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材料組織制御による高強度鋼溶接熱影響部の高靱性化に関する力学的アプローチ

橋梁の長大化,ペンストックやラインパイプ,低温貯槽の大容量化など鋼構造物の大型化に伴い,設計応力範囲の拡大や重量削減などを目的とする高強度鋼の適用拡大の動きが高まっている。しかし、鋼材の高強度化は一般に破壊靱性の低下を招き,特に多層溶接熱影響部(HAZ)では時としてLBZと呼ばれる局部的に靱性の著しく劣化した領域が生じることもあって,靱性に優れた高強度鋼(とくに強度80キロ級以上の高強度鋼)の出現が期待されている。高強度鋼溶接HAZの高靱性化という点では,これまでにもいくつか検討されてはいるが,それらは主に治金的観点からのもので,材料特性研究のみに終始したものが多い。しかし,材料を加工・接合し,組み立てて構造物を造っていくという,材料構造化プロセスの立場から見ると,単に材料設計の観点だけではなく,継手設計,構造設計の各段階での情報を機能的にリンクさせ,構造としての必要機能に応じて設計変数を最適決定することが要求される。その場合,各設計間のインターフェイスでの情報橋渡しをいかに行うかが肝要で,本研究ではそれらの情報の加工・伝達ツールとしてローカルアプローチを適用した手法を展開し,破壊制御のための材料設計に焦点を絞った実験と解析を実施した。主たる検討対象は二相組織からなる鋼およびその溶接HAZで,まず,二相組織というミクロな強度不均質のなす働きを,破壊靱性というマクロな材料機能にいかにリンクさせるかについてローカルアプローチを適用した検討を行った。その結果をふまえ,微視的強度不均質をモデル化したFEM解析を行い,鋼材の脆性破壊性能を向上させる上でどのような不均質形態の制御を考える必要があるかを力学的観点から考察し,次のような知見を得た。(1)ローカルアプローチで用いるWeibull応力は,破壊発生を支配する組織の破壊駆動力として,材料内の応力分布の微視的様相をマクロな特性としての破壊靱性にリンクする一つの評価ツールとなると考えられる。評価の骨子は,靱性試験片の全体解析で得られるマクロな応力分布を外力条件として,き裂先端領域の微視的不均質を考慮した応力分布を解析し,破壊発生領域を限定してWeibull応力を求めることにある。(2)強度不均質をもつ二相鋼では,主に硬質相が外力を負担し,硬質相の応力が軟質相の応力よりも高くなる傾向にある。このため,マクロな応力分布から材料の破壊駆動力を評価すると,軟質相が破壊発生を支配する場合には過大評価,硬質相が破壊発生を支配する場合にはかなりの過小評価となる可能性がある。(3)二相組織鋼の微視的応力特性は,第二相の存在形態の影響を受ける。その代表的な影響因子として,第二相体積率が同じ場合,a)硬質相と軟質相の包含形態,b)硬質相とマトリックスの強度比,c)硬質相の細長比(アスペクト比)がある。a)に関しては,硬質相の応力は硬質相が軟質相に覆われるかその逆かという影響をほとんど受けないが,軟質相の応力は包含形態の影響を大きく受け,軟質相が硬質相に取り囲まれる場合には軟質相の応力負担がかなり小さくなる。b)についてはマトリックスと硬質相の強度差の拡大,c)については硬質相のアスペクト比の増大が硬質相の応力上昇を生み,硬質相の破壊駆動力を大きくする。いずれにせよ,破壊を支配する組織の応力分担率を低下させることが脆性破壊抵抗の向上につながるわけで,構造用鋼およびその溶接HAZの材料設計においては,このような応力分布特性を具現化する不均質形態制御を考える必要がある。TMCP型降伏点460MPaクラスの高強度鋼多層溶接熱影響部の破壊靱性と組織特性の関係について実験的調査を行い、多層溶接熱影響部(HAZ)の破壊靱性は粗粒HAZに含まれる島状マルテンサイトの生成形態に大きく支配されることを明らかとした。すなわち、島状マルテンサイト組織形態は、細長いLathタイプのものと塊状のBlockyタイプのものに大分類できるが、Lathタイプの組織形態の方がBlockyタイプのものに比べて明らかに低い破壊抵抗値を示し、これが多層溶接熱影響部の靱性劣化の主要因であることを見出した。この結果は、マルテンサイト組織形態の制御が溶接熱影響部の破壊靱性向上に有効であることを意味している。また、このようなHAZの組織特性が溶接継手の破壊抵抗にどのように関わるかについて検討するために、HAZに切欠きを有する三点曲げ破壊靱性試験とそれに対する有限要素法解析を行った。それによると、破壊の発生は必ずしも上記の劣化領域から起こるのではなく、き裂先端近傍の強度的不均一が応力・歪特性に大きな影響を与え、強度的不均一によって局部的に応力が高くなることと、溶接熱サイクルで生成する靱性劣化領域の位置関係によって破壊発生限界が決定されることが明らかとなった。これらの成果は、本研究の目指す高靱性HAZの実現のための材料設計アルゴリズムの製作に向けて大きな糸口を与えているといえる。

