hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小電極・ラマン分光・液クロ複合システムによる耐食材料の局部腐食反応その場解析

直径10ミクロンのW細線を300350°Cで空気酸化処理することにより、W酸化物の溶解が生じない酸化物安定なpH5.2以下の酸性領域で、ネルンスト式の電位勾配-0.0591 V/pHに従う良好な微小pHセンサーの機能を見いだした。本年度は、金属材料の局部腐食反応ダイナミックスを明らかにする上で重要となる金属電極/電解水溶液界面のH^+濃度(pH)の局在化分布状態を実測するための2種類のpHマイクロセンサーの試作開発に力点をおいた研究を展開した。1)H^+イオノフォアを活用したpHマイクロセンサーを装備した走査型電気化学顕微鏡(SECM):(1)φ18μm白金線をガラス管に溶着封入した先端をシアン溶液で交流電解研磨し、先端径を0.3μm以下とした。得られた白金探針は、先端部以外を絶縁被覆し、先端部をH^+イオノフォア処理した。(2)作成したマイクロセンサーをpH1.810の広範囲で検量線を測定した結果、-63mV/pHの理想的な直線的応答関係を示し、速い応答特性を示した。(3)pHマイクロスコピーSECM:作成したpHマイクロセンサーをXYZナノポジショナーに接続し、pH9.6のホウ酸系緩衝溶液に、局部腐食誘発イオンであるClを0100ppm添加して、pH分布測定を行った。Cl^-添加量の増加に伴いpHは低下し、深さ方向のpHは界面から離れるにつれて徐々に上昇し数百μm1mm程度上空で一定値を示すことが明らかとなった。2)微小pHセンサー電極の作成とそのFe-Cr合金電極溶解界面への適用:φ18μmイリジウム細線を高温酸化した後先端部を残して被覆して、pH検量線を実測してpHマイクロセンサーとなることを確かめた。Fe、Fe-9mass%Cr合金試料を初期アノード溶解(電荷量30mC/cm^2)させた後、1min後の界面近傍のpHを実測した。9Cr合金では、pHは中性沖合溶液より約3低下(酸性化)する現象をとらえることができた。界面近傍の顕微ラマン分光測定も行った。本年度は、以下の3つの視点から実施結果を得た。1.局部腐食反応その場観察用に必須である以下の新たに2種類の水素イオン濃度(pH)マイクロセンサーを開発できた。(1)直径0.18mmのイリジウム(Ir)細線を交番電流電解法により作成したIr酸化物微小pH電極は、従来の空気酸化法により作成したpH電極より大きな電位勾配を有し測定精度が向上した。(2)水素イオノフォアをゲル薄膜状に白金探針にキャストしたpHマイクロセンサーは、作成法も簡便で、広範囲のpH直線性と速い応答性を示し、界面局所領域のpHマイクロスコピー走査型電気化学顕微鏡(SECM)に有効であることがわかった。以下の微小電極・ラマン分光複合システムによるその場測定に展開した。2.IrマイクロpHセンサーを用いた塩化物イオンおよび硫酸イオン水溶液中におけるFe-(09mass%)Cr合金電極界面で実測したアノード溶解直後の局所pHは、Cr含有量の増加に伴いクロム水酸化物の加水分解平衡により低下し、9Cr合金では沖合溶液(pH8.9)と比べpH3.9まで低下(酸性化)することを見出した。B,N添加9Cr鋼では溶出イオン種の緩衝作用によりpH低下は観察されない。併せて実施した界面近傍のラマン分光測定から、腐食生成物初期過程に関する知見を得た。一方、水素イオノフォア電極を用いて、局部腐食起点となるMnS介在物を含む低合金鋼電極界面のpH分布を実測し、明瞭な局在化分布が観察できた。3.水素機能材料電極界面であるLaNi5水素吸蔵合金の水素電極反応その場観察を実施し、SECMによる水素種の局所反応特性や局在化分布状態を調べた。
エージングを考慮した景観素材の開発

まず、実構造物における実態調査から違和感及び調和感を生じるコンクリート部材の把握及び検討を行った。その結果、コンクリート構造物を主対象とする景観はその美観性を念頭に整備することが必要とされ、躯体表面における意匠及び汚れ程度が周囲景観との調和に大きく影響することが把握された。続いて、生物系汚れ及び非生物系汚れを付着させた試料からエージング効果を有するセメント系材料の検討を行った。つまり、感性と相関関係のある色差を指標に同一程度のエージングを行った後、“趣がある"、“汚れている"等の感性で評価を行いこれを一次元尺度化し景観上プラスイメージとなる付着物質、付着特性及び付着性状の把握を行った。その結果、特に付着物質の影響として、ススの汚れに対し藻類の汚れは気になりにくく、カビの汚れはいったん認識されると小さい色差で非常に汚れが気になると判断された。上記結果をもとに、CG(コンピュータグラフィックス)を活用して実構造物にエージングを合成し、エージング効果を加味した景観設計手法の検討を行った。その結果、エージングのマイナス要素(汚れ)に対するメンテナンスは不快感及び汚れ感を念頭に整備する必要が把握された。また、コンクリート構造物表面の意匠変更及び洗浄は汚れに対する景観向上に有効であることが把握された。最後に、景観評価を推論するとともに景観向上のためのエージングの積極的な活用が可能となるエージングエキスパートシステムの構築を行い、エージングを設計・施工に反映させることが可能となった。
神経障害性疼痛の日周リズム制御機構を基盤とした新規治療薬の創成

