hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脱分化脂肪細胞（DFAT）と吸収性ハイブリッドマテリアルを用いた骨再生法の開発

本研究の目的は、歯周病や口腔内疾患により失われた顎骨組織の再生のために、Bone morphogenetic protein(BMP)-9とFK506によって共刺激した脱分化脂肪細胞(DFAT)と乳酸・グリコール酸共重合体/ハイドロキシアパタイト複合体(PLGA/HA)を用いた新規骨再生法の開発を目的としている。In vitroにおいて、PLGA/HA上でラットDFAT(rDFAT)はBMP-9とFK506共刺激によって骨分化が促進されることが認められた。またラット頭蓋骨欠損モデルにおいて、BMP-9とFK506共刺激rDFATをPLGA/HAを用いた移植は骨再生の可能性があることを示唆した。細胞供給源として成人から得られる成熟脂肪細胞を脱分化させることで得られる脱分化脂肪細胞(DFAT)は、高い増殖能と多分化能を併せ持つことから近年、再生療法における細胞の供給源として注目されている。DFATの優れている点は従来の骨髄由来や脂肪由来の幹細胞と比較して煩雑な選別操作なしで純度の高い細胞が得られることや、組織採取量が微量(1g以下)ですむ点である。また、近年ヒト骨髄由来未分化間葉系細胞の培養上清には現在、口腔内疾患により失われた歯周・顎骨組織を再生させる手段がTissue engineeringの3要素を基盤に研究されている。本研究では、高純度、高い増殖能、多分化能、また入手の容易さなど多くの利点を持つことから、近年注目されている脱分化脂肪細胞(DFAT)培養時に生じる上清中のサイトカインに着目し、DFAT培養上清のラット頭蓋骨欠損モデルにおける骨形成能を網羅的に解析し、安全、効率的かつ予知性の高い理想的な骨再生療法をベースとした次世代型歯周・顎骨再生療法の基盤確立を行うことを目的としている。in vitro実験系において、ラットDFAT(rDFAT)をBone Morphogenetic Protein(BMP)-2, BMP-9,免疫抑制剤FK506それぞれ単独刺激もしくはBMPとFK506で共刺激し、培養上清中のサイトカイン産生量をELISA法にて比較・検討した。現在までに、rDFAT培養上清中にIGF-1, HGF, VEGF, TGF-β1の存在が認められ、概ね全てのサイトカインにおいて、FKを用いた刺激群において産生量の上昇を確認した。歯周病学交付申請書に記載した平成25年度の研究計画をおおむね完了しており、平成26年度に予定している動物実験のフェーズへ移行しつつあるため上記の評価を行った。現在rDFATを用いたin vitro研究を行っており、in vivo研究に移行するための準備を行っている。今後はin vitro研究の結果を考慮し、より効率的に骨再生を行っていくための足場材の選択も再度行っていく予定である。
多剤耐性タンパク質(P-糖タンパク質)の生化学的研究

多剤耐性タンパク質(P-糖タンパク質)のATPaseとしての基本的な性質を理解する一環としてNa^+,K^+-ATPaseの酵素化学的性質を研究し以下の結果を得た。反応中間体形成にともない、リン脂質の炭化水素鎖とBIPM probe、FITCprobe、トリプトファン残基の相互作用が変化すること及び消光剤による消光の程度が異なることが示された。これらのことより、Cys-964とGlu-953は酵素の比較的表層近くにあり、Thr-955とSer-962は酵素の比較的中心近くにあるということが示唆された。また、Na^+,K^+-ATPase標品を用いたBIPMprobeからFITC probeへの蛍光エネルギー移動をアセチルリン酸を用いて解析したところ、CyS-964に結合しているBIPMprobeとLys-501に結合しているFITCprobeの間の距離は約36Åと推定された。今後、さらにいくつかの基礎実験を重ねたうえで多剤耐性タンパク質(P-糖タンパク質)に関する生化学的研究を進めたいと考えている。
NOx浄化システムおよび富栄養化ダム湖から回収される微細藻類バイオマスの資源化

これまで微細藻類を用いてボイラー等の排ガスに含まれるNOxを処理するシステムの開発を行ってきた。この実用化研究を完全なものに仕上げるには、NOx処理により大量に生産される微細藻類バイオマスを有効利用することが必要である。また、近年、水力発電用あるいは上水資源確保の目的で建設された人造湖の富栄養化が進み、アオコや淡水赤潮の異常発生による水質の悪化、景観上の問題が生じている。その対策の一つとして、アオコ等の原因となっている微細藻類の回収が行われているが、その処分方法が未解決である。そこで、NOx処理により得られた微細藻類バイオマスおよびアオコや淡水赤潮バイオマスを有効利用するため、資源化技術の検討を行った。1.バイオマス成分の分析水素生産、重金属処理剤の開発を行うためバイオマス成分の分析を行い、微細藻類バイオマスの種類による、最適な有効利用の方法を明らかにした。2.バイオマスからの水素生産乳酸菌により微細藻類・アオコバイオマスを乳酸発酵し、得られた乳酸から光合成細菌により水素を生産できることを明らかにした。さらに、乳酸菌と光合成細菌の混合培養系により一段階で水素生産を行うプロセスを開発し、効率のよい水素生産のための培養条件を明らかにした。3.重金属除去能の向上環境水中の重金属処理を目指し、硬水中に高濃度で存在するカルシウム、マグネシウムイオンの影響を調べた。微細藻類バイオマスを用いて、これらのイオン存在下で亜鉛、カドミウム、銅、鉛が処理できるととを明らかにした。これまでボイラー等の排ガスに含まれるNOxを微細藻類を用いて処理するシステムの開発を行ってきた。この実用化研究を完全なものに仕上げるには、NOx処理により大量に生産される微細藻類バイオマスを有効利用するための検討が必要である。その対策の一つとして、微細藻類の回収が行われているが、その処分方法が未解決である。そこで本研究では、NOx処理により得られた微細藻類バイオマスおよびアオコや淡水赤潮バイオマスを有効利用するため、資源化技術の検討を行い、以下の知見を得た。1.微細藻類バイオマス成分の分析富栄養化の進む湖沼においてアオコの採集を行い、バイオマス成分の分析を行った。また、アオコの人工培養を行い、バイオマス成分の変化について調べた。その結果、採集したアオコはデンプン含有量が少ないが、人工培養を行うとデンプン含有量を増加することがわかった。NOx処理を行わない場合と種々の条件でNOx処理を行った場合の微細藻類バイオマスの成分を調べたところ、NOx処理による成分の差はほとんどないことがわかった。2.微細藻類バイオマスの有用物質への変換NOx処理を行った微細藻類バイオマスからの有機酸の生産を検討した結果、バイオマス中のデンプンから乳酸菌により、乳酸が効率よく生産されることが明らかとなった。3.重金属吸着特性微細藻類バイオマスを用いて、Cd、Pb、Cu、Znの吸着除去が可能であることが明らかとなった。