しかし、鋼材の高強度化は一般に破壊靱性の低下を招き,特に多層溶接熱影響部(HAZ)では時としてLBZと呼ばれる局部的に靱性の著しく劣化した領域が生じることもあって,靱性に優れた高強度鋼(とくに強度80キロ級以上の高強度鋼)の出現が期待されている。高強度鋼溶接HAZの高靱性化という点では,これまでにもいくつか検討されてはいるが,それらは主に治金的観点からのもので,材料特性研究のみに終始したものが多い。しかし,材料を加工・接合し,組み立てて構造物を造っていくという,材料構造化プロセスの立場から見ると,単に材料設計の観点だけではなく,継手設計,構造設計の各段階での情報を機能的にリンクさせ,構造としての必要機能に応じて設計変数を最適決定することが要求される。その場合,各設計間のインターフェイスでの情報橋渡しをいかに行うかが肝要で,本研究ではそれらの情報の加工・伝達ツールとしてローカルアプローチを適用した手法を展開し,破壊制御のための材料設計に焦点を絞った実験と解析を実施した。主たる検討対象は二相組織からなる鋼およびその溶接HAZで,まず,二相組織というミクロな強度不均質のなす働きを,破壊靱性というマクロな材料機能にいかにリンクさせるかについてローカルアプローチを適用した検討を行った。その結果をふまえ,微視的強度不均質をモデル化したFEM解析を行い,鋼材の脆性破壊性能を向上させる上でどのような不均質形態の制御を考える必要があるかを力学的観点から考察し,次のような知見を得た。(1)ローカルアプローチで用いるWeibull応力は,破壊発生を支配する組織の破壊駆動力として,材料内の応力分布の微視的様相をマクロな特性としての破壊靱性にリンクする一つの評価ツールとなると考えられる。評価の骨子は,靱性試験片の全体解析で得られるマクロな応力分布を外力条件として,き裂先端領域の微視的不均質を考慮した応力分布を解析し,破壊発生領域を限定してWeibull応力を求めることにある。(2)強度不均質をもつ二相鋼では,主に硬質相が外力を負担し,硬質相の応力が軟質相の応力よりも高くなる傾向にある。このため,マクロな応力分布から材料の破壊駆動力を評価すると,軟質相が破壊発生を支配する場合には過大評価,硬質相が破壊発生を支配する場合にはかなりの過小評価となる可能性がある。(3)二相組織鋼の微視的応力特性は,第二相の存在形態の影響を受ける。その代表的な影響因子として,第二相体積率が同じ場合,a)硬質相と軟質相の包含形態,b)硬質相とマトリックスの強度比,c)硬質相の細長比(アスペクト比)がある。a)に関しては,硬質相の応力は硬質相が軟質相に覆われるかその逆かという影響をほとんど受けないが,軟質相の応力は包含形態の影響を大きく受け,軟質相が硬質相に取り囲まれる場合には軟質相の応力負担がかなり小さくなる。b)についてはマトリックスと硬質相の強度差の拡大,c)については硬質相のアスペクト比の増大が硬質相の応力上昇を生み,硬質相の破壊駆動力を大きくする。いずれにせよ,破壊を支配する組織の応力分担率を低下させることが脆性破壊抵抗の向上につながるわけで,構造用鋼およびその溶接HAZの材料設計においては,このような応力分布特性を具現化する不均質形態制御を考える必要がある。材料の破壊靱性特性と組織形態の関係を基礎的立場から明らかにする目的で,本年度は二相組織鋼を対象として,第二相の強度がマトリックスよりも高い場合とその逆に低い場合について脆性破壊発生特性を調査した。同一化学組成の60キロ級高強度鋼で熱処理条件のみを変化させ,体積含有率がフェライト70%でマルテンサイト30%の鋼材(フェライト70%鋼と呼ぶ)と,フェライト30%でマルテンサイト70%の鋼材(フェイラト30%鋼と呼ぶ)を作製し実験に供した。
肩関節周囲筋群の肩前方ストレスに対する反射収縮の解析

上記研究課題のうち1.肩甲下筋の動的筋電図測定の確立と2.健常人における肩周囲筋群の前方ストレスに対する反射収縮の測定について,昨年度に十分な成果を得られなかったため,引き続き実験手枝の改良を加えて研究を進めた。1については、用意した外径0.08mm,エポキシ/カシューコーティングされた白金イリジウム・ワイヤー電極をBasmajian(1978)の方法に従い、肩甲骨内側縁から刺入することに変わりはないが,実験設備周囲のシールド状況を改善することと、留置技術の習熟のため屍体肩による留置実験を行った。2については1の改良を待って再度実験を行うこととしたが,被験者数が十分でないためまだ結果を出すに至っていない。1998年10/11月に米国から本実験とほぼ同じ目的・方法の論文報告が初めて発表され(Harrison et al),それによると電極および前方ストレス付加方法に工夫が見られ、我々が予想した結果に近い事実がわかった。同報告を参考に再度実験方法を改良し,実験を続行する予定である。なお3.ネコ肩関節の電気生理学的実験は1、2の結果が出ないため、休止とし,肩関節不安定症患者の臨床的特徴をつかむため,関節弛緩と関連のあるエストロゲンと同患者の関連について調査する実験に変更した。上記研究課題のうち、本年度は1.肩甲下筋の動的筋電図測定の確率と、2.健常人における肩周囲筋群の前方ストレスに対する反射収縮の測定を課題として研究を進めた。1.においてはまず数種類のワイヤー電極の中から強度および安全性を考慮して白金イリジウム線(外径0.08mm、エポキシ/カシューコーティング)を選択し、全長75cmに切断,両端約1cmにわたり,コーティングを剥脱させ,23G×60mmカテラン針の中に通したものを作成した。肩甲下筋へは背部から刺入を試みた。被験者を立位にて上肢前方挙上姿勢にし,肩甲骨内側縁から肩甲骨に沿うように電極針を刺入し,ワイヤー電極のみ留置されるよう慎重にカテラン針を抜去する。約5cmの間隔をあけて同様にワイヤ電極を留置する。本法にて健常ボランティアを対象に肩甲下筋の活動電位の測定を行ったが電極留置が不適当であったためか計測不能例が多い結果となった。現在、留置法を改良中である。2.においては、肩甲下筋以外の筋に関して一部データを得たが、明らかな反射収縮は認めなかった。
衝突剥離過程の解明：天体衝突による惑星間物質輸送への応用

本研究では、天体衝突によって物質が高速度で放出される衝突剥離過程の詳細を解明し、惑星間の物質輸送に関わる諸問題へ応用することを目的とする。天体衝突による物質の放出過程のうち、噴射過程と掘削過程については詳細な研究がされているが、惑星重力を振り切る程度の速度を持った放出物が大量に放出される衝突剥離過程については、実験的・理論的な困難さから、研究例は少なく、多くのことがわかっていない。本研究では、この困難さを真正面から克服し、衝突実験と衝突数値計算の2方面から衝突剥離過程の詳細を明らかにする。初年度の衝突実験に関しては、放出物の直接撮像の障害となる弾丸貫入時の自発光の影響を取り除くために、単一波長光源装置を衝突実験装置に導入した。光学系の各種調整を行い、ポリカーボネイトを用いた衝突で放出する高速度物質の直接撮像に成功した。初年度の衝突計算に関しては、超高解像度(CPPR500)の3次元衝突数値計算を大型計算機で実行するための準備を行った。現段階では、自前のワークステーションを用いた高解像度(CPPR100)の3次元衝突数値計算を複数ランを行っており、衝突実験で撮像された結果との初期比較を終え、衝突実験と衝突計算の良い一致が見られることを確認した。この研究成果は現在、論文にまとめている状況である。また、衝突剥離過程の物理的な考察、および数値計算で得られた結果を用いて、経験した圧力が低圧であるにも関わらず、高速度に放出される「後期加速」というメカニズムを発見した。このことにより、従来、問題が提起されていた火星隕石が衝突によって放出されるメカニズムを解決することができた。この研究成果は、Kurosawa, Okamoto, Genda (2018) Icarusとして出版した。衝突実験の設備に関しては、単一波長光源装置を予定通り初年度に導入および調整を終え、テストショットを行い、衝突直後の放出物の撮像に成功している。衝突数値計算に関しては、超高解像度(CPPR500)の3次元衝突数値計算を大型計算機で実行するための準備を行っており、現在、高解像度(CPPR100)の計算は、自前のワークステーションで実行可能な段階になっている。以上のことから、本研究は、おおむね順調に進展していると言える。当初の研究計画通りに研究を推進する。岡本(分担)の所属が、実験装置のある千葉工業大学からJAXAへ変わったが、比較的容易に出張することができる距離にあるため、本研究期間中は、できる限り千葉工業大学へ訪問し、実験することによって対応する。
高分解能PETシステムの開発