神経障害性疼痛は、糖尿病やヘルペス感染等による神経障害が原因となって起こる難治性の慢性疼痛であり、その症状には概日性の変動が認められる。これまでに我々は、神経障害性疾痛モデルマウスを用い、げっ歯類における主要なグルココルチコイドであるコルチコステロン(以下CORT)が、神経障害性疹痛の概日リズム形成に寄与していることを見出した。しかしながら、グルココルチコイドの標的遺伝子の同定までには至っていない。本研究では、神経障害性疹痛の発症において重要とされる脊髄を対象に、CORTによって発現リズムが調節される神経障害性疾痛の制御遺伝子を同定することを目的に実験を行った。実験にはICR雄性マウスを用いた。マウスの坐骨神経を絹糸で結紮し、神経障害性疼痛モデルの一つであるPartial Sciatic Nerve Ligation、(PSL)マウスを作成した。PSLマウスから手術後7日目の明期後半または暗期後半に脊髄をサンプリングし、マイクロアレイ法によってmRNAの発現量を比較した。さらに、CORTの分泌組織である副腎を摘出したPSLマウスとその偽手術を施したPSLマウス間でmRNAの発現量を比較した。その結果、疼痛強度が増悪する時間帯において発現が高値を示し、副腎を摘出することで発現リズムが消失した遺伝子が28個抽出された。以上の結果から、グルココルチコイドによる転写制御を受けるこれら28個の遺伝子のいずれかが神経障害性疾痛の概日リズムを制御しており、生体リズムを基盤とした新規治療標的分子となり得る可能性が示唆された。神経障害性疼痛に対する新規治療薬の標的となる候補遺伝子を抽出することができた。(抄録なし)神経障害性疼痛は、糖尿病やヘルペス感染等による神経障害が原因となって起こる難治性の慢性疼痛であり、より有効な治療薬の開発が望まれている。一方、神経障害性疹痛患者の症状には日周リズムが認められるが、その詳細なメカニズムは明らかとなっていない。本研究の目的は、神経障害性疼痛の症状の日周リズム制御機構を解明することを通じて、新規治療標的分子を同定することである。近年、様々な生体機能の日周リズムを制御しているグルココルチコイドが、神経障害性疼痛の発症においても重要な役割を果たしていることが明らかとなった。本研究では、神経障害性疼痛モデルマウスを用い、げっ歯類における主要なグルココルチコイドであるコルチコステロン(以下CORT)の本疼痛の日周リズム形成における役割を明らかとするために実験を行った。ICR雄性マウスの坐骨神経を絹糸で結紮し、神経障害性疼痛のモデルマウスの一つであるPartial SciaticNerve Ligation(以下PSL)マウスを作成した。神経結紮後7日目におけるPSLマウスの血漿中CORT濃度をELISA法によって測定した結果、その濃度には疼痛閾値の日周リズムと対応した日周リズムが認められた。さらに、副腎を摘出したPSLマウスに浸透圧ポンプを用いてCORTを一定速度で皮下投与しCORTの概日リズムが消失したPSLマウスを作成したところ、本マウスの疼痛閾値の日周リズムは消失した。これらの結果から血漿中CORT濃度の日周リズムが神経障害性疼痛の日周リズムを引き起こす原因である可能性が示唆された。また、CORTは転写因子であるグルココルチコイド受容体の核内移行を促進し、遺伝子の発現を転写レベルで調節している。このことから、グルココルチコイドによる転写制御を受ける遺伝子が神経障害性疼痛の新規治療標的分子の候補となり得る可能性を見出すことができた。研究計画では、神経障害性疼痛の新規治療標的分子を特定するためにマイクロアレイによる解析を行う予定であり、そのために必要な予備実験を1年次までに終了させる予定であった。

すでに、遺伝子の発現量を比較すべき検体を選択することに成功しており、現在マイクロアレイによる解析を行なっているところである。神経障害性疼痛に対する新規治療薬の標的となる候補遺伝子を抽出することができた。神経障害性疼痛の日周リズム制御機構を解明するために、研究計画に従い以下の実験を行う。マイクロアレイによる解析によって抽出された遺伝子のmRNAおよびタンパク質の発現量を、それぞれreal time PCR法およびWestenl Blot法によって測定し、発現に日周リズムが認められる遺伝子を抽出する。各遺伝子の発現リズムが疼痛の日周リズムと対応するか否か確認する。疼痛の日周リズムと対応する発現リズムが認められた遺伝子の阻害剤またはsiRNAを神経障害性疼痛モデルマウスに投与し、鎮痛効果が認められるか否か検証することで、新規の治療標的分子としての妥当性を明らかにする。(抄録なし)
アフリカの乾燥サバンナ地域における環境の激変と人間対応

本研究は、アフリカの乾燥サバンナ帯における環境激変のメカニズムを分析し、環境激変に対する人ぴとの対応を環境認識、農耕や牧畜を中心とする生業様式の観点から明らかにしてきた。篠田は、サハラ砂漠南縁地帯の乾燥地域のサヘル・ニジェールにおける気候の変化を調べるため、土壊水分・植生(葉面積指数)の現場観測を5年間にわたって継続し、それらの陸面状態と地上大気の間の季節・経年変化における相互関係を調べ、地上気象データを入力し、土壌水分量を再現する統計的・物理的モデルを構築した。また衛星NOAAの植生指標データによる植生と米国環境予測センター作成の客観解析データによる上層大気の間の広域的な相互作用について検討した。知念はニジェールにおいて、降雨にともなって発生するガリー侵食の様相と住民の環境認識を調査した。ガリー侵食は耕地の荒廃や水田の堆砂といった負の側面だけではなく、地下水位の上昇やガリー床における定常流の現出といった正の評価も住人によってなされ、流水を利用した菜園経営や家畜飼養、生活水の確保が成立している。大山は、農耕民ハウサが厳しい乾燥環境のなかでどのように農耕を営みながら生計を維持しているのかを明らかにする一方で、1970年代より開始された牧畜民フラニヘのウシ委託に関する経緯に着目し、環境変動との関係を明らかにすることを試みた。鹿野は、ケニアの北部に居住する牧畜民のサンブルが、1991年以降に頻発する干ばつにいかに対応したのかを明らかにした。ウシやヤギ、ヒツジといった家畜を個体識別したうえで、家畜の販売や贈与、信託といった取引や社会関係の分析を試み、干ばつの打撃を受けた家畜群をサンブルが再構築する動態を解明した。研究協力者の吉田未穂は、ケニア西部やインド洋沿岸地域の観光産業に携わる民族集団の相互関係や観光の盛衰に伴う変化の調査を行い、サンブルがマサイを装いながらも、自らの民族アイデンティティを保つ方向性を模索している実態を明らかにした。研究代表者の堀は、カメルーン北部のカプシキ地域では、死後は神体山に回帰し、死者の利用跡地も死を迎え、その後周辺原野と同じ状態になったとき再利用可能と考えている。土地を人間の生死に重ね、痩せ地の過剰利用回避システムをもっている。また雨林とサバンナの移行地域でサバンナ景観の形成に関する観察をした。これらの事例研究の比較から、自然から人文現象をも包含する広義の環境変化において、民族知識や社会集団の関係性が人びとの環境適応を強化している一方で、気候の乾燥化、現金経済の流入や人口増加、耕地面積の減少といった急激な変化が人びとの生業の脆弱性を増大させている状況を指摘することができる。アフリカのサバンナ地域を中心に3カ国において調査地域を設定し、本研究のテーマに沿ってそれぞれの地域で現地調査が実施された。

