hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
宇宙マイクロ波背景放射偏光測定で探る超高エネルギー物理

宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の偏光に着目し、その精査をおこなった。チリ・アタカマの標高5000メートルを超える観測サイトにおける観測実験QUIETとPOLARBEARを推進した。両方の実験から観測結果を発表することができた。特に、POLARBEARでは、CMB偏光のみを用いて重力レンズ効果を観測することに世界で初めて成功した。さらに、究極の全天CMB偏光精密観測をおこなう将来の科学衛星LiteBIRDの設計と開発を様々な専門を持つ研究者が連携しつつ推進した。その結果、日本学術会議のマスタープラン2014への掲載が決定し、最重要とされる重点大型研究計画の一つに選ばれた。インフレーション宇宙の検証は、現代宇宙論の最大の課題である、本計画は、インフレーションの直接の証拠となる原始重力波の検出を目的とする。原始重力波が宇宙背景放射(CMB)に残した特殊な偏光パターンを「犯人の指紋検出」のように見つけるという「CMB偏光Bモード法」を用いる。プロジェクトとしては、チリ・アタカマ(標高約5000メートル)における観測実験QUIET-IIとPOLARBEAR、および将来の小型科学衛星のための開発の3つを推進する。平成21年度は、初年度ということで実験準備が主な活動となり、装置購入や実験の基礎デザインが主たる作業であった。以下に3つのプロジェクトの各々について進捗状況を簡略に説明する。○QUIET-II:データ取得システム全体の仕様設計に着手し、概要を決定した。これと並行してADCシステムプロトタイプの試験のためのシステムを準備した。さらに、偏光計システムの統合試験のための装置や実験本番で用いるクライオスタットの冷却システムなどを購入した。○POLARBEAR:カリフォルニア大バークレー校が主に担当するレシーバー1号機の試験に現地で参加し、十分な基礎性能が得られることを確認した。実験本番で使用するレシーバー校正用機器(スティミュレーター)を開発し、性能評価を行った。KEKが主に担当するレシーバー2号機の概念設計を行い、冷凍機システムの選定と購入を行った。○小型CMB衛星用焦点面検出器プロトタイプシステム:焦点面検出器の基本仕様に関する計算、シミュレーションを計画研究A02と連携して進めた。○予算の繰り越しにより、平成22年4月-23年1月の間、POLARBEAR実験冷却システム用に、断熱消磁を原理とする冷凍機の設計・開発を行った。インフレーション宇宙の検証は、現代宇宙論の最大の課題である。本計画は、インフレーションの直接の証拠となる原始重力波の検出を目的とする。プロジェクトとしては、チリ・アタカマ(標高約5000メートル)における観測実験QUIETとPOLARBEAR、および将来の小型科学衛星LiteBIRDの設計と開発の三項目を推進する。以下に各項目に関する平成22年度実績を記載する。平成22年4月-平成23年3月の活動QUIET:Wバンドの観測を無事終了し、Qバンド観測とあわせて10000時間を超える観測データを取得した。Qバンドの観測結果を論文投稿した。また、アップグレードのための検出器試験システムを構築し、論文投稿した。さらにアップグレードのためのADCシステムの開発を行った。POLARBEAR:レシーバー一号機カリフォルニア・カルマでの試験観測終了。KEKが主導でレシーバー二号機のデザインを行い、焦点面クライオスタットのデザインは完成し、製作開始した。LiteBIRD:衛星の概念設計を進め、焦点面のデザインを決定。JAXA、住友重工とともに、熱解析をおこない、成立解があることを確認。平成23年4月以降の繰越予算による活動POLARBEARレシーバー二号機のための焦点面と読み出しシステムの設計を行った。それに基づいて、SQUIDチップの仕様を決定、購入した。以下に各項目に関する平成23年度実績を記載する。QUIET:Qバンドの観測結果がAstrophysical Journalに掲載された。アップグレードのための検出器試験システムを完成し、論文発表した。アップグレードのためのADCシステムの開発を完成し論文発表した。POLARBEAR:一号機をチリに移設し、2012年1月より観測開始した。

現地でのコミッショニング、観測シフトの三分の一をKEKメンバーで占めるなど活躍した。KEKが主導するレシーバー二号機のデザインを推進した。焦点面クライオスタットを製作し、真空試験を完了した。LiteBIRD:前年度までに進めた衛星の概念設計に基づき、JAXAのエンジニアと成立性の検討を行い、多くのフィードバックをかけ、より実現性の高い概念設計へ発展させることに成功した。以上に加えて、平成23年4月以降に繰越予算により、光学シミュレーションおよびCADにより最適なデザインを完了させ、レンズおよび断熱真空槽の製作をおこなった。インフレーション宇宙の検証は、現代宇宙論の最大の課題である、本計画は、インフレーションの直接の証拠となる原始重力波の検出を目的とする。原始重力波が宇宙背景放射(CMB)に残した特殊な偏光パターンを「犯人の指紋検出」のように見つけるという「CMB偏光Bモード法」を用いる。プロジェクトとしては、チリ・アタカマ(標高約5000メートル)における観測実験POLARBEAR、および将来の小型科学衛星LiteBIRDの設計と開発の三項目を推進する。以下に各項目に関する平成25年度実績を記載する。POLARBEAR:初年度のデータを用いた解析を完了し、三本の論文を発表した。そのうち二本はすでにPhysical ReviewLettersに掲載された。二本とも、Editors' Suggestion(編集者が特に興味深いものとした論文)に選ばれた。これらの結果により、世界ではじめて、CMB偏光のみを用いて重力レンズ効果の観測に成功した。LiteBIRD:前年度までに進めた衛星の概念設計に基づき、JAXAのエンジニアと成立性の検討をさらに進め、実現性の高い概念設計へ発展させることに成功した。日本学術会議のマスタープラン2014への掲載が決定し、最重要とされる重点領域研究の一つに選ばれた。プロジェクトとしては、チリ・アタカマ(標高約5000メートル)における観測実験QUIETとPOLARBEAR、および将来の小型科学衛星LiteBIRDの設計と開発の三項目を推進する。以下に各項目に関する平成24年度実績を記載する。QUIET:Wバンドの観測結果をAstrophysical Journalに発表。世界最高レベルのCMB偏光観測結果となった。POLARBEAR:3000時間以上のCMB観測を達成した。KEKが主導で二号機のデザイン推進した。焦点面クライオスタットの冷却試験をほぼ完了し、光学クライオスタットのデザインを完了した。
インフォームド・コンセントの法理および患者の意思と自己決定権に関する比較法的研究

