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ＴＰＣを用いた２４Ｍｇ原子核におけるアルファ凝縮状態の探索

本研究の目的は、24Mg原子核に発現すると予想されている特異な構造を持った励起状態であるアルファ凝縮状態を探索することである。アルファ凝縮状態に励起した24Mg原子核の崩壊様式では、多数の低エネルギーアルファ粒子を放出する過程が支配的であると考えられる。広い角度領域に渡って放出される低エネルギーアルファ粒子の高効率検出は従来の検出器系では困難であったため、本研究ではガス検出器の一種であるTPC (Time Projection Chamber)を開発してきた。平成29年度は前年度から実施していた実験計画の具体化のためのシミュレーションを実施したが、実験を実施する大阪大学核物理研究センターの平成30年度以降の運転計画に鑑み、数年以内に物理データ取得を目的とする実験を実施することが困難であることが判明した。そのため、今年度は主として検出器系の改良を行い、本研究で開発したTPCのアクセプタンスを活かした他の反応モードの測定の可能性を検討した。TPCの改良としては、電子増幅機構のGEMを追加する改修を実施した。これにより、十分な信号波高を維持しつつ、興味ある測定モードの背景事象の最小化やガス中での電子輸送特性といった観点に基づいて、検出ガス組成を最適化を実施可能になった。4Heの光分解反応断面積の実験データは、崩壊閾値近傍のエネルギー領域において不定性が大きい。本研究で開発したTPCを検出器中に封入したHeを主体とする検出ガスを反応標的としても用いるアクティブ標的として運用することで、低エネルギー崩壊荷電粒子の高効率検出と荷電粒子飛跡の形状情報を使用しての背景事象の棄却が同時に可能となる。ニュースバル放射光施設で実施した本反応測定のためのテスト実験のデータを用いて、背景事象の棄却と飛跡情報の抽出をするためのソフトウェアを開発し、平成30年度に実験を実施するための準備を進めた。29年度が最終年度であるため、記入しない。原子核が同一の最低エネルギー準位に凝縮したアルファ粒子の系として記述されるアルファ凝縮状態は、軽い核子数4nの自己共役原子核の基底状態や励起状態として発現すると理論的研究によって予言されている。本研究の目的は、24Mg原子核を対象としてアルファ凝縮状態の探索を実施し、アルファ凝縮状態の普遍的存在を明らかにすることである。原子核の励起状態の崩壊様式は、励起状態の性質や構造についての情報を含むと考えられている。特にアルファ凝縮状態の崩壊では、多数の低エネルギーアルファ粒子を放出する過程が支配的であると考えられる。したがって、本研究ではアルファ凝縮状態同定のための指標として、24Mgの励起状態からのアルファ崩壊確率とアルファ粒子の多重度を用いる。広範囲に放出される低エネルギーアルファ粒子の高効率検出は従来の検出器系では一般に困難であるため、本研究では低エネルギーアルファ粒子の高効率計測のためにガス検出器の一種であるTPC (Time Projection Chamber)を開発し実験に使用する。24Mg原子核の励起状態を生成するための反応標的をTPC内部に設置することで、全ての崩壊粒子の検出を目指す。平成28年度はTPCの性能向上ための検出器開発と崩壊粒子検出効率の向上のための実験条件の検討を実施した。TPCのドリフトケージの構造材の材質をPEEK樹脂からセラミックに変更することで剛性を向上させ、TPCの位置分解能を低下させる原因となる構造材の変形を低減することに成功した。また、TPC内部に充填する検出ガスの循環システムを導入することで、ガス組成と全圧の長期的な安定を実現した。検出器の幾何学的配置に応じたモンテカルロ・シミュレーションを実施し、TPCと相補的に使用するSI半導体検出器の設置方法や検出ガスの組成等を崩壊アルファ粒子の高効率検出のために最適化した。本研究を遂行するためには、24Mgの励起状態から放出される低エネルギーアルファ粒子を検出するためのTPC検出器の性能向上が不可欠である。特に崩壊粒子の識別と全エネルギーの測定のためには、TPCによる荷電粒子飛跡の位置検出分解能の向上と性能の安定化が重要である。平成28年度は、TPCにおける位置分解能向上のための構造材の材質の再検討と更新を実施した。更新以前に採用されていたPEEK樹脂は、負荷により変形で検出器内部の電場構造の一様性を損ない、飛跡の位置分解能を低下させることがわかった。そこで、材質をセラミックへと変更し構造材の剛性の向上を図った。構造材材質の変更にはセラミックのもつ脆性のための困難がともない想定以上の時間を要したが、設計や組み立て方法の見直しを行い試行錯誤を重ね完成に至った。また、実験期間中の検出ガス組成の安定化のためにガス循環システムを導入した。実験期間中を通じて検出器内部のガス組成と全圧が安定性は、荷電粒子によってガス分子から電離された電子を収集することで飛跡検出を行うTPCにおいて重要である。今年度導入したシステムは、TPCへのガス供給系配管を通じて流量と組成比を一定に制御したガスを供給しつつ、TPCからのガス帰還系配管を通じて真空ポンプを用いてガスの排気を行うものである。本システムによるTPCの長期間安定性を、ガスの組成と強い相関を持った量である電子のドリフト速度測定により確認した。24Mg原子核の励起状態から放出される低エネルギーアルファ粒子の高効率検出が、アルファ凝縮状態の同定のために重要である。

崩壊粒子検出効率を向上するために、TPCと相補的に使用するSi半導体検出器とTPCの幾何学的配置やTPCに使用する検出ガスの組成や全圧等の条件を変化させた際の検出効率の変化をモンテカルロ・シミュレーションを用いて見積もり、実験条件の最適化を行った。本研究の目的は、24Mg原子核に発現すると予想されている特異な構造を持った励起状態であるアルファ凝縮状態を探索することである。アルファ凝縮状態に励起した24Mg原子核の崩壊様式では、多数の低エネルギーアルファ粒子を放出する過程が支配的であると考えられる。広い角度領域に渡って放出される低エネルギーアルファ粒子の高効率検出は従来の検出器系では困難であったため、本研究ではガス検出器の一種であるTPC (Time Projection Chamber)を開発してきた。平成29年度は前年度から実施していた実験計画の具体化のためのシミュレーションを実施したが、実験を実施する大阪大学核物理研究センターの平成30年度以降の運転計画に鑑み、数年以内に物理データ取得を目的とする実験を実施することが困難であることが判明した。そのため、今年度は主として検出器系の改良を行い、本研究で開発したTPCのアクセプタンスを活かした他の反応モードの測定の可能性を検討した。TPCの改良としては、電子増幅機構のGEMを追加する改修を実施した。これにより、十分な信号波高を維持しつつ、興味ある測定モードの背景事象の最小化やガス中での電子輸送特性といった観点に基づいて、検出ガス組成を最適化を実施可能になった。4Heの光分解反応断面積の実験データは、崩壊閾値近傍のエネルギー領域において不定性が大きい。本研究で開発したTPCを検出器中に封入したHeを主体とする検出ガスを反応標的としても用いるアクティブ標的として運用することで、低エネルギー崩壊荷電粒子の高効率検出と荷電粒子飛跡の形状情報を使用しての背景事象の棄却が同時に可能となる。ニュースバル放射光施設で実施した本反応測定のためのテスト実験のデータを用いて、背景事象の棄却と飛跡情報の抽出をするためのソフトウェアを開発し、平成30年度に実験を実施するための準備を進めた。平成29年度は、前年度に引き続き実験条件の検討を実施し実験計画の具体化をすすめる。そして、実験計画を大阪大学核物理研究センターへ提出し、実験のための加速器のマシンタイムの獲得を目指す。提出した実験課題が採択された後は、実験施設のビームラインへの検出器インストールのために必要な資材の調達やデータ収集システムの構築を行い、すみやかに実験準備を完了する。実験完了後はすみやかにデータ解析を行い、TPCの飛跡解析から24Mgの励起スペクトルを抽出し、さらに励起状態のアルファ崩壊の事象数と多重度についての情報を引き出すことでアルファ凝縮状態を探索する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
溶融Siの表面張力および溶融Siによる珪化物の濡れ性の測定