そこで、NOx処理により得られた微細藻類バイオマスおよびアオコや淡水赤潮バイオマスを有効利用するため、資源化技術の検討を行った。・乳酸生産の最適化平成12年度の研究で選抜された乳酸菌を用いて微細藻類およびアオコのバイオマスの発酵を試みた。培養の条件(温度、pH、バイオマス組成)について検討し、有用な乳酸を生産するための培養条件の最適化を行った。・バイオマスからの水素生産微細藻類バイオマスから得られた乳酸を利用して、光合成細菌による水素生産の検討を行った。・重金属除去能の向上共存イオン存在下での重金属の除去能を向上させるために、バイオマスに種々の物理的・化学的前処理を行い、その影響を調べた。・バイオマス成分の分析微細藻類バイオマスの種類によって、最適な有効利用の方法が異なると考えられる。そこで、有機酸生産、重金属処理剤の開発を行うためのバイオマス成分の分析を行った。これまで微細藻類を用いてボイラー等の排ガスに含まれるNOxを処理するシステムの開発を行ってきた。この実用化研究を完全なものに仕上げるには、NOx処理により大量に生産される微細藻類バイオマスを有効利用することが必要である。また、近年、水力発電用あるいは上水資源確保の目的で建設された人造湖の富栄養化が進み、アオコや淡水赤潮の異常発生による水質の悪化、景観上の問題が生じている。その対策の一つとして、アオコ等の原因となっている微細藻類の回収が行われているが、その処分方法が未解決である。・バイオマスからの一段階水素生産平成13年度までのバイオマスからの水素生産の検討では、乳酸菌による微細藻類・アオコバイオマスからの乳酸発酵と、得られた乳酸からの光合成細菌による水素生産の二段階のプロセスに分けて行っていたが、本年度は乳酸菌と光合成細菌の混合培養系を構築し、一段階で水素生産を行うプロセスを開発し、効率のよい水素生産のための種々の培養条件の検討を行った。・重金属除去能の向上硬水中には高濃度のカルシウム、マグネシウムイオンが存在する。そこで環境水中の重金属処理を目指し、これらのイオン存在下での微細藻類バイオマスを用いた重金属処理について検討した。そこで、前年度に引き続き、水素生産、重金属処理剤の開発を行うためのバイオマス成分の分析を行った。
発毛異常示すラットHHRの責任遺伝子の探策

Hirosaki Hairless Rat(HHR)はSprague-Dawley Rat(SDR)から生じた無毛の変異動物で1984年に弘前大学医学部付属動物実験施設にて発見された。この形質はこれまでに常染色体劣性遺伝であることが証明されているが、その責任遺伝子は同定されていない。本研究ではHHRの責任遺伝子(hhr)を連鎖解析によって同定することを目的としている。昨年度、hhrは第1と第14染色体以外に存在することが明らかになり、それ以外の全染色体を対象に連鎖解析した。SDRと遺伝的に距離の離れているBrown Norway Ratの雌をHHRの雄と交配させ、F_1を作成した。さらに、F_1の雌とHHRの雄で戻し交配させ、N_2を100頭作成した。発毛異常を起こすN_2ラットの肝からDNAを抽出後、全染色体のマイクロサテライトマーカーを用いて連鎖解析した。その結果、hhrは第7染色体のマーカーであるD7Rat!05と有意に連鎖した。さらに、第7染色体に対して3種類のマイクロサテライトマーカー(D7Rat173、D7Rat3およびD7Rat105)を用いて連鎖解析したところ、hhrはD7Rat173とテロメアの間(7q36)に位置することが明らかになった。この位置には発毛に関与する遺伝子であるWNT1、WNT10b、ビタミンDレセプター、Hoxc遺伝子群、塩基性ケラチン遺伝子群などが位置する。これらの遺伝子の発現をRT-PCRで調べたところ、Kb21、23および26の発現が低下していた。ゲノムDNAを用いてPCRするとKb21-26のフラグメントは増幅されず、HHRの発毛異常はこれらの遺伝子の欠失によるものであると示唆された。HHR(Hirosaki Hairless Rat)はSprague-Dawley Rat(SDR)から生じた無毛の変異動物で1984年に弘前大学医学部付属動物実験施設にて発見された。本研究ではHHRの責任遺伝子を連鎖解析によって同定することを目的としている。平成17年度では責任遺伝子の遺伝子座が存在する染色体の同定を試みた。SDRと遺伝的に距離の離れているBrown Norway (BN) Ratの雌をHHRの雄と交配させ、F_1を作成した。N_2はアルビノ、BNラット様、頭巾斑の毛色を示した。アルビノ遺伝子座は第1染色体に、頭巾斑遺伝子座は第14染色体に存在することが知られており、χ2乗検定により各々の毛色と毛の有無には相関が認められなかった為、HHRの責任遺伝子座は第1および14染色体には存在しないことが示唆された。そこで、第1および14染色体を除いた18の常染色体についてラットのマイクロサテライトマーカーを用いて連鎖解析を行うこととした。HHRとBNラットおよびこれらのF_1の肝臓からゲノムDNAを抽出し、各マイクロサテライトマーカーでPCRし、これらのラット間に多型が認められることを確認した。現在、これらのマーカーを用いてN_2のゲノムDNAをPCRし、マーカーごとに表現型と遺伝型の2×2分割表を作成している段階である。
摂食障害モデルラットを用いてレプチンによる過食症状抑制の可能性を検討

