-1糖鎖は、IgMパラプロテイン血症を伴うニューロパチー(IgM-N)の標的エピトープとして知られる。従来myelin-associated glycoprotein (MAG)および糖脂質のsulfated glucuronylparagloboside (SGPG)が代表的な抗原として知られてきたが、PGのひとつであるphosphacanもHNK-1糖鎖をもつ複合糖質である。

HNK-1を認識する複数のマウスモノクローナル抗体の反応性をみると、MAGおよびphosphacanに対する反応の相対的強さが抗体ごとに異なるという知見を得たことから、MAGおよびphosphacanにHNK-1糖鎖を付けた抗原を用意し、多数のIgM-N患者血清との反応の強さを検討した。その結果、両者に対する反応性の強さの比(M/P比)が1未満の症例では神経障害がより増悪することが明らかとなった。今後M/P比は難治例が多いIgM-Nの有用な臨床的マーカーとなる可能性がある。研究計画は当初の予定通り進展しており、共同研究者との連携もスムーズにとれている。引き続き、糖鎖遺伝子変異と臨床特徴の関連、糖鎖改変動物での実験モデルの解析、および糖鎖に対する自己抗体の検討を続ける。25年度が最終年度であるため、記入しない。
慢性めまいの心理学的要因の神経基盤の解明：心理療法前後のfMRI画像研究

平成30年度は、現在当教室で行っている新世代認知行動療法(アクセプタンス&コミットメント・セラピー:ACT)に基づく慢性めまいに対する集団プログラムの無作為化比較試験を継続しながら、慢性めまい患者に対するACT施行前後のfMRI検査に向けての課題点の整理・対策を行った。まず、平成30年度は、無作為化比較試験において、慢性めまいを有する患者15例の治療を行った。このペースで進めば、平成31年度中に目標症例数に達すると思われる。並行して、慢性めまい患者に対するACT施行前後のfMRI検査において、研究協力者と連携しながら、対象患者や撮影条件に関して協議した。現在、倫理審査委員会への申請書を作成中である。倫理審査委員会への申請書を作成中である。研究プロトコルを作成し、倫理審査委員会の承認を得る。当初は平成30年度中に倫理委員会の承認を得て、患者のリクルートを開始する予定であった。しかし、未だ倫理委員会の承認を得ることはできず、患者のリクルートを開始できていないため、次年度へ費用を繰り越すこととした。
大型レーザー装置を用いた衝撃変成手法の開発～レーザーで切りひらく地球深部～