カメルーンでは、マンダラ山地カプシキの葬法にみる死者の諸相、神体山と集落との関係、集落内の土地利用などの調査から、集落の空間組織に内在する様々な物語発生装置が住民の生を脅かす環境激変へのそなえを啓蒙する役割を果たしていることが示された。ケニア北部では、サンブルの家族が伝統的な社会・文化の枠組みの中で手持ちの社会関係をフルに活用しながら、家畜群をひいては生活を再建しようとしていること、しかしそれだけにとどまらず、新たに「家畜の商売」を始めることによって、伝統的な社会・文化の枠組みから一歩踏み出そうとしていることを知ることができた。またケニア中央部では、メルーの農耕民が1997年11月から1998年3月にかけての豪雨によって作物や土壌浸食の大きな被害を受ける一方で、洪水によってもたらされた土壌やそこに定着した新たな有用樹を活用している様子が記述できた。ニジェールでは、降水量、自然植生、表層地質などの異なるニアメイとガヤの二地域を比較研究した結果、土壌浸食に代表される土地荒廃の進行度が両地域で異なり、また農民が開墾する際の土地や植生に対する配慮の仕方に大きな違いがあることが明らかになった。一方、土壌水分の継続観測とデータ解析から、サヘル地域の土壌水分量が降雨イベントの間隔に規定されているという特徴がとらえられ、これを踏まえて、日降水量のデータのみから土壌水分量を推定するための先行降雨指数の有効性を示した。これにより、雨量データしか得られない過去においても、土壌水分量の経年変化を議論できるようになる。本年度は3年計画の2年目であり、アフリカの乾燥サバンナ帯における環境激変のメカニズムを分析し、環境激変に対する人びとの対応を環境認識や生業様式の観点から明らかにすることを主要な目的とした。サハラ砂漠南縁地帯の乾燥地域のサヘル・ニジェールにおいて、土壌水分・植生(葉面積指数)の現場観測を5年間にわたって継続し、(1)それらの陸面状態と地上大気の間の季節・経年変化における相互関係を調べ、地上気象データを入力し土壌水分量を再現する統計的・物理的モデルを構築した。また(2)衛星NOAAの植生指標データによる植生と米国環境予測センター作成の客観解析データによる上層大気の間の広域的な相互作用について検討した(篠田、岩下)。ニジェールにおいて、降雨にともなって発生するガリー侵食の様相と住民の認識を調査した。ガリー侵食は耕地の荒廃や水田の堆砂といった負の側面だけではなく、地下水位の上昇やガリー床における定常流の現出といった正の評価も住人によってなされ、流水を利用した菜園経営や家畜飼養、生活水の確保が成立している(知念)。ケニアの北部に居住する牧畜民のサンブルが、1991年以降に頻発する干ばつにいかに対応したのかを明らかにした。ウシやヤギ、ヒツジといった家畜を個体識別したうえで、家畜の販売や贈与、信託といった取引や社会関係の分析を試み、干ばつの打撃を受けた家畜群をサンブルが再構築する動態を解明した(鹿野)。ケニア西部やインド洋沿岸地域の観光産業に携わる民族集団の相互関係や観光の盛衰に伴う変化の調査を行った(研究協力者:吉田未穂)。カメルーン北部のカプシキ地域では、死後は神体山に回帰し、死者の利用跡地も死を迎え、その後周辺原野と同じ状態になったとき再利用可能と考えている。土地を人間の生死に重ね、痩せ地の過剰利用回避システムをもっている。また雨林とサバンナの移行地域でサバンナ景観の形成に関する観察をした(堀、研究協力者:小橋寿美子)。
ディフェンシンのコピー数多型による子宮頸癌発症リスクの解明

1)DEFB4コピー数について子宮頸癌群とコントロール群とで比較検討し、DEFB4コピー数の減少は子宮頸癌の発症リスクの上昇に関連していることを報告した。2)初診時のHPV-DNA型検査は、NILMもしくはASC-US症例における子宮頸部細胞学的所見のその後の進行を予測しうるマーカーである可能性がある。目的:発癌性ヒトパピローマウイルス感染と細胞診所見(NILMあるいはASC-US)の推移との関連を検討した。対象と方法:本研究は倫理委員会の承認と患者の同意を得て行われた。初回にHPV-DNA型検査および子宮頸癌検診を実施し、NILMあるいはASC-USと診断された319例を対象とし、その2年後の子宮頸部細胞診の結果を調査した。細胞診所見が進行したものを“進行群"、軽快もしくは変化しなかった群を“非進行群"とした。また、初回のHPV-DNA型により、発癌性HPVに感染していたものを発癌性HPV、非発癌性HPVに感染していたもの非発癌性HPV群およびHPV感染を認めなかったものをHPV非感染群と分類した。SPSS software version 19を用いて統計解析し、P <0.05を有意差ありと判定した。結論:子宮頸部のHPV型は、NILMあるいはASC-USと判定されたものもその後の細胞診所見の推移を推定する指標になることが示唆された。約1,300例を超える試料収集がなされた。現在も長崎大学附属病院および県下の協力病院を訪れた患者を対象として、子宮頸部の拭い液を採取し、同時に血液を採取している。血液については、QIAgen DNA blood mini Kit(QIAgen)を用いてDNA抽出を行った。子宮頸部の拭い液はSurePathTM(シェアパス)に保存し「アンプリコア®リニアアレイHPVジェノタイピングキット」によって、HPV-DNA型の判定を行っている。デイフェンシン遺伝子のコピー数解析のために、ディフェンシン遺伝子に特異的なプローブを設計し、対象例から採取した末梢血ゲノムDNAからリアルタイムPCR法を用いて同遺伝子のコピー数を算出した。実験系の確立のために、ヒトゲノムDNAにおけるDEFB4(ディフェンシンB4)のExon2領域のコピー数が判明している検体を用いた。ALB(アルブミン)とDEFB4の比が2:3であるサンプルを入手し、末梢血DNA中のDEFB4の絶対定量に使用することで、ALB 2コピーに対しDEFB4が2コピー、3コピー、4コピー、5コピーである末梢血DNA検体を選出することが可能であった。選出した検体を基準とすることで、リアルタイムPCR法によるDEFB4の正確なコピー数の絶対定量が可能であった。同様に検量線の作成を他のディフェンシン遺伝子ファミリーに対しても行い、コピー数の算出ができるようにした。上記研究方法を用いて、子宮頸癌患者とコントロールのサンプルを用いてディフェンシン遺伝子群のコピー数を計測した。すると子宮頸癌患者群とコントロール群でDEFB4のコピー数に有意な差を認めた。その他のデイフェンシン遺伝子では、差を認めなかった。検体集積が順調である。ディフェンシン遺伝子群のコピー数計測の実験系を確立した。実際の患者サンプルとコントロールサンプルにおいて統計学的に有意なコピー数多型の差を認めた。以上より、本年度の研究進捗状況は順調と考えた。引き続き、例数を増やして、ディフェンシン遺伝子群のコピー数多型を計測していく。また集積した患者血漿中のディフェンシン蛋白濃度の測定を行い、血漿の検査によりコントロール群との差を認められるか確認する。すでに数の判明しているディフェンシン遺伝子を持つDNAをコピー数別にクローニングし、発現ベクターに組み込む。これらのベクターを用いて、ディフェンシンmRNAのリアルタイムPCR法で定量的PCRを用いて発現量を計測する。生検で得られた子宮頸部組織から実際にディフェンシン蛋白を定量的に検出できるか検討し、免疫染色でその局在と発現量を明らかにする。HPV持続感染と関連する宿主側(ヒト)の因子としてディフェンシンのコピー数をウイルス側因子としてHPV-DNA型を関連づけ、それぞれの臨床所見(組織型、発症までの期間および治療効果)との関連を検討する。以上、当初の計画どおり進行する予定である。今までのところ、当初の研究計画の予定どおりに研究費を使用する予定である。
セルラーニューラルネットワークによる解像度階調変換

