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QCD相転移機構・QGP状態の多角的な研究ーRHIC・LHC物理理解

重イオン衝突物理の実験理解を視野に入れながら、第一原理である量子色力学と現象論をもとに、量子色力学相転移と相転移に伴う新しい物質相(クォーク・グルーオンプラズマ相)の状態を明らかにすることを目標にした。ここではジェット(高横運動量を持つ粒子)と重イオン衝突後に生じた高温・高密度の媒質との相互作用、クォーク・グルーオン・プラズマ相生成の指標となる物理量についての成果を得た。クォーク・グルーオンプラズマ(QGP)相、ハドロン相の相転移機構とQGP状態の理解は素粒子・原子核理論における重要な課題である。現在、QGP状態の発見、QCD相転移機構の理解に向けて、理論・実験の両側面からの研究が精力的になされている。2000年より稼働しているブルックヘブン国立研究所の衝突型加速器、Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)で得られた大きな成果の一つは、強相関QGP状態の生成の成功である。これは我々の相対論的流体模型、リコンビネーション模型のRHIC物理理解への成功が大きい。相対論的流体模型は重イオン衝突実験のダイナミクスを記述できる唯一の現実的な模型として、非常に注目を集めその重要性がますます高まっている。平成19年度はこの相対論的流体模型を軸に、媒質(相対論的流体模型)とジェットの相互作用についての研究を進め、論文にまとめた。これによりジェットが媒質中でエネルギーを失うエネルギー損失の機構について、媒質の性質の理解が深まった。さらにこの研究はマッハコーン、リッジ構造についての研究に発展している。さらにQCD相転移機構理解の鍵をにぎるQCDクリティカルポイントについて、現在存在する実験結果から議論を進め、その発見につながるクリアな物理量を発見した(投稿中)。さらにこの状態方程式を相対論的流体模型に取り込み、実験への定量的な提言を目標に研究が進行中である。一方、格子QCDを用いた、スカラー、軸性ベクトル中間子の性質について調べ、論文にまとめた。これは有限温度でのスカラー、軸性ベクトル中間子の性質についての研究へと進展している。有限温度のハドロンの性質からQCD相転移機構の解明を目指す。2007年終わりから名古屋大学(野中)、大阪大学(浅川)、広島大学(志垣)と定期的な研究会(Heavy Ion Pub)を開催している。助教クォーク・グルーオンプラズマ(QGP)相、ハドロン相の相転移機構とQGP状態の理解は素粒子・原子核理論における重要な課題である。2000年より稼働しているブルックヘブン国立研究所の衝突型加速器、Relativistic Heavy Ion Collider(RHIC)で得られた大きな成果の一つは、強相関QGP状態の生成の成功である。平成20年度はこの相対論的流体模型を軸に、媒質(相対論的流体模型)とジェットの相互作用における様々なエネルギー損失メカニズムのシスティマティックな比較を行った。さらにジェットにより媒質中にマッハコーンが形成されているという過程のもとで定量的な実験の検証を行っているところである。さらにQCD相転移機構理解の鍵をにぎるQCDクリティカルポイントについて、現在存在する実験結果から議論を進め、その発見につながるクリアな物理量を発見した。
江戸期方言資料としての東国儒学者の講義録の調査とその収集

江戸時代の東部方言を知る資料として、全国各地の図書館に所蔵されている、東国出身の儒学者の講義録の所在の調査とその講義録の収集がこの科学研究費による研究テーマである。講義者の講義を筆録させて、後進の勉学の資とする学統を有していたのが山崎闇斎学派であった。闇斎は、俗語を交えた分かりやすい言葉で講義した。この講義を弟子たちは、闇斎の口吻が分かるように写実的に筆録して、後世に伝えた。闇斎学派では、講義者の口吻が分かるように講義録を作成することが伝統になったのである。闇斎の弟子たちが全国各地で講義をしたとすれば、それを聴講した聴講者がやはり講義者の口吻が分かるようにその講義録を作成して後世に残したことになる。当然、地方出身の講義者であれば、その出身地の方言で講義録が纒められるのである。この地方出身者の講義録が方言を残している点で、生の方言資料の少ない江戸時代においては貴重である。