隕石衝突現象を模擬するために、大型レーザー装置を使った衝撃変成手法の開発を行った。試料には地球内部物質であり、隕石中鉱物であるかんらん石(オリビン)を用いて、試料表面に試料噴出抑制用に金属板を配置することで、衝撃変成された試料を100%回収することに成功した。その回収試料の分析結果から、隕石衝突クレーター深部における衝撃変成機構としてモデル化されていた試料の溶融・塑性変形・弾性変形を観察することができ、クレーター深部の変成機構を検証することが出来た。またその深部中の衝撃波の減衰率を評価するための音速データの取得に成功した。地球惑星内部物質の物性を調べる一つのツールとして、高圧発生手法である静的・動的圧縮法のうち、地球中心部の状態をも生成可能であるレーザー衝撃圧縮法に着目して、大型レーザー装置を用いた衝撃変成手法を開発することを目的として研究を行った。地球惑星内部物質を使ったレーザー誘起衝撃波による衝撃変成に関する研究は国際的にもほとんど例がなく、地球惑星内部状態にした試料を回収することはもちろんのこと、レーザー衝撃変成の妥当性を評価した例はないので、この手法が確立されれば地球惑星科学研究だけでなく物質科学研究等への応用も期待できる。本年度は、地球内部や隕石の主要鉱物であるオリビンを使って、レーザー衝撃変成実験を行った。レーザーを試料に直接照射すると高圧状態になった試料が外側に噴出してしまうので、噴出物の回収に回収ボールなどを使用したが完全な回収は出来なかった。そこで、オリビン表面に金属板(アルミあるいはチタン)を配置し、試料の噴出を抑制した。これにより高温高圧状態を経験したオリビン試料が噴出してしまうことなく、試料を100%回収することに成功した。また、レーザー照射によって金属板に出来た穴は、阻石衝突で出来るクレーターに類似しており、レーザーのエネルギーと金属板に開いた穴の径との関係は、飛翔体(弾丸)を使った衝突模擬実験から得られる結果と一致していることがわかった。このことから、レーザー照射によって発生する衝撃波が阻石衝突現象を模擬し得る可能性を示唆した。回収したオリビン試料は断面を切り出して、衝撃波伝播による変成状態を光学観察(光学顕微鏡、ラマン分光観察)あるいは電子顕微鏡観察を順次行っている段階であり、地球内部で見られるようなオリビンの高圧相はまだ見つけられていないのが現状である。今後、より微小領域の構造分析が可能な透過型電子顕微鏡観察を行う予定である。地球惑星内部物質の物性を調べる一つのツールとして、地球中心部の状態をも生成可能であるレーザー衝撃圧縮法に着目して、大型レーザー装置を用いた衝撃変成手法を開発することを目的として研究を行った。地球惑星内部物質を使ったレーザー誘起衝撃波による衝撃変成に関する研究は国際的にもほとんど例がなく、地球惑星内部条件(高温高圧)を経験した試料を回収することはもちろんのこと、レーザー衝撃変成の妥当性を評価した例はないので、この手法が確立されれば地球惑星科学研究だけでなく物質科学研究等への応用も期待できる。本年度は、地球内部や阻石の主要構成物質であるオリビンとクォーツとかんらん岩を使って、レーザー衝撃変成実験を行った。試料表面には金属板(チタン)を配置し試料の噴出を抑制した。金属板の厚みはレーザー誘起衝撃波の等圧核が試料に到達するように調整した。これらにより高温高圧状態を経験した試料が噴出してしまうことなく回収することが出来た。回収した試料はレーザー照射中央部の断面を切り出して薄片化し、衝撃波伝播による変成状態の変化を光学観察(光学顕微鏡、ラマン分光観察)および電子顕微鏡観察により評価した。観察結果から、試料中に変成状態の異なる3つの領域が存在することがわかった。試料表面付近は高温高圧状態を経験したことによる溶融の痕跡が見られた。これより深部は衝撃波が圧力減衰しながら伝播している痕跡が見られ、試料の破壊(クラック)形状によって異なる領域に分けられた。これらの変成状態の変化は瞑石衝突クレーター深部において考えられているモデルと類似していることがわかった。試料中の変成分布から3つの領域の境界の位置とそこでの圧力を決定し、試料中での衝撃波の圧力減衰率を評価した。その減衰率はガス銃を使った衝突模擬実験の結果や理論シミュレーションによる結果よりも大きい値であることがわかった。地球惑星内部物質の物性を調べて、地球の内部構造ひいては地球型惑星の誕生過程に制約条件を与えるための新たなツールとして、静的・動的圧縮による高圧発生手法のうち、地球惑星中心部と同じ状態をも生成可能であるレーザー衝撃圧縮法に着目して、大型レーザー装置を用いた衝撃変成手法を開発することを目的としている。

地球内部物質であり比較的よく調べられた試料でかつ変化(相転移)が多様な試料(例えば、かんらん石(オリビン))を使って、大型レーザー照射により衝撃変成を受けた試料の回収手法を確立し、回収試料の観察・分析を行うことでレーザー衝撃変成手法が地球惑星科学研究において新たなツールとなりうるかを明らかにする。本年度は、地球内部や隕石の主要構成物質であるオリビンとクォーツ、及びフッ化マンガンを使って、レーザー衝撃変成回収実験を行った。また、レーザーの照射条件(強度分布)を変化させて比較的大きな試料(粉末)に対して回収実験も行った。回収した試料のうち単結晶試料はレーザー照射中央部の断面を切り出して薄片化し、衝撃波伝播による変成状態の変化を光学観察(光学顕微鏡、ラマン分光観察)および電子顕微鏡観察により評価した。粉末試料はX線回折による構造観察を行った。また昨年度の実績である衝撃波の圧力減衰率を評価する際に必要な音速データをX線撮影法により測定し400 GPa-600 GPaの圧力領域でオリビンの音速データを取得することに成功した。レーザー衝撃圧縮された試料の回収に成功し、その断面の観察から変成状態の異なる領域が見つかった。各領域を分析することで、過去に提案されていたモデル隕石クレーター深部の変成分布)と類似していることがわかり、惑星科学研究への応用を示唆した。この結果は、本研究が地球惑星科学研究の一つのツールとなり得ることを示唆しているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。地球惑星内部物質の高圧相回収については未だ結論が出せていないので、異なる実験条件での回収実験を行い、高圧相の回収が可能かどうかを今後も調べる。一方で、レーザー衝撃変成した試料の回収法はほぼ確立しているので、地球惑星内部物質を使った回収実験を行い、その変成分布の観察から惑星科学研究への応用を目指す。また、試料として用いる地球惑星内部物質の基礎物性(音速)が必要であることがわかったので、研究計画にはなかったが、試料の物性測定(音速等)を行う予定である。
イオン性ヘリセン分子の自己集積的な結晶配向を利用した超微細構造の構築