本研究では、入力アナログ濃淡値画像またはビット数が大きな入力多値画像から、画素ごとの最大輝度、ビット数、色表現能力を可変にできる解像度変換可能な離散時間型セルラーネットワーク(DTCNN)を提案した。DTCNNは、各画素に配置されたinner cellsによる局所的ダイナミクス(local dynamics)によるニューロン的な2値量子化動作によって2値以上の多値量子化関数を空間集合として表現し、画素面積内のセル数を可変にすることによって、階調と解像度を制御してデジタル画像を得る。与えられた解像度に対する多様な画像処理は、量子化値とAテンプレートの重みとの積和演算と、入力値とBテンプレートの重みとの積和演算とから成る大局的ダイナミクス(global dynamics)によって得られる。すなわち、面積階調法(中間調(灰色)を画素面積あたりの黒(0)と白(1)の面積の割合で表現する方式)に従って出力表示するために、DTCNNでは、大局的ダイナミクスと局所的ダイナミクスの両方を階層的に使ってデジタル中間調画像を得ることになる。本研究では、高位論理合成(Parthenon)を用いてデジタル回路でDTCNNを設計し、実際にそのチップを用いて動作することを確認した。さらに、テンプレートはDTCNNのエネルギー最小化法、すなわち、出力低ビット量子化画像(デジタル画像)を人間の視覚フィルタに通して得られる再生画像と原画像とのひずみ誤差が最小となるように設計する新しい最適設計を提案した。DTCNNでは、歪関数とエネルギー関数とを一致できるため、平均自乗誤差の最小化によって、人間が知覚したデジタル低ビット中間調画像が原画像に近くなるようにできることがわかった。画像がどのような解像度で与えらえても、各サンプル入力濃淡画像に最も近い量子化レベルで、しかも、そのレベル数ができるかぎり小さくなるようにパラメータを選択できるようにすることができた。本研究の解像度階調変換技術の基本は、中間調(灰色)を画素面積あたりの黒(0)と白(1)の面積の割合で表現する面積階調法に従って、画素内にある複数の面積要素のon/offを制御することであり、いわば、2値セルの集合で多値化プロセスを空間的に行うことである。そして、画素内のセル数を可変にすることによって、面積要素数の総計が一定という条件下で解像度と階調(濃度階調と面積階調)を制御することである。平成10年度では、階層型CNNのアリゴリズムの評価と濃度階調画像の評価検討を行なった。すなわち、画素内の多値量子化を行なう局所的ダイナミクスと画素近傍間の画像処理を行なう大局的ダイナミクスによる解像度階調変換の理論を一種の正則化理論として展開し、大規模なカラー画像を用いて、CNNダイナミクスのアルゴリズムを主要設備によるシミュレーションで検証した。局所的ダイナミクスは、多値量子化関数を2値化関数の組合せで構成する回路方式であると考えてもよく、この場合、深さ方向の中間調を汎用ディスプレーに表示すれば、等価な面積和を持つ中間調画像は、すべて等価な画像となるので、主要設備によるシミュレーションで検証できた。平成11年度では、面積要素の種類を変えて、局所的ダイナミクスの収束性を評価し、カラーフィルタの構造設計を行なった。さらに、面積階調画像の評価検討を行なった。

印刷等に利用される面積階調画像では、物理的な位置が異なるon-面積要素の組合せが等価な面積和であっても、その形状パターンの違いを人間の視覚は正確に区別してしまう場合がある。そこで、複数ある解の中から、視覚的に高品質なデジタル画像を選択する正則化理論を展開し、局所的ダイナミクスの初期値やセルの動かし方に依存するon-面積要素の自動選択法を提案した。本研究は,セル(ニューロン)が局所的に接続された連続時間型セルラーニューラルネットワーク(CT-CNN)と離散時間型セルラーニューラルネットワーク(DT-CNN)の時空間ダイナミクスによって網膜系情報処理のひとつとして重要な解像度階調変換を行うことを目的としている.新しい階層構造のCNNでは,各画素に配置された2値のinner cellsの局所的ダイナミクスによって多値量子化関数を2値空間集合として表現すること,そして,画素面積内のセル数を可変にすることによって,階調と解像度を制御してデジタル画像を得ることができる.さらに,与えられた解像度に対する多様な画像処理は,量子化値とAテンプレートの重みとの積和演算とから成る大局的ダイナミクスによって得られる.従って,大局的ダイナミクスと局所的ダイナミクスの両方を階層的に使って,輝度,解像度,色表現能力を可変にできる高品質なデジタル中間値表現を得ることができる.平成12年度では,本研究で開発したCNNアルゴリズムを実行する大規模シミュレーションプログラムを作成し,実際の解像度階調変換可能なシステムを構築し,画像の品質を人間の視覚特性を考慮して評価した.そして,実際に画像処理を行うことができるCNNのチップを20万ゲートFPGAで製作し,実際に動作することを確認した.その成果は,2001年度電子情報通信学会論文誌(D)に掲載されることが決定した.また,CNNのエネルギー関数の最小化により,情報量の少ない出力情報と情報量の多い目的情報(環境情報)とのひずみ誤差をできる限り小さくできるように,経験的または学習的に重み値を解析的に設計し,いろいろな画像処理への応用を考察することができた.
触媒的不斉分子内シクロプロパン化反応の研究と天然物合成への応用