本年度は前年度の研究を基礎として、治療放棄などの場面における患者の自己決定権が尊重される程度および条件を研究する計画であった。しかし、前年度で完了するはずであった本法理自体の研究の取りまとめに時間をとられ、治療放棄などの場面における意思の問題については、網羅的研究には至らなかった。半面、インフォームド・コンセント自体の研究は一層進展させることができ、日米、とくにアメリカについてはすべての法域について判例・法律を網羅的に調査検討することができた。アメリカでの働きについて得られた知見で昨年記した以外のものとしては、議会制定法が医師寄りの傾向があるのに対して、裁判所の判決は(少なくとも原理面では)被害者救済を重視する傾向にあること、判決において制定法がわが国ほど重視されないこと、各州法を比較すると相違とともに模倣が見られる場合があること、など、英米法研究の点からも興味あるところを挙げることができる。また、根本的な点として、因果関係の要件において合理的患者説をとる現在のアメリカの本法理においては、医師の治療が合理的患者の選択に合致するものである限り、説明義務を尽くさなくても損害賠償責任は課されないことになる点で、本法理が、患者の自己決定権の擁護に必ずしも適合していない状態にあることが確認された。昨年も記したように、わが国でも請求が認容される事例は少ない状態であり、日米両国で、本法理はその前提とする理念を裏切る状態にあるといえる。治療放棄などの場面については、患者の意思を最優先すべきであるという理念が最重要なものであることは否定できないが、現実に問題が生じるほとんどの場面において、それは一義的な解決基準になっておらず、また、リヴイング・ウイルスなどの方法には虚構性がある。このような観点からは、患者の最善の利益など意思以外の指導原理の探究と精密化が必要であると痛感された。本年度の研究で得られた知見のうち,日米(加)各国の法状況の概要としては,アメリカでは1970年代からインフォ-ムド・コンセントの問題が制定法によって扱われる動きが始まったが,その動きはすべての州に及んだわけではなく,現在でも約半数ほどの州では判例法によってこの問題が処理されていること,制定法,判例法いずれが支配する州においても,説明すべき内容の基準では医療慣行基準が,因果関係の基準については客観説が多数を占めるものの,細かく見ていけばかなり多様な展開が示されていること,アメリカと同じような展開がカナダなどでも見られること,わが国の判例に関しては,アメリカ流の理論を説くものもある一方で,医師の裁量権や治療の必要性,一般的な医学常識などを理由に,患者の救済を否定する判決もかなりあり,必ずしも最近の判決がインフォ-ムド・コンセントの法理を積極的に支持しているとは限らないこと,同意の前提としての説明とそれ以外の説明との違いは認識されているものの両者の違いがアメリカほど際立っていないこと,アメリカのような一般的基準が説明内容に関しても,因果関係に関しても述べられていないこと,またわが国における慰謝料の一般的認容が,この問題においても因果関係の証明のない事例における救済というかたちで現れていること,などが挙げられる。次に,本年度重点を置いて研究した同意能力の問題については,近年アメリカで刊行されたいくつかの文献を手がかりに学習した。この問題については,同意能力を如何に捉えるか(本人の意思を容認するかどうかを決めるふるい分け機能のみに着目するか,理解・認識等説明から同意に至る過程を重視するか)という基本的問題について認識の違いがあるとともに,その認識の違いに対応して,同一の医療について同意と拒否とで能力の水準を違えることが妥当か否かについても意見の対立があることが判明した。
宇宙線望遠鏡を用いた極高エネルギー宇宙線の研究

コーエン氏は、柏の宇宙線研究所および米国ユタ州の実験サイトでTA実験の地表検出器製作に従事し、合計150台の検出器を完成させた。特に、完成したカウンターのゲインを、宇宙線ミューオンを用いて較正する仕事を行い、各検出器の相対ゲインをこの方法で調整した。これらの検出器は、試験と較正の後に、トレーラーに積載して砂漠中の一時集積場所まで運び、そこからはヘリコプターを使ってフィールドに設置した。設置後の検出器は、宇宙線ミューオンでゲインを調整した後に、4x5の試験的なアレイを組んで、同時計測法によって、試験的なデータ採取を行った。現在は、試験アレイを拡大し、より安定に運用する方法を検討中である。また、コーエン氏は、特定領域「最高宇宙線」の計画研究で製作・運用しているPCクラスタに、COSMOS空気シャワーモンテカルロを移植し、大量の極高エネルギー事象を発生させて、データベースとして貯蔵する仕事を行った。現在は、このようにして発生させたデータベースを、同僚ユーザーが容易に使えるような形で提供するJAVA言語プログラム・インターフェイスを開発中である。また、これを用いて、シャワー中の電子・ガンマ線・ミュー粒子の詳細分布から、地表検出器のシャワーに対するレスポンスを模擬し、横方向密度関数と一次宇宙線のエネルギーを関係づける仕事も行っている。平成17年6月に来日し、柏・宇宙線研で、主として極高エネルギー領域での空気シャワーシミュレーションプログラムの開発を行っている。芝浦工大・笠原克昌氏の開発したCOSMOS simulationプログラム及びCORSIKA等のシミュレーションプログラムを、宇宙線研で運用中のTAグループPCクラスターを用いて実行する方法を確立した。これを用いて、到来する宇宙線のエネルギー・到来天頂角・粒子種を変えながら、大量の極高エネルギー擬似空気シャワー事象を発生させた。その結果を電子とミュー粒子に分けて解析し、粒子数の発達関数や横方向密度分布関数等、シャワー発達を記述するパラメータの、エネルギー・到来天頂角・粒子種などに対する依存性を整理して、適切なparameterizationの方法を見出した。現在は、これらを用いて短時間で大量の事象を発生できるfast simulationの開発を行っている。また、宇宙線研において地表検出器350台の組立に参加しユタ州の建設サイトに出張して検出器設置の為の準備と試験を行った。次年度には、最初のTA地表検出器アレイから得られるデータの解析に参加し、特に大量のシミュレーションデータを援用して、横方向密度関数から一次宇宙線エネルギーを求める方法などについての研究を進める。また現地での検出器設置と調整に参加する。
生命現象を可視化し体験するライフサイエンス・バイオイメージング実習の構築と汎用化