今回の研究によって、東国の方言講義録がかなり残されていることが判明した。渡辺予斎は新発田方を、稲葉迂斎・稲葉黙斎父子は江戸語を残している。また野田剛斎・幸田誠之は北関東の方言を残しているように推測される。闇斎学派の講義録の研究によって江戸時代の方言が体系的に捉えられる可能性が生じてきたと考えている。平成6年度は、新発田市立図書館に所蔵されている東国儒学者の資料調査を行った。所蔵されている東国儒教者の資料は、新発田藩に仕え、門下に多大の影響を与えた稲葉黙斎をはじめ、その父稲葉迂斎,奥平棲遅庵,野田剛斎,幸田誠之等の江戸出身者、土浦出身の手塚現斎,藤田畏斎,仙台藩出身の遊佐木斎などの資料を調査した。講義録等は、筆録者によって、東国語を残している場合とそうでない場合とがあるため、資料を丹念に調査した。この調査の間に新発田市在住の溝口景久氏(家老の子孫)宅の資料調査を行い、新発田藩出身の儒僧渡辺予斎の資料を新たに見出すことができ、平成4、5年度科研究補助金交付課題「江戸時代方言資料の調査とその収集」によって収集した渡辺予斎の資料に確実な資料を加えることができた。一方、すでに収集した渡辺の資料から、方言をカード化する作業を研究補助員に行わせ、学時の新発田地方の方言をかなり収集できた。本研究費補助金によって、新潟県新発田市立図書館、福井県小浜市立図書館、横浜市大倉山精神文化研究所、山口県政資料館、同歴史民族資料館、山口県岩国市の吉川報効会、無窮会(前年調査)、国立公文館など、主要機関で資料調査を行った。その結果、東国儒学者の講義録が集中して所蔵されている機関は、新発田市立図書館、無窮会、大倉山精神文化研究所であり、他の機関は数点ぐらいを分蔵していることが判明した。その中で現存点数の多い稲葉迂斎・稲葉黙斎の資料を重点的に調査した。その一部をコピーで収集した。山崎闇斎学派の特徴として、講義者の口吻が分かるように筆録した講義録を残す慣例になっているため、江戸出身の稲葉迂斎・稲葉黙斎父子の資料によって、江戸語の実態の調査にとりかかる準備がととのった。
ビニリデル金属錯体を鍵中間体とする触媒的有機合成反応に関する研究

歪みのかかった環状エンジインを除いて非環式エンジインの環化芳香族化にはかなりの高温を必要とするが、エンインアレンは、Saito-Myers環化反応によって比較的温和な条件下で反応が進行することが知られている。本研究では、エンインアレンの容易な環化芳香族化反応に着目し、アレン部分をビニリデン錯体に置換した反応を設計した。その結果、非環式エンジインの興味深い触媒的環化反応が進行することを見出した。1,5-ドデカジイン-3-エン(0.4mmol)とRhCl (i-Pr_3P)_2(0.02mmol)をトリエチルアミン(0.6mmol)共存在下、ベンゼン(4mL)中50°Cで20時間反応させると1-フェニル-2-ヘキセン(E/Z=86/14)が単離収率58%で得られた。種々の検討を行った結果、生成物を高収率で得るためにはトリエチルアミンを添加することが必須であることがわかった。さらに種々の基質を用いてこの反応の一般性を調べた結果、いずれの基質からも環化によって生成するベンゼン環の結合した炭素から数えて2,3位に二重結合を有する化合物が単離収率5065%で生成することが明らかになった。さらに、反応機構の詳細な検討によって、本反応が非環式エンジインとロジウム錯体によるビニリデン錯体の生成、続くSaito-Myers型の環化による1,4-有機ロジウムジラジカル中間体の生成をへて進行していることが明かとなった。ジラジカル中間体の介在は、アクリル酸エチルを共存させた反応においてアクリル酸エチルの付加体の生成により確認された。この反応の合成化学的な応用として、分子内アルケンによる補足に成功し、一段階でベンゾジヒドロイソフラン誘導体を70%収率で合成できた。また、本反応は種々のビニルシランやシラテトラリン類の単段階合成にも応用できることが明かとなった。近年、エンジインを骨格の一部に含んでいる抗腫瘍性抗生物質の発見によりエンジインの化学が活発に研究されている。これらの化合物の生理活性の発現には、環状エンジイン部分の環化芳香族化が関与している。これらの環化様式は、エンジインのBergman環化と、エンインアレンのMyers環化の2種類に大別される。