天然物合成に有用な光学活性な合成中間体としてシクロプロパン化合物をターゲットとし、α-ジアゾ-β-ケトスルホン類の触媒的不斉分子内シクロプロパン化反応を成功させている。そこで今年度は生成物であるトリシクロ[4.4.0.0^<5,7>]デセン誘導体を用いて(+)-digitoxigeninの合成を目指した。これまでにAB環フラグメント及びD環フラグメントを合成し、両フラグメントのカップリング、アルドール反応によって所望の立体配置でカルデノリド骨格を構築している。しかし、KHMDSを用いたアルドール反応は再現性に乏しかったので種々条件を検討した。その結果、t-BuOKでは副生成物のα,β-不飽和ケトンが得られたが、Cs_2CO_3を用いると再現性良く所望のカルデノリド骨格が得られた。更に得られたアルドール体のケトンをDIBAL-H還元し、キサンテートへと変換後、ラジカル的にキサンテートを除去した。続いて保護基のTBDPS基を脱保護し、光反応による一重項酸素を用いたフラン環の酸化をしてヒドロキシブテノリドへと導いた。これをNaBH_4で還元してブテノリドへと変換して(+)-digitoxigeninの全合成を達成し、各種スペクトルデータは文献値と一致した。この研究は自ら創製したシクロプロパン化合物を効果的に利用した効率的な収束的合成であり、これまでに達成された直線的全合成とは異なる非常に意義のある結果である。また、より複雑な類縁体であるouabageninの全合成にも応用できる合成ルートが確立できたと考えている。これらの実績についてはICOB-5 & ISCNP-25 IUPAC International Conference on Biodiversity and Natural Products及び第32回反応と合成の進歩シンポジウムで発表した。これまでに天然物合成に有用な光学活性な合成中間体としてシクロプロパン化合物をターゲットとし、α-ジアゾ-β-ケトスルホン類の触媒的不斉分子内シクロプロパン化反応を成功させている。そこで今年度は生成物であるトリシクロ[4.4.0.0^<5,7>]デセン誘導体を用いて(+)-digitoxigeninの合成研究を行った。Na-Hgによるトリシクロ[4.4.0.0^<5,7>]デセン誘導体の開環・脱スルホンを行ってきたが、収率が50%程度であった。そこで、チオフェノールで開環、リチウムナフタレニドによって脱硫・脱スルホンし、2工程72%の収率で与えた。ケトンをL-Selectride【○!R】で立体選択的に還元し、所望のアルコール体を主生成物として定量的に4対1の比で得た。続いて、水酸基をTBDPS基で保護し、アリル位の酸化を試みた。PCC・Se酸化・過酸による酸化などを試したが、原料回収または基質が分解してしまった。結果的にヨウ素の過酸化物を用いた場合にのみ収率75%で生成物を得た。以上、5工程43%の収率でステロイド骨格のAB環フラグメントを合成した。続いて、2-Allyl-2-methyl-cyclopentane-1,3-dioneをBaker's Yeastで不斉還元し、ケトンをケタールで保護、水酸基をTBS基で保護し、末端アルケンをオゾン分解、そのままNaBH_4で還元することでアルコール体とした。現在はさらに数工程を経て、D環フラグメントに変換中である。これらの実績については第48回有機合成化学協会関東支部シンポジウム(新潟シンポジウム)及び日本化学会第85春季年会で発表している。そこで今年度は生成物であるトリシクロ[4.4.0.0^<5,7>]デセン誘導体を用いた(+)-digitoxigeninの合成研究を行った。今までにAB環フラグメントを5工程43%の収率で合成に成功しているので、D環フラグメントの完成とステロイド骨格の構築を行った。2-Allyl-2-methyl-cyclopentane-1,3-dioneをBaker's yeastで不斉還元し、ケトンをケタールで保護、水酸基をTBS基で保護し、末端アルケンをオゾン分解、そのままNaBH_4で還元し、生じた水酸基をBPS基で保護した。更に、脱ケタール化し、Barton法によってヒドラゾンを経由してヨードアルケンを合成した。次に、フランのボレートとの鈴木-宮浦カップリングでは塩基を種々検討した。Pd(PPh_3)_4を触媒とし、K_3PO_4では収率75%、Tl_2CO_3では収率が良いものの原料は消失せず、Cs_2CO_3では収率100%でカップリング体の合成に成功した。両シリル基を脱保護し、水酸基とのキレートを利用したCrabtree触媒による立体選択的水素添加し、その構造はX線結晶構造解析で確認した。更に数工程を経てD環フラグメントを15工程42%の収率で合成に成功した。D環フラグメントを銅試薬へと変換、AB環フラグメントに対してマイケル反応した後、脱ケタール化し、ジケトンに対してKHMDSを用いたアルドール反応を行った。所望の立体でステロイド骨格の合成に成功し、その立体配置はNOESYで確認した。

これらの実績については2005環太平洋国際化学会議(Pacifichem 2005)及び日本化学会第86春季年会で発表している。天然物合成に有用な光学活性な合成中間体としてシクロプロパン化合物をターゲットとし、α-ジアゾ-β-ケトスルホン類の触媒的不斉分子内シクロプロパン化反応を成功させている。そこで今年度は生成物であるトリシクロ[4.4.0.0^<5,7>]デセン誘導体を用いて(+)-digitoxigeninの合成を目指した。これまでにAB環フラグメント及びD環フラグメントを合成し、両フラグメントのカップリング、アルドール反応によって所望の立体配置でカルデノリド骨格を構築している。しかし、KHMDSを用いたアルドール反応は再現性に乏しかったので種々条件を検討した。その結果、t-BuOKでは副生成物のα,β-不飽和ケトンが得られたが、Cs_2CO_3を用いると再現性良く所望のカルデノリド骨格が得られた。更に得られたアルドール体のケトンをDIBAL-H還元し、キサンテートへと変換後、ラジカル的にキサンテートを除去した。続いて保護基のTBDPS基を脱保護し、光反応による一重項酸素を用いたフラン環の酸化をしてヒドロキシブテノリドへと導いた。これをNaBH_4で還元してブテノリドへと変換して(+)-digitoxigeninの全合成を達成し、各種スペクトルデータは文献値と一致した。この研究は自ら創製したシクロプロパン化合物を効果的に利用した効率的な収束的合成であり、これまでに達成された直線的全合成とは異なる非常に意義のある結果である。また、より複雑な類縁体であるouabageninの全合成にも応用できる合成ルートが確立できたと考えている。これらの実績についてはICOB-5 & ISCNP-25 IUPAC International Conference on Biodiversity and Natural Products及び第32回反応と合成の進歩シンポジウムで発表した。
毒ヘビの血液に存在する新規なホスホリパーゼA_2阻害タンパク質の阻害機構