平成19年度までに得た結果から、ラットへのレプチンの脳室内投与量(3μg/5μl)そのものは通常条件では不安行動や一般行動量に影響を与えないことがプラスメーズテストにおいて確認された。また平成19年度には摂食障害患者を念頭に設定した1日2時間の時間制限給餌行うと、7日目にはラットの不安が減弱してオープンアームに出やすくなり、一般行動量も増加することを確認した。その段階で同量のラットレプチンの脳室内投与量を行うと、ラットの不安行動が増強し、一般行動量も減少した。これらの結果を臨床的知見にあわせて解釈すると、制限給餌(ダイエット)を繰り返すことが生物学的に不安の減少と行動量の増加を生じ、これは痩せ願望や肥満恐怖などの心理的要因とは関連しない。また、このような不安の減少はダイエットのさらなる強化因子となり得、過活動を生じることも臨床知見と矛盾しない。ダイエット後にレプチンを投与すると不安が増強することは、摂食障害の治療で食事の再摂取を行うことにより体脂肪が増えレプチンが放出されると生物学的に不安が生じることになる。これは摂食障害の治療抵抗性の原因が痩せ願望や肥満恐怖などの心理的要因のみではなく、体重増加に伴うレプチンによる生物学的な不安の増強が肥満恐怖などの心理面で表出され、治療への抵抗に結びつくことも考えられた。今回の研究結果からは、摂食障害の治療過程でレプチンの増加による生物学的不安に対処することが治療に重要である証明ができた。栄養改善時のレプチンの不安惹起作用をジアゼパムのような抗不安薬が抑制できるのかなどを今後我々の確立したラットモデルを使用し検討することが、摂食障害の合理的薬物療法の確立に結びついていくと思われる。最初にレプチン脳室内投与による摂餌行動に及ぼす影響とその至適濃度を検討し、また、ラットの不安を挙上十字迷路試験装置で測定するための条件設定を行った。実験動物はWistar系雌性ラットで、12週齢(摂食障害が若年の女性に好発することから、思春期に該当する週齢の雌性ラット)のものを使用した。1週間後、薬物の脳室内投与のための外科処置としてchloral hydrate麻酔下で頭皮を切開し、脳定位固定装置を用いPaxinos & Watsonの図譜に従い第3脳室(大曹から前に0.6mm、左側に2.0mm、深さ3.2mm)にガイドカニューレを挿入、固定した。1週間の回復期の後、ラットの活動期である暗期に実験を行った。マイクロインジェクターを使用し、ラットレプチンを複数濃度(0.3,1,3,6.25μg/5μl)で、または溶媒を脳室内に注入し摂餌行動を測定した。その結果、レプチンは1μg/5μl以上で摂餌を抑制した。ラットの不安を挙上十字迷路試験装置で測定するための条件設定について試行錯誤を繰り返した。最終的にOpen armとClosed armへの進入回数と滞在時間から、Open arm entry/Open+Closed entryを不安の指標とし、これが0.3程度になるように明るさなどを設定した。レプチン投与ラットを使用して計測を始めたところであるが、印象としてレプチンはOpen arm entry/Open+Closed entryを増加させ、抗不安作用を有すると思われるが、さらに検討をしていく予定である。平成18年度の研究として平成17年度に得た結果を検討し、ラットレプチンの脳室内投与量(3μg/5μ1)や挙上十字迷路試験装置の実験条件を決定した。本実験として、実験動物はWistar系雌性ラット12週齢(摂食障害が若年の女性に好発することから、思春期に該当する週齢の雌性ラット)のものを使用した。薬物の脳室内投与のための外科処置としてchloral hydrate麻酔下で頭皮を切開し、脳定位固定装置を用いPaxinos&Watsonの図譜に従い第3脳室(大曹から前に0.6mm、左側に2.0mm、深さ3.2mmにガイドカニューレを挿入、固定し、1週間の回復期の後、ラットの活動期である暗期に実験を行った。ラットに過食症類似状態を起こさせるために、1日2時間の制限給餌を7日間にわたり加えた。7日目のラットは過食類時状態を呈するため、7日目の2時間給餌後にラットレプチンを脳室内投与し、その30分後の不安関連行動を挙上十字迷路試験装置で測定した。制限給餌を加えない状態ではラットレプチンを脳室内投与しても不安関連行動に変化を認めなかった。過食類時状態でラットレプチンを脳室内投与した場合、Open armへの侵入割合が減少し、不安が増強している結果が得られた。レプチンは通常条件下では不安に関与しないが、半飢餓状態では不安惹起作用を持つと考えられる。このことは摂食障害患者に不安障害が高率に併存する生物学的基盤の一部にレプチンが関与している可能性を示唆する。さらに実験個体数を増やし、一般行動に及ぼす影響を検討し、また得られた結果を国内外の研究者と討論する場を得られるように平成19年度研究計画を作成した。

また平成19年度には摂食障害患者を念頭に設定した1日2時間の時間制限給餌行うと、7日目にはラットの不安が減弱してオープンアームに出やすくなり、一般行動量も増加することを確認した。その段階で同量のラットレプチンの脳室内投与量を行うと、ラットの不安行動が増強し、一般行動量も減少した。これらの結果を臨床的知見にあわせて解釈すると、制限給餌(ダイエット)を繰り返すことが生物学的に不安の減少と行動量の増加を生じ、これは痩せ願望や肥満恐怖などの心理的要因とは関連しない。また、このような不安の減少はダイエットのさらなる強化因子となり得、過活動を生じることも臨床知見と矛盾しない。ダイエット後にレプチンを投与すると不安が増強することは、摂食障害の治療で食事の再摂取を行うことにより体脂肪が増えレプチンが放出されると生物学的に不安が生じることになる。これは摂食障害の治療抵抗性の原因が痩せ願望や肥満恐怖などの心理的要因のみではなく、体重増加に伴うレプチンによる生物学的な不安の増強が肥満恐怖などの心理面で表出され、治療への抵抗に結びつくことも考えられた。今回の研究結果からは、摂食障害の治療過程でレプチンの増加による生物学的不安に対処することが治療に重要である証明ができた。栄養改善時のレプチンの不安惹起作用をジアゼパムのような抗不安薬が抑制できるのかなどを今後我々の確立したラットモデルを使用し検討することが、摂食障害の合理的薬物療法の確立に結びついていくと思われる。
医療的ケアが必要な子どもの親における災害への備えとその関連要因の検討

本研究では、医療的ケアが必要な子どもの親における災害への備えとその関連要因を明らかにするこ戸を目的としている。平成30年度に実施したインタビューから得た結果を基に作成した質問紙による調査を本年度は実施し、「なぜ備えを実施したのか、もしくはしていないのか」備えの背景要因や心理・社会的要因を含めた多角的な分析を行う。本研究の目的は、医療的ケアが必要な子どもの親における災害への備えとその関連要因を明らかにすることである。今年度は、医療的ケアの必要な子どもを対象とする訪問看護ステーションや在宅療養支援診療所へ本研究の趣旨を説明し、研究協力の同意を得た施設より紹介された医療的ケアの必要な子どもを持つ親を対象にインタビューを実施することができた。主な調査内容は、親の背景(性別、年齢、家族構成、職業と職場環境、健康状態)、子どもの背景(性別、年齢、疾患名、医療的ケアの内容、在宅療養歴)、周囲のサポートの状況、社会資源の活用の状況、災害体験の有無、災害への備えの状況、備えを行った際の状況、備えを行わない理由、備えに関する思い・考えである。この結果を基に質問紙の項目の検討、作成を行った。また、研究協力の説明を行うことで、主体的に自宅で過ごす医療的ケアの必要な子どもに携わる医療従事者に、医療的ケアの必要な子どもの災害時の対応が早急に対応すべき課題であることを意識づけするきっかけともなった。次年度は、作成した質問紙調査を実施し、医療的ケアの必要な子どもの親が行っている災害への備えの現状とその関連要因について多変量解析を行っていく。また、研究成果を論文としてまとめ、日本災害看護学会、日本小児看護学会、世界災害看護学会など国内外の学術学会で発表し、自宅で過ごす医療的ケアを必要とする子どもとその家族へのアプローチ、医療従事者への教育へも繋げ、地域への還元、医療の向上へ貢献していきたい。現在質問紙作成まで終了しており、研究協力を得る予定の施設とも良好な関係性、本研究の必然性の理解が得られている。今後医学系研究倫理審査委員会での研究倫理審査の承認を得て、円滑にデータ収集を行う予定である。今後、質問紙などを医学系研究倫理審査委員会にかけ、再度研究協力施設への説明、質問紙調査を実施する。得られたデータより医療的ケアの必要な子どもの親が行っている災害への備えの現状とその関連要因について多変量解析を行っていく。
北海道東部の完新世初頭における石器石材の入手・選択過程に関する研究