電磁浮遊液滴振動法および静滴法を用いて溶融Siの表面張力を測定するとともに、静滴法の場合には溶融Siによる種々の基板の濡れ症の測定を行った。電磁浮遊液滴振動法では、地下無重力実験センターの落下塔を用いて微小重力環境で測定を行った。この際、クワドラポールを形成するコイルとダイポールを形成するコイルを組み合わせることで液滴の形状を自由に変形させる手法を確立し、液滴形状を球形に制御しながら表面張力を測定した。これにより融点以下の1460Kから1880Kまでの幅広い温度域で表面張力を測定が行え、非常にバラ付きの少ない結果を得ることができた。これは、静滴法などの他の手法では表面張力の値を算出する際に得られた映像を実スケールに変換する必要があるが、本手法では液滴の振動数のみから計算できるため、その必要がないからである。また、上述の手法を用いることで液滴の変形がどのように液的の振動に影響を及ぼし、その結果得られる表面張力値がとのような変化するかについても検討を行った。溶融SiとSiO_2との間の真の接触角は、SiとSiO_2の界面でSiOのガス相が発生するため、みかけの接触角と異なっていた。このことに対して十分な配慮し検討すると真の値は80゚以下であり、見かけの値より15゚以上小さいことがわかった。また、溶融SiとBNとの接触角は約115゚であった。この系は接触角の経時変化はなく、その値も90゚より大きいため、静滴法で表面張力を測定するのに優れた組み合わせてあることがわかった。得られた表面張力値はほぼ浮遊液滴法で得られたものとほぼ同じであったが、バラ付きは大きかった。本年度、これらの研究の成果として、学術論文7報、国際会議発表論文1報を報告した。浮遊液滴振動法を用いてSi融液の表面張力を測定するとともに,静滴法を用いて溶融SiによるSiO_2およびBNの濡れ性の測定を行った.浮遊液滴振動では,地下無重力実験センターの施設を用いて微小重量環境で純Siの表面張力の測定を行った.これいより,融点以下の1200°Cから1650°Cまでの広い温度域で表面張力を測定が行え,非常にバラ付きの少ない結果を得ることができた.こでは,他の手法では表面張力の値を算出する際にバラ付きの大きい密度の値をするが,本手法ではバラ付きの小さい質量から算出できるためであると考えられる.溶融SiとSiO_2との間の接触角はこれまで約9095°の報告がなされていたが,本研究で真の接触角は80°以下であることがわかった.これまでの報告値が大きいのは,SiとSiO_2の界面でSiOのガス相が発生することにより,みかけの接触角が平衡状態の値と異なっていることに対して十分な配慮がなされていなかったからである.ただし,実操業のシュミレーションで使用する値としては95°が望ましいこともわかった.溶融SiとBNとの接触角は約115°であった.この系は固液界面において激しい化学反応が起こらないため,接触角の経時変化は観察されなかった.また,液滴は安定して存在し接触角も90°より大きいため,静滴法で溶融Siの表面張力を測定するためには優れた組み合わせであることがわかった.得られた表面張力値はほぼ浮遊液滴法で得られたものとほぼ同じであったが,バラ付きは大きかった.電磁浮遊液滴振動法および静滴法を用いて溶融Siの表面張力を測定するとともに、静滴法の場合には溶融Siによる種々の基板の濡れ症の測定を行った。
EXAFSによるメタン酸化触媒の構造と機能の研究

EXAFS(XAFSとも、X線吸収微細構造)は不均一触媒のキャラクタリゼーションの重要な一手法として最近特に重用されるようになってきている。本研究ではこのEXAFSを用いて種々の方法で調製した触媒の構造を決定し、その触媒機能と併せ考えることにより効率よいメタンの部分酸化反応触媒を開発することを目的としている。メタン部分酸化反応に活性な触媒としてはこれまでにモリブデン、パラジウム、ロジウムなどの金属を主成分としたものが報告されている。本研究でもこうした系について、担体効果、調製法による活性の違いなどを研究する予定であるが、こうした系ではX線吸収は20keV以上の硬X線領域にあり、従来のX線分光器では対応できない。そのため、今年度はまずX線分光器の高エネルギー化を行った。具体的にはスーパーグラファイト結晶(松下技研)および並進回転ステージ(シグマ光機)を購入し、従来の一結晶分光器をオーダーソーター付きの二結晶分光器に改造した。次いで上述の分光器を使用してシリカおよびアルミナ担持のモリブデン触媒についてEXAFS測定を行ったところ、明らかにモリブデンの周囲の局所構造に違いが認められた。前者ではメタン部分酸化反応に有効であり、後者では部分酸化に止まらずほぼ完全に酸化反応がおこる。この構造の違いと反応の選択性との関連について現在検討中である。また、特性吸収端のエネルギーが更に高いロジウムやパラジウム等についても測定が可能であることも確かめた。今後こうした他のメタン部分酸化触媒についても測定を行い、構造と機能の関連について調べる予定である。
非母国語話者のための韻律を包含する発音学習システムに関する研究