1.中国マムシ血液中の新規PLA_2阻害タンパク質の精製中国マムシ血液から3種の異なる阻害タンパク質(PLIα,PLIβ,PLIγ)を精製した.PLIαは以前に報告したII型酸性PLA_2に特異性を持つCRD様阻害タンパク質である.PLIβとPLIγは本研究により見つかった新規な阻害タンパク質であり,前者はII型塩基性PLA_2を特異的に阻害するのに対して,後者は特異性が低く,I型およびII型PLA_2のみならずミツバチPLA_2をも阻害することがわかった.2.中国マムシ阻害タンパク質のcDNAクローニング中国マムシ肝臓cDNAライブラリーを作成し,PLIα,PLIβ,PLIγそれぞれのcDNAをクローニングして,それらの塩基配列を決定した.その結果PLIγはコブラ・エラブウミヘビの阻害タンパク質と同種のものでありLy-6スーパーファミリーに属するタンパク質と同様なCysの配列パターンをもつことがわかった.一方PLIβはヒト血清に存在するロイシンリッチ_<α2>グリコプロテインと高い相同性をもつことがわかった.3.PLA_2と阻害タンパク質との相互作用PLIβの3量体は3分子のPLA_2と結合し,特異性の比較からII型塩基性PLA_2分子上の界面認識部位のアミノ酸を認識して結合することが予想された.またPLIγはすべてのPLA_2分子に共通な構造であるCa^<2+>結合ループを認識して結合することが予想された.シマヘビ血液中のPLA_2阻害タンパク質の精製シマヘビからPLA_2阻害タンパク質を精製し,阻害タンパク質が毒ヘビ以外にも存在することを明らかにした.また精製した阻害タンパク質はPLIγに相当する分子種であることがわかった.1.中国マムシ血液中の新規PLA_2阻害タンパク質の精製中国マムシ血液から3種の異なる阻害タンパク質(PLIα,PLIβ,PLIγ)を精製した.PLIαは以前に報告したII型酸性PLA_2に特異性を持つCRD様阻害タンパク質である.PLIβとPLIγは本研究により見つかった新規な阻害タンパク質であり,前者はII型塩基性PLA_2を特異的に阻害するのに対して,後者は特異性が低く,I型およびII型PLA_2のみならずミツバチPLA_2をも阻害することがわかった.2.中国マムシ阻害タンパク質のcDNAクローニング中国マムシ肝臓cDNAライブラリーを作成し,PLIα,PLIβ,PLIγそれぞれのcDNAをクローニングして,それらの塩基配列を決定した.その結果PLIγはコブラ・エラブウミヘビの阻害タンパク質と同種のものでありLy-6スーパーファミリーに属するタンパク質と同様なCysの配列パターンをもつことがわかった.一方PLIβはヒト血清に存在するロイシンリッチ_<α2>グリコプロテインと高い相同性をもつことがわかった.3.PLA_2と阻害タンパク質との相互作用PLIβの3量体は3分子のPLA_2と結合し,特異性の比較からII型塩基性PLA_2分子上の界面認識部位のアミノ酸を認識して結合することが予想された.またPLIγはすべてのPLA_2分子に共通な構造であるCa^<2+>結合ループを認識して結合することが予想された.シマヘビ血液中のPLA_2阻害タンパク質の精製シマヘビからPLA_2阻害タンパク質を精製し,阻害タンパク質が毒ヘビ以外にも存在することを明らかにした.また精製した阻害タンパク質はPLIγに相当する分子種であることがわかった.1.PLA_2と阻害タンパク質との相互作用コブラ・エラブウミヘビの阻害タンパク質についてゲル濾過クロマトグラフィーでPLA_2との結合を調べた結果,Ca^<2+>存在下で阻害タンパク質1分子当たり,1分子のPLA_2が結合することがわかった.Ca^<2+>非存在下では,PLA_2は阻害タンパク質と結合しないという結果が得られた.2.サブユニットの再構成実験と糖鎖の影響サブユット単独では阻害活性は見られなかった.サブユニットの再構成実験を行ったが,阻害活性の回復は見られなかった.N-グリカナーゼ処理によってPLA_2阻害活性に変化が見られなかったことから,阻害タンパク質の糖鎖は阻害活性に影響がないことがわかった.3.中国マムシ血液から新規PLA_2阻害タンパク質の精製中国マムシ血液から3種の異なる阻害タンパク質(PLI-α,PLI-β,PLI-γ)を精製した.PLI-αは以前に報告したCRD様阻害タンパク質である.PLI-βは本研究により見つかった新規な阻害タンパク質であり,塩基性PLA_2を特異的に阻害した.PLI-γは,タイコブラ・エラブウミヘビの阻害タンパク質と同種のもので,特異性が低く,Cys-richな構造をしていることがわかった.現在PLI-βとPLI-γについてそのアミノ酸配列を決定しつつある.中国マムシ阻害タンパク質のcDNAクローニングと塩基配列の決定1.中国マムシ血液中の新規PLA_2阻害タンパク質の精製中国マムシ血液から3種の異なる阻害タンパク質(PLIα,PLIβ,PLIγ)を精製した.PLIαは以前に報告したII型酸性PLA_2に特異性を持つCRD様阻害タンパク質である.PLIβとPLIγは本研究により見つかった新規な阻害タンパク質であり,前者はII型塩基性PLA_2を特異的に阻害するのに対して,後者は特異性が低く,I型およびII型PLA_2のみならずミツバチPLA_2をも阻害することがわかった.2.中国マムシ阻害タンパク質のcDNAクローニング中国マムシ肝臓cDNAライブラリーを作成し,PLIα,PLIβ,PLIγそれぞれのcDNAをクローニングして,それらの塩基配列を決定した.

その結果PLIγはコブラ・エラブウミヘビの阻害タンパク質と同種のものでありLy-6スーパーファミリーに属するタンパク質と同様なCysの配列パターンをもつことがわかった.一方PLIβはヒト血清に存在するロイシンリッチα_2グリコプロテインと高い相同性をもつことがわかった.3.PLA_2と阻害タンパク質との相互作用PLIβの3量体は3分子のPLA_2と結合し,特異性の比較からII型塩基性PLA_2分子上の界面認識部位のアミノ酸を認識して結合することが予想された.またPLIγはすべてのPLA_2分子に共通な構造であるCa^<2+>結合ループを認識して結合することが予想された.4.シマヘビ血液中のPLA_2阻害タンパク質の精製シマヘビからPLA_2阻害タンパク質を精製し,阻害タンパク質が毒ヘビ以外にも存在することを明らかにした.また精製した阻害タンパク質はPLIγに相当する分子種であることがわかった.
Ｃ型肝炎ウイルスの変異及び免疫複合体が母子感染に与える影響についての検討