高分解能のPETシステムの実現にはピクセル化された検出器からの個別信号読み出しが必須であるが、従来から用いられてきた波高値を計測する方式では回路規模の大きいADC(Analog to Digital Converter)を使用する必要があり、、その変換速度や消費電力の高さから各チャネル並列にエネルギー計測を行うことは難しく、計数率や分解能の劣化が起こっていた。本研究においては新しく時間幅計測に基づくエネルギー計測システムを考案した。時間幅による計測においてはToT(Time over Threshold)が存在するが本方式は直線性が良くないために補助的にしか使われてこなかった。本研究においてはこのToT方式を応用したdynamic ToT方式の提案、原理検証実験をおこない、またマルチチャネルのToTをベースとしたASIC(Application Specific Integrated Circuit)の試作を行った。本dynamic ToT方式は従来は固定の閾値を用いて入力信号が閾値を越えた時間を計測したものを閾値を動的に変化させることで直線性の改善と計数率の改善を行うものである。本dynamic ToT方式に基づいた回路を試作し直線性の評価を行った。評価によればINLは4%程度まで改善され、PETを含めた放射線検出器用の信号処理回路として十分利用可能であることが確認された。dynamic ToT方式を用いることで1チャネルに対して1 lineでのエネルギー計測が可能でありこれによりマルチピクセルが必要な高分解能のPETシステムの実現が可能となることが示された。また48チャネルのToT回路を搭載したASICの開発を行い、一部のチャネルを除いて正常な動作を確認した。本研究により低消費電力でエネルギー分解が可能な計測システムが構築可能であることがしめされた。本年度は従来から行ってきた0.35umのCMOSプロセスを用いた高分解能PET向けの信号取得システムの検証を行った。開発したパルストレインASIC、FPGA、PCを接続したデータ取得システムを構成し、信号処理回路の検証、データの取得をおこなった。2チャネルを除いて正常に動作しており、TOTを用いて元のエネルギー情報が復元可能であることを確認した。またLYSOシンチレータとPMTを用いた検出器を接続することでエネルギースペクトルを得、波高値の計測システムと同程度のエネルギー分解能でデータ取得可能であることが確認できた。また本データを取得するに当たりFPGAボードと取得ソフトウェアの開発を行い検出器からデータ取得系までの一連んお流れが核にされた。また検出部としては32chのLYSOと32chのAPDをくみ上げ基本的な性能の評価をおこなった。プリアンプと接続してテストを行ったところエネルギー分解能は15%、また1.28MeVのピークも観察されており使用可能である。0.35umCMOSASICの拡張版として0.25umCMOSプロセスでのASICの開発を行った。現在のASICでは20fCレベルが計測可能であるが、実際には5fCレベルも計測が必要である。本ASICのノイズ評価をおこなったところ最小値でENCは1489電子@0.5usでありAPD用の信号処理回路として使用可能である。また開発した本チップおよびデータ取得用のFPGAを搭載したボードの開発と評価をおこなった。ボードサイズは5cmx10cmで32chが動作していたが各チャネルのばらつきを抑えるため今後は個別閾値をもったASICの開発が必要であることが分かり新しいチップのデザインを行った。ここまでの評価により、検出器から信号処理系までの基礎的な評価、問題点の洗い出しを終え、来年度への道筋をつけた。
異種細胞質カンラン系統の育成に関する基礎的研究

異種細胞質カンラン系統の育成とその評価植物の細胞質がもつ遺伝要因の解析が進むにつれて、それら、耐病性、薬剤耐性、雄性不稔性など農業形質と深いかかわりをもつことが明らかとなってきた。本研究では、我国の重要野菜であるカンラン類で異種細胞質系統を育成し、それらの評価と今後の展望を試みた。1)ハクサイ類細胞質カンラン系統合成ナプス(2n=38)に四倍体カンランを連続4回戻交雑し、四倍性アロプラズミック系統を育成した。これを基に二倍体栽培型が育成可能である。2)クロガラシ細胞質カンラン系統合成キャリナータ(2n=34)に四倍体カンランを連続4回戻交雑し、四倍性アロプラズミック系統を育成した。3)ダイコン細胞質カンラン系統合成ラファノブラシカ(2n=36)に四倍体カンランを連続4回戻交雑し、四倍性アロプラズミック系統を得た。さらに、二倍体カンラン類による戻交雑で、栽培型のアロプラズミック系統を育成した。二倍体のものは雄性不稔性を示し、F_1種子の生産に有望な素材を提供した。4)エルカ、シナピスなどの他種属とカンラン類の交雑で雑種植物を作出した。それらの後代は、新たなアロプラズミックラインを育成するための素材となりうると考えられる。5)異種細胞質系統の育成過程における細胞遺伝学的調査から、異種ゲノム間の遺伝的組換えの可能性が示唆された。また稔実性と染色体行動との間にも深い関連があると思われる。異種細胞質を有するカンラン系統を育成するにあた、本年度の研究では、以下のことを明らかにした。1.カンランを花粉親として得た雑種(【F_1】)とカンランとの戻し交雑は、組合せによって交雑親和性を異にする。既に合成されたBrassica campestris x B.oleruiea(カンラン),B.migra x B.oleraceaおよびRaphanus sativus x B.oleraceaの複二倍体種にカンランを戻交雑して得た雑種植物(【B_1】【F_1】)を育成し、甫戻交雑の後代を育成した。これらの系統は、大旨それぞれの種子親の細胞質を有するカンランであると考えられ、花粉母細胞の成熟分裂の調査結果から、ほぼ正常な稔実特性を示した。3.異質細胞質カンラン系統および育成途上のものについては、今後、生育特性,稔実特性,生理,生態的特性を既存種と比較検討し、育種素材としての評価をしていくことが必要であると思われる。1.異種細胞質カンラン系統の育成(1)ブラシカ属aゲノム種細胞質系統合成ナプス(aacc, 2n=38)に2xおよび4xカンランを戻交雑し, 3xレベル(2n=27±α)カンランを得て,さらに2xaカンランを戻交雑して, a型カンラン系統(2n=18)を育成した.(2)ブラシカ属bゲノム種細胞質系統合成キャリナータ(bbcc,2n=34)に2xおよび4xカンランを戻交雑し, 3x個体(2n=27)が得られ,さらに2xカンランを戻交雑して, b型カンラン系統を育成した.(3)ダイコン属Гゲノム種細胞質系統すでに育成されているRaplranobrassica(ダイコン×カンランの複二倍体種)に, 4xカンランを戻交雑し,さらに2xカンランによる戻交雑後代で, Г型カンラン系統(2n=18)を育成した.