最新の情報処理技術と、日本語や外国語の教育学を融合することによって、韻律的特徴も包含する発音教育システムを構築することを研究目的としている。本研究グループの成果は大きく3つに分かれる。(1)音声認識技術を用いた発音学習システムの構築(牧野、白井、広瀬,サンダース):韻律を含む英語や日本語の発音学習システムでは、発音や韻律を評価する際には、学習者の発声した音声のどの部分がどの音素に対応しているかを学習者に示し、その部分を学習者がどのように発声したか、また教師とどのように異なるかを示す必要がある。本研究では、話者適応機能と非母国語話者の発音誤り規則を持つ音素ラベリングシステムを構築した。この結果、発音誤りを含む非母国語話者の発声を音素ごとに自動的に区切ることができ,その結果を用いて発音、イントネーションとリズムの評価を行うことが可能になった。(2)音声情報処理技術,インターネット技術とマルチメディア技術を用いた発音学習システムの構築(佐藤、才田、三輪,石塚):音声情報処理技術を用いて、基本周波数やホルマント周波数を抽出し、それを非母国語話者に図で示すことによって教育効果を高めるシステムを日本語発音教育と中国語発音教育で開発した。また、マルチメディア技術を利用して、例えばコロケーションが使用される状況を動画や音声で学習させ,社会的状況の違いによる日本語の使用法の違いを教えるシステムも開発した.また,擬人化エージェント技術とチャットの技術を用い,英会話学習を楽しく学習できるシステムを開発した.(3)自由度の高い発音学習システムのための韻律句生成規則及びパラ言語情報の分析(吉本、前川):(1)と(2)での教材はあらかじめ録音されたものを用いているが、任意に入力した漢字かな混じり文章に対して韻律句情報やパラ言語情報を付与することができれば、任意の文章に対する発音学習システムを構築することができる。そのための韻律句生成規則の研究と、パラ言語情報の分析を行った。国際化の進展によって非母国語言語の習得支援体制の確立が急務となっている。本研究では急速に進展している音声情報処理技術やIT技術と,日本語や外国語の教育学を融合することによって,場所や時間にとらわれず,かつ韻律的特徴も包含する発音教育システムを計算機上に構築することを研究目的とする。本年度は,次のシステムを構築した。1)日本人学生の英語発音に対する音素ラベリングシステムは日本人発声で生じやすい母音の挿入や子音の発音誤りを自動的に検出することができる。2)日本人学生に対するイントネーション学習システムは日本人が苦手なイントネーションの誤りを自動的に検出し,正しく発声するように指導する。3)外国人学生に対する日本語特殊拍発音学習システムは,外国人学生が日本語を学習するとき誤りを生じやすい撥音,促音,長母音の特殊拍についての発音を学習することができる。4)外国人学生に対するWebを利用した日本語聞き取り訓練システムは,インターネット経由で日本語発声を聴取し,キーボード入力することによって正しく聴取する能力を訓練することができる。5)マルチモーダルキャラクターエージェントCALLシステムは,キャラクターエージェントと音声認識ソフトウェアを用いて英語発音を対話的に学習していくことができる。また,次の項目について研究を行った。1)外国人学生が発声した日本語文章中の単語のアクセント型が正しく発音されたかを同定する方法の開発を行った。2)コミュニケーション技術修得のためのビデオ製作に関して検討した。3)自動的に文法から韻律を生成する方法について研究した。4)中国語の四声,子音,母音について音響分析を行い,中国語学習システムのための基礎分析を行った。(1)音声認職技術を用いた発音学習システムの構築(牧野、白井、広瀬、石塚):韻律を含む英語や日本語の発音学習システムでは、発音や韻律を評価する際には、学習者の発声した,音声のどの部分がどの音素に対応しているかを学習者に示し、その部分を学習者がどのように発声したか、また教師とどのように異なるかを示す必要がある。(2)音声情報処理技術、インタ-ネット技術とマルチメディア技術を用いた発音学習システムの構築(佐藤、才田、三輪、サンダース):音声情報処理技術を用いて、基本周波数やホルマント周波数を抽出し、それを非母国語話者に図で示すことによって教育効果を高めるシステムを日本語発音教育と中国語発音教育で開発した。また、ウエブ上で動画像表示システムを利用して、例えば「先生と生徒との対話」あるいは「友人との対話」のように社会的状況の違いによる日本語の使用法の違いを教えるシステムも開発した.(3)自由度の高い発音学習システムのための韻律句生成規則及びパラ言語情報の分析(吉本、前川):(1)と(2)での教材はあらかじめ録音されたものを用いているが、任意に入力した漢字かな混じり文章に対して韻律句情報やパラ言語情報を付与することができれば、任意の文章に対する発音学習システムを構築することができる。

本研究グループの成果は大きく3つに分かれる。(1)音声認識技術を用いた発音学習システムの構築(牧野、白井、広瀬,サンダース):韻律を含む英語や日本語の発音学習システムでは、発音や韻律を評価する際には、学習者の発声した音声のどの部分がどの音素に対応しているかを学習者に示し、その部分を学習者がどのように発声したか、また教師とどのように異なるかを示す必要がある。本研究では、話者適応機能と非母国語話者の発音誤り規則を持つ音素ラベリングシステムを構築した。この結果、発音誤りを含む非母国語話者の発声を音素ごとに自動的に区切ることができ,その結果を用いて発音、イントネーションとリズムの評価を行うことが可能になった。(2)音声情報処理技術,インターネット技術とマルチメディア技術を用いた発音学習システムの構築(佐藤、才田、三輪,石塚):音声情報処理技術を用いて、基本周波数やホルマント周波数を抽出し、それを非母国語話者に図で示すことによって教育効果を高めるシステムを日本語発音教育と中国語発音教育で開発した。また、マルチメディア技術を利用して、例えばコロケーションが使用される状況を動画や音声で学習させ,社会的状況の違いによる日本語の使用法の違いを教えるシステムも開発した.また,擬人化エージェント技術とチャットの技術を用い,英会話学習を楽しく学習できるシステムを開発した.(3)自由度の高い発音学習システムのための韻律句生成規則及びパラ言語情報の分析(吉本、前川):(1)と(2)での教材はあらかじめ録音されたものを用いているが、任意に入力した漢字かな混じり文章に対して韻律句情報やパラ言語情報を付与することができれば、任意の文章に対する発音学習システムを構築することができる。そのための韻律句生成規則の研究と、パラ言語情報の分析を行った。
経営財務戦略に関する理論的・実証的研究