HCV母子感染例について、超可変領域(Hypervariable region:HVR)の経時的推移を観察した。2例ついては、乳児期からの経過を追い、1例は自然陰性化し、1例は持続感染となった。自然陰性化例では、HVRに大きな変化はなく、1-2アミノ酸変異がみられるのみであったが、持続感染例では、10か月時に飛躍的な変異が生じ、以降も2-10か月ごとの周期でウイルスの大きな変化を繰り返していた。HVRのアミノ酸変異がウイルスの自然陰性化に関与していると考えられた。HCV母子感染例6例について、一過性感染(自然陰性化)例3症例、持続感染例3症例について超可変領域(HVR)の解析を進めている。本年度は、免疫沈降法によりHCV抗体と結合し血清中で免疫複合体の状態となっているHCVと、結合していないフリーな状態のHCVについて、HVRのクローニングによる解析を行っている。それぞれ100クローンずつを抽出し、それぞれのHVRの多種性に差があるかどうか、個の中での違い、一過性感染と持続感染例での違いを解析する予定としている。一過性感染例ではほぼ単一のクローンであるのに対し、持続感染例では多種性に富んでいることを予想しているが、今後解析を進めていく。併せて次世代シーケンサーを用いた網羅的な解析も今後検討している。併せて、IL28Bの解析についても、学内の倫理委員会の承認を得て解析を行っている。6例の検討では、IL28Bと一家性感染には明らかな関連は認められなかった。本年度は、HCV母子感染の研究の過程で同定された、HCV 2b/1b recombinant株について解析し、インターフェロン(IFN)療法後の結果を踏まえた報告を日本賞に栄養消化器肝臓学会雑誌に掲載した。HCV感染に対するIFN療法の効果に関係すると考えられているNS5B領域が本症例では遺伝子型1bであったことから、IFN不応となる可能性も考えられたが、遺伝子型1bに準じた治療を行い奏功した。今年度もHCV母子感染に関する解析を進めていき、結果を論文・学会発表の形で公表する予定としている。HCV母子感染例6例について、一過性感染(自然陰性化)例3症例{症例A(10か月)、症例B(2歳11か月)、症例C(1歳10か月)}、持続感染例3症例{症例D(1歳11か月)、症例C(12か月)、症例D(2歳8か月)}について超可変領域(HVR)の解析を行った。免疫沈降法によりHCV抗体と結合し血清中で免疫複合体の状態となっているHCV(BF)と、結合していないフリーな状態のHCV(Ff)について、HVRのクローニングによる解析を行っている。それぞれ100クローンずつを抽出し、それぞれのHVRの多種性に差があるかどうか、個の中での違い、一過性感染と持続感染例での違いを解析した。また次世代シーケンサーを用いて同様の解析を行い、両者の比較を行った。持続感染例では、免疫複合体を形成したないフリーの状態のウイルスの種類が一過性感染例と比較して多かった。この差異は次世代シーケンサーを用いた実験でも同様の結果であった。Bfにないstrain(生き延びる可能性があると考えられるウイルス)が持続感染例ではFrに100個中数個(数パターン)認められた。今回の研究の結果は自治医科大学乾癬免疫学部門ウイルス学教室主催のウイルス肝炎談話会で発表した。また、本年6月に台湾で開催される、台湾小児栄養消化器肝臓学会で発表予定である。また論文として発表する準備を進めている。今回の研究ではquasispecies及び免疫複合体形成の有無とウイルスの自然排除との関連は示唆されたが、明示することはできなかった。現在、乳児期より経過を見ている2症例で、1例は一過性感染となった症例がある。本2例について、免疫複合体形成の有無とウイルス変異について経時的に解析する予定としている。HCV母児感染例について、乳幼児期のHVRの経時的な変化を追跡した。HCVは同一宿主内に複数の変異体(quasispecies)を有するとされているが、母児感染を来す際にウイルスが選択を受け、単一のウイルスが感染を来すと考えられていたが、我々の実験で、感染時には複数の変異体が感染を来し、3-5か月時に単一株になることが判明した。移行抗体及び宿主の獲得免疫が関与していると考えている。生後早期の検体が1症例のみしかないことから、今後症例の集積が必要と考えている。母児感染後の自然陰性化には、ウイルス側の要因としてHVRの変化が関与していると考えている。単一株に選択を受けた後にquasispeciesにdrasticな変化が起きた場合には持続感染となり、ほとんど変異を来さない場合には一過性感染となるという仮説を立て、解析を行った。

一過性感染例ではquasispeciesにdrasticな変化はなかったが、持続感染例のなかにも同様の経過のものがあり、今後検討が必要であると考えている。母児感染後の自然陰性化について、宿主側の要因としてIL28Bの一塩基多型(SNPs)の関与が示唆されている。そこで当科で経過観察中の母児感染例について、持続感染例6例と自然陰性化例4例のIL28Bの解析を行った。持続感染例1例がminor alleleであったが、それ以外は前例がmajor alleleであった。解析の過程で1症例が2b/1b recombinant株であることが判明した。同株の全塩基配列の解析を行い、recombinantのcrossover pointを決定した。内容をArchives of Virologyに論文として投稿し掲載された。また同症例に対しペグインターフェロン/リバビリン併用療法を行い、sustained virologica responseを得ることができた。C型肝炎(HCV)母子感染について、一過性感染、持続感染に関してウイルス側の要因を検討することを目的としている。免疫沈降法による、免疫複合体を形成したHCVと形成していないHCVとの分離を行い、現在超可変領域(HVR)の解析を順次行っているところである。3半期でHVRのクローニングによる解析を終了し、データの解析及び論文の作成を次の3半期で行う予定としている。結果については、本年度中に論文、学会発表に形で公表できると考えている。HVR、IL28Bの解析はほぼ終了しており、今後はその解析を進める予定としている。H24年度は、免疫複合体と自然陰性化についての検討を行う方針としている。検体の選定及び実験計画は立てており、順次実験を開始する予定としている。現在、HVRのクローニングによる解析を進めている。100クローンずつ1200クローンの解析が必要でり、解析には時間を要するが、3半期で解析を終了する予定にしている。解析と並行して、解析結果の集積及び論文作成を進めていく。今年度中の論文作成、及び学会発表を目標としている。HVRの解析結果について、遺伝子型別での評価、特定の部位でのアミノ酸変異についての検討を進める。併せて、免疫複合体形成と自然陰性化についての解析を進める。従来法によるクローニング解析に加えて、次世代シーケンサーを用いてメタ解析を行い両者の違いを検討する方針としている。研究成果は、随時学会発表、論文作成の形で公表していく。研究費については、クローニングに要する試薬や備品、書籍、旅費、英文論文作成等に当てる予定としている。研究費は主にRNA抽出、PCR、クローニングによるcDNAの解析、次世代シーケンサーによる解析に用いる試薬購入に充てる。また一部は学会発表にかかる旅費、論文投稿、備品購入に充てる。
リトドリン塩酸塩による切迫早産治療後の新生児低血糖症に関する検討