本研究は、更新世末から完新世初頭にかけての北海道東部における石器石材の入手・選択過程の復元を通じて、石材利用にかかわる人間集団の行動形態を解明することを目的として計画された。北海道東部において、堆積岩の分布・産状に関する調査を、単一の水系にとどまらず複数の地域においてはじめて網羅的に試みたこと、それによって得られた知見を実際の考古学資料の観察・分析に適用し、当該石器群のライフ・ヒストリー復元の基礎としたこと、が本研究の特色としてあげられる。本年度では第一に、十勝平野周辺域および常呂川・渚滑川・名寄川流域において、石器石材に関する分布調査を前年から引き続いて実施した。利用可能な堆積岩、とりわけ硬質頁岩、チャート、メノウ、砂岩などの岩体がどの地域に分布するのかを確認し、その産状を記載していった。その結果、北海道東部内のいくつかの地域では良質な硬質頁岩の岩体が分布していること、それらの硬質頁岩を用いた石器が十勝平野や釧路平野に所在する複数の諸遺跡から検出されていることを確認した。これまでの北海道では、石器石材の入手・選択過程に関する議論は、黒曜石を主な対象として進められてきたが、綿密な分布調査を前提とすることで、今後は堆積岩にもある程度拡張して進めていくことが可能性なことがわかった。第二に、北海道東部の完新世初頭に位置づけられる石器群の石材消費形態の検討を実施した。その結果によれば、地域単位できわめて特異な傾向を示すことが判明した。更新世末の段階では、石器群の石材消費形態は地域(流域)内で相互補完的な変異を示しているのに対して、完新世初頭になると大きな変化をとげていることがわかった。この成果は、北海道における縄文時代の成立過程を解明するうえでも重要な論点と思われ、今後多角的な検討が必要とされているといえよう。本研究は、更新世末から完新世初頭にかけての北海道東部における石器石材の入手・選択過程の復元を通じて、石器群のライフ・ヒストリーを明らかにする方法を確立し、それにもとづいて人間集団の行動形態を解明することを目的として計画された。本年度においては、第一に、十勝平野周辺で石材分布調査をおこない、硬質頁岩、安山岩、チャート、泥岩、メノウの岩体を確認し、その産状を記載した。これらの石器石材は、北海道で石器石材として主に利用されている黒曜石と比較して、採集地はもとより、消費形態についても基礎的な記載がおこなわれることは、これまでほとんどなかったものである。分布調査によって確認した岩体から産出される岩屑・角礫のなかには、十勝平野内の遺跡で石器石材として使用されているものとの間に石質が類似しているものがあり、これにより採集地を具体的に推定することが可能となった。これまで北海道東部の硬質頁岩は、北海道南部から集団間の交換に伴って持ち込まれたものであると考えられてきたが、十勝平野周辺での石器石材の分布およびその産状を見る限り、十勝平野周辺域を周回域とする移動活動の過程で、これらの石器石材が採集されている可能性が高い。第二に、十勝平野内の遺跡を主な対象として、更新世末の段階での石材消費形態の特徴を把握する作業を実施した。完新世初頭の段階との差異を把握することが重要と考えたからである。具体的には、当該期に属すると考えられる石器群を対象として、定量的属性分析の手法によって石器製作技術の復元を試み、そのなかで黒曜石を含めた様々な石器石材を用いた遺跡内における消費作業内容・消費作業量の把握をおこなった。その結果、十勝平野内で採集される石器石材を主に利用している遺跡と、他地域からもたらされた石器石材も多く利用されている遺跡とがあることがわかった。前者に関しては、遺跡によって消費作業内容・消費作業量に強い変異があり、十勝平野を周回域とする移動形態がその変異の表出を規定している可能性が提起された。後者の遺跡は、更新世末の段階において地域間をまたがるような長距離移動がおこなわれていたことを示している。今後は、完新世初頭の段階の石器群を分析し、更新世末の段階との差異を明らかにしたい。また、石器石材分布調査についても調査対象域を広げ、より妥当性の高い採集地推定が出来るようデータを集積していきたいと考える。

これまでの北海道では、石器石材の入手・選択過程に関する議論は、黒曜石を主な対象として進められてきたが、綿密な分布調査を前提とすることで、今後は堆積岩にもある程度拡張して進めていくことが可能性なことがわかった。第二に、北海道東部の完新世初頭に位置づけられる石器群の石材消費形態の検討を実施した。その結果によれば、地域単位できわめて特異な傾向を示すことが判明した。更新世末の段階では、石器群の石材消費形態は地域(流域)内で相互補完的な変異を示しているのに対して、完新世初頭になると大きな変化をとげていることがわかった。この成果は、北海道における縄文時代の成立過程を解明するうえでも重要な論点と思われ、今後多角的な検討が必要とされているといえよう。
EC-SODの抗酸化作用と生活習慣病の動脈硬化予防