本研究は、様々な生命現象を可視化して体験する実習の構築と実践により、医療工学・生命科学分野の人材育成に資することを目的とする。平成30年度は、既に構築した実習コースを実践するため、トランスグレード実習講座を学部初年次の全学教育科目・基礎ゼミとして開講し、高校生・大学院生・社会人も交えて5月に蛍光顕微鏡組立実習、6月にウズラ胚の実体顕微鏡観察と研究発表会を実施した。高校理科教員対象のサイエンス・リーダーズ・キャンプ(SLC)は8月に3日間開講し、無細胞タンパク質合成系でのGFPの転写・翻訳と近赤外蛍光イメージングによるIn Gel Western分析を軸とする生命科学実習と、蛍光顕微鏡組立実習を実施した。秋休みに高校理系選択者の校外研修受入、2月に中高一貫校の科学部員対象の医工学体験講座を行い、全国各地のSLC受講者勤務校への顕微鏡観察用教材(遊泳微細藻類)配付も継続した。医用イメージングの試行実習として、11月に社会人技術者が病態モデルマウスの画像診断を体験できる機会を設け、11名から意見を聴取した。新規購入した小型超音波診断装置・血流観察用顕微鏡と既存の小動物用MRIを用いて、特殊餌摂取による非アルコール性脂肪肝炎モデルを撮像したが、正常の肝臓と脂肪肝の見極めが想定より難しく、限られた時間内で画像診断の基礎を学ぶには、健常マウスの全身を撮像し主な臓器を同定するだけで充分であることが判った。SLC生命科学実習の中高生向けの汎用化も進め、基礎知識の講義と大学生を加えたグループワークを追加して、12月に中等教育学校の理科実験室を会場に転写・翻訳・タンパク質の電気泳動の実験講座を2日間開講し、大変好評であった。研究成果の社会還元のため夏休みに開催した「ひらめき☆ときめきサイエンス」は受付開始から2週目で満席となり、8県・17校の高校生が生命科学・医療工学を体験した。体験に基づくライフサイエンス分野の啓蒙・普及を図る各種実習コースの構築については計画以上に進展し、実践の段階まで進んでいる。遅れていた医用イメージング(画像診断)実習についても実習書を作成し、実際に疾患モデル動物を用いた試行実習を行って受講者からのフィードバックを得ることができたため。医用イメージング(画像診断)実習に使用する動物について再検討し、雌雄や週齢、妊娠状態などの異なるマウスを用いた予備実験とプロトコール・実習書作成を進め,試行実習を行って実習コースを構築する。これまでに開発してきたライブサイエンス・バイオイメージング実習を引き続き実践し、「ひらめき☆ときめきサイエンス」事業(申請中)も活用して研究成果の社会還元にも取り組む。本研究は、医療現場で必須の画像診断と研究現場で使用されているバイオイメージングの手法を用いて、様々な生命現象を可視化して体験できる実習コースを構築することにより、我が国の医療機器関連産業従事者のハードリングを支援するとともに、中等教育現場でも実践可能な手法に改変して教材化を図り、医療工学・生命科学分野の次世代人材育成に資することを目指している。前年度までの研究課題「理工系出身者を対象とする医療工学・生命科学実習の発展と汎用化」の成果と方法論を元に、新たな実習の開発に取り組んでいる。平成28年度は、近年、栄養食品やバイオ燃料の原料として注目を集めているユーグレナ(ミドリムシ)を実験教材として簡易に培養する方法を検討し、培養液を封入したプレパラートを作成して、正立・倒立・実体・蛍光の各顕微鏡を用いて生きたまま観察する実習を、中高生から社会人技術者までを対象とするトランスグレード実習講座と高校生理系選択者の校外研修の実験の一部として組み込んだ。また、全国の中学・高校理科教員を対象に実施した合宿研修の受講者勤務校のうち、宮城県・長野県・佐賀県の中学校の授業で実践していただいた。ユーグレナは鞭毛を持つ単細胞生物で、葉緑体を持ち光合成を行う点では微細藻類と言えるが、細胞壁を持たず、くねくねと動く特有の「すじりもじり運動」を示し、光のない環境では外から食物を摂取して生きていける点では鞭毛虫に分類される原生動物である。この植物か動物かはっきりしない不思議な生き物が泳ぎ回る様子を、多細胞の群体を形成するボルボックスと対比観察させることにより、生命科学への興味を惹起し、大量培養技術の開発による産業化の成功例などを紹介することで、先端研究・科学技術と社会との係わりを学ぶ教材とすることができた。一方で、医用イメージング実習の構築は計画より遅れているため、次年度はそちらを優先的に進めたい。ユーグレナの遊泳観察実習の構築と実践は計画以上に進展したが、医用イメージング(画像診断)実習に用いること計画していた病態モデルマウスの実験における苦痛度分類が想定していたカテゴリには収まらないことが判明し、計画の再考が必要となり、動物を用いた予備実験を行うことができなかったため。本研究では、医療工学・生命科学分野の人材育成のために、平成27年度までの研究課題の成果と方法論も活用し、様々な生命現象を可視化して体験する実習コースを構築・実践する。平成29年度は、JSTが主催していた中学・高校理科教員を対象とする合宿研修「サイエンス・リーダーズ・キャンプ(SLC)」を本学大学院医工学研究科主催の独自事業として8月に開催し、構築済の蛍光顕微鏡組立実習に加えて、愛媛大学SLCのコムギ胚芽抽出液を用いた無細胞タンパク質合成系によるGFPの転写・翻訳実験に、近赤外蛍光イメージング装置で2波長同時検出を行うIn Gel Western分析を組み込んだ生命科学実習を構築・実践した。蛍光顕微鏡組立実習は中高生から社会人まで対象のトランスグレード実習講座として7月にも開講した。