(5)シロガラシ属数種とカンランの交雑を試み,花粉発と花粉管仲長が比較的良好であり,また幼胚の形成も認められ,雑種F1を作出することができると思われた.2.交雑親和性の検討上記の各々の交雑で,交雑親和性(花粉発芽と管伸長,胚形成,胚発育)を調査し,組合せ母体の特異性が認められた.3.育成系統の評価育成された多くの系統は,結球型であり栽培上の問題はないと思われた.また, 1部得られた雄不稔系統は,数種のカンラン類と親和性が高く, F1種子の利用法が開発できると思われる.異種細胞質系統(アロプラズミックライン)カンランの育成1)ハクサイ類細胞質カンラン系統合成ナプス(aacc,2n=38)に4Xカンランを連続4回の戻交雑によって、四倍体の本系統を育成した。63年度は二倍体との交雑を行って、後代を得た。2)クロガラシ細胞質カンラン系統合成キャリナータ(bbcc,2n=34)に4Xカンランを連続4回の戻交雑によって、四倍体の本系統を育成した。63年度は二倍体との交雑を行って、それらの後代を得て育成した。3)ダイコン細胞質カンラン系統合成テファノブラシカ(rrcc,2n=36)に4Xカンランを連続4回の戻交雑によって、四倍体の本系統を育成した。さらに、二倍体による戻交雑で、栽培型(二倍体)のアロプラズミック系統を育成した。それらは、雄性不稔性を示し、カンラン類の雑種種子生産の素材を提供した。4)アロプラズミックラインの育成過程における細胞遺伝学的調査から、稔実性と染色体的安定性の間には深いかかわりがあると考えられた。また、異種ゲノム間の遺伝的組換えの可能性が示唆された。5)エルカ属、シナピス属等の他種・属とカンラン類との交雑を試み、いくつかの雑種F_1植物を作出した。これらは、あらたなアロプラズミックラインの育成の素材となりうるものと思われる。
心理学研究文献情報の流通処理システムの開発

本開発研究において、(1)心理学研究論文の文献情報の管理・検索システムの開発、(2)学会誌(戦前・戦後)及び大学の紀要・研究報告に掲載された論文により検索項目をもつ心理学研究文献データベースの構築、(3)文献検索のための索引語システム-心理学用語シソーウスの作成、(4)文献情報の流通に感ず調査研究、(5)文献データベースの利用方法の検討により、心理学研究文献情報の流通と処理に関する問題を明確にし、その解決をはかった。1.FACOM-MI40とFAIRSにより、心理学文献情報処理システムを構築した。2.このシステムにより、戦前・戦後の心理学会誌の論文による文献データベースを構築し、約1万3千件の文献がデータベース化され、利用可能な状態に至った。入力データの一部は、『我が国における第二次世界大戦前の心理学関係研究文献目録』、『心理学関係研究文献資料集(3)-1984年1986年-』などとして印刷配布した。3.大学の紀要・研究報告の論文3,611件をデータベース化した。その一部を『大学紀要心理学関係研究文献目録』として印刷配布した。4.索引語システムを構築し、それにより索引語シソーラス(1)(2)を作成した。これらにより索引語システムが文献情報の検索機能を果すことを確めた。5.国内文献情報の検索に関する調査をおこない、大学所属研究者に国内文献データベースの必要性と利用要求がきわめて高いという結果を得た。6.利用状況については、利用情報とアクセス手段に問題がみられた。7.フロッピーディスクによる文献データベースの利用要求に応して、試行的流通をおこなった。検索システムの簡易操作マニュアルを作成した。8.文献データベースの作成を継続する場合の問題点を指摘した。心理学研究文献情報の検索項目及びデータベースの開発・研究を、次のようにおこなった。1.心理学文献(学会誌等)の登録,検索,管理に必要な項目を定めた。2.心理学関係用語のシソーラス(試案)を作成するため、その処理系を構成した。3.上記の結果を用いて、岐阜大学附属カリキュラム開発研究センターの日本語文献検索システム(電算機)にデータベースを作成した。学会誌600件,大学研究報告2,700件,心理学用語(日本語-英語)4,500語を入力した。4.このシステムの改善をはかるために、データベースに入力された文献資料を検索・処理し、その結果を印刷して研究者、関係学会及び機関等に配布し、問題点の検討を依頼した。資料集として印刷したものは、次の3点である。「心理学用語シソーラス資料集(1)」、「英語-日本語-中国語:心理学基本用語集」、「心理学関係研究文献資料集-大学教育学部研究報告(1981年1985年)」。5.心理学関係用語を収集し、APA(米国心理学会)及びERICのシソーラスとの比較検討を行ない、海外の研究情報の検索と関連させた日本語シソーラス第一次案を構成した。6.岐阜大学附属カリキュラム開発研究センターの日本語文献検索システム(電算機システム)の心理学文献データベースを電話回線を用いてパーソナル・コンピューターに移設し、市販のデータベース・ソフトにより検索が一部の機種(FM16β)について可能となった。心理学研究文献情報の流通処理システムの開発を、次のようにおこない成果を得た。1.前年と同様に心理学関係学会の学会誌掲載論文のデータベース化をおこない、昭和63年前半までに発表された論文の入力を終えた。2.戦前の学会誌論文の追加入力を完了し、『我が国における第二次世界大戦前の心理学関係研究文献目録』として(2466件)印刷・配布した。3.大学、研究機関の紀要・研究報告掲載の論文の追加入力をおこない、『大学紀要心理学関係研究文献目録』として印刷し配布した。

4.国内心理学研究文献の検索に関する調査をおこない、大学所属の研究者の95%が、学会誌と共に大学紀要の文献の検索をおこなっており、そのために文献データベースが必要であるとしている。海外の心理学文献データベースの利用は約40%であり、検索・利用情報とアクセス手段に問題があった。データベースの利用形態としては、大型計算機の端末、フロッピーディスク、印刷物による利用要求が同程度にあり、当分の間は多様な対応が必要であることがわかった。5.プロッピーディスクによる文献データベースの要求が強く、学会誌データベースから約1万件をフロッピーディスク11枚に移植し、試行的流通をおこなった。検索のための簡易操作マニュアルを作成した。6.索引語シソーラスを整備し、およそ1000語を検索用語として選定した。
ブレオマイシン金属錯体による酸素活性化とDNA分子認識機構の解明

本研究は、ブレオマイシン金属錯体による酸素活性化機構をモデル化合物や修飾オリゴヌクレオチドを用いて、有機化学的に詳細に検討し、錯体の構造、DNAの切断の分子機構の本質に迫り、その機能制御を行ない、新しいブレオマイシンを創製することを目的としている。今年度の研究によって以下に示す知見及び成果が得られた。1)DNA切断機構の解明ラジカルの寿命を測定する化学プローブであるラジカルクロックを、ブレオマイシン金属錯体の反応サイトに導入し、それぞれの錯体により生成するラジカルの寿命について検討を行なった。その結果、コバルトによる反応においても鉄錯体と同様、4'位水素引きぬきにより4'位のラジカルが生成していることを世界に先がけて確認した。2)コバルト錯体の構造解析コバルト-ペプロマイシン及びコバルト-デグリコペプロマイシンについてNMR,CD,UV,ラマンスペクトルなどの分光学的手段を用いて、総合的に配位構造についての検討を行なった。しかし今だ一義的には錯体部分の構造は決定できておらず、今後の詳細な検討が期待される。3)ブレオマイシン認識モデルの構築ターゲット塩基配列を組みこんだ二重錯オリゴマーの切断結果に基づいて、ブレオマイシン-コバルト錯体とDNA6量体との結合モデルを構築し、AMBER力場計算を用いて、構造最適化を行ない、コンピューターグラフィックスにより視覚化した。
フィールドワーク携帯用超小型音声分析装置の開発の研究