歪みのかかった環状エンジインを除いて非環式エンジインの環化芳香族化にはかなりの高温を必要とするが、エンインアレンは温和な条件下で環化反応が進行することが知られている。本研究では、エンインアレンの容易な環化芳香族反応に着目し、アレン部分をビニリデン錯体に置換した反応を設計した。1,5-ドデカジイン-3-エン(0.4mmol)とRhCl(i-Pr_3P)_2(0.02mmol)をトリエチルアミン(0.6mmol)共存在下、ベンゼン(4mL)中50°Cで20時間反応させると1-フェニル-2-ヘキセン(E/Z=86/14)が単離収率58%で得られた。種々の検討を行った結果、生成物を高収率で得るためにはトリエチルアミンを添加することが必須であった。

さらに種々の基質を用いてこの反応の一般性を調べた結果、いずれの基質からも環化によって生成するベンゼン環の結合した炭素から数えて2, 3位に二重結合を有する化合物が単離収率5065%で得られることが明らかになった。本環化反応では、非環式エンジインとロジウム錯体からまずビニリデン錯体が生成し、続いてMyers型の環化が起こり、1,4-有機ロジウムジラジカル中間体が生成すると考えられる。さらに、側鎖のアルキル基からベンゼノイドラジカルへの分子内1,5-水素移動の後、ラジカル同士の結合によりメタラサイクル中間体が生成し、β-水素脱離を経て還元的脱離により生成物が得られると類推した。アセチレン末端を重水素化したエンジインの反応において、メタ位が重水素化された生成物が得られたことからこのビニリデンロジウム錯体経由の反応機構の妥当性が示された。また、ジラジカル中間体の介在は、アクリル酸エチルを共存させた反応においてアクリル酸エチルの付加体の生成により確認された。歪みのかかった環状エンジインを除いて非環式エンジインの環化芳香族化にはかなりの高温を必要とするが、エンインアレンは、Saito-Myers環化反応によって比較的温和な条件下で反応が進行することが知られている。本研究では、エンインアレンの容易な環化芳香族化反応に着目し、アレン部分をビニリデン錯体に置換した反応を設計した。その結果、非環式エンジインの興味深い触媒的環化反応が進行することを見出した。1,5-ドデカジイン-3-エン(0.4mmol)とRhCl(i-Pr_3P)_2(0.02mmol)をトリエチルアミン(0.6mmol)共存在下、ベンゼン(4mL)中50°Cで20時間反応させると1-フェニル-2-ヘキセン(E/Z=86/14)が単離収率58%で得られた。種々の検討を行った結果、生成物を高収率で得るためにはトリエチルアミンを添加することが必須であることがわかった。さらに種々の基質を用いてこの反応の一般性を調べた結果、いずれの基質からも環化によって生成するベンゼン環の結合した炭素から数えて2,3位に二重結合を有する化合物が単離収率5065%で生成することが明らかになった。さらに、反応機構の詳細な検討によって、本反応が非環式エンジインとロジウム錯体によるビニリデン錯体の生成、続くSaito-Myers型の環化による1,4-有機ロジウムジラジカル中間体の生成をへて進行していることが明らかとなった。ジラジカル中間体の介在は、アクリル酸エチルを共存させた反応においてアクリル酸エチルの付加体の生成により確認された。この反応の合成化学的な応用として、分子内アルケンによる補足に成功し、一段階でベンゾジヒドロイソフラン誘導体を70%収率で合成できた。また、本反応は種々のビニルシランやシラテトラリン類の単段階合成にも応用できることが明らかとなった。
情報の遅延・劣化による非線形力学系の動特性

機械システムおよびこれを操作する人間の線形・非線形力学系の制御時の動作状況が、操作制御情報伝達の遅延および劣化によっていかに変化するかを検討した。まず、ばね・質量・ダンピングからなる1自由度の機械力学系で基礎に変位加振を加えるシステムでモデル規範追従制御を行う場合に、制御規範モデルから求めた適切な運動指令情報に時間的な遅延、あるいは制御変位振幅の大きさの減少など劣化が生じた場合、結果の応答がいかに変化するかを検討した。また、人間の上肢運動を2リンクのアームとしてモデル化し、このモデルを用いて正常な運動を実現するアクチュエータの制御信号に時間の遅延と信号振幅の劣化が生じた場合、アーム先端のエンドイフェクタの直線運動、回転運動、S字運動、クランク運動などの軌道制御精度にいかに影響するかを検討した。