本研究の目的は,激変する企業環境に合目的的に適応する財務戦略の確立を図るところにある.本研究に対して,昭和60年度から3年間にわたって科学研究費補助金の交付を受ているが,まず昭和60年度は主に基礎的研究に力を注ぎ,企業財務と資本市場との相互関連性を理論的に解明し,財務戦略立案の基礎を提供し,実証分析のフレームワークを提示することを狙いとした.さらに日本のベンチャービジネスとベンチャーキャピタルなど,技術革新の進展に伴う財務問題をとりあげて,これを理論的に解明することに力を注いだ.次に昭和61年度は実証的研究に力点をおいた.その一例として,東証,大証などに上場している企業約1000社を対象に,財務戦略に関するアンケート調査を実施し,さらにわが国のベンチャーキャピタルの実際の行動を調査し,帰納的に戦略パターンの類型化を試みた.また各地の企業本社,工場等を訪問し,財務戦略の具体的な展開や企業の財務戦略システム等のヒアリング調査を行った.そして最後の昭和62年度はこれまでの成果の取〓めを重点的に行った.具体的には,過去2年間において行った研究活動を再検討し,かつ不十分な部分の補足調整,追加研究を実施するとともに文献の補充による研究会をもった.また研究会を開いて総合化の試みを検討した.特にその一環として,岐阜県の川崎重工業株式会社・岐阜工場の見学の際に開かれた研究会では,総合化に向けて研究メンバー相互間で活発な意見交換が行われた.またその際,財テクに関するアンケート調査結果の取〓めも行った.これまでも研究共同者各自で研究成果を個別に発表してきたが,最終的に書物の形で公刊すべく,研究成果の取〓めを各自で行っているのが現状である.本研究の目的は、激変する企業環境に合目的的に適応する財務戦略の確立を図るところにある。昭和60年度は主に基礎的研究に力を注いだが、昭和61年度はとりわけ実証的研究に力点をおいた。具体的には、1.わが国資本市場の構造変動と企業の財務戦略とのかかわり等を実証的に調査,分析を行った2.わが国のベンチャーキャピタルの実際の行動を調査し、帰納的に戦略パターンの類型化を試みた,3.東証,大証,名証などに上場している企業約1000社を対象に、財務戦略に関するアンケート調査を実施した。4.各地の企業本社工場等を訪問し、財務戦略の具体的な展開の実情や企業の財務戦略システム等の設明を聞き、併せて、会社,工場の見学を行った。実際に訪問した会社名は、東京都のソニー株式会社,愛知県の村田機械株式会社,京都府の立石電機綾部工場,冨山県の吉田工業株式会社,愛知県のホーユー株式会社,東京都の資生堂株式会社である。さらに、銀行,証券会社等の財務専門家に対するヒアリング調査も行った。また随時、研究会を設けて共同研究者相互の意見を交換しあい、問題点の解明、理論の確立に向けて討議を重ねた。上記の実証的研究,アンケート調査,ヒアリング調査,会社工場等の訪問及び数回にわたる研究会を通じて、わが国企業の財務戦略に関する理論的、実証的解明に向けて、着実に成果が上りつつある。また昨今の円高に対する企業の対応戦略や、財テク等の一連のアップツーデートな問題についても、実証的研究が着実に進んでいる状況である。今後は、これまでの研究活動を再検討し、かつ不十分な部分の補足調整,追加研究を実施し、また頻繁に研究会を聞いて総合化の試みを検討しながら最終的に研究成果を括めて書物の形で公刊したいと考えている。本研究の目的は,激変する企業環境に合目的的に適応する財務戦略の確立を図るところにある.本研究に対して,昭和60年度から3年間にわたって科学研究費補助金の交付を受ているが,まず昭和60年度は主に基礎的研究に力を注ぎ,企業財務と資本市場との相互関連性を理論的に解明し,財務戦略立案の基礎を提供し,実証分析のフレームワークを提示することを狙いとした.さらに日本のベンチャービジネスとベンチャーキャピタルなど,技術革新の進展に伴う財務問題をとりあげて,これを理論的に解明することに力を注いだ.次に昭和61年度は実証的研究に力点をおいた.その一例として,東証,大証などに上場している企業約1000社を対象に,財務戦略に関するアンケート調査を実施し,さらにわが国のベンチャーキャピタルの実際の行動を調査し,帰納的に戦略パターンの類型化を試みた.また各地の企業本社,工場等を訪問し,財務戦略の具体的な展開や企業の財務戦略システム等のヒアリング調査を行った.そして最後の昭和62年度はこれまでの成果の取〓めを重点的に行った.具体的には,過去2年間において行った研究活動を再検討し,かつ不十分な部分の補足調整,追加研究を実施するとともに文献の補充による研究会をもった.また研究会を開いて総合化の試みを検討した.特にその一環として,岐阜県の川崎重工業株式会社・岐阜工場の見学の際に開かれた研究会では,総合化に向けて研究メンバー相互間で活発な意見交換が行われた.またその際,財テクに関するアンケート調査結果の取〓めも行った.これまでも研究共同者各自で研究成果を個別に発表してきたが,最終的に書物の形で公刊すべく,研究成果の取〓めを各自で行っているのが現状である.
フェイズフィールド法によるセラミックス繊維/合金複合材料の結晶化シミュレーション

金属基複合材料の諸特性を最大限に発揮するためには、母材(マトリックス)中での強化材(粒子、短繊維及び長繊維)の3次元的配置や、母相合金自身のミクロ組織を精密に制御する必要がある。本研究では強化材間隙を成長する初晶相の形態及び溶質の再分配挙動を金属基複合材料、透明有機物を利用したモデル実験、及び数値シミュレーションを行いて解析した。方向性凝固する合金及び透明有機合金の結晶化過程について微小体積内でのエネルギー保存則と質量保存則に基づいてプログラムを構築した。予備的な解析として2次元の正方格子を用い、各微小体積を指数付けすることにより不定形の結晶形態を表現した。曲率半径、濃度分布等に依存する成長の過冷度と、固液界面近傍の溶質濃度分布から得られる成長速度式を用いて微小領域における液相-固相の変態速度を決定した。得られた結晶形態から凝固パラメータ(初晶先端半径、2次デンドライトアームスペーシング、初晶先端過冷度等)を予測した。一方、物性値及び状態図が金属材料に類似しているサクシノニトリルーアセトン合金をマトリックス合金とし、平滑、セルおよびデンドライト状凝固における繊維の影響を調査した。いずれの解析でも繊維間隙が狭くなるとともに液相濃度の上昇、デンドライトの成長の停止が起きた。既存の加圧鋳造装置により、繊維体積率が約50vol%のアルミナ繊維/Al-Cu合金複合材料を作製し、凝固速度、温度勾配、冷却速度等を精密に制御しながら一方向凝固させ、組織を調査するとともに結晶内の溶質元素分布をEPMAにより解析した。アルミナ繊維間隙が極めて狭い場合、デンドライト2次アームの成長を妨げ、セル状の組織となることが見いだされたが、数値シミュレーションによっても同様の形態を予測することができた。ノンファセット系凝固する純サクシノニトリルを、連続繊維により100700μmの種々の間隙を有する複合領域において10150μm/sの凝固速度で一方向凝固させ、結晶先端における過冷度を調査した。結晶先端位置は複合する繊維の種類、体積率および凝固速度に依存して変化した。そこで、エネルギー保存則に基づいたモデルにより数値解析したところ、マトリックス合金より低い熱拡散係数を有する繊維を複合した場合は複合領域全体の冷却が遅れ、一方、マトリックス合金より高い場合は複合領域全体のマクロ的な領域で冷却が促進されることを見いだした。続いて、サクシノニトリル-2.2mass%アセトン合金を用いて結晶先端における過冷度と溶質分配過程を調査した。結晶成長の過冷度は、繊維間隙が結晶を構成する基本単位であるデンドライト1次アームスペーシング(本合金の組成では500μm)より小さくなると、繊維間隙の減少と共に増加し、繊維間隙が1次アームスペーシングの50%まで減少すると、成長過冷度は4K上昇した。コンピュータを利用して結晶の溶質濃度の分布、結晶形態、過冷度を数値解析し、実験結果と比較した。繊維間隙を成長するデンドライトの先端では、結晶成長により排出された溶質元素が、バルクの場合より上昇し、繊維間隙が1次アームスペーシングの20%の場合、溶質濃度は1.8倍に上昇することを見いだした。結晶成長に伴い排出された溶質が、先端曲率半径、先端過冷度を変化させる現象はノンファセット系凝固する合金系では、金属および有機化合物いずれの場合も成立するものと考えられ、溶質濃度による過冷度は、曲率先端やkineticに依存する過冷度より高く、結晶成長を支配すると考えられた。以上のような凝固過程におけるミクロ的な熱および溶質元素分布の解析に基づいて、マトリックス合金と繊維の物性値から凝固組織を推定することができた。
UNIDROIT可動物権担保条約とわが国の対応