フィールドワークでの音声分析に適したソフトウェアの開発に関する検討を進め、研究を推進するために必要な分析対象の諸言語の音声データの収集、編集を行ない、発話の個人差の正規化の研究を行った。インフォーマントが発話した音声を音響分析すると共に、音声認識技術を活用して、音声認識の処理を施し、音声データベース中の標準発音とのずれを提示し、矯正するシステムの開発を行った。フォルマントやピッチの絶対値は話者の声道の長さや断面積、声帯の厚みや長さなどの声道特性や音源特性の影響を受けるのでそのままでは比較の対象にならないが、従来は、発話時間だけを調整してそのまま容易に比較する方法が行われてきたが、本研究では、適切な比較のためにフォルマント情報やピッチ情報等の個人差を正規化する方策を検討した。インフォーマントから収録した分析用の音声を利用してその場で音声データベース化の準備ができるように、音声ファイル化、ラベリング等の処理が敏速に行えるような研究も進めた。インフォーマントが発音した音声の音響分析から声道予想図、声道断面図等の調音事象への復元を試みた。入力母音に対する、舌の前後位置や高低位置、口唇の形状などの声道予想図をグラフィック処理して、提示する研究を進めた。ピッチ、基本周波数等の韻律(ブロソディー)情報の処理の強化の研究を行った。従来の音響分析機器の様に、単に物理的な基本周波数の値だけを表示するだけではなく、幾つかの離散的な単位として処理する研究を進めた。また、従来のピッチ、基本周波数の分析装置は不安定で倍音を拾ってきたり、ピッチの急激な変動についていけなかったりしたが、改良を加え、安定化を図った。収集した音声データの音声学的な記述に基づき音韻論的な考察を加えて、研究を発展させた。本年度は、まず、音声分析に関連して調音機構の特性の研究を行った。インフォーマントの様々なバリエーションが予想される発音面での対応に関しては、調音面での研究をさらに発展させるために、エレクトロ・パラトグラフィーやX線ビデオ等による実験音声学の最新の研究成果を導入することによって、調音機構の特性に基づいた音声分析に様々な側面から検討を加えた。また、スペクトログラフ機能の強化の研究を行い、フィールドワークの現場での音声分析に適する様に、環境雑音や入力音声のブレ等にも安定した出力を可能にすると共に、フォルマント構造の明示化等にも工夫を重ね、スペクトログラフ機能の強化を図るための基礎的な研究を行なった。これに関連して、フォルマント構造等の提示をどの様にして明瞭化していくのかという問題に関しても議論を重ねると共に実際的な研究も推進した。インフォーマントのターゲット音声のフォルマント構造やスペクトログラムなどを瞬時に提示し、野外での環境雑音等の悪条件下でも安定した出力が期待できるような音響分析システムの開発を目指して基礎的な研究を続けた。入力音声の分析と認識の研究ではフィールドワークでインフォーマントが発話した音声を音響分析すると共に、音声認識技術を活用して、音声認識の処置を施し、音声データベース中の標準発音とのずれを提示できるようなシステムの開発を目指して基礎的な研究を行った。これは、語学教育の分野に応用する事も可能で、将来は音声分析と音声認識を統合して音声評価を試み、学習者の発音の矯正をすることが可能になるようなシステムの開発をつながるものと期待される。フィールドワークでの音声分析に適したソフトウェアの開発に関する検討を進め、分析対象の諸言語の音声データの収集、編集を行った。既存の音声データベースを活用すると共に、独自に収集、編集を計った。

インフォーマントの発音面での対応に関しては、調音面での研究をさらに発展させるために、エレクトロ・パラトグラフィーやX線ビデオ等による実験音声学の最新の研究成果を導入することによって、調音機構の静的および動的な音声分析に検討を加えた。フィールドワーク携帯用の音声分析装置に適したデジタルとアナログの両者に対応可能な音声入出力、音声分析、音声合成等を管理統合する超小型軽量の音声インターフェースの構築の研究を行った。フィールドワークの現場での音声分析に適する様に、環境雑音や入力音声のブレ等にも安定した出力を可能にし、フォルマント構造の明示化等に工夫を重ね、スペクトログラフ機能の強化を図る研究を行った。インフォーマントのターゲット音声のフォルマント構造やスペクトログラムなどを瞬時に提示し、安定した出力が期待できるようにシステムの改良を試みた。音声学、言語学の知見を音響工学や音声情報処理、画像情報処理に応用して、海外でのフィールドワークや国内での方言調査に効果を発揮すると期待される超小型軽量の音声分析装置の開発を目指して研究活動を推進した。コンピュータによる音声分析や音声認識技術、画像情報処理技術を応用して、野外活動に適したデジタル録音と音声分析支援システムの開発を試みた。(1)インフォーマントが発話した音声を音響分析すると共に、音声認識技術を活用して、音声認識の処理を施し、音声データベース中の標準発音とのずれを提示し、矯正するシステムの開発を行った。(2)フィールドワークでの音声分析に適したソフトウエアの開発に関する検討を進め、研究を推進するための準備段階として必要な分析対象の諸言語の音声データの収集、編集を継続して行い、既存の音声データベースを活用すると共に、独自に収集、編集を試みた。(3)研究の一環として話者の個人差の正規化の研究も試みた。(4)インフォーマントから収録した分析用の音声を利用してその場で音声データベース化の準備ができるように、音声ファイル化、ラベリング等の処理が敏速に行えるような研究を進めた。(5)インフォーマントが発音した音声の音響分析から声道予想図、声道断面図等の調音事象への復元を試みた。これらの変換は結果から原因への推測であり、1対1には対応しないがある程度復元可能である。入力母音に対する舌の前後位置や高低位置等の声道予想図をグラフィック処理して、提示する研究を進めた。さらには、(6)舌の状態や動的変化の研究に加えて、口唇の調音状態をコンピュータで処理する研究を推進した。唇の内側の開き具合を測定し、横の開きと縦の開きから開口度と円唇度を測定する予備的な研究を試みた。インフォーマントが発話した音声を音響分析すると共に、音声認識技術を活用して、音声認識の処理を施し、音声データベース中の標準発音とのずれを提示し、矯正するシステムの開発を行った。フィールドワークでの音声分析に適したソフトウェアの開発に関する検討を進め、研究を推進するために必要な分析対象の諸言語の音声データの収集、編集も継続して行った。発話の個人差の正規化の研究も継続して行った。フォルマントやピッチの絶対値は話者の声道の長さや断面積、声帯の厚みや長さなどの声道特性や音源特性の影響を受けるのでそのままでは比較の対象にならないが、従来は、発話時間だけを調整してそのまま容易に比較する方法が行われてきたが、本研究では、適切な比較のためにフォルマント情報やピッチ情報等の個人差を正規化する方策を検討した。
成長・発育における成長因子特にIGF-IIの役割に関する研究