昨年度に引き続き、ヘリセン分子の橋頭位炭素を四級窒素で置き換えた新規なカチオン型ヘテロヘリセンであるアゾニアヘリセンの合成と単結晶構造の構造解析を行った。四級窒素の位置異性体(2種類)および対アニオンの異なる(各4種類)合計8種類の異性体を合成し、そのうち6種類について単結晶構造解析に成功した。外側橋頭位に四級窒素を導入した8a-アゾニア[6]ヘリセンでは、対イオンによって結晶構造が異なり、ClO_4^-塩とBF_4^-塩ではヘリセン分子が一方向に並んだ配向して、右巻のヘリセンと左巻きのヘリセンが交互に層を成しているのに対し、PF_6^-塩では同一のヘリシティーを有するヘリセン分子が180度回転しながら積層し、その空隙を対イオンが占有することで特徴的なホモキラルなカラムを形成することを見い出した。一方、内側橋頭位に四級窒素を有する16c-アゾニア[6]ヘリセンでは、ClO_4^-塩とBF_4^-塩はホモキラルなPF_6^-塩ではアキラルなカラム状の結晶パッキングをしていることを確認した。結晶密度および各イオンサイズに関する詳細な比較から、これらの結晶形の違いは、アゾニアヘリセン分子と対アニオンの大きさの比によるものであることが明らかとなった。また、上記のカラム状のパッキングが積層したヘリセン分子間のπ-πスタッキングと電荷移動相互作用によって安定化していることから、π-アクセプター性のアゾニア骨格に対しπ-ドナー性のチオフェン環を組み込んだ新規なアゾニアチアヘリセンを新たに合成した。さらに、光学活性なアニオンを対イオンとして用いてジアステレオマー法によるアゾニア[6]ヘリセンの光学分割を試みたところ、最高78%の光学純度を有する光学活性体を得ることに成功した。CDスペクトルおよび旋光度の測定から、長波長域においても極めて大きな旋光性を示すことが確認され、今後新しい光学材料として大変有望である。ヘリセン分子の橋頭位炭素を四級窒素で置き換えた新規なカチオン型ヘテロヘリセンであるアゾニアヘリセンの合成と単結晶構造の構造解析を行った。四級窒素の位置異性体および対アニオンの違いによる結晶パッキングの違いについて、現在のところ8種類の異性体を合成し、そのうち4種類について結晶構造解析に成功した。外側橋頭位に四級窒素を有する8a-アゾニア[6]ヘリセンでは、対イオンによって結晶構造が異なり、ClO_4^-塩ではヘリセン分子が一方向に並んだ配向をしており、右巻のヘリセンと左巻きのヘリセンが交互に層を成しているのに対し、PF_6^-塩では同一のヘリシティーを有するヘリセン分子が180度回転しながら積層しており、その空隙に対イオンが位置するホモキラルなカラムを形成していることを見い出した。一方、内側橋頭位に四級窒素を有する16c-アゾニア[6]ヘリセンでは、上記2種類の対イオンの単結晶の間に違いは見られず、いずれも後者と同様のホモキラルなカラム状の結晶パッキングをしていることを確認した。これらの違いは、現在のところ、カチオン(アゾニアヘリセン分子イオン)とアニオン(対イオン)の大きさの比によるものと推測される。.今後、残りの4種類のサンプルについても単結晶構造解析を行い、この相関を明らかにする予定である。また、上記のカラム状のパッキングが積層したヘリセン分子間のπ-πスタッキングと電荷移動相互作用によって安定化していると考えられることから、π-アクセプター性のアゾニア骨格(キノリジニウム環)に対しπ-ドナー性のチオフェン環を組み込んだ新規なヘテロヘリセンであるアゾニアチアヘリセンの合成を検討し、6種類の新規ヘリセンを合成した。これらについても同様な結晶構造解析を行う予定である。