10月には宮城県高等学校理科研究会の教材生物ワークショップを医工学実験棟に受け入れ、県内の高校理科教員等を対象としてウズラ胚の実体顕微鏡観察実習を開講した。12月には仙台市内の高校の出前授業で遺伝子組換え操作を体験する実習を行った。高校生理系選択者の校外研修、顕微鏡観察用の遊泳微細藻類の配付も引き続き実施した。一方、MRIやエコーを用いる画像診断実習の構築は滞っており、次年度はこれを優先的に進めたい。高校生対象のひらめき☆ときめきサイエンスを夏休みに開催し、研究成果の社会還元も行った。JST主催の平成2628年度SLCの事後評価結果は「S」で、委員会所見では「高等学校で実施可能な各種の実験を取り入れて研修を実施し、同時に教材を配付する等、積極的なSLCの有効活用を促す取り組みも評価される。」と本研究の成果が認められた。さらに、医療工学・次世代人材育成のための各種実習の中核を担ってきた功績に対して平成29年度東北大学総長教育賞を受賞した。体験に基づくライフサイエンス分野の啓蒙・普及を図る実習については計画以上に進展したが、医用イメージング(画像診断)実習については動物実験の苦痛度分類の点で差し戻された動物実験教育研修計画書の見直しが滞っており、動物を用いた予備実習に着手できなかったため。本研究は、様々な生命現象を可視化して体験する実習の構築と実践により、医療工学・生命科学分野の人材育成に資することを目的とする。平成30年度は、既に構築した実習コースを実践するため、トランスグレード実習講座を学部初年次の全学教育科目・基礎ゼミとして開講し、高校生・大学院生・社会人も交えて5月に蛍光顕微鏡組立実習、6月にウズラ胚の実体顕微鏡観察と研究発表会を実施した。高校理科教員対象のサイエンス・リーダーズ・キャンプ(SLC)は8月に3日間開講し、無細胞タンパク質合成系でのGFPの転写・翻訳と近赤外蛍光イメージングによるIn Gel Western分析を軸とする生命科学実習と、蛍光顕微鏡組立実習を実施した。秋休みに高校理系選択者の校外研修受入、2月に中高一貫校の科学部員対象の医工学体験講座を行い、全国各地のSLC受講者勤務校への顕微鏡観察用教材(遊泳微細藻類)配付も継続した。医用イメージングの試行実習として、11月に社会人技術者が病態モデルマウスの画像診断を体験できる機会を設け、11名から意見を聴取した。新規購入した小型超音波診断装置・血流観察用顕微鏡と既存の小動物用MRIを用いて、特殊餌摂取による非アルコール性脂肪肝炎モデルを撮像したが、正常の肝臓と脂肪肝の見極めが想定より難しく、限られた時間内で画像診断の基礎を学ぶには、健常マウスの全身を撮像し主な臓器を同定するだけで充分であることが判った。SLC生命科学実習の中高生向けの汎用化も進め、基礎知識の講義と大学生を加えたグループワークを追加して、12月に中等教育学校の理科実験室を会場に転写・翻訳・タンパク質の電気泳動の実験講座を2日間開講し、大変好評であった。研究成果の社会還元のため夏休みに開催した「ひらめき☆ときめきサイエンス」は受付開始から2週目で満席となり、8県・17校の高校生が生命科学・医療工学を体験した。
日本人の白内障病型別発症率と発症・進行予測および危険因子探索

これまで石川県門前町の50歳以上の一般住民(無作為抽出)を対象に行った第1回の眼疫学調査の対象者1,105名中、本年度終了時点で632名について5年目の2次検診が終了した。5年での発症率は皮質混濁が18.9%、核混濁が3.0%、後嚢下混濁が2.0%で3病型とも加齢に伴い増加した。進行率は皮質混濁68.8%、核混濁24.8%、後嚢下25.6%であった。皮質混濁は若年者で進行率が高い傾向があった。5年での手術受療者は全体の8.2%で、混合型での受療率が高く、特に後嚢下混濁を合併する症例では受療率が高かった。研究者らがアイスランド一般住民を対象に行ったReykjavik Eye Studyの結果と比較し、日本人では皮質混濁が多くその進行も早いこと、核混濁はアイスランドに比べ発症率、進行率ともに低いことが明らかになった。本研究により日本人の白内障の特徴および自然経過が明らかになった。前眼部解析装置を用い水晶体散乱光強度の5年での変化についても検討した。散乱光強度は加齢に伴い上昇するが、年齢によりその上昇パターンが異なることが明になった。皮質深層では50歳代でその増加率が高く、核部の散乱光強度は年齢との相関はなかった。また、核部散乱光強度の低い症例では皮質部散乱光強度の増加率が有意に高かった。本検討結果では散乱光強度測定の皮質および核混濁発症の予測に有用である可能性が示唆された。昨年に引き続き、副病型のなかのFiber foldsのコントラスト感度への影響を検討した。Fiber foldsは日本人に多く、皮質混濁を高率に合併するがCENがない場合はコントラストへの影響はほとんどないことが明らかになった。細隙灯顕微鏡検査において斜照法ではFiber foldsは皮質混濁と誤診されることもあり、本病型を正しく診断しコントラストを含めた視機能への影響が少ないことを啓蒙する必要がある。今後は他の主病型以外の混濁病型と3主病型の合併例での視機能についても検討し、日本人での白内障手術の適応基準を提唱したいと考えている。石川県門前町の50歳以上の一般住民2000名を無作為に抽出し、死亡、転出、連絡不能などの214名を除く1786名を対象に行った第1回眼疫学調査について白内障の有所見率を検討した。最終的に1105名(61.7%)が検診に参加した。WHO分類でグレード1以上の皮質、核、後嚢下混濁の有病率は、それぞれ36.6、8.5、3.0%で、いずれの病型も加齢にともない有意に増加した。皮質混濁の頻度は、女性(40.0%)が男性(32.8%)に比べ有意に高値であった。核、後嚢下では男女間に有意差はなかった。CENの有所見率は、50、60、70、80歳代でそれぞれ4.2、19.9、39.8、50%であった。

白内障の手術をすでに受けていた者は全対象例の3.4%で年代別では50、60、70、80歳代でそれぞれ0.5、1.7、6.1、15.2%であり、女性(4.1%)が男性(2.4%)に比して有意に高率であった。日本人(北陸地区)では皮質白内障が主病型であり、特に皮質単独混濁が多い。白内障手術受療頻度は、女性が男性の1.7倍であり、女性は手術に至る可能性が男性より高い可能性が示唆された。透明水晶体の散乱光強度と水晶体厚からlens transparency property (LTP)を算出した。これまで行ってきたシンガポールとアイスランド人との比較から、LTPは白内障有所見率が高いシンガポールで有意に高いことが明らかになった。今後2年の研究で5年での白内障病型別発症率とLTPの関連について検討する予定である。透明水晶体の加齢変化と視機能(視力、コントラスト感度)についての検討では、50歳以上では加齢による矯正視力の低下はなかったがコントラスト感度は有意に低下した。散乱光強度の増加がコントラスト感度の低下に関与している可能性があると考えられた。混濁病型とコントラスト感度の関連については検討中であるが、これまで注目されていなかったRetrodots混濁眼で有意なコントラスト感度低下が見られた。来年度は症例数を増やし、3主病型とRetrodots混濁合併のコントラスト感度への影響を検討し、混濁病型からの白内障手術適応基準についても検討する。これまで石川県門前町の50歳以上の一般住民(無作為抽出)を対象に行った第1回の眼疫学調査の対象者1,105名中、本年度終了時点で390名について5年目の2次検診が終了した。最終的な白内障の発症率、進行率、手術受療率、5年間での白内障有所見率や手術症例数の変化などは来年度の検診が終了した時点で算出する予定であるが、これまでの結果では3主病型(皮質、核、後嚢下白内障)の発症は加齢に伴い増加する傾向がみられている。白内障の進行については、年齢との明らかな相関は見られていない。研究者らがアイスランド一般住民を対象に行ったReykjavik Eye Studyでも同様の傾向が見られおり興味深い結果と考える。2次検診では白内障3主病型(皮質、核、後嚢下)以外の混濁病型についても検討を行っている。3主病型以外の混濁病型、i)Fiber folds、ii)Water clefts、iii)Vacuoles、iv)Focal dots、v)Retrodots、vi)Coronary cataractのそれぞれの有所見率は29.1%、41.4%、21.1%、28.6%、22.5%、11.5%であった。i)、ii)、v)、は加齢に伴い増加していた。i)がみられた症例の91%は皮質混濁に伴うものであった(投稿中)。6病変中には視機能障害につながるものがあり、日本人での有所見率を明らかにすることは意義がある。昨年に引き続き、3主病型とRetrodots混濁合併のコントラスト感度への影響を検討した。皮質白内障はCENがない場合はコントラストへの影響は少ないが、WHO分類の程度2以上でCENを合併するとコントラストの有意な低下をきたす。核白内障は程度1ではコントラストに影響はなく、2以上で低下が見られる。後嚢下白内障は程度1でも有意なコントラストの低下を生じる。混合型混濁のコントラスト感度は各単独混濁による低下量の(log(MAR))の増加量)の加算値にほぼ相当した。この結果はWHO白内障分類から白内障の手術適応を判定する際、有用な基準となる可能性がある。これまで石川県門前町の50歳以上の一般住民(無作為抽出)を対象に行った第1回の眼疫学調査の対象者1,105名中、本年度終了時点で632名について5年目の2次検診が終了した。
コンディショナル・ジーンノックイン法によるヒト急性骨髄性白血病モデルマウスの樹立