この結果、たとえば±10%の変化に対して最大40%以上の軌道誤差あるいは終端精度誤差が生じうることを示した。以上の基本的な機械力学系ほモデル規範追従制御、2リンクの上肢モデルを用いた内部トルク制御情報の遅延・劣化の影響の検討つづき、さらに複雑なダイナミックス、具体的には人間の静的歩行時における歩行の安定性がその関節制御情報に劣化・遅延が生じる場合にいかなる影響を受けるかについて検討した。人間の静的歩行の歩行状態、特に歩行時の各関節の時間的な動きを実測し、これをもとに関節制御情報の基準パターンを作成した。静的歩行に関する数式モデルの作成、重心の3次元位置をもとにした歩行安定性の判定法、基準パターンを用いたシュミレーションによる歩行安定性を検討し、静的歩行時の各関節の角度制御情報に周期、振幅のわずかな変化が生じた場合に、全体の歩行安定性がいかに変化するか、情報の変化と応答の変化とを対比して検討した。基本的な現象の観測、理論解析とモデルの形成およびシミュレーション・実験による検討を行った。システムの制御情報に何らかの原因による遅延や劣化が生じた場合、システムのダイナミックスにかなり大きな変化を生じることを確認した。簡単なばね・質量・ダンピングからなる1自由度の機械力学系に基礎に変位加振を加えるシステムを対象として、モデル規範追従制御を行う場合に制御規範モデルから求めた適切な運動指令情報に周期時間の間延びなど時間的な遅延、あるいは制御変位振幅の大きさの減少など劣化が生じた場合、結果の応答ダイナミックスがいかに変化するかを検討した。この結果、遅延および劣化の程度によってシステムの応答ダイナミックスが変化することを確認し、たとえば固有周期時間の1/2の遅延時間によって追従誤差に持続振動が生じる規範モデルの目標に収束できないことなどを明らかにした。人間の正常動作の実測データをもとに制御情報を求め、数十%の変化を与えたシミュレーションにより特性の変化を検討した。たとえば、±10%の変化に対して最大40%以上の軌道誤差あるいは終端精度誤差が生じ、また、±1%の変化に対しても最大6%以上の誤差が生じうることを示した。さらに機械システムを操作する人間の非線形動作への情報の遅延・劣化の影響についても検討を加えていきたい。人間の手あるいは足を用いた動作・操作などの線形・非線形力学系の操作・制御時の動作状況を時間応答データをもとに把握・検討した。操作制御信号に情報伝達の遅延および劣化を考慮し、この具体的な影響・効果を検討した。

平成8年度は、平成7年度に実施した基本的な機械力学系のモデル規範追従制御におけるフィードバック情報の遅延・劣化によるダイナミックスの変化、2リンクの上肢モデルを用いた内部トルク制御情報の遅延・劣化によるエンドイフェクタ軌道の変化の検討つづき、さらに複雑なダイナミックスを対象とした操作・制御時の情報遅延・劣化の影響の問題を取り扱った。具体的には、人間の静的歩行時における歩行の安定性が、人間の関節制御情報に劣化・遅延が生じる場合に、いかなる影響を受けるかについて検討した。人間の静的歩行(歩行時のいかなる瞬間にも全体の力の静的な釣り合いがとれているような歩行形態)を対象として、人間の歩行状態、特に歩行時の各関節の時間的な動きを実際に計測し、これをもとに関節制御情報の基準パターンを作成した。さらに、静的歩行に関する数式モデルの作成、重心の3次元位置をもとにした歩行安定性の判定法、基準パターンを用いたシミュレーションによる歩行安定性の維持特性を検討した。また、静的歩行時の各関節の角度制御情報に、周期のわずかな延長、振幅のわずかな減少など、遅延・劣化が生じた場合に、全体の歩行安定性がいかに変化するかを、制御情報の変動と対比させて検討した。
電子レンジ加熱を利用したパン様食品の調製と特性 -教材化に向けての基礎的検討-