ラット妊娠母体への蛋白負荷が胎児発育及びIGF-I, IIに及ぼす影響を検討したところ、高蛋白による影響は飼料の摂取量などの問題ではっきりとした結果を見い出すことはできなかったが、低蛋白においてはIGF-Iレベルは対照群に比して低値となり、反面IGF-IIレベルは対照と差を認めなかった。ヒトの未熟児における胎内発育と出生後の発育の差について血清IGF-I, IGF-IIの動態の面から明らかにするために,未熟児の臍帯血及び生後の血清IGFレベルを測定し,発育との関連を見た.その結果,臍帯血IGF-IIに比べ未熟児(appropriate for date : AFD)の生後の血清IGF-IIレベルは低値をとるが、この値は在胎週数に依存しており、在胎30週以上で出生した児より在胎30週未満で出生した未熟児のIGF-IIレベルはさらに低かった。一方、在胎週数に比べて体重の少ない胎内発育遅延児(small for date : SFD)は在胎週数30週未満で出生した未熟児のIGF-IIレベルとほぼ同等であった.出生時のIGF-IIレベルはAFD児とSFD児で差は認めなかった。在胎30週未満で出生した未熟児で修正40週の時点で2500g以上の体重であった発育の良好な群は、2500g未満であった発育不良群に比してIGF-IIレベルは高値を示した。体重及び身長と血清IGF-IIレベルは有意な相関を認めたが,体重・身長の増加率と血清IGF-IIレベルとは相関を認めなかった.従って、生後の体格の絶対値に血清IGF-IIが依存していることになる。妊娠ラットに高蛋白(30%カゼイン),低蛋白(5%カゼイン)でカロリーは一定にした特殊飼料を摂取させることによって,蛋白の負荷をかけることを試みたところ,高蛋白負荷及び低蛋白負荷妊娠ラットとも対照群(カゼイン20%)と比べて,体重増加に差は認めなかった.これは,飼料の摂取量の差によると考えられた.このような条件下での出産日の母体血清IGF-Iレベルは高蛋白群でやや高いものの,低蛋白群,対照群と有意な差を認めることができなかった.血清IGF-IIレベルにも認めなかった.ヒトの未熟児における胎内発育と出生後の発育の差について血清IGF-1,IGF-IIの動態の面から検討すべく,未熟児の臍帯血及び生後の血清IGFレベルと蛋白栄養の指標としてプレアルブミンを測定し,発育との関連を見た.その結果,臍帯血IGF-IIは受胎後週齢の等しい未熟児(appropriate for date: AFD)の生後の血清IGF-IIレベルよりも高く,また在胎週数に比べて体重の少ない胎内発育遅延児(small for date: SFD)はAFD児よりもさらに低値を示した.また,血清プレアルブミン値は受胎後週齢40週までの血清IGF-IIレベルと有意な相関が認められた.体重及び身長と血清IGF-IIレベルは有意な相関を認めたが,体重・身長の増加率と血清IGF-IIレベルとは相関を認めなかった.以上の点より,生後の蛋白栄養状態が血清IGF-IIを介して成長に関与していることが考えられ,血清IGF-Iと血清IGF-IIの相互関係について妊娠ラットへの蛋白負荷の再検討によって明らかになると考えられる.妊娠ラットに低蛋白(5%カゼイン,カロリーは対照と同一)特殊飼料を摂取させることによって,低蛋白の負荷をかけたところ,対照群(カゼイン20%)と比べて有意に体重増加が不良となった.

このような条件下での出産日の母体血清IGF-Iレベルは,低蛋白群で対照群より低値であった.血清IGF-IIレベルには差を認めなかった.ヒトの未熟児における体内発育と出生後の発育の差について血清IGF-I,IGF-IIの動態の面から明らかにするために,未熟児の臍帯血及び生後の血清IGFレベルを測定し,発育との関連を見た.その結果,臍帯血IGF-IIに比べ在胎週数30週以上で出生した未熟児(appropriate for date:AFD)の生後の血清IGF-IIレベルはより低く,また在胎週数30週未満で出生した未熟性の強い未熟児のIGF-IIレベルはさらに低かった。在胎週数に比べて体重の少ない胎内発育遅延児(small for date:SFD)は在胎週数30週未満で出生した未熟性の強い未熟児のIGF-IIレベルとほぼ同等であった.出生時のIGFIIレベルはAFD児とSFD児で差は認めなかった。在胎30週未満で出生した未熟児で修正40週の時点で2500g以上の体重であった発育の良好な群は、2500g未満であった発育不良群に比してIGF-IIレベルは高値を示した。体重及び身長と血清IGF-IIレベルは有意な相関を認めたが,体重・身長の増加率と血清IGF-IIレベルとは相関を認めなかった.以上の点より,IGF-Iが胎内発育にとって栄養を介して重要な役割を果たし、血清IGF-IIは生後の栄養状態を介して成長に関与していることが考えられた.
ベイズ統計モデリングによる技術進歩の時系列解析