本研究は、UNIDROITの可動物権担保条約を中心とするものだが、同条約自体が、担保法の国際的統一を目指す、他の様々な動きと関連しているため、研究対象を、国連国際商取引委員会担保法ガイドライン等に拡大しなければならなかった。そのうえで、基礎資料として、米州機構の米州間担保付取引モデル法とアフリカ商取引統一機構の担保統一法については、翻訳を完成した。現在、その発表形態等をめぐって、米州機構、アフリカ商取引統一機構と協議しているが、法学協会雑誌に発表の予定となっている。次に、UNIDROITの可動物権担保条約を踏まえたわが国法の改正案については、研究成果報告書第2部に草案としてとりまとめた。簡易な実行方法を準備するとともに、根抵当型を原則とする方向が妥当であることを明らかにできた。また、登記制度について、それをたんに警告機能を有するものとして再編成することの可能性についても検討し、これは、研究成果報告書第1部の研究報告でその結果を明らかにした。ほかに、動産担保に関する現行法解釈としては、動産・債権譲渡特例法の理解が重要となる。これについては、『現代民法III(担保物権法)(第2版)』の中で展開することとし、既に脱稿した。結局、新法は、公的なネームプレート制度だと理解するのが妥当であり、その意味では、UCC型担保制度にはほど遠いものである。他に、各論的な研究として、セキュリティ・トラストについては、研究成果報告書第1部において、その有効性を取りまとめた。結局、担保物の換価金が債権者に行くということが確保されれば、担保権者と債権者とを分離することに理論的な支障はなく、その確保は信託によって可能であるということである。また、登記制度のあり方についても、研究成果報告書第1部において取りまとめた。権利内容を公示するための登記から、調査のきっかけとしての登記へと理念を変容することが必要である。本研究は、UNIDROITの可動物件担保条約の検討を中心とするものだが、同条約自体が、担保法の国際的統一を目指す、他の様々な動きと関連しているため、本年度は、大きく対象を拡げ、国連国際商取引委員会の担保法ガイドライン、ヨーロッパ復興開発銀行のモデル担保法、アフリカ商取引統一機構の統一担保法、米州機構の米州間担保付き取引モデル法、ヨーロッパ評議会担保法指令、国際スワップ・デリバティブ協会担保準則、アジア開発銀行のアジア担保法研究・動産登録制度研究などを総括的に検討した。ここにおいて、研究対象としては、これまで考えてきた、動産の登録制度や私的実行の方法だけでなく、国際的な保管機構に入っている債券の担保化にともなう問題や、いわゆる現金担保にともなう問題なども視野に入れなければならないことがわかってきた。各論としては、次のような知見を得た。登録動産担保制度の導入は、他方で導入が叫ばれる包括的担保制度との間に緊張関係をもたらす。すなわち、わが国の不動産登記制度自体を捨て去らないことを前提とすると、包括的担保制度は、不動産登記によって一定の動産に担保権の効力を及ぼすことを前提とするのに対し、動産登録制度は、担保権を動産(及び債権)に限って登録することを前提とする。後者の公示制度を実効化するためには前者を否定せざるを得ない。そうすると、わが国の金融状況に照らし、いずれの手段を優先的に立法すべきかが問題になる。また、現金担保については、その実行を観念すべきかが、とくに問題となる。敷金に関する判例法理と同様に考えるのか、それで倒産手続の公正は担保できるかが検討すべき課題となる。

以上のうち、各種の国際条約については、平成15年度中にはまとめ、本研究課題の中間報告とする予定である。本年度は、2方向から研究を進めた。第1の方向は、各種の担保法草案の精密な理解であり、大学院のゼミ等も利用して、UNIDROITの可動物件担保条約だけでなく、EBRD、UNCITRAL、OHADA、米州機構などの担保法草案を検討し、それらの比較を行った。この過程において、UNCITRAL担保法ガイドライン委員会のアメリカ合衆国代表であるラリー・シグマン氏と、UCCとの比較を中心とした討議を行うことができた。第2の方向は、実務上の必要性の検討であり、とりわけ、動産登録制度、包括的担保制度、セキュリティ・トラストなどについて、実務家の意見を聴取するとともに、外国法の検討を行った。以上の成果の一部は、平成16年5月頃には雑誌論文として刊行される。さらに、この際、担保制度の経済分析について、沖野眞已氏(学習院大学教授)等と意見を交換することができた。また、本年度は、10月の日本私法学会において、「資産担保金融の制度的条件」と題するワークショップにおいて司会を行い、あわせて討議も行った。UNIDROITの可動物件担保条約について、全国の研究者の意見を聴取することができたのは幸いであった。以上の研究と並行して、本年度は、わが国の担保物権法の解釈論について一応のまとめを行った。これは、平成16年5月頃、刊行される予定である。比較の対象を確定することができたことになる。本研究は、UNIDROITの可動物件担保条約を中心とするものだが、同条約自体が、担保法の国際的統一を目指す、他の様々な動きと関連しているため、研究対象を、国連国際商取引委員会担保法ガイドライン等に拡大しなければならなかった。そのうえで、基礎資料として、米州機構の米州間担保付取引モデル法とアフリカ商取引統一機構の担保統一法については、翻訳を完成した。現在、その発表形態等をめぐって、米州機構、アフリカ商取引統一機構と協議しているが、法学協会雑誌に発表の予定となっている。次に、UNIDROITの可動物件担保条約を踏まえたわが国法の改正案については、内田貴等との共同研究に貢献し、発表の準備をほぼ整えた。全体として、動産については、UCC型の担保制度を志向しているが、動産質・債権質制度を温存し、簡易な担保設定の需要に応えることが必要だと思われること、不動産については、簡易な実行方法を準備するとともに、根抵当型を原則とする方向が妥当であることを明らかにできた。また、登記制度について、それをたんに警告機能を有するものとして再編成することの可能性についても検討し、これは、すでに一般公開の研究会において口頭報告し、さらに、NBL誌に掲載の予定となっている。動産担保に関する現行法解釈としては、動産・債権譲渡特例法の理解が重要となる。これについては、『現代民法III(担保物権法)(第2版)』の中で展開することとし、既に脱稿した。結局、新法は、公的なネームプレート制度だと理解するのが妥当であり、その意味では、UCC型担保制度にはほど遠いものである。セキュリティ・トラストについては、金融法委員会において報告を行い、同委員会において、私の報告をもとに、委員会案を作成し、既に公表した。現在、その英語版を準備中である。
歯周パラ・インフラメーションから脳をまもる髄膜―グリア防御システム破綻の解明