本研究では、究極的にはパン様食品の教材化を目指し、まず学校の授業や家庭で簡便に作れるような電子レンジ加熱を利用したパン様食品の好ましい調製法の確立と、そば粉やはったい粉などの添加により嗜好性、栄養性、物性等に優れたパン様食品調製の可能性の検討を目的として検討を行った。得られた成績は以下の通りである。1.発酵パンのロールパンに準じて調製したドウを、電子レンジ加熱により膨化させ、続いてオ-ブン加熱操作を行い焼成した。オ-ブン加熱のみのものをコントロールとして膨化率を比較検討した結果、少量の重曹とヨ-グルトの添加で、嗜好性も、フレーバーも良好なものが得られた。大学生男女各17名で行い7段階の点数で評価した官能検査においてもその重曹とヨ-グルト添加のものに最高点が与えられた。2.本研究費で購入したクリープメーター物性試験システムを使用して硬さを測定し焼成後の変化を見たところ、やはり少量の重曹とヨ-グルトを添加して調製したものが最も硬化し難いことが判明した。3.はったい粉やそば粉の添加効果については、上記の最良の条件のものに50%まで小麦粉に置き換えて添加して調べたが、まだ検討は継続中である。そば粉の場合は、添加量に比例して膨化が促進され、10%添加のものが比較的良好であった。また、はったい粉の場合は、添加割合が多いほど膨化率は減少したが、1025%添加割合のものは、嗜好性も、フレーバーも良好であった。以上、十分実用に供しうると思われるパン様食品の調製法を確立することができた。この教材としての応用についても展望が開けたが、実践方法等の検討は今後の課題である。
有機EL媒質を用いたナノキャビティにおける特異な光輻射と2次元光波の発生

マイクロキャビティにおける輻射場制御の研究は盛んであるが、波長より十分小さなナノキャビティの輻射場制御については、キャビティ中に光波(3次元光波)のモードが存在しないために研究は行われていなかった。我々は回折限界をこえたナノメートルの光ビームを形成できる低次元光波について研究を行ってきたが、負誘電体ナノキャビティを利用すると低次元光波を選択的に励起できることをはじめて指摘した。H13年度の研究では負誘電体ナノキャビテイによって低次元光波のモードを制御した2次元光波源を提案し、素子を作製し、実験を行った。本年度はさらに2次元光波源の高輝度化、長寿命化を目指して、ドーパントの使用を試みた。さらに、3次元-2次元光波インターフェースの実験を行った。結果は以下のとおり。1)有機蛍光層を含む負誘電体ナノキャビティに新しいドーパントDPQを使用し、高輝度化と発光波長を従来(500nm)より長波長シフト(580-600nm)させることに成功した。有機蛍光層は典型的有機EL媒質のAlq3とαNPDのヘテロ接合である。理論計算からナノキャビティ中には2次元光波の伝搬モードしか存在しないことがわかっている。さらに面発光と端面発光のスペクトルを比較したところ、2次元光波の励起によるものと思われる差異が観測された。しかし、素子の寿命は短く安定した測定はできなかった。2)プリズム上に形成したAlq3を含む負誘電体ナノキャビティに全反射条件で3次元光波を入射し、光近接場励起した。その結果、出力光はTM偏光を示し、2次元光波であることが確認された。これは3次元光波によって2次元光波を励起することに成功したといえ、3次元-2次元光波インターフェースとして応用できる。1)と2)の結果から、ナノキャビティを利用して励起が困難な2次元光波を励起できることがわかった。素子寿命に課題を残すものの、本結果はナノ光回路の光源への道を開くものと考えられる。光の波長程度の大きさをもつマイクロキャビティを利用した輻射場制御の研究は数多く行われてきた。波長よりさらに小さなナノキャビティについては、キャビティ中に光波(3次元光波)のモードが存在しないことから輻射場制御の研究は行われていなかった。我々は回折限界をこえたナノメートルの光ビームを形成できる低次元光波について研究を行ってきたが、負誘電体ナノキャビティを利用すると低次元光波を選択的に励起できることに気が付いた。そこで本研究では負誘電体ナノキャビティによって低次元光波のモードを制御するための基礎実験を行った。有機蛍光体を含む負誘電体ナノキャビティを作製し、その発光特性の計測を行った。有機蛍光体としては有機EL用媒質として知られているAlq3とαNPDを使用した。ITOガラス基板上に金、有機蛍光体、銀とマグネシウム合金を蒸着して負誘電体キャビティを形成した。通常の有機EL素子と異なり、透明電極ではなく通常の金属を電極として用いるために発光層の垂直方向には発光(面発光)がおこらず、横方向への発光(端面発光)がおこる。さらに蛍光層の膜厚を100nm程度に薄くして、負誘電体(金属)にサンドイッチされたナノキャビティからの発光を実験的に調べた。このような負誘電体ナノキャビティにおいては2次元光波の伝搬モードしか存在できないことが理論からわかっている。実験の結果、以下のことがわかった。