さらに、光学活性なアニオンを対イオンとして用いてジアステレオマー法によるアゾニア[6]ヘリセンの光学分割を試みたところ、最高78%の光学純度を有する光学活性体を得ることに成功した。CDスペクトルおよび旋光度の測定から、長波長域においても極めて大きな旋光性を示すことが確認され、今後新しい光学材料として大変有望である。
マウス精巣上体尾部の冷蔵輸送に関する研究

医学・薬学研究の有効な動物モデルとして遺伝子改変マウスそのものの輸送は、1)輸送コストが高額であること(510万円)2)輸送中に逃亡・死亡するなどの問題点があること(カルタヘナ法の問題)3)病原微生物感染事故が起こる可能性がある。それらの問題の解決法として、凍結胚あるいは冷蔵胚での輸送が頻繁に行われるようになった昨今ではあるが、さらに簡便な方法として、精巣上体尾部の輸送が可能となれば、上記の問題点を解決するのみならず、片方の精巣上体尾部を外科的に摘出することで、マウスを必ずしも安楽死する必要がないため、動物福祉の観点からも極めて有効的な方法であると思われ、マウス精巣上体尾部の冷蔵長距離輸送を試み、得られた成果を報告する。本研究では、成熟雄マウスの精巣上体尾部を摘出し、種々の冷蔵保存液の検討を行った結果、Lifeblood社製Lifor臓器保存液を用い、エッペンチューブに浸漬、紙箱に収容した後、魔法瓶に充填した。また、輸送箱としての発泡スチロール箱内は保冷剤を用いて冷却し(8°C)、旭川⇒熊本への冷蔵宅配輸送を行った。また、その輸送時の温度変化はボタン型温度記録計にて計測した結果、4°C8°Cを維持できた。冷蔵輸送した精巣上体尾部より、採取した精子を用い、体外受精を行った結果、受精率は84%と通常の体外受精と有意な差が見られない結果が得られた。また、得られた2細胞期胚の4-8細胞期、桑実胚期、胚盤胞期への発生率は、それぞれ、100%、98%、91%であった。また、胚移植により、移植胚の50%にあたる60匹の産仔が得られた。以上の結果より、本精巣上体尾部の冷蔵輸送法は凍結あるいは冷蔵胚の輸送に比べ、安価であること、貴重な遺伝子改変動物を安楽死に至らしめないことなどの利点があることから、今後、国内輸送のみならず、外国内輸送においても遺伝子改変マウスの輸送法として画期的な方法と成りうるものと考えられる。
競泳キックスタートにおける利き脚の前後配置の提案，効果検証

本研究の目的は,競泳のスタート姿勢を構える際の利き脚の置き場所について検討し,競技力向上を目指したスタート姿勢を提案することである.競泳短距離種目では競技記録に対してスタートの影響が大きく,スタートの改善が競技記録向上に必須である.現在,競泳ではバックプレート付きのスタート台が採用されており,これを用いたスタートをキックスタートと呼ぶ.キックスタートは脚を前後に開いた状態でスタート姿勢を構えるものの,前後へ開く左右脚の配置について多くの選手が特に根拠なく決めている.本研究では,選手の利き脚を前後に配置した際のスタート動作や力発揮の様子を定量的に示すとともに,利き脚配置の効果について検証する.本研究の目的は,競泳のスタート姿勢を構える際の利き脚の置き場所について検討し,競技力向上を目指したスタート姿勢を提案することである.競泳短距離種目では競技記録に対してスタートの影響が大きく,スタートの改善が競技記録向上に必須である.現在,競泳ではバックプレート付きのスタート台が採用されており,これを用いたスタートをキックスタートと呼ぶ.キックスタートは脚を前後に開いた状態でスタート姿勢を構えるものの,前後へ開く左右脚の配置について多くの選手が特に根拠なく決めている.本研究では,選手の利き脚を前後に配置した際のスタート動作や力発揮の様子を定量的に示すとともに,利き脚配置の効果について検証する.