EC-SODはヘパリンに対し親和性をもち、血管平滑筋に分布する抗酸化酵素である。EC-SODは血管を酸化ストレスから保護し、一酸化窒素の寿命を調節することで、血圧の調節に関与しており、EC-SODの機能、分布の異常と高血圧発症の係わりが注目される。本研究により、EC-SOD遺伝子の発現において複数の転写開始点が使われ、なおかつ翻訳レベルをネガティブに調節する領域が5'-UTR存在することが明らかとなった。また、リコンビナントマウスEC-SODを用いた実験で、N末端側のプロセッシングによりEC-SODがヘパリン親和性の高い8量体を形成することが明らかとなった。8量体EC-SODは血管壁に効率よく分布することが期待されることから、組織指向性の高い抗酸化酵素としてEC-SODを高血圧の治療、予防に応用する可能性が示された。細胞外型スーパーオキシドジスムターゼ(extracellular superoxide dismutase;EC-SOD)は分泌型のSODアイソザイムとして哺乳動物の血管平滑筋、結合組織、脂肪組織などに分布し、細胞表面の抗酸化作用を担っている。EC-SODはプロテオグリカンなどに親和性を示し、分泌後に体液中よりもむしろ血管平滑筋細胞などに取り込まれ、組織中に多量に分布することが知られている。血管壁における主要なSOD活性をEC-SODが占めるという事実から、EC-SODと高血圧・動脈硬化性疾患とのかかわりが注目され、EC-SODはスーパーオキシド代謝によりNOの寿命調節に関与する可能性が示唆されている。本研究では、EC-SODの構造と局在について検討し、より血管指向性の強い抗酸化酵素の開発を目指している。EC-SOD組織内局在は、細胞表面との親和性と、組織内への移行という2つの要因により調節される。EC-SODのヘパリン親和性は従来知られていたC末端部分の構造に加えて、分子の4次構造が重要である。組み換えタンパク質の精製において、EC-SODは分泌後に何らかの修飾を受けて、よりヘパリン親和性の高い8量体に転換されることが明らかになった。加えて、EC-SODはSODアイソザイムの中でN型糖鎖をもつ唯一の糖タンパク質であり、糖鎖構造とEC-SODのヘパリン親和性、四次構造と組織内局在の関連についても検討を進めている。酸化ストレスに基づく活性酸素分子種の産生がNOの寿命に影響し、有毒なペルオキシナイトライト由来のラジカル発生をもたらすことで、動脈硬化の病態に関与することが予想される。細胞外型スーパーオキシドジスムターゼ(extracellular superoxide dismutase; EC-SOD)は唯一の分泌型SODアイソザイムである。ヒト及びマウスのEC-SODはヘテロテトラマーで、主に肺、腎臓、血管平滑筋、結合組織、脂肪組織に分布し、C末端近傍のヘパリン結合部位の働きによりプロテオグリカンなどに親和性を示し、分泌後に体液中よりもむしろ組織中に多量に分布することで細胞表面の抗酸化作用を担う。血管壁の主要なSOD活性をEC-SODが占めることから、EC-SODの分布や機能と高血圧・動脈硬化性疾患との係わりが注目されている。3T3-L1脂肪前駆細胞およびラット血管平滑筋細胞(RASMC)にリコンビナントマウスEC-SODを添加し、細胞による取り込みと細胞内分布に対する酸化ストレス、一酸化窒素曝露の影響を間接蛍光染色法、及びウエスタンブロット法で観察した。RASMC、および3T3-L1細胞はEC-SODと効率よく結合したが、過酸化水素による前処理はEC-SODの取り込みを著しく低下させた。一方、過酸化水素による後処理はEC-SODの取り込みを促進した。さらに、NOドナー負荷による一酸化窒素刺激は3T3-L1細胞のEC-SOD取り込みを顕著に促進した。また、EC-SODの添加は各種刺激に対するRASMCのHB-EGF(ヘパリン親和性上皮増殖因子様増殖因子)発現を抑制することから、EC-SODは血管増殖性の疾患の予防因子として機能していると考えられる。細胞のEC-SOD取り込みに対する一酸化窒素、酸化ストレスによる影響は、プロテオグリカンのラジカルによる修飾がEC-SODの局在に関与する可能性を示唆している。
浮上モータのセルフセンシング制御に関する研究

ハードディスクドライブや人工心臓用のアクチュエータとして、浮上モータ(セルフベアリングモータ)の適用が提案されている。これらのシステムは、小型化・低消費電力化が望まれており、特に小型化は最重要課題である。しかしながら、浮上モータは能動制御型のシステムであり、フイードバック制御のためのセンサを必要とする。センサのノンコロケートな配置は制御特性を悪化させる原因になり、設置空間はより小型化が望まれるシステムにとって大きな障害になる。そこで本研究では、外部センサを用いずに浮上モータの制御用コイルをセンサとしても用いる、差動トランス方式のレフセンシング制御を提案する。平成12年度は、モータリングコイルの各相と浮上コイルの各相間の相互インダクタンスが、ロータのラジアル方向の変移に対し線形な出力特性を持ち、差動トランス方式のセルフセンシングが可能なことを理論および実験から明らかにした。平成13年度は、ノイズ対策、新たな共振回路の挿入や出力バンド幅の調整などを行い、セルフセンシングによる静止状態での浮上制御に成功した。しかしながら、変位情報を持つ搬送波成分の作動出力は、ロータに貼り付けた永久磁石の位置や制御電流の変化に完全に独立ではなく、その影響を受けて変動するため、最終目的である浮上回転の実現には至らなかった。ただし、浮上のみであればコロケートセンサとして良好な特性を示しており、浮上モータのセルフセンシングによる制御が実現可能であるという十分な見通しを得た。今後は、上記の変動とセルフセンシング出力間のダイナミクスについて解析を行い、安定した浮上回転の実現を目指すとともに、アキシャル型の磁気浮上モータについても、パルス幅変調方式によるセルフセンシング化の実現を目指している。しかしながら、浮上モータは能動制御型のシステムであり、フィードバック制御のためのセンサを必要とする。このセンサの設置空間が小型化のためには大きな障害になる。本研究では、浮上モータの制御コイルをセンサとしても用い、外部センサを用いずに浮上制御を実現する、差動トランス方式のセルフセンシング制御について検討した。1年目の概要としては、4極浮上モータを3相4極モータリングコイルと2相6極浮上コイルで構成し、モータリングコイルの各相と浮上コイルの各相間の相互インダクタンスが、ロータのラジアル方向の変移に対し線形な出力特性を持つことを明らかにした。さらに、モータリングコイルのある相をパルス幅変調(PWM)駆動し、浮上コイルの各相の搬送波成分を検波復調することで、ロータのラジアル方向の変移に線形な信号が得られることを実験的に確認した。しかし、浮上制御のためにはセルフセンシングのバンド幅やノイズ対策などまだ改善しなければならない課題もあり、セルフセンシングによる浮上回転には至らなかった。2年目はこれらの点を克服し、セルフセンシングによる浮上回転の実現を目指し研究を継続していく予定である。さらに,アキシャル磁気軸受とモータの機能を一体化したアキシャル磁気浮上モータについても、セルフセンシングの原理と出力特性について検討を加えている。センサのノンコロケートな配置は制御特性を悪化させ、設置空間は小型化のためには大きな障害になる。そこで本研究では、浮上モータの制御コイルをセンサとしても用い、外部センサを用いずに浮上制御を実現する、差動トランス方式のセルフセンシング制御を提案する。

昨年度は、モータリングコイルの各相と浮上コイルの各相聞の相互インダクタンスが、ロータのラジアル方向の変移に対し線形な出力特性を持つことを理論および実験から明らかにした。本年度は、ノイズ対策、新たな共振回路の挿入や出力バンド幅の調整などを行い、静止状態でのセルフセンシングによる浮上制御に成功した。また、変位情報を持つ搬送波成分は、ロータに貼り付けた永久磁石の位置や制御電流の変化に伴い出力特性が変動することを確認した。この影響により、最終目的である浮上回転の実現には至らなかったが、浮上のみであればコロケートセンサとして良好な特性を示した。今後は、上記の変動とセルフセンシング出力間のダイナミクスについて解析を行い、安定した浮上回転の実現を目指す。さらに、アキシャル磁気浮上モータについても、パルス幅変調方式によるセルフセンシング化の実現を目指している。
種々の幾何構造をもつ低次元多様体の研究