1)有機蛍光媒質の膜厚を100nm程度に薄くした状態で、金属に電圧を印加して電流励起により端面発光させ、遠視野での発光スペクトルと偏光について調べた。発光スペクトルは膜厚に強く依存したピーク構造をもち、面発光と異なる特性が得られた。偏光はTM偏光(電場の振動方向が界面と垂直)を示した。2)負誘電体ナノキャビティのモード計算を行ったところ、3次元光波はカットオフとなって存在できず、2次元光波のみが存在できることがわかった。2次元光波はTMモードであることから、1)において観測した偏光は、2次元光波がナノキャビティ中において励起、伝搬され、端面において3次元光波に変換されて遠視野において観測されたものと解釈できる。3)1)と2)の結果から、ナノキャビティを利用して励起が困難な2次元光波を電流励起できることがわかった。これはナノ光回路の光源、いわば2次元光波源への道を開くものと考えられる。結果は以下のとおり。

1)有機蛍光層を含む負誘電体ナノキャビティに新しいドーパントDPQを使用し、高輝度化と発光波長を従来(500nm)より長波長シフト(580-600nm)させることに成功した。有機蛍光層は典型的有機EL媒質のAlq3とαNPDのヘテロ接合である。理論計算からナノキャビティ中には2次元光波の伝搬モードしか存在しないことがわかっている。さらに面発光と端面発光のスペクトルを比較したところ、2次元光波の励起によるものと思われる差異が観測された。しかし、素子の寿命は短く安定した測定はできなかった。2)プリズム上に形成したAlq3を含む負誘電体ナノキャビティに全反射条件で3次元光波を入射し、光近接場励起した。その結果、出力光はTM偏光を示し、2次元光波であることが確認された。これは3次元光波によって2次元光波を励起することに成功したといえ、3次元-2次元光波インターフェースとして応用できる。1)と2)の結果から、ナノキャビティを利用して励起が困難な2次元光波を励起できることがわかった。素子寿命に課題を残すものの、本結果はナノ光回路の光源への道を開くものと考えられる。
MEK-ERKシグナルの抗癌剤低抗性に関する解析-分子標的治療応用への基礎的検討

CMVプロモーターによりラット正常小腸上皮細胞に恒常活性型変異MEK1遺伝子を導入してMEK-ERKのシグナル,を恒常的に活性化させることで,MEK-ERKのシグナルが細胞の生存活性に与える影響や抗癌剤感受性(抵抗性)に与える影響に関して検討した.恒常活性型変異MEK遺伝子導入細胞においては,コントロール細胞に比して著明に生存活性が上昇し,各種抗癌剤に対するIC_<50>の算出においては,MEKの活性化により各種抗癌剤に対する抵抗性が著明に増強した.この抗癌剤に対する抵抗性の機序が,アポトーシス抵抗性を介したものかを明らかにするため,核染色・TUNEL法にて検討した.核染色による形態観察では,アポトーシス抑制を介していると考えられ,また,TUNEL法では活性型変異MEK遺伝子導入細胞においてアポトーシス細胞の減少が認められた.MEK-ERKシグナル経路の活性化により,Bcl-2familyのBcl-X_L, Mcl-1が高発現することを介して抗アポトーシス作用を示すという報告に基づきウェスタン・ブロットによりアポトーシス関連蛋白を検討した.MEK-ERKのシグナルの活性化によりBcl-X_Lに代表されるanti-apoptotic proteinの発現をが増強し,Bakに代表されるpro-apoptotic proteinの発現の発現が減弱していた.さらにMEK-ERKシグナル経路の下流でcyclooxygenase-2(COX-2)が発現するという報告に基づき,恒常活性型変異MEK遺伝子導入細胞においてCOX-2の発現と,選択的COX-2阻害剤(NS398)の抗癌剤抵抗性に与える影響について検討した.上記細胞にてCOX-2発現の増強が認められ,COX-2選択的阻害剤にて処理すると,恒常活性型変異MEK遺伝子尊入細胞の抗癌剤抵抗性は減弱した.CMVプロモーターによりラット正常小腸上皮細胞に恒常活性型変異MEK1遺伝子を導入してMEK-ERKのシグナル,を恒常的に活性化させることで,MEK-ERKのシグナルが細胞の生存活性に与える影響や抗癌剤感受性(抵抗性)に与える影響に関して検討した.恒常活性型変異MEK遺伝子導入細胞においては,コントロール細胞に比して著明に生存活性が上昇し,各種抗癌剤に対するIC_<50>の算出においては,MEKの活性化により各種抗癌剤に対する抵抗性が著明に増強した.