AML1伝子内で組換えが起こり,その結果融合遺伝子が生成する様な染色体転座がヒト急性骨髄性白血病AMLで高率に認められる。この染色体異常は,t(8;21)であり、慢性骨髄性白血病でもt(3;21)の転座が見られる。これらの転座により生じる、融合遺伝子に由来するAML1-MTG8及びAML1-EVI1キメラ遺伝子産物が造血幹細胞の癌化を引き起こす事により白血病が発症すると考えられるが、キメラ遺伝子産物の生体での機能はよく理解されてはいない。そこで、ヒト急性骨髄性白血病の発症状況に忠実に従い、AML1-MTG8及びAML1-EVI1キメラ遺伝子産物を、成体まで成長したマウスで、骨髄造血幹細胞のみに特異的に発現させるための世界的に全く前例を見ないコンデイショル・ジーンノックイン法を新たに開発し、これにより、ヒト急性骨髄性白血病モデルマウスを樹立する事を試みた。平成9年度までに我々は、AML1-MTG8及びAML1-EVI1コンデイショナル・ジーンノックインベクターを作製し、これをES細胞に導入して、ES細胞内でCre酵素による遺伝子変換(回転)が起きる事を確認した。更に,このES細胞からコンデイショナル・ジーンノックインalleleを持つマウスを作成した。平成10年度は、このコンデイショナル・ジーンノックインマウスを用いて、以下の結果を得た。1.骨髄造血幹細胞HPSの分離とCreによる遺伝子組み換えの確認:FAXによりSca-1+/c-kit+を指標としてコンデイショナル・ジーンノックインalleleを持っHPSを単離した。更に,HPSにadenovirus vectorを用いて遺伝子変換を誘導し、PCR-サザン法で遺伝子変換を確認した。現在骨髄造血幹細胞におけるキメラ蛋白の発現の確認を行っている。2.HPSに対するadenovinrus vectorの感染性が低いと考えられたので,遺伝子変換(回転)を誘導するためのCreの発現を,トランスジェニックマウス(CAG-Cre)とのかけ合わせによる方法を試みている。
ミトコンドリア病の病因解明に関する研究

ミトコンドリアは細胞のエネルギー産生などの重要な機能を担う細胞内小器官の一つである。ミトコンドリア病はミトコンドリア酵素蛋白質の異常により,このミトコンドリア機能が障害されて,重篤な症状をきたす疾患である。本研究において,我々はまず複数のミトコンドリア酵素の活性が低下し,ミトコンドリア内へのミトコンドリア酵素蛋白質の輸送障害が推測されるミトコンドリア病患者由来の培養皮膚線維芽細胞において,ピルビン酸脱水素酵素蛋白質のミトコンドリア内への輸送課程が障害され,このためにミトコンドリア酵素の一つであるピルビン酸脱水素酵素複合体活性が低下していることを見い出した。この結果から,ミトコンドリア内へのミトコンドリア酵素の輸送障害がこれまで報告されていないミトコンドリア病の病因であることを明らかにした。今後は,本患児におけるミトコンドリア酵素蛋白質の輸送障害部位を分子生物学的に明らかにしていく予定である。また,我々はミトコンドリア病の病因の一つであるピルビン酸脱水素酵素欠損症女児患者において,E1α遺伝子にこれまで報告されていない18塩基対挿入の遺伝子変異を見い出すとともに,この変異遺伝子の発現が患者の組織によって異なっていることを明らかにした。この結果は,ピルビン酸脱水素酵素欠損症女児患者では,従来行われている酵素学的診断法だけでは診断不可能な症例のあり,このような症例を確実に診断するためには,遺伝子診断法の確立が必要であることを示唆していた。ミトコンドリア病はミトコンドリア酵素蛋白質の異常によりこのミトコンドリア機能が障害されて,重篤な症状をきたす疾患である。本年度は,複数のミトコンドリア酵素の活性が低下し,ミトコンドリア内へのミトコンドリア酵素蛋白質の輸送障害が推測されるミトコンドリア病患者由来の培養皮膚線維芽細胞を用いてピルビン酸脱水素酵素蛋白質のミトコンドリア内への輸送過程の障害を明らかにして,この輸送障害がミトコンドリア病の病因の一つで明らかにすることを目的に研究を行った。患者由来の培養皮膚線維芽細胞を用いたイムノブロット分析では,ピルビン酸脱水素酵素蛋白質は著明に減少していた。また,セル・ラベリング分析では正常では認められない前駆酵素蛋白質が患者由来の細胞では認められた。さらに,パルス・チェイス分析において患者では前駆酵素蛋白質のミトコンドリア内への移行速度が正常対照の約40%60%に遅延していた。これらの結果から本症例のミトコンドリア酵素活性低下が前駆酵素蛋白質のミトコンドリア内への輸送機構の障害によるものであり,この障害がミトコンドリア病の病因の一つであることを明らかにした。また,PCR法を用いて正常ピルビン酸脱水素酵素αおよびβサブユニットに対するcDNAをクローニングした。今後,これらのcDNAを用いたin vitro蛋白質合成系と患者培養線維芽細胞ミトコンドリアによって,患者における前駆酵素蛋白質の輸送障害部位を明らかにしていく予定である。ミトコンドリアは細胞のエネルギー産出などの重要な機能を担う細胞内小器官の一つである。昨年度は,複数のミトコンドリア酵素の活性が低下しているミトコンドリア病患者由来の培養皮膚線維芽細胞を用いてミトコンドリア酵素の一つであるピルビン酸脱水素酵素の前駆蛋白質のミトコンドリア内への輸送機構に障害があることを見いだし,ミトコンドリア内へのミトコンドリア酵素前駆蛋白質の輸送機構の障害がミトコンドリア病の病因の一つであることを明らかにした。そこで本年度は,まずPCR法を用いてクローニングした正常ピルビン酸脱水素酵素αおよびβサブユニット(E1α,E1β)に対するcDNAの塩基配列を確認し,得られたcDNAがすでに報告されている塩基配列と同一の塩基配列であることを確認した。