近年、歯周病はアルツハイマー病のリスク因子として注目されている。本研究は歯周病を低レベルの末梢炎症状態と捉え、『脳をまもる髄膜ーグリア防御システム破綻を引き起こし、脳炎症ならびに学習・記憶障害をもたらす』可能性とそのメカニズムについて検討を行った。その結果、歯周病菌とその関連成分(LPS)によりTLR2依存的に脳髄膜細胞から分泌される炎症因子を介してミクログリアが活性化され、中年マウスにおける学習・記憶障害を引き起こすことが明らかになった。さらに、老化に伴うミクログリアの反応性増大が、アルツハイマー病の脳においてアミロイドbetaを介した脳炎症を増幅する重要なファクターとなることが示唆される。今年度では、歯周病菌phorphyromonas gingivalisのリポ多糖類(pgLPS)を用いて、In Vitro実験を中心に解析を行った。その結果、pgLPSで刺激したマクロファージの培養上清を髄膜細胞に適用するとIL-1βならびにTNF-αのmRNA発現がpgLPS単独刺激よりも有意に増大した。pgLPSによるIL-1βならびにTNF-αのmRNA発現増大は抗TLR2抗体で有意に抑制されたが、抗TLR4抗体は影響を及ぼさなかった。また、pgLPSで刺激した髄膜細胞の培養上清をミクログリアに適用するとIL-1βならびにTNF-αのmRNA発現がpgLPS単独刺激よりも有意に増大した。pgLPSによる髄膜細胞、ミクログリアにおけるIL-1βならびにTNF-αのmRNA発現増大は抗TLR2抗体で有意に抑制されたが、抗TLR4抗体は影響を及ぼさなかった。さらに、pgLPSはマクロファージならびに髄膜細胞においてIkBαのリン酸化を誘導することが明らかとなった。以上の結果により、pgLPSはTLR2を介して髄膜細胞においてNF-kBを活性化し、IL-1βならびにTNF-αなど炎症性メディエーターの産生分泌を誘導することでミクログリアを活性化し、脳炎症を誘導することが示唆された。本研究課題の今年度の実施結果を下記の通り報告する。まず、マウスにPorphyromonas gingivalis(PG, 1x109CFU/ml)を局所投与することにより歯周病を惹起させ、マイクロCT解析により下顎歯槽骨の破壊ならびに歯周組織におけるIL-1β、TNF-αなどの発現が認められる歯周病モデルを確立した。次に、歯周病モデルの安定性は未だ十分と言えないが(20 %程度の発症率)、歯槽骨破壊が確認されたマウスのみを用い、脳炎症反応に関する経時的解析を行った。歯周病マウスから大脳皮質ならびに海馬の可溶分画を回収し、ウエスタンブロット法により炎症性因子の経時的な発現変化の検討を行った結果、歯周病罹患に伴って大脳皮質ならびに海馬におけるIL-1β、TNF-αならびにIL-6の発現が増大することが明らかとなった。さらに、大脳皮質ならびに海馬凍結切片を調製し、免疫組織化学的手法により脳内におけるIL-1β産生細胞の同定を行った結果、IL-1βなどの炎症性メディエーターの主な産生細胞はミクログリアであることが明らかになった。記憶の細胞レベルでの基盤と考えられている海馬LTPに関する解析に関して、歯周病マウスの発症率が現時点では低いため、先行実験としてアジュバント関節炎モデルラットにおいて若齢ならびに中年における海馬LTP形成の比較を行った。その結果、中年ラットではアジュバント関節炎に伴う海馬LTPの有意な低下が認められた。これらの研究成果はNeuroscience誌に掲載された。アルツハイマー病の発症・進行に脳炎症が関与しており、全身炎症により増悪することが知られている。歯周病は、全身炎症を引き起こしアルツハイマー病のリスク因子のひとつとして注目されている。本研究は、歯周病を、低レベルの末梢炎症状態(パラ.インフメーション)と捉え、『脳をまもる髄膜ーグリア防御システム破綻を引き起こし、脳炎症ならびに学習・記憶障害をもたらす』と仮説を立て、その可能性ならびにそのメカニズムについて検討を行った。その結果、Porphyromonas gingivivalis (P.g.)有来のリポ多糖類(LPS)の全身投与が、C57BL/6中年マウス(12ヶ月齢)においてアミロイドβ(Aβ1-42)ならびにクロモグラニンAの蓄積ならびに学習・記憶障害を引き起こすことを見出した。さらに、TLR2依存的に脳髄膜細胞を介してミクログリアを活性化し、炎症性因子(IL-1β、TNF-α)の産生分泌を誘導することがわかった。興味深いことに、Aβ1-42は老齢マウスの脳より単離したミクログリアにおいてのみIL-1βの産生分泌を誘導した。