この抗癌剤に対する抵抗性の機序が,アポトーシス抵抗性を介したものかを明らかにするため,核染色・TUNEL法にて検討した.核染色による形態観察では,アポトーシス抑制を介していると考えられ,また,TUNEL法では活性型変異MEK遺伝子導入細胞においてアポトーシス細胞の減少が認められた.MEK-ERKシグナル経路の活性化により,Bcl-2familyのBcl-X_L, Mcl-1が高発現することを介して抗アポトーシス作用を示すという報告に基づきウェスタン・ブロットによりアポトーシス関連蛋白を検討した.MEK-ERKのシグナルの活性化によりBcl-X_Lに代表されるanti-apoptotic proteinの発現をが増強し,Bakに代表されるpro-apoptotic proteinの発現の発現が減弱していた.さらにMEK-ERKシグナル経路の下流でcyclooxygenase-2(COX-2)が発現するという報告に基づき,恒常活性型変異MEK遺伝子導入細胞においてCOX-2の発現と,選択的COX-2阻害剤(NS398)の抗癌剤抵抗性に与える影響について検討した.上記細胞にてCOX-2発現の増強が認められ,COX-2選択的阻害剤にて処理すると,恒常活性型変異MEK遺伝子尊入細胞の抗癌剤抵抗性は減弱した.恒常活性型変異MEK遺伝子導入細胞における抗癌剤感受性およびアポトーシスとの関連・機序についての検討恒常活性型変異MEK遺伝子導入細胞を作成することによりMEK-ERKのシグナルを恒常的に活性化させ、この経路の抗癌剤感受性(抵抗性)における意義を評価した。恒常活性型変異MEK遺伝子導入細胞における各種抗癌剤に対するIC_<50>の算出では、MEKの活性化によりコントロールに比して抗癌剤に対する抵抗性が増強した。この抗癌剤の抵抗性が、アポトーシス抵抗性を介したものなのか否かを明らかにするため、核染色・TUNEL法にて検討した。核染色による形態観察では、アポトーシス抑制を介していると考えられ、また、TUNEL法ではMEKの活性化によりアポトーシス抵抗性が増加していた。アポトーシス抵抗性の分子機序を明らかにするため、ウェスタン・ブロットによりアポトーシス関連蛋白を検討した。MEK-ERKのシグナルはBcl-2に代表されるanti-apoptotic proteinの発現を増強させ、Bakに代表されるpro-apoptotic proteinの発現を減弱させた。上記恒常活性変異MEK遺伝子導入細胞において、大腸癌で高頻度に発現の認められるCOX-2の発現の増強が認められた。COX-2の発現により、腸上皮細胞の分化・アポトーシスに抵抗することが知られており、COX-2はMEK-ERKシグナルの下流で抗癌剤抵抗性に関わる可能性がある。COX-2選択的阻害剤によりMEK活性化腸上皮細胞の抗癌剤感受性に与える影響を評価した。COX-2選択的阻害剤にて処理すると、恒常活性型変異MEK遺伝子導入細胞の抗癌剤抵抗性は減弱した。

これまでに我々は,恒常活性型変異MEK遺伝子導入細胞を用いてマイクロアレイ解析を行うことにより,MEK-ERKシグナルの下流では,非常に多くの癌の特性に関与する遺伝子の発現が変化することや,いくつかの薬剤の代謝に関与する遺伝子の発現にも変化がみられることを発見した.さらに,COX-2やマイクロアレイでピックアップされた薬剤感受性遺伝子など,このシグナルの標的分子を解明することにより,より毒性が少なくかつ抗癌剤の作用を増強させるような分子の発見ならびに併用療法の開発などが期待できると考えられた.そこでMEK-ERKシグナル経路の下流でcyclooxygenase-2(COX-2)が発現するという報告に基づき,CMVプロモーターによりラット正常小腸上皮細胞に恒常活性型変異MEK1遺伝子を導入してMEK-ERKのシグナルを恒常的に活性化させた細胞を用いてCOX-2の発現と,選択的COX-2阻害剤(NS398)の抗癌剤抵抗性に与える影響について検討した.上記細胞にてCOX-2発現の増強が認められ,COX-2選択的阻害剤にて処理すると,恒常活性型変異MEK遺伝子導入細胞の抗癌剤抵抗性は減弱した.以上のことより,COX-2選択的阻害剤と各種化学療法との併用の有用性が示唆され,MEK-ERKシグナル経路は癌の新しい分子標的治療の重要な標的のひとつと考えられた.