●研究目的リトドリン塩酸塩の添付文書には、新生児低血糖症が重要な基本的注意及び副作用として記載されているが、頻度などの詳細は不明である。そこで、リトドリン母体投与後の新生児低血糖症発現状況について調査し、リトドリン投与量・投与期間・投与中止後から分娩までの期間などとの関連性を検討した。●研究方法母体にリトドリン持続点滴投与を受け投与中止後1週間以内に分娩となった新生児を対象とし、電子カルテを用いて調査を行った。児は正期産(37週以降)・後期早産(36週以降に限る)の正常新生児とし、出生時体重2000g未満の例は出生直後から点滴開始となるため対象から除外した。●研究成果2013年8月2016年7月の3年間で調査を行った。リトドリン投与群の新生児低血糖症発現率は61.5%、非投与群の低血糖症発現率は8.2%であり、母体リトドリン投与により新生児低血糖症の発現率が明らかに高くなった。リトドリン投与群の新生児低血糖症発現群における投与中止後から分娩までの期間は平均4.3時間(標準偏差7.61)、リトドリン投与群の低血糖症非発現群では平均37.7時間(標準偏差46.00)であり、有意な差が認められた。低血糖症発現群の67.2%が投与中止後から分娩まで3時間以内であった。リトドリン投与中止後から分娩までの期間が新生児低血糖症発現に関与していることから、計画的にリトドリン持続点滴投与を中止することにより新生児低血糖症を回避できる可能性を示唆した。また、リトドリン投与中止後から分娩までの期間により新生児低血糖症発現のリスクが予見でき、確実な予防対策を講じることができると考えられた。
γセクレターゼによる膜内配列切断・分解機構の解明

アミロイド産生阻害を目的としたアルツハイマー病治療薬開発の上で、γ-セクレターゼによる切断機構の分子レベルでの理解は必須である。これまでの知見からγ-セクレターゼには基質がまず安定に結合する部位が存在し、何らかのメカニズムにより活性中心部位へ基質が遷移し、切断を受けることが示唆されている。したがってγ-セクレターゼの阻害作用点は複数あることが想定され、それらの理解により特異性が高く、副作用の少ない阻害剤の同定・合成が可能になるものと考えられる。そこでγ-セクレターゼ阻害剤であるDAPTによる阻害機構のターゲット分子の同定を試みた。まずDAPTに光親和性標識基であるベンゾフェノンと検出・精製のためのビオチン基を付加したDAP-BpBを作製し、親化合物であるDAPTとほぼ同等の阻害能を持つことを確認した(東大・薬、福山教授・菅助手らとの共同研究)。そこでHeLa細胞由来の可溶性膜画分を利用して光親和性標識を行い、DAP-BpBが活性型γ-セクレターゼ複合体に含まれるPS1 C末端フラグメントを特異的に認識することが明らかとなった。このDAP-BpBによる標識はDAPTと類似した構造を持つジペプチド型阻害剤により競合阻害されたが、活性中心部位に相互作用すると考えられるL-685,458や基質結合部位に相互作用すると考えられるAibペプチドとは競合しなかった。これらのことから、DAPTを含んだジペプチド型阻害剤は、基質がγ-セクレターゼ複合体に結合した後に活性中心へ遷移する過程を特異的に阻害すること、その過程にPS1のC末端フラグメントが関与していることが示唆された。
リサイクル飼料の安全化技術の確立と広域流通・市場化推進のためのデータベース化研究

わが国の畜産は飼料自給率向上が大きな課題であり、牛、豚、鶏用飼料として食品製造副産物中心としたリサイクル飼料の特性解明が行われてきた。しかし、現在まで行われている食品製造副産物の飼料特性に関する研究の多くが基礎的評価であり、産出量、季節性、飼料成分、調製法、ハンドリングなど飼料の多様性を十分にカバーできていない面があった。そこで、本研究では、試験研究あるいは農業従事者が必要とする製造副産物を対象とした飼料研究情報を整理するとともに、わが国で普及が進んでいるTMRセンターでの飼料製造の現状について検討を行った。また、製造副産物の中には高タンパク質、高脂肪含有率など飼料成分に偏りがあるものも多く、繊維中にタンパク質やデンプンが残存することが指摘されていた。そのため、本研究では、繊維中に残存するタンパク質やデンプン量を減らすための耐熱性α-アミラーゼと亜硫酸ナトリウムの添加法を明らかにした。また、製造副産物の飼料特性の解明として、ビール粕では加熱温度条件の違いが飼料利用性に及ぼす影響を検討し、140°Cに加熱した場合にはタンパク質の利用性が大幅に低下することを明らかにした。カンショ茎葉サイレージの調製でギ酸添加や水分調整を行うことで良質サイレージ調製が可能であることや烏龍茶粕のタンパク質の家畜での利用性は低いことを明らかにした。一方、牛のタンパク質給与システムでは、第一胃内でのタンパク質の分解性が飼料設計のポイントになるがが、製造副産物についてはタンパク質の分解性について十分なデーターが蓄積されてなかった。そこで製造副産物を含めた30種類の飼料について飼料成分とともに第一胃内分解性を一覧表として示じた。実験方法(1)飼料研究データの収集過去10年間の飼料研究データを主要な学術雑誌(日本畜産学会報、日本草地学会誌、肉用牛研究会報など)により収集し、飼料研究データを調査細目により、1.製品情報(材料品目、来歴、製造法)、2.利用設計情報(成分組成、消化率・栄養価、採食量)に分け、さらに技術到達度により基礎研究段階と実用研究段階に類型化した。(2)近赤外分光分析による飼料情報の簡易・迅速測定法の開発近赤外分光分析の検量線を作成するために、主要な製造副産物(ビール粕、トウフ粕、米ヌカなど)を全国より収集し、検量線の作成のための化学分析を現在実施中である。(3)飼料特性を格段に改善しつつ保存性を改善するため、製造副産物の中で特に保存が難しいトウフ粕を対象に、麹菌(Aspergillus Oryae)をサイレージ添加製剤として活用した場合の有利性を検証した。トウフ粕に(水分含量90%)を乾燥トウフ粕と混合して水分含量60%に調整し、1Lプラスチック容器に950g詰込んでサイレージ調製し、45日間室温で保存した。処理区は、無添加区(対照区)、乳酸菌(Lactococcus lactis subsp.lactis)0.2%添加区、米麹5%添加区(OZ-RG5%)、米麹10%添加区(OZ-RG10%)、豆麹5%添加区(OZ-SB5%)、豆麹10%添加区(OZ-SB10%)の6区とし、それぞれ3反復で行った。結果の概要(1)文献を調査しデータベース化を図った結果、製造副産物は19種類で、38の報告(うち総説10報告)があるが、供試した製造副産物の来歴や製造法を明記した論文は少ない。また、成分組成のみ(インビトロ消化率も含む)が2報告、発酵品質までが5報告、消化率・栄養価までが13報告、生産物の評価までが8報告で、基礎研究段階と考えられる論文の割合は約9割であった。繊維の分析法が粗繊維(CF)、中性デタージェント繊維(NDF)、酸性デタージェント繊維(ADF)、総繊維(OCW)と論文により異なる。