これは、若齢マウス(3ヶ月齢)の脳より単離したミクログリアではAβ1-42によるNF-κB活性化が十分ではなく、老化にともなって細胞内レットクス環境の変化によりNF-κB活性化されるためと考ええられる。これらの結果から、歯周病菌とそれらの関連成分(LPSなど)によりTLR2依存的に脳髄膜細胞から分泌される炎症因子を介してミクログリアが活性化されるが明らかになった。すなわち、髄膜ーグリア防御システム破綻は、中年における学習・記憶障害を引き起こすと考えられる。さらに、老化に伴うミクログリアの反応性増大が、アルツハイマー病の脳においてAβを介した脳炎症を増幅する重要なファクターとなることが示唆される。神経免疫科学、加齢科学歯周病菌phorphyromonas gingivalisのリポ多糖類(LPS)の刺激により、脳髄膜細胞から様々な炎症性因子が産生分泌されることならびにそれによりミクログリアが活性化されることが明らかとなった。よって、歯周感染に伴い髄膜ーグリア防御システムの破綻がin Vitroにて解明された。今年度実施した計画の達成度は下記の通りである。(1)歯周病モデルの作製に関して、マイクロCT解析により下顎歯槽骨の破壊ならび歯周組織におけるIL-1β、TNF-αなどの発現が認められる病態モデルを確立できた。その発症率は20 %とやや低いが、歯槽骨破壊が確認されたマウスのみを用い、末梢組織ならびに脳炎症反応に関する解析を行った。(2)末梢組織の炎症性メディエーターの動態解析関しては、ウエスタンブロット法により歯周病マウスの末梢血、肝臓におけるIL-1βならびにCOX-2の増加が認められたことから、解析目標を90%以上達成した。(3)歯周病マウスの脳炎症反応に関する解析に関しては、歯周病に伴って大脳皮質ならびに海馬におけるIL-1β、TNF-αならびにIL-6の発現増大が明らかとなり、さらに、大脳皮質ならびに海馬凍結切片を調製し、免疫組織学解析より脳内におけるIL-1β産生細胞の同定を行った結果、IL-1βなどの炎症性メディエーターの主な産生細胞はミクログリアであることが明らかになった。解析目標を90%以上達成した。(4)記憶の細胞レベルでの基盤と考えられている海馬LTPに対する歯周病の影響を解析する計画に関しては、今年度では歯周病マウスの発症率は現時点では少ないため、先行実験としてアジュバント関節炎モデルラットにおいて若齢ならびに中年における海馬LTP形成の比較を行った。その結果、中年ラットではアジュバント関節炎に伴う海馬LTPの有意な低下が認められた。これらの研究成果はNeuroscience誌に掲載された。よって、今年度では計画していた解析の大半が実施できており、70%以上の達成率である。抗CD11b磁気マイクロビーズを用いて対照群ならびに病態マウス脳からMACS法によりミクログリアを分離し、炎症性メディエーター(IL-1β、TNF-α、IL-6、PGE2、NOなど)の産生、細胞の増殖、炎症性メディエーターによる遊走性ならびに貪食機能について定量解析を行う。さらに、歯周病病原菌P.g LPSの慢性投与による脳炎症ならびに記憶への影響についての検討を行う。昨年度に達成していない項目を検討し、次年度の推進方策を下記の通りに立てた。まず、歯周病の発症率を向上させる検討を継続的に行い、歯周病ならびにメタボマウスにおけるミクログリア機能の解析を同時に行う。
機械的せん断応力に対する赤血球の3次元的変形能の定量化に関する研究

本研究において開発を進めてきた「赤血球の変形能定量システム」は、倒立方光学顕微鏡と高速度カメラを含むため、複数台の実験装置を設置することが難しい設備であった。そこで本年度から新たに、光学顕微鏡と高速度カメラを必要としない、コーンカップ型の一様せん断負荷装置と光計測を基盤とする赤血球粘弾性定量装置の設計に着手した。開発の第1段階として、せん断を受けつつコーンとカップの間隙を通過する赤血球の透過光強度変化と光学顕微鏡を用いて撮影した赤血球の変形度との相関を調べるべく、コーンカップ型せん断負荷装置の間隙部に、フォトインタラプタと光学顕微鏡による観測が可能なアパチャーを有する装置の設計を行っている。また、本研究で得られた機械的補助循環が赤血球の変形能に及ぼす影響に関する知見を深めるべく、東京医科歯科大学医歯学総合研究科に付設された研究部門(先端的外科治療技術研究開発)との共同研究として、体内植え込み型人工心臓HeartMateII(Thoratec Corp./NIPRO代理)を実験的に植え込んだ生後3ヶ月の子ウシに対して、Filtration法による赤血球変形能計測を行った。しかし、合計3回の動物実験では赤血球変形能の変化に再現性が確認できなかった。原因は、3回の実験において、輸液を用いた血液希釈の方法が統一されていなかったためと考えられた。この点に関しては、人工心臓を植え込む実験動物の個体差や、侵襲性の大きい手術における容態変化に依存してしまうため、同一条件の実験数を増やして統計的に考察することが必要であると考えられた。正弦的に変動するせん断応力下において、赤血球の示す流動・変形挙動を高速度カメラにより撮影した後、赤血球の2次元形状変化を継時的に自動計測するプログラムを作成した。これにより、高速・高精度の実験システムを確立した。さらに、全血算(CBC)により計測した血球平均体積(MCV)をもとに、赤血球の3次元方向の形状の算出も可能とした。また、計測部において、血液接触部をディスポ化することで、実験の安全性を向上させた。このシステムを用いて、以下に示す2種類の研究成果を挙げた。(1)補助人工心臓を装着し、機械的補助循環を開始する前後において、生体内の赤血球の示す変形能が、平均的に向上することが分かった。これは、「変形能が低く、せん断応力に対する抵抗力の低い赤血球が、人工心臓内のせん断応力により選択的に破壊された結果、変形能の高い赤血球の割合が増加した結果」であると考えられた。この内容は、国際学会にて発表した後、論文投稿済みである(査読中)。(2)3040代の健常者・糖尿病患者6名ずつの赤血球変形能を計測し、Voigtモデルによる血球粘弾性評価を行った結果、「糖尿病の赤血球は、弾性・粘性ともに高い」ことが示された。また、糖尿病患者群において、「糖化ヘモグロビンHbAlcの割合が高いほど、前述の結果が顕著になる」ことが分かった。この内容は、国際学会にて発表を行った。さらに詳細なメカニズムを追及し、論文投稿を行う予定である。平成22年度から開発を進めてきた赤血球の動的粘弾性計測システムを完成させ、変動する準クエット流れ場における赤血球形状の動的応答性を、高速度・高精度に定量するシステムを実現した。また、実験条件を再現した有限要素法を用いて、赤血球の3次元方向の形状推定にも取り組んだ。具体的な成果について、以下に記述する。(1)重症心不全に対する医療として人工心臓を用いた機械的補助循環(VAD,ECMO,PCPS等)は不可欠であり、適用件数は増加傾向を示している。人工心臓の非生理学的なせん断応力を負荷された血液において、変形能が低い赤血球は容易に破壊・損傷し、溶血現象を引き起こす事を発見した。(2)糖尿病治療の主目的は、中期・末期に糖尿病合併症として好発する末梢循環不全の予防であるが、その発生メカニズムは明らかにされていない。本研究では、「糖尿病の慢性的な高血糖環境において赤血球膜タンパクが糖化して変形能を失った結果、赤血球が微細な血管を通過できず、酸素不足となった末梢の組織において異変をきたすのではないか?」という仮説の下、健常者と糖尿病患者から採取した赤血球に対して変形能計測と3次元形状推定とを行った。実験の結果、健常赤血球は無せん断負荷環境においては両凹み形状であるのに対して、糖尿病群では惰球形状である可能性が示唆され、また、変形能は糖尿病群において有意に低い結果となった。以上の内容は、国内外の学会において報告を行い、論文投稿の準備中である。