研究代表者の上正明は3,4次元多様体,特に境界付き4次元多様体を念頭に研究を行った.これらの研究の有力手段である2大理論,Seiberg-Witten理論とHeegaard Floerホモロジー理論から派生する3次元多様体の2つの不変量,前者におけるFukumoto-Furutaの不変量,後者における補正項不変量と呼ばれるものが球面多様体と呼ばれる3次元多様体の上では一致し,さらにエータ不変量と呼ばれる既知の不変量によって表されることを示した.またこのタイプの3次元多様体を境界とする4次元多様体の構造がFukumoto-Furutaの不変量によってある制約をうけることを具体的に示した研究代表者の上正明は3,4次元多様体,特に境界付き4次元多様体を念頭に研究を行った.これらの研究の有力手段である2大理論,Seiberg-Witten理論とHeegaard Floerホモロジー理論から派生する3次元多様体の2つの不変量,前者におけるFukumoto-Furutaの不変量,後者における補正項不変量と呼ばれるものが球面多様体と呼ばれる3次元多様体の上では一致し,さらにエータ不変量と呼ばれる既知の不変量によって表されることを示した.またこのタイプの3次元多様体を境界とする4次元多様体の構造がFukumoto-Furutaの不変量によってある制約をうけることを具体的に示した研究代表者の上は,有理ホモロジー3球面の福本-古田不変量(Seiberg-Witten理論由来)とOzsvath Szaboのd-不変量(Heegaard Floerホモロジー由来)の関係を研究し,3次元球面多様体の場合は両者が一致することをエータ不変量との関係を明らかとすることで証明し,3次元球面多様体を境界とする4次元多様体の交叉形式に関する制約などへの応用を明らかにした.球面多様体の場合はこれらの不変量は組み合わせ的に定義されるNeumann-Siebenmann不変量とも一致する.さらにある種の条件をみたす鉛管多様体の境界となる有理ホモロジー3球面の場合にも両者が一致することを示しレプリントにまとめた.なおStipsiczが有理型特異点のリンクとなる有理ホモロジー3球面の場合にd-球面の場合にd-不変量とNeumann Siebenmann不変量の一致をHeegaard Floerホモロジー由来の全く異なる方法で主張している.この手法と我々の手法との理論的関連を示すこと,これらの不変量の一致する範囲をより拡大すること(例えば弱い楕円型特異点のリンクとなる場合など)は次の課題である.上記の2つの不変量は一般には一致しない例が知られており,両者の違いが何に由来するかを探ることは,Seiberg-Witten理論とHeegaard Floerホモロジー理論との関連を探る意味でも,古典的なRochlin不変量の整数値への持ち上げで,ホモロジー同境不変な不変量が存在するかという有名な未解決問題にアプローチする意味でも重要な課題である.研究分担者の加藤毅は一般に複雑なエンドをもつ4次元多様体上のASD接続のモジュライ空間の解析を通じて4次元のCassonハンドルのエキゾチックな微分構造の分類問題を研究した.研究分担者の加藤信一と宇敷重廣は,それぞれ代数群,力学系の研究を継続した.研究代表者の上は主として4次元多様体およびその境界に現れる有理ホモロジー3球面の不変量の研究を継続した.特にSeiberg-Witten理論由来の福本古田不変量とHeegaard Floerホモロジーに由来するOzsvath-Szaboの補正項と呼ばれる不変量がある種の鉛管多様体の境界となる場合に一致し,その結果これらの多様体の場合はこの不変量がRochlin不変量の整数値への持ち上げでかつ有理ホモロジーコボルディズム不変であることを示したが,この両者は一般には一致せず,どこに一致不一致の境界があるか,上記2つの性質をともにみたす不変量が存在するかはなお今後の課題として残されている.さらに福本古田不変量がHeegaard Floerホモロジー理論の側からどのようにとらえることができるか,エータ不変量などとの関連についても引き続き考察を行っている.またこれらの不変量を生み出す母体となるSeiberg-Witten理論とHeegaard Floerホモロジー理論については,共通の3次元多様体を境界として2つの4次元多様体を貼り合わせて得られる多様体におけるSeiberg-Witten方程式解のモジュライ空間およびSeiberg-Witten不変量の貼り合わせ公式が種々の形で得られているが,これらをより統一的に理解するため整理統合すること,これをHeegaard Floerホモロジー理論由来の4次元多様体の不変量の貼り合わせ公式とより関連づけて理解することをめざして研究を継続している.特に後者の理論は最近解析にたよらない組み合わせ的定式化がなされておりSeiberg-Witten理論で得られた多くの結果を代替しつつあるが,その一方では精密化されたSeiberg-Witten不変量の理論はこれを代替するものがなく,上述のような公式の整理統合は両者の関係をより理解するためにも必要なステップと考えられる.

なお研究分担者の加藤毅はトロピカル幾何における力学系の変形について,藤井,加藤信一,宇敷はそれぞれ双曲幾何,代数群,力学系の研究を継続した.研究代表者の上は3,4次元多様体のトポロジーの研究を継続した.特に3次元多様体の中でも有理ホモロジー3球面と呼ばれるクラスに対して定義される2つの不変量,Heegaardフレアホモロジー由来のOszvath-Szaboの不変量とSeiberg-Witten理論由来のFukumoto-Furuta不変量の関係を研究した.2009年発表の論文で3次元球面多様体に対しては両者が一致することを示した.その後この結果を拡張し,ある条件をみたす4次元鉛管多様体の境界となる3次元グラフ多様体の場合にも一致することを見いだしpreprint M.Ue, The Ozsvath-Szabo and the Neumann-Siebenmann invariants for certain plumbed3-manifolds,にまとめたが,これをより広いクラスの多様体に対して拡張できるかどうかを引き続き研究中である.上記の不変量についてはStipsitzが有理特異点のリンクとなる3次元多様体に対して両者が一致することを示しているが,上記のプレプリントの結果はそれとは独立に得られたものであり,より直接的に関係を記述するものとなっている.ただしこの2つの不変量は一般には一致しないことが知られており,その相違を解明することはSeiberg-Witten理論とHeegaardフレアホモロジー理論の関係を知る上でも重要であり今後の課題である.また4次元多様体のトポロジーについて古典的結果から最新の成果までを包括的に取り扱うテキストを執筆中であり,その中でHeegaardフレアホモロジーなど最新の理論の視点から既知の結果も統一的に扱う視点から理論を記述し,今年中に完成することをめざしている研究分担者の加藤毅は4次元トポロジーにおけるCassonハンドルやある種の力学系の解析的観点からの研究を行い,藤井,加藤信一,宇敷はそれぞれ双曲幾何,表現論,力学系に関する研究を継続した
バクテリアのparAB分配遺伝子の多様性と分配の基本分子機構の研究