ついでこれらのcDNAからin vitro translationによりmRNAを合成し,in vitro蛋白合成系により正常E1α,E1β前駆蛋白質の合成系を確立した。そこで大量の正常培養皮膚線維芽細胞からミトコンドリアを分離し,これらの前駆蛋白質を用いたミトコンドリア前駆蛋白質のミトコンドリア内への輸送機構の検討方法を確立した。しかし患者由来の培養皮膚線維芽細胞からは本研究に必要十分なミトコンドリアを得ることができなかったため,今後,培養皮膚線維芽細胞からのミトコンドリア分離精製方法を改良し,患者における輸送障害部位を明らかにしていく予定である。また,ミトコンドリア病の病因の一つであるピルビン酸脱水素酵素欠損症女児患者において,E1α遺伝子に18bp挿入の遺伝子変異を明らかにし,この変異遺伝子の発現が患者の組織により異なり,女児患者においては従来の酵素学的な診断法だけでは診断不可能な症例のあることを見いだした。
教室文化の構成過程と数学学習への影響についての研究

教室文化は,国や地域,教育行政,制度,学校などの社会的文化によって規定されるという性質がある。同時にまた,教師と児童・生徒,教材などによって構成するものでもある。このような二重性格が,「教室文化の相補性」である。さらに,このことと関連して,教室文化は,児童・生徒が作るものでありながら,児童・生徒の心や学習を構成する働きをもっている。これを,「教室文化の再帰性」と呼んだ。これらの性格は,文化が本来もっている複雑性に起因しているものである。そのことを教師が理解して,学級づくりや学習指導に生かしていかなければならない。そのためには,妥当な教室文化は何かが重要である。つまり教室文化は,教室における学習のための「規範」としての側面がある。これを,「教室文化の規範性」と呼んだ。これは,教師の指導や児童・生徒の活動,そしてお互いの関わり方を確立するためのものである。実際の教室文化を分析すると大きく2つの特徴のものに分類できる。機械論的なものと生命論的なものである。機械論はフランスのデカルト哲学を源流とする思想であり,教育学においてもコメニュウスの教授学であり,心理学的には行動主義である。その特徴は,スモールステップとドリル,動機づけとしての賞賛である。機械論的な教室文化は,伝統的に多くの教室に見られるものであり,現場の教師には慣れ親しんだものである。これに対して,生命的な教室文化は,全体性や多様性の重視,社会的・能動的な学習であり,数学化やオープンな過程としての数学観である。児童・生徒の全員参加をめざす授業は,まさに生命論的なものであり,これが妥当な教室文化の特徴をもっている。我が国においては,これをめざす実践的な研究は少なくない。重要なことは,機械論的なものを含み込むように,生命論的な教室文化への「文化化」が求められる。そのための授業開発に取り組まねばならない。本年度は4年間の研究の初年であり,数学教育における教室文化の先行研究を整理し,関連する研究成果をまとめた。その中で,構成主義の実践研究にはかなり重要な示唆が含まれていることがわかった。また,内外の研究者や教師の意見や資料を得て,研究の論点が明確になった。特に参考になったのは,構成主義における「学習軌道」という概念とソシュールの言語理論を基にした「意味の連鎖」という数学学習モデルである。学習軌道は,米国ペンシルベニア州立大学のMartin A.Simonnが提唱したもので,構成主義者の間ではしばしば使われる用語である。わが国では「単元構想」とか「指導計画」に似たものではある。しかし,児童の学習を指導の中で把握して,学習の方向を決定していくという点では,違ったところがある。つまり,計画,実践,評価という指導のサイクルを明確にとらえ,児童の学習の軌道を見出そうとしているのである。教室文化の構成において,このような「指導のサイクル」に注目しなければならない。また,記号を能記と所記という視点からとらえるソシュールの記号論に基づく「意味の連鎖」は,そのような学習軌道のモデルとなっている。米国イリノイ州立大学のNorma Presmegは,さらに入れ子式の網状にモデルを修正し,さまざまな例を示している。その中には,自転車の変速機から「反比例」を導くなど,興味深い教材が見られた。さらに実際,小学校算数科の「小数のわり算」に関する授業記録を「ストリー化」する中で,教室文化をとらえようとした。これは,児童の発言や活動,表情を観察し,授業の「文脈」をとらえようとする作業である。