本研究では、CES生産関数の統計モデルの枠組みにおいて、要素拡大的技術進歩の分析に関するベイズ的アプローチを提案する。資本増加的および労働増加的技術進歩のトレンドを推定するため、平滑化事前分布アプローチに基づいてベイズ的線形モデルを構築する。そのモデルは時変係数をもつ回帰モデルの形で表現される。ところで、多重共線性の問題により、しばしば適切なパラメータ推定が困難な状況に直面する。この問題を考慮して、オリジナル・モデルを2つの単純化したモデルに分解し、それらのモデルのパラメータ推定をベイズ的線形モデリングの手法と最尤法で行う。さらに、時変係数の統合的な推定値をベイズ的モデル平均化で求める。ただし,これらのアプローチについては以下の点に注意が必要である.まず,成長会計では生産要素価格と限界生産性の一致性が仮定されているが,この前提が実際に満たされる保証はない.また,従来の生産関数アプローチでは,パラメータ推定を容易にするためTFPの成長率を一定と仮定する場合が多い.これはTFPの指数的な増大を意味する.しかし,こうした仮定はTFPのトレンドに対して非常に強い制約を課すことになる.本研究では,従来の生産関数アプローチにおける困難の解決策を提示する.本研究の主要なアイディアは, Cobb-Douglas生産関数のTFPを確率変数とみなして平滑化事前分布を導入し,それによってTFPの振る舞いを高い精度で捉えるという点である.平成24年度は,日本と台湾のデータを利用して提案法の有効性を実証した.本研究の目的は、ベイズ統計モデリングに基づく技術進歩の時系列解析法の開発とその応用である。従来の生産関数アプローチでは、便宜的に「期間全体を通して技術進歩率は正の一定値である」といった仮定をおく場合が多い。これは「技術水準が指数的に上昇する」というモデル上の制約を課すことを意味する。しかし、技術進歩が実際にそうした単調な動きを示すとは限らず、柔軟性を欠いたモデリングといえる。本研究では「技術水準が非単調な振る舞いをしつつ、比較的緩やかな変化パターンを示す」と想定し、時変効率パラメータに平滑化事前分布を導入した。このように柔軟性を備えたモデル設定のもとで、技術進歩の複雑な挙動を捉えることが可能となる。これまでの研究成果から、単純なトレンドを想定した従来の生産関数モデルでは技術進歩の挙動を的確に把握できないことが明らかとなった。つまり、本研究は従来の生産関数アプローチの困難をある程度克服することに成功した。ただし、技術水準には時としてトレンドに急な変化が生じうるので、そうしたケースを扱うには平滑化事前分布の導入だけでは不十分である。この点に関するモデルの改良は今後の課題として残った。近年、経済成長の推進力として技術進歩の重要性は益々高まっているが、その推定法は現在においても十分確立されているとは言い難い。本研究の提案法は、「技術水準の非単調な変動を適切に推定できない」といった従来の生産関数アプローチの困難をベイズ的方法によって克服するものである。結果として、技術進歩の挙動について従来見逃されていた新たな知見をもたらし、「計測に基づく理論」の発展に寄与しうる。さて、技術進歩の推定において鍵となるのはTFPトレンドの把握である。従来の生産関数アプローチでは、便宜的に「期間全体を通してTFP成長率は正の一定値である」といった仮定をおく場合が多い。これは「TFPが指数的に上昇する」というモデル上の制約を課すことを意味する。しかし、TFPが実際にそうした単調な動きを示すとは限らず、柔軟性を欠いたモデリングといえる。本研究では「TFPが非単調な振る舞いをする」ことを想定し、モデルの時変パラメータに平滑化事前分布を導入する。このように柔軟性を備えたモデル設定のもとで、TFPの複雑な挙動を捉えることが可能となる。上述の提案法を中国経済のデータに適用したところ、推定結果から次のことが明らかにされた。(1)大躍進運動や文化大革命の時期にTFP成長率は急速に低下した。(2)改革開放政策が推進されて以降、TFPは緩やかな上昇傾向を示している。この研究成果は、Journal of Economic Research (Vol.16, No.2)に掲載された。本研究の方法論は、技術進歩を扱う動学理論のモデル構築に際して有益な示唆を与える。したがって、技術進歩の実証研究の有望な新規手法としてだけでなく、技術進歩に関する経済動学全般への分野横断的波及を通じた貢献が期待される。本研究の提案法の有効性を実証した論文2編が下記の国際学術誌に掲載されることが決定した.また,提案法の応用可能性についても検討を進めているところであり,分野横断的な研究の展開が期待される.平成23年度の研究では、開発した手法を中国経済のデータに適用したところ比較的良好な結果を得た。

今後、モデル・推定方法の完成度を高めていくうえでの基盤ができたと考える。また、研究計画の1年目で成果の一部が国際学術誌に掲載された。以上の理由から、概ね順調に進展していると判断する。今後の研究の推進方策としては,モデリングや推定方法の一層の改良を追求するとともに,実際のデータを用いた実証分析の知見を蓄積し,経済政策上の制度設計に対しても有益な示唆を提示していきたい.平成25年度は,本研究計画の最終年度ということもあり,これまで未発表の研究成果を国際ジャーナル上に可能な限り多く公表するようにしたい.今後の研究の推進方策としては、モデル・推定方法の一般化を図るとともに、日本、米国、韓国のデータを利用した実証分析を行うことを計画してる。平成25年度の研究費については,国際会議・国内学会参加のための旅費,学術図書の購入,論文投稿に際しての英文校正等に使用する予定である.平成24年度の研究費は、国際会議・国内学会出席の旅費、学術図書の購入、論文投稿における英文校正等への使用を予定している。
近赤外分光法を用いた中枢神経系虚血の定量的評価に関する研究

「近赤外光を用いた中枢神経虚血の定量評価に関する研究」のテーマに従い以下の研究を遂行した.♯1<胸部大血管手術時,完全循環停止下の脳組織酸素消費動態を近赤外光を用いて計測し脳組織の温度と酸素消費速度の関係を検討する.>;胸部,特に弓部大血管手術時には,人工心肺併用による人工循環と低体温下の循環停止法が頻用されている.この低温下循環停止に注目しそのときの脳組織中の酸化,還元型ヘモグロビン濃度の変化速度を近赤外光により計測し,この変化速度を脳組織酸素消費速度とみなし温度別にデータを収集し検討した.yを酸素消費速度,xを鼓膜温(脳組織温)とした場合,y=0.00087e^<0.105x>の指数関数にてよく近似され,従来報告されている侵襲的計測法のによる結果と差は認められなかった.♯2<ウサギ脊髄虚血モデルを作成し近赤外分光法を適用し脊髄の酸素消費動態を観測する.>; NewZealandWhite種のウサギを静脈麻酔後気管切開し人工呼吸器管理とし開腹,腎動脈下腹部大動脈遮断にて脊髄虚血モデルを作成した.同モデルの第5腰椎レベルで脊髄を挟むように近赤外分光法プローブを装着し虚血時の酸素消費動態を観察した.動脈遮断直後から酸化・還元型ヘモグロビン濃度は急激に減少・増加し2から3分で平衡状態に達した.遮断前の100%O_2・N_2負荷による0-100%酸素飽和度計測から,遮断後の脊髄組織内ヘモグロビン酸素飽和度は約19%で一定となるものと考えられた.遮断解除後,酸化・還元型ヘモグロビン濃度は増加・減少し約5分で平衡に達したが前値には復さなかった.以上の実験から近赤外分光法は中枢神経系虚血の評価に際し,簡便かつ鋭敏な方法である事が判明した.「近赤外光を用いた中枢神経虚血の定量評価に関する研究」のテーマに従い以下の研究を遂行した.♯1<胸部大血管手術時,完全循環停止下の脳組織酸素消費動態を近赤外光を用いて計測し脳組織の温度と酸素消費速度の関係を検討する.>;胸部,特に弓部大血管手術時には,人工心肺併用による人工循環と低体温下の循環停止法が頻用されている.この低温下循環停止に注目しそのときの脳組織中の酸化,還元型ヘモグロビン濃度の変化速度を近赤外光により計測し,この変化速度を脳組織酸素消費速度とみなし温度別にデータを収集し検討した.yを酸素消費速度,xを鼓膜温(脳組織温)とした場合,y=0.00087e^<0.105x>の指数関数にてよく近似され,従来報告されている侵襲的計測法のによる結果と差は認められなかった.♯2<ウサギ脊髄虚血モデルを作成し近赤外分光法を適用し脊髄の酸素消費動態を観測する.>; NewZealandWhite種のウサギを静脈麻酔後気管切開し人工呼吸器管理とし開腹,腎動脈下腹部大動脈遮断にて脊髄虚血モデルを作成した.同モデルの第5腰椎レベルで脊髄を挟むように近赤外分光法プローブを装着し虚血時の酸素消費動態を観察した.動脈遮断直後から酸化・還元型ヘモグロビン濃度は急激に減少・増加し2から3分で平衡状態に達した.遮断前の100%O_2・N_2負荷による0-100%酸素飽和度計測から,遮断後の脊髄組織内ヘモグロビン酸素飽和度は約19%で一定となるものと考えられた.遮断解除後,酸化・還元型ヘモグロビン濃度は増加・減少し約5分で平衡に達したが前値には復さなかった.以上の実験から近赤外分光法は中枢神経系虚血の評価に際し,簡便かつ鋭敏な方法である事が判明した.
植物フェノール,特にタンニン類の構造化学的並びに生物活性に関する研究