<背景と目的>バクテリアでは染色体外因子にこれら因子を娘細胞へと伝えるための分配機構が見つかっている。この分配機構には2つのタンパクをコードする遺伝子とこれらのタンパクが作用するDNA部位、いわばセントロメアに相当する遺伝子が必要でありこれらの遺伝子は一つのオペロンを構成している。この分配遺伝子の働きによりプラスミドでは細胞の中央部に局在化されていたものが細胞長の1/4と3/4の部位に分かれる。この局在化のためには分配複合体が宿主側の因子に結合しているものと考えられるがいまだよくわかっていない。ゲノム研究の進展から、この分配遺伝子と相同性を持つものがバクテリアで見つかってきた。プラスミドの分配機構を明らかにするため新たに見つかってきた遺伝子をその配列から検討した。<検討結果>Fプラスミドの分配遺伝子の相同遺伝子を検索した。それぞれに50以上のホモログが見つかりこれらのファミリーをParAとParBとした。アミノ酸配列によるタンパクの系統樹ではParABとも2つに別れ、ゲノムに由来し比較的保存性が高いグループと染色体外因子に由来し配列の多様性が著しいグループであった。保存性の高い分配機構が種を超えて働きうるか実証するためBacillus subtilisの分配遺伝子soj-spoOJ-parSがEscherichia coliにおいてプラスミド分配遺伝子として機能するか調べた。世代あたりのプラスミドの保持率と細胞内での局在化の両点からB.subtilisの分配遺伝子がE.coliでも機能すると結論した。<考察>parAB分配遺伝子は染色体からプラスミドやファージに移ることでこの染色体外因子があたらしい宿主で安定保持されやすいだろう。これは種間でも機能しプラスミドやファージのバクテリア間での伝播に寄与したと考えられる。グラム陰性と陽性のバクテリアの間でも機能することから、分配の宿主因子はそれぞれの種に今も共通に保存されていると考えられる。
統計学的手法を利用した先秦文献の成立に関する研究-儒家文献を中心として-

本研究課題は、先秦期に成書された文献について、その成書時期・地域について解明する事を目的とする研究の一環であり、その中で儒家文献を対象として研究を行うものである。本研究では、文献の編年を行う際の手法として、N-gram方式に基づく文字列の収集・集計を行い、それを統計的手法・他の文献との比較という手法を通じて文献の編年を行っている。本手法を使用した研究をこれまで数本公開しているが、本年度までの研究の過程で、N-gram方式を用いた集計結果を統計的手法を用いて分析する事で、文献毎や個別の文献の篇毎のグループ化に関する一定の傾向を得る事が出来ると結論する事が出来た。しかし、その傾向をどう評価するかについては、別問題である事も明らかとなった。特に、より多くの文献の編年がなされていない現状では、統計的手法のみを安易に使用する事は危険である。そのために、現状では統計的手法を用いての分析は、文献や編著者のグループ化(それをどう分析するかは別にして)を主要な目的としている。上記問題点に対し、統計的手法で見出されたグループや他の文献との比較を、語彙・句法の比較を通じて該当文献の編年を行うという、歴史言語学的な手法を併用する事でその解決を試みた。本手法は昨年度から試みているものであるが、統計的手法で見出した傾向が、何時の時代・地域に当てはまる(場合がある)のかについて調査するには、本方法は有効であると認識した次第である。本年度は、最終研究年度であり、上記手法による知見の蓄積と、本研究の主要分析対象である『禮記』の編年を主要な目的としたが、その中で指標となるべき文献として、『周禮』を対象に分析を行った研究を行った。結果、『周禮』は前三世紀中葉秦統一以前に齊地で成書されたとする結論を得た。また『周禮』の研究を遂行する過程で、『禮記』の何篇かに関する成書時期や地域にを明らかにする事が出来た。戦国期における儒家文献の分類の起点として、『孟子』を対象として採り上げた。『孟子』をN-gramを利用した分散分析法を利用して分析した結果、『孟子』の中に書かれている孟子自身の言行は、ほぼ当人の其れとして認めて良い事。則ち、『孟子』に使われている言葉は、孟子の生きていた前四世紀後半期のそれである事を明らかにした。この研究は、「孟子は誰が書いたのか?-N-gramモデルと統計解析法による分析-」2003年度立命館東洋史学会で発表を行い、現在論文を執筆中である。また、別に、儒家の基本経典たる『春秋』がベースとした魯の年代記の痕跡を色濃く残している事を踏まえて、歴史記録としての『春秋』を分析する事で如何なる世界が描けるかという点について、N-gramによって得られたデータを分析する事で魯国中心の世界の一端を明らかにした。これは「歴史記録としての『春秋』-N-gramモデルと統計解析法による分析-」なる題名で(本年三月に発行予定)公表した。また、研究会などで『尚書』のN-gramとクラスター分析を利用した分類についての研究発表も行った。この発表については、データの処理方法など今後検討する指摘を多く受けたため、現在も研究中である。現在は、『孟子』という一つのの基準点を定めた事を踏まえて、それより遡った前4世紀前半に成立したと想定されている文献(坊記・緇衣等)を分析するべく準備中である。その他の研究業績については依頼原稿であるが、本研究を遂行する上で欠かせないインターネットリソースの情報を広く斯界に知って貰うために執筆した次第である。本年度は、研究の二年目に当たる。まず、昨年度に発表した内容を踏まえ、「『孟子』の成書時期について」という論文を公刊した。本論は、『孟子』七篇の成書時期について、N-gramとそれによって得られたデータを標準偏差のぶれを比較するという方法で分析し、『孟子』七篇の間には顕著なぶれがない事=『孟子』に使用される言葉は、孟子自身のそれである(前4世紀後半期に使用された言葉)事を明らかにした。これによって、戦国期諸子百家の文献を分析する上で、丁度中間点とも言える位置に孟子が位置づけられる事となり、少なくとも『孟子』以前・『孟子』以後という枠組みが設定可能となった。次に、戦国期諸子百家の語彙量の学派的・時代的な特徴を把握するために、N-gramのデータ+語彙量を計る統計手法であるユールのK-特性値を利用して比較を試みた。これが「中国戦国期の語彙量について-N-gramとユールのK特性値を利用した分析-」である。これによって、戦国期全般での語彙量の推移把握が可能な儒家では、『孟子』まで増加傾向にあった語彙量が、『筍子』等前三世紀の文献では一定の取捨選択の結果減少傾向にある事。また、スローガン的な言葉を多用していた墨家は語彙量が少なく、道家は逆に独自のイメージを言葉に託すという関係上、他の諸子百家とは異なる独自の語彙が多い事が明らかとなった。最後に、『礼記』に所収され、後世朱子学の根本経典となった「中庸」篇の成書時期について研究を行った。その成果が「『礼記』中庸篇の成書時期について」である。本論では、N-gram+クラスター分析+