この作業によって,わが国の教室文化の構成過程をとらえる視点がいくつか見られた。特に,「意味の連鎖」に比べて,「形式的段階」が初めから強調されており,文章題の中に設定されている「生活的知識」を問題解決や思考の道具とするという学習軌道が見られないという特徴である。また,分数の学習においてもこのような特徴が見られる。今後さらに,このような特徴を追究していく。本年度は4年間の研究の2年目である。教室文化における数学学習の概念を明確にするとともに,国際比較の観点から我が国の教室文化の事例収集を行った。その中で,特に実践的考察で参考になったのは,ドイツのE.Wittmannの「デザイン科学としての数学教育学」「生命論的アプローチ」であった。このような中で,我が国では「学力低下論」がかまびすしいものの,数学学習論が皆無である事実が大変に気になった。本来,児童・生徒が「どのような数学学習をするように教育環境をデザインするか」ということが,数学教育の大きな問題である。つまり,学力論の前に,学習論が不可欠なはずである。「学力」は,デザインされた数学学習の成果であり,その学習論に相応しい評価がなされなければならない。ところが,我が国で俗に「学力」と言われているものの多くは,行動主義の学習に基づいた「旧い学力観」に立ったものである。「学力低下論が教育の質を低下させている」現実がある。また,このことに疑問をもっている教師もいる。教室文化は,それぞれの教室における規範に基づいて社会的に構成されていく側面と,より社会的文化の中で,教育という文化として学校や教室が「文化化」されたものとしての側面がある。「学力」という我が国独特の文化が教室における学習に影響を与えている事例を記録することができた。例えば,小学校4年の「わり算」の授業である。わり算の筆算形式は小学校算数の中でも難しい手続き(アルゴリズム)となっている。したがって,早急に手続きをステップごとに教えて,これをドリル練習することで筆算ができるように指導することが多い。しかし,わり算の筆算形式は,現実的な設定から意味を構成していけば,意外に理解が容易となる。また,手続きそのものを忘れたとしても,自ら考えてつくることができる。このような学習は,構成主義におけるものである。また,優れた計算機械という「機械論」から自立的に工夫し考える児童という「生命論」への転換でもある。時間はかかるし,すぐに計算ができるわけではないが,どちらが望ましい学習論かは明らかである。本年度は4年間の研究の3年目である。教室文化の構成における数学学習過程を明らかにするため、学習理論を再検討し、国際比較の観点から授業の事例収集を行った。その中で、参考としたのは「意味の連鎖」の学習モデルとHeinz Steinbringの認識論的授業論である。意味の連鎖については、中学校における「一次方程式」を授業事例として、数学の特質である「架空性」について考察した。
超楕円面と曲座標補間法を用いる反応径路の完全探索

分子やクラスターの平衡構造(EQ)は、ポテンシャル面(PES)上のエネルギー極小点に相当し、EQ同士(異性体同士)は、遷移状態(TS)を経由する反応経路のネットワークで結ばれている。従って、構造および反応は、量子化学計算に基づくPES上のEQとTSを系統探索することによって解析または予測することができる。EQとTSは反応経路で結ばれているため、反応経路ネットワークを辿って探索するのが最も効率が良いと考えられるが、EQからTSへと反応経路に沿ってPESを上る手法が存在しなかったため、これらの自動的な系統探索には膨大な計算時間が必要であった。本研究ではこの問題を解決し、反応経路ネットワークを辿って自動的な系統探索を行うことのできる計算プログラムの開発に成功した。前年度までは、10原子程度までの系のPESの全面探索を報告してきたが、今年度は、2030原子程度からなるクラスターへの応用を進めた。炭素クラスターへの応用においては、二十量体について、大環状構造とフラーレン構造の問の多段階経路を明らかにし、その経路上のエネルギープロファイルの特徴から、レーザー蒸発法などの高温条件で二十量体を生成したときに、フラーレン構造ができにくい原因について新解釈を示すことができた。水八量体への応用では、本手法で得られた膨大な数の局所平衡構造の情報を用いた熱力学シミュレーションを行い、水八量体の構造転移温度を得た。既存の方法では、効率よくEQを探索することができなかったため、転移温度については簡便なモデルポテンシャルを用いた解析しか行えなかったが、本手法は非常に効率よく探索できるため、高精度な量子化学計算に基づく転移温度を得ることができた。一方、本手法は簡便なモデルポテンシャルが利用できない複雑な水素結合クラスターへも応用できるため、水素結合系の構造解明において非常に有用であると考えられる。化学反応のポテンシャルエネルギー曲面を探索し、安定構造及びそれらの異性化、合成反応経路を系統的に暴きだすことができる超球面探索法の開発を行った。本手法は、目的の化合物(安定構造)を出発点として、その安定構造に直接つながる反応経路を系統的に探索し追跡する。任意の安定構造を出発点として探索した解離反応経路は、その逆を辿れば、その安定構造に直接つながる合成反応経路となるため、副生成物の出ない効率的な合成反応経路を設計できる。最も基本的なアミノ酸であるグリシン分子のポテンシャルエネルギー曲面に本手法を適用し、副生成物の出ない効率的な合成反応経路の探索を行った。その結果、二酸化炭素、アンモニア及びメチレン分子を原料とする合成経路及びホルムアルデヒド、一酸化炭素及びアンモニア分子を原料とする合成経路をそれぞれ見出した。ここで、前者の反応は活性化エネルギーを全く必要としないため、分子進化の過程において重要である可能性がある。一方、反応物と生成物があらかじめ分かっている場合に、その間の遷移構造を求めることは反応速度の解析において非常に重要である。しかし、ポテンシャルエネルギー曲面における一次の鞍点に相当する遷移構造を求めることは難しく、その構造が化学的な直感によって予想できる場合でなければこれを見出すことは難しい。予想をいろいろと変えながら試行錯誤する探索は非効率であり、化学的な直感を全く必要としない自動的な探索手法の開発が求められてきた。上で述べた超球面探索法は、特定の反応物と生成物の間の遷移構造を求めることにも応用可能であり、そのためのプログラム開発と応用例の報告を行った。シアン化水素分子、水二量体及びアラニンジペプチド分子の異性化反応の遷移構造を求める問題に適用し、本手法によって化学的な直感を全く必要としない自動的な遷移構造探索が可能であることを示した。化学反応は、量子化学計算に基づくポテンシャルエネルギー曲面(PES)上において反応経路を見出すことによって、理解、解析、予則することができる。反応経路は、反応の遷移状態構造(TS)が得られれば容易に求めることができるため、TSを探索する手法の開発が多くの理論化学者によって試みられてきた。しかし、多次元関数であるPES上でTSを見出すことは非常に難しく、効率的かつ十分信頼できる手法は存在しなかった。前年度に申請者は超球面探索法を提案し、この問題を解決する見通しを得た。今年度は引き続きその開発を続け、これまで五原子以上の系では全く不可能であった化学反応経路地図の作成を様々な多原子系(ホルムアルデヒド、メチルアセチレン、アセトニトリル、シアノアセチレン)で実現し報告した。その中で、生命の起源として注目される極低温・超高真空の星間空間でのアミノ酸分子の生成に関する新機構を見出すことができた。また、最小のフラーレンであるC_<20>フラーレンはレーザー蒸発法などの高温条件化では生成しないことが知られているが、C_<20>フラーレンとC_<20>環状化合物の間の異性化反応経路を調べることで、C_<20>フラーレンが生成しない理由に関する新しい解釈を得ることができた。さらに、超球面探索法によって得られる反応経路の情報を利用することで、振動分光の理論解析のための多次元PESを非常に効率的に構築することができることが分かり、その応用のための手法開発を進め、方法の提案と単純な応用例の報告を行った。