また、本研究で得られた機械的補助循環が赤血球の変形能に及ぼす影響に関する知見を深めるべく、東京医科歯科大学医歯学総合研究科に付設された研究部門(先端的外科治療技術研究開発)との共同研究として、体内植え込み型人工心臓HeartMateII(Thoratec Corp./NIPRO代理)を実験的に植え込んだ生後3ヶ月の子ウシに対して、Filtration法による赤血球変形能計測を行った。しかし、合計3回の動物実験では赤血球変形能の変化に再現性が確認できなかった。原因は、3回の実験において、輸液を用いた血液希釈の方法が統一されていなかったためと考えられた。この点に関しては、人工心臓を植え込む実験動物の個体差や、侵襲性の大きい手術における容態変化に依存してしまうため、同一条件の実験数を増やして統計的に考察することが必要であると考えられた。本研究の大きな目標である「赤血球の3次元的変形能の定量化」に関して、計測システムを完成させ、実際の医療への貢献を目的とした2種類の応用研究(人工心臓・糖尿病)においても、一定の成果を挙げることができた。また、得られた成果をもとに学位の取得を行った。今年度研究代表者は、東京医科歯科大学医学部心臓血管外科分野へと籍を移し、これまで達成した実験系を用いて、臨床研究へと応用範囲を拡大する予定である。これにより、当初の目的の一つである「赤血球変形能計測装置の診断装置としての応用」に一歩近づくことができると期待する。また、赤血球の変形能という物性値が、どのような病態を反映するかを明らかにできる可能性も考えられる。
多機能性生理活性因子であるアマニ由来リグナンの作用機構解明と構造活性相関の検討

アマニが含有するリグナン類の構造と生理活性の関係について、(-)-セコイソラリシレジノール(SECO)に脂肪蓄積抑制効果があり、(-)-マタイレジノール(Mat)にIgE産生抑制による抗アレルギー効果があることを明らかにした。特に、(-)-SECOについては、脂肪細胞への分化は促進するものの、脂肪蓄積を抑制するとともにアディポネクチン産生を促進した。また、糖尿病モデルマウスにおいて、顕著な脂肪肝予防効果を確認した。アマニリグナンであるセコイソラリシレジノール(SECO)には免疫促進活性や脂肪蓄積抑制活性など、多機能性を有することが明らかとなっている。天然においてSECOはラセミ体として存在しているものの、これまでの研究で、SECO光学異性体のうち(-)体SECOの方がより生理効果が高いことが明らかとなっていることから、(-)SECOとその誘導体18種類を合成し、生理機能と分子構造の関連性の解明を行った。ヒトハイブリドーマ細胞株の抗体産生に及ぼす効果を検討したところ、(-)SECOの抗体産生促進活性にはベンゼン環上のフェノール性水酸基とメトキシ基の数と位置が大きな影響を及ぼすことが明らかとなったものの、(-)SECOよりも強く抗体産生を促進する誘導化合物は認められず、活性を持たない誘導化合物も存在することが明らかとなった。マウス3T3-L1脂肪細胞に対するSECO誘導体の効果を検討したところ、(-)SECOは3T3-L1脂肪細胞の脂肪蓄積を強力に抑制したものの、(+)SECOを含め、(-)SECO誘導体はいずれも(-)SECOほどの強い脂肪蓄積抑制効果を示さなかったことから、脂肪蓄積に対する効果は、(-)SECOの分子構造に特異的な生理作用である可能性が高いことが明らかとなった。さらに、マウス大腸がん由来Colon26細胞に対する細胞毒性を評価した結果、天然体である(-)SECOには細胞毒性はないものの、メトキシ基とフェノール性水酸基の数と位置によって、細胞毒性を示す物と、全く細胞毒性のない物とに明確に分類できた。また、Colon-26細胞に強く細胞毒性を示した化合物について、マウス胎児由来正常線維芽細胞(初代細胞)に対する細胞毒性を評価した結果、正常細胞には細胞毒性が低い化合物の存在が確認され、抗がん活性を有することが明らかとなった。1.(-)SECOの脂肪蓄積抑制効果アマニリグナンであるセコイソラリシレジノール(SECO)ののうち、(-)異性体についてマウス前駆脂肪細胞株3T3-L1細胞に対する脂肪蓄積抑制メカニズムを検討した。その結果、(-)SECOによる刺激により、脂肪細胞への分化誘導のリード因子で核内受容体であるPPARγ遺伝子の発現が促進され、タンパク質発現レベルも上昇していた。このことから、(-)SECOは前駆脂肪細胞への分化誘導を促進しつつも脂肪蓄積を抑制していることが確認された。また、PPARγにより発現がコントロールされているアディポネクチンの遺伝子発現レベルの上昇と、そのタンパク質発現の上昇が認められた。アディポネクチンは脂肪細胞が産生するホルモンで、動脈硬化の予防作用やインスリン感受性の亢進作用があり、善玉のホルモンとして知られている。アディポネクチン産生促進作用により脂肪蓄積の抑制作用に繋がったものと推察された。2.(-)SECOの免疫促進効果(-)SECOにハイブリドーマ細胞株の免疫促進効果があることが明らかとなっており、その誘導化合物である(-)マタイレジノール(Mat)についても免疫促進効果を培養細胞と動物実験により評価した。培養細胞に対する効果を検討した結果、(-)Matはアレルギーに関与するIgEの産生を抑制する作用があった。マウスを用いて生体内における免疫調節活性を検討したところ、10日間連続経口投与により、血中の抗体レベルの上昇傾向が確認された。腸間膜リンパ節、およびパイエル板由来リンパ球の抗体産生をex vivoで確認したところ、有意な活性化が認められた。一方、血中のIgE濃度が有意に低下した。1.(-)SECOの脂肪蓄積抑制効果マウス3T3-L1前駆脂肪細胞の分化誘導と同時に(-)SECOを作用させることにより、脂肪蓄積量の減少と油滴の小型化が確認された。リアルタイムRT-PCRの結果から、分化誘導した3T3-L1細胞のPPARγ2の遺伝子発現の上昇が(-)SECOの作用により、コントロールよりも早期に、かつ発現量も顕著に上昇することが確認された。また、アディポネクチン遺伝子の発現上昇もコントロールより早い段階で認められた。これらのことは、(-)SECOが分化誘導を時間的にも促進したことを示している。次に、高脂肪食給餌下においてオスC57BL/6N々ウスに(-)SECOを経口投与したところ、摂取エネルギーには差はないものの、体重増加の抑制、および脂肪重量の低減効果が認められた。また、血中アディポネクチンの有意な増加、肝臓SREBP-1発現の抑制、および脂肪酸シンターゼ(FAS)の発現抑制効果があることが確認された。

(-)SECOは脂肪細胞への分化誘導を促進するものの脂肪の蓄積は抑制し、結果として脂肪細胞により産生されるアディポネクチンの血中量が上昇したものと推察された。2.(-)SECOの抗糖尿病効果糖尿病モデルであるKK-A^yマウスの高脂肪食飼育下における(-)SECOの経口投与の効果を検討した。その結果、有意ではないものの体重増加の抑制作用、血糖値の抑制効果が認められた。また、明らかな脂肪肝の改善が認められ、皮下脂肪組織の重量の低下、肝臓および血中の中性脂肪値の低下が認められた。糖尿病の発症には炎症性サイトカインが関与することが知られている。そこで脾臓細胞の炎症性サイトカイン産生に及ぼす効果を検討したところ、(-)SECOの経口投与により、インターロイキン(IL)-1β、および腫瘍壊死因子(TNF)α産生が有意に抑制されることが明らかになった。