歴史言語学の手法を利用して、中庸篇の成書時期が従来の二分説ではなく、時期的な観点から三つに分かれる事、また現行本の成書(編纂)時期を前3世紀中頃である事を明らかにした。その中で、中庸篇の成書時期に関わる研究成果のみならず、戦国期の各期で使用される言葉について知見を蓄積し、今後の研究に大いに資する事があったと考えている。次年度はこれらの蓄積を踏まえ、『礼記』の何編かの分析+中庸篇の分析時に事後の課題とした『易』の十翼+その他関係する儒家文献の成書時期について採り上げる予定である。※N-gramとは、「ある文字列の中の任意の隣接する文字の組み合わせ」を指す(Nは任意の数字。1文字単位なら1gram・2文字単位なら2gramである)。本研究課題は、先秦期に成書された文献について、その成書時期・地域について解明する事を目的とする研究の一環であり、その中で儒家文献を対象として研究を行うものである。本研究では、文献の編年を行う際の手法として、N-gram方式に基づく文字列の収集・集計を行い、それを統計的手法・他の文献との比較という手法を通じて文献の編年を行っている。本手法を使用した研究をこれまで数本公開しているが、本年度までの研究の過程で、N-gram方式を用いた集計結果を統計的手法を用いて分析する事で、文献毎や個別の文献の篇毎のグループ化に関する一定の傾向を得る事が出来ると結論する事が出来た。しかし、その傾向をどう評価するかについては、別問題である事も明らかとなった。特に、より多くの文献の編年がなされていない現状では、統計的手法のみを安易に使用する事は危険である。そのために、現状では統計的手法を用いての分析は、文献や編著者のグループ化(それをどう分析するかは別にして)を主要な目的としている。上記問題点に対し、統計的手法で見出されたグループや他の文献との比較を、語彙・句法の比較を通じて該当文献の編年を行うという、歴史言語学的な手法を併用する事でその解決を試みた。本手法は昨年度から試みているものであるが、統計的手法で見出した傾向が、何時の時代・地域に当てはまる(場合がある)のかについて調査するには、本方法は有効であると認識した次第である。本年度は、最終研究年度であり、上記手法による知見の蓄積と、本研究の主要分析対象である『禮記』の編年を主要な目的としたが、その中で指標となるべき文献として、『周禮』を対象に分析を行った研究を行った。結果、『周禮』は前三世紀中葉秦統一以前に齊地で成書されたとする結論を得た。また『周禮』の研究を遂行する過程で、『禮記』の何篇かに関する成書時期や地域にを明らかにする事が出来た。
雁皮紙および三椏紙の超長寿命化のためのヘミセルロースの役割の解明

和紙の保存性(酸加水分解および酸化)に関する研究を実施してきた。その中で、楮紙のインク焼けなどの酸化劣化についての研究から、ヘミセルロースの役割についての重要性を気づいた。そのため、保存性の観点からはあまり議論されてこなかったヘミセルロースが和紙の保存性にどのように寄与し、あるいはしないのかを、ヘミセルロース含有量が楮よりも高い雁皮および三椏を例として検討することとした。昨年度までに、高知県紙産業技術センターにおいて、雁皮および三椏を炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムの2種により煮熟した。同時に煮熟した試料の半分はフラットスクリーンを用いて、柔細胞をできるだけ除去した試料も作成し、除去していないものと併せそれぞれ計4種の雁皮紙と三椏紙を作製した。2017年度に雁皮紙の酸化劣化に関する実験を終了し、2018年の学会でその成果を発表した。今年度は製造した4種の三椏紙の酸性劣化および酸化劣化挙動を検討する目的で、三椏紙を硫酸鉄溶液(低濃度、高濃度)あるいは硫酸溶液(硫酸鉄溶液のpHに合わせる)にそれぞれ浸漬後乾燥させた。これを湿熱劣化(80°C、65%rh、4週間)処理した。前者の硫酸鉄溶液は酸化と酸加水分解を、後者の硫酸溶液は酸加水分解のみの影響を評価するためである。繊維細胞からの柔細胞の分離に関しては篩分器を導入し、柔細胞分離に用いる篩の目の大きさについて楮パルプを用いた予備的な検討を実施した。以上の研究から、より保存性の高い和紙の製造方法を提案したい。研究協力者である学生が修了し、次の学生に研究を引き継いだが、ゼロからのスタートとなり、研究が遅れている。すでに三椏紙の劣化処理は終了した。これらの試料の機械的強度、セルロースの重合度および酸化度、中性糖分析などを行うとともに、昨年導入した電気伝導度滴定によるカルボキシル基の定量を試みる。これらの結果と一昨年度に実施した雁皮紙の劣化挙動を比較して、ヘミセルロースが和紙の劣化に及ぼす影響について考察する。保存性の観点からは無視されてきたヘミセルロースが紙の保存性にどのように寄与し、あるいはしないのかを、雁皮および三椏を例として取り上げた。雁皮を炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムの2種により煮熟した。同時に煮熟した試料の半分はフラットスクリーンを用いて、柔細胞をできるだけ除去した試料も作成し、除去していないものと併せ計4種の雁皮紙を作製した。製造した4種の雁皮紙の酸性劣化および酸化劣化挙動を検討する目的で、雁皮紙を硫酸鉄溶液(低濃度、高濃度)あるいは硫酸溶液(硫酸鉄溶液のpHに合わせる)にそれぞれ浸漬後乾燥させる。これを湿熱劣化(80°C、65%rh、4週間)処理する。強いアルカリである苛性ソーダで煮熟した雁皮紙は、硫酸鉄処理により鉄イオンの影響を大きく受け、酸化度は増加し、諸物性値も大きく変化した。また同じ初期pH条件下で、硫酸処理を行った雁皮紙では、酸化度は小さく、諸物性値の変化も小さかったことから、鉄イオンが酸化反応を触媒し、雁皮紙の劣化を引き起こすことが確認された。また、スクリーン処理を行った試料では、柔細胞が減少し劣化が促進されると思われたが、今回試験した範囲では、その変化が顕著には見られなかった。しかし、分子量分布や中性糖など、一部の測定結果ではスクリーン処理による劣化の促進が見られた。雁皮紙に関する酸化劣化試験は順調に終了している。しかし、ゲルパーミエションクロマトグラフィー(GPC)でのセルロースの酸化部位の分析に関しては、蛍光検出器を導入したが、蛍光ラベル化剤の選定が長引いており、予備実験が終了していない。