EQとTSは反応経路で結ばれているため、反応経路ネットワークを辿って探索するのが最も効率が良いと考えられるが、EQからTSへと反応経路に沿ってPESを上る手法が存在しなかったため、これらの自動的な系統探索には膨大な計算時間が必要であった。本研究ではこの問題を解決し、反応経路ネットワークを辿って自動的な系統探索を行うことのできる計算プログラムの開発に成功した。前年度までは、10原子程度までの系のPESの全面探索を報告してきたが、今年度は、2030原子程度からなるクラスターへの応用を進めた。炭素クラスターへの応用においては、二十量体について、大環状構造とフラーレン構造の問の多段階経路を明らかにし、その経路上のエネルギープロファイルの特徴から、レーザー蒸発法などの高温条件で二十量体を生成したときに、フラーレン構造ができにくい原因について新解釈を示すことができた。水八量体への応用では、本手法で得られた膨大な数の局所平衡構造の情報を用いた熱力学シミュレーションを行い、水八量体の構造転移温度を得た。既存の方法では、効率よくEQを探索することができなかったため、転移温度については簡便なモデルポテンシャルを用いた解析しか行えなかったが、本手法は非常に効率よく探索できるため、高精度な量子化学計算に基づく転移温度を得ることができた。一方、本手法は簡便なモデルポテンシャルが利用できない複雑な水素結合クラスターへも応用できるため、水素結合系の構造解明において非常に有用であると考えられる。
ステビア発酵液の殺菌作用の解明及びステビア発酵液を利用した病原細菌駆除技術の開発

(1)ステビア発酵液に酢酸エチルを添加して酢酸エチル層に殺菌物質を分配し、ODSカラムによる高速液体クロマトグラフィにより分画した。大腸菌に対する殺菌活性を調べた結果、2つの殺菌画分、および、殺菌活性を増強する画分を得た。2つの殺菌画分の内1つは乳酸であった。残り1つの殺菌画分については、ODSカラムクロマトグラフィによって精製した。この物質は、大腸菌に対して4mg/mlの濃度で37°Cで1時間作用させると、10^9個/mlの生菌数を10^3個/mlにまで低下させ、お茶の殺菌成分であるカテキンと比較すると格段に強力な殺菌力を示した。この物質は280nmに吸収極大を示し、光によって暗紫色に変化して殺菌活性を失った。現在、NMR、FAB質量分析によって構造決定を進めている。(2)リステリア感染させたマウスにステビア発酵液を経ロ投与して腸管内の菌数測定した結果、ステビア発酵液を投与したマウスでは、糞便1g当たりの菌数が顕著に減少した。サルモネラ感染させた子ウシにおいては、サルモネラの駆除はできなかったものの、腸管におけるサルモネラの菌数及び組織侵襲を低減した。(3)下痢症に罹患した哺乳子ブタ(約200頭)に対してステビア発酵液の経ロ投与をおこなった結果、発症初期の子ブタについては投与後13日の内に下痢症状がなくなり、その後の生育についても良好な成績を得た。(4)ステビア発酵液のブタに対する発育効果を検討する目的で、ステビア発酵液の3ミリリットル相当分を毎日投与した結果、非投与群に比較して体重増加が顕著であり、10頭中半数は6カ月齢で出荷が可能であった。食肉検査場の成績では廃棄臓器がゼロであり、特に肝臓の状態が良好であるとの評価を得た。ステビア発酵液がブタの健康増進及び成長促進効果を示したものと推定される。(1)ステビアの殺菌物質の作用機構を解明するために、本年度は、精製及び構造決定を目指した。ステビア発酵液の透析外液からクロロホルム可溶画分を除去した後に、水層に酢酸エチルを添加して水層と酢酸エチル層の各々に殺菌物質を分配した。酢酸エチル層および水層について、ODSカラムを使用した高速液体クロマトグラフィをおこない、酢酸エチル層から少なくとも3種類の殺菌画分、水層から少なくとも1種類の殺菌画分を得た。大腸菌および黄色ブドウ球菌に対する殺菌活性を調べた結果、カラムクロマトグラフィによって部分精製した画分は、ステビア発酵為と同様に、酸性条件下(pH4)において強力な殺菌活性を示すことを明らかにした。現在、これらの殺菌画分の精製を進めている。(2)ステビア発酵液を利用した病原菌駆除技術の開発を目指して、人為的にサルモネラあるいはリステリアを感染させたマウスにステビア発酵液を経口投与して、腸管内の菌数測定した。その結果、ステビア発酵液を投与したマウスでは、糞便1g当たりの菌数が顕著に減少した。サルモネラを人工感染させた子ウシにおいては、ステビア発酵液の単独投与によっては、サルモネラの駆除はできなかったものの、腸管におけるサルモネラによる組織侵襲を低減することができた。今後、抗生剤と併用してステビア発酵液の効果を調べる必要がある・また、ブタ飼育農家において下痢を発症した哺乳子ブタに強制経口投与した結果、症状の改善が認められ、しかも、その後の生育が極めて良好であった。

1.ステビア発酵液の透析外液にクロロホルムを添加してクロロホルム可溶画分を除去した後に、水層に酢酸エチルを添加して水層と酢酸エチル層に殺菌物質を分配した。酢酸エチル層について、ODSカラムを使用した高速液体クロマトグラフィをおこない、大腸菌および黄色ブドウ球菌に対する殺菌活性を調べた結果、2つの殺菌画分、および、殺菌画分と共存すると殺菌活性を増強する画分を得た。2つの殺菌画分の内1つは、種々の条件下におけるODSカラムクロマトグラフィによって精製を進めた。この物質は、280nmに吸収極大を示し、光によって暗紫色に変化して殺菌活性を失った。この物質は、大腸菌に対して4mg/mlの濃度で37°Cで1時間作用させると、10^9個/mlの生菌数を10^3個/mlにまで低下させ、お茶の殺菌成分であるカテキンなどと比較すると格段に強力な殺菌力を有することが明らかになった。現在、NMR、FAB質量分析、および、赤外分析によって構造決定を行っている。残り一方の殺菌物質は、種々の分析結果から乳酸であることが判明した。殺菌活性を増幅する画分は、低濃度の殺菌物質と共存すると、殺菌物質の活性を10^4倍増強した。2.ステビア発酵液を使用した病原菌駆除技術の開発を目指して、ブタ飼育農家において下痢を発症した哺乳子ブタに対してステビア発酵液を経口投与した結果、症状の改善が認められ、しかも、その後の生育が極めて良好であった。また、ステビア植物体乾燥粉末の投与試験の結果から、ブタの増体および肉質の改善に効果のあることが示唆された。