大黄,桂皮,茶(緑茶,烏龍茶,紅茶),ザクロ,ウラジロガシ,ホルトノキ並びに台湾産生薬(水筆樹皮,薯榔,西博氏柳皮)のタンニン類及びそれらの関連化合物に関して化学的検討を行った。その結果、各種の市場大黄から新化合物としてflauan-3-al3種,procyanidinglucoside3種,proanthocyanidin1種及びproanthocyanidin dimerのgallate7種を単離しそれらの構造を決定した。種々の桂皮のうち、特に日本桂皮からは4種の新化合物を含む15種の縮合型タンニンを単離した。これらのうち2種の3量体はいづれも強い甘味を有する点でこれまでのタンニン類とは異なり、極めて興味ある化合物である。また広南,東興,ベトナム,セイロン,日本桂皮の5種の桂皮について、皮粉法による総タンニンの定量並びに新しく開発したHPLC法によるprocyanidin類の分離定量を行い、桂皮の種類によりタンニンの含量,組成に明確な差異があることを明らかにした。各種の茶については合計40種余のポリフェノール類を単離しそれらの構造を決定した。さらに茶の種類によりポリフェノール含量、組成に著しい差異を認め、これらを比較検討することにより茶の発酵過程におけるポリフェノール類の酸化様式を明らかにした。ザクロに関しては各部位によりタンニン構成が異なることを見い出し、特に樹皮、葉について抽出を行い、前者から13種、後者から7種の加水分解型タンニンを単離構造決定した。これらのうち6種は新化合物であり、2種については従来提出されていた構造式を訂正した。ウラジロガシ樹皮からは39種の新化合物を含む68種の化合物を単離し、新しい型のタンニンの存在を明らかにした。ホルトノキからは構造化学的に、又生合成的に極めて興味ある新奇タンニンelaeocarpusinを単離構造決定した。3種の台湾産生薬からは28種の新化合物を含む51種のタンニンン及び関連化合物を単離し、構造を解明した。
糖尿病ラット血管内皮細胞の遺伝子発現変化における生理機能の解明

1)a.胸部大動脈血管内皮細胞において、糖尿病発症後10週間経過した動物におけるインスリン慢性投与は、糖尿病時に変化していた遺伝子43個の中で20個のmRNA遺伝子発現を正常化した。また、この改善しない23遺伝子の内12個の遺伝子は、インスリン濃度によって変化するインスリン感受性遺伝子であった。この事から、この12個の遺伝子は、血中のグルコース値(STZ-誘発性高血糖)や血中インスリン値(慢性的なインスリン処置)によって制御されている可能性を示す。これらのことから、高血糖値と高インスリン値は共に、糖尿病性血管合併症の発展に重要である事の裏付けになるだろう。b.糖尿病ラットより摘出した大動脈血管の器官培養法によって、インスリンやIGF-1処置は、血管収縮の増加を生じる。この作用機序として、内皮細胞からの持続的なTXA_2産生増加が関与している事を見いだした。更に、この影響は、糖尿病に観察されるIGF-1受容体の発現増加が関与している事を示唆した。我々の実験結果は、糖尿病などによって生じるインスリン値の上昇による血管合併症において、TXA_2阻害薬の投与が有効である可能性を強く示唆するものである。2)a.STZ糖尿病ラット腸間膜動脈床において、内皮細胞由来過分極因子の作用の減弱が生じるが、ホスホジエステラーゼ3阻害薬であるシロスタゾールの慢性投与は、protein kinase Aの活性(catalytic subunit、regulatory subunit protein発現の改善による)を改善し、この弛緩反応を改善した。b.STZ糖尿病ラット腸間膜動脈床において、アデニレートシクラーゼ(AC)を介する弛緩反応が減弱していることを見いだした。この減弱には、AC5/6の活性低下、タンパク、mRNA発現の低下によることを見いだした。以上1)ab、2)abの研究結果より、糖尿病時(高血糖、高インスリン)の血管においては、いくつかの遺伝子発現の異常が認められ、この発現異常によって、血管内皮細胞機能異常、血管内皮依存性の収縮異常が生じることを明らかにした。1-a).2型糖尿病モデル動物であるGoto-Kakizakiラットにおいて、若年例のGK ratにおいては、内皮機能(内皮依存性弛緩反応の増加、NO産生の増加)の亢進が認められ、これは、NO合成酵素の増加が関与している事を示した。一方、老年例においては、NO合成酵素の増加にもかかわらず、内皮機能の減弱が認められた。この事は、NO合成酵素とNO産生は相関しないことを示し、NO合成酵素の活性を制御している因子の存在が考えられる。1-b).日本人の糖尿病患者の多くは、insulin非依存性の2型糖尿病であるが、この2型糖尿病における研究は、動物価格が非常に高価な為に進んでいないのが現状である。今回、新規2型糖尿病動物を作成すると共に、血管内皮細胞機能の検討も行った。nicotinamide i.p.前処置後、streptozotocin (STZ)をi.v.投与したマウスは、血糖値、インスリン値、グルコース負荷試験においてもインスリン抵抗を伴った2型糖尿病動物であると確認された。この糖尿病マウスの胸部大動脈における内皮依存性弛緩反応において、PI3-K/Akt経路を介するα_2受容体やinsulin刺激によるNO産生や弛緩の減弱、更にこの弛緩の減弱には、Aktの発現、活性の低下が関与することが示唆された。2).1型糖尿病モデルであるSTZラット腸間膜動脈床においては、内皮由来過分極因子の作用の減弱が生じ、この原因として、cAMP-dependent-protein kinase(PKA)の活性の減弱が関与していること、PKA触媒subunitの発現パターンの異常が関与していることを報告した。3).STZラット脳底動脈において、3-a).K-channel openerによる弛緩反応が減弱し、この減弱はインスリンの慢性投与によって改善する。3-b).内皮細胞から産生するNO代謝の異常が生じ、これは、superoxideのscavengerであるSODの低下やsuperoxide産生酵素であるNADPHoxidaseの亢進が関与している。3-c)エンドセリン(ET-1)による収縮の増加が生じ、これはET-1の産生増加、受容体の増加であることを示した。これら血管障害における新しい生理機能の解明は、糖尿病性血管機能障害の治療方針や予防方法に多大なる影響を示すと期待している。