歯周病原細菌による好中球細胞外トラップ誘導を基軸とした歯肉上皮バリア破綻の解明

慢性歯周炎において、歯周病原細菌により誘導される慢性炎症は歯周組織を破壊する主体となることから、歯周病における慢性炎症の病態解明は大きな意義を持つ。本研究は、歯周病原細菌の感染により好中球が産生する好中球細胞外トラップ(NETs)が、口腔粘膜のバリア機能を低下させ慢性炎症を誘導することを検討する。慢性歯周炎に慢性炎症が誘導される要因として、歯周ポケットにおける歯周病原細菌の慢性感染と好中球の多量な集積が挙げられる。よって、慢性歯周炎の歯周ポケットでは恒常的に好中球がNETsを産生していることが推察されることから、本研究では歯周病の慢性炎症の制御を目指した予防・治療法の基盤となる検討を行う。
2価パラジウム触媒を用いる高立体選択的な分子内環化反応の開発と天然物合成への応用

遷移金属錯体を用いる有機反応の開発は,現代有機化学の分野で最も活発に行われている研究分野の一つである。この主な理由としては,極めて高い立体選択性を獲得しえる可能性を秘めていることが挙げられる。著者はこれまで,その環上に多くの不斉中心が存在しているアルカロイドやプロスタノイド等のヘテロ脂環式生物活性物質の合成を行ってきたが,今回これらアルカロイドの高立体選択的な合成法の開発を目的として,遷移金属錯体を用いるオレフィンへのヘテロ原子の分子内環化付加反応の検討と天然物合成への応用を行った。まず,遷移金属錯体を用いる分子内付加環化反応を行うにあたって,基質として分子内にオレフィン部とウレタン部を有し,環化生成物が天然物の合成素子と成り得る基質を数種類設計した。ついで,これらの基質を,S-glycidolやD-mannitolを出発原料として,又アリルアルコール体の香月-Sharpless不斉酸化を経由して合成した。これらの光学活性な基質の分子内環化反応をパラジウム(II)触媒を用いて行ったところ,2,6-trans-ピペリジン体,2,4-trans-ピペリジン体及び2,5-cis-ピペリジン体を各々高立体選択的に得ることが出来た。本反応は,(1)極めて高い立体選択性を示すこと,(2)室温で反応が進行すること,(3)基質のアリルアルコール部を活性化する必用がないこと及び(4)塩基や再酸化剤等の他の試薬を添加する必用がない事等,極めて実用性に富んでいる。さらに著者は,得られた環化生成物から,(+)-prosopinine,(-)-SS20846A,(+)-deoxymannojirimycin等の生物活性天然物への変換も行った。これらの成果に関しては学会の講演会を通じて発表して来た。また現在これらの成果を論文にまとめ投稿中である。アルカロイドやプロスタノイド等のへテロ脂環式生物活性物質には,その環上に多くの不斉中心が存在しており,これらの合成には,オレフィンへのへテロ原子の分子内環化反応が有用な手段となっている。申請者らはこれまでに二価のパラジウム錯体を用いることによって,分子内にアリルアルコール部を有するウレタン体の分子内へテロ付加環化反応が,高立体選択的に進行することを見いだしている。今回,本反応のさらなる展開を目的として,SS20846A,pseudodistominC,negamycin及び1-deoxymannojirimycin等の数種の生物活性天然物の立体選択的な合成を企画した。これまでの成果を以下に示す。初めに,環上に通常の手法では得られにくい立体化学を有し,消化管運動抑制作用を有するSS20846Aの合成を行った。まず,(S)-glycidolから11段階を経て,鍵反応の基質であるアリルアルコール体を合成し,10mol%のPdCl_2(CH_3CN)_2を用いて環化反応を行ったところ,収率89%で環化生成物であるピペリジン体を立体選択的(trans:cis=85:15)で得ることが出来た。この環化体の環上の立体化学は,SS20846Aの立体化学と同じであったので,これより,側鎖の変換と脱保護化を行い,SS20846Aの全合成を達成した。この成果についてはTetrahedron Lettersに掲載された。

また,D-mannnitolを出発物質とし,同様の手法を用いて,グリコシダーゼ阻害作用を有するアザ糖の一種である1-deoxyman ojirimycinの立体選択的な合成も行った。この成果については,日本化学会第76春季年会で報告予定である。他の標的化合物の合成に関しては,現在進行中である。遷移金属錯体を用いる有機反応の開発は,現代有機化学の分野で最も活発に行われている研究分野の一つである。この主な理由としては,極めて高い立体選択性を獲得しえる可能性を秘めていることが拳げられる。著者はこれまで,その環上に多くの不斉中心が存在しているアルカロイドやプロスタノイド等のヘテロ脂環式生物活性物質の合成を行ってきたが,今回これらアルカロイドの高立体選択的な合成法の開発を目的として,遷移金属錯体を用いるオレフィンへのヘテロ原子の分子内環化付加反応の検討と天然物合成への応用を行った。まず,遷移金属錯体を用いる分子内付加環化反応を行うにあたって,基質として分子内にオレフィン部とウレタン部を有し,環化生成物が天然物の合成素子と成り得る基質を数種類設計した。ついで,これらの基質を,S-glycidolやD-mannitolを出発原料として,又アリルアルコール体の香月・-Sharpless不斉酸化を経由して合成した。これらの光学活性な基質の分子内環化反応をパラジウム(II)触媒を用いて行ったところ,2,6-trans-ピペリジン体,2,4-trans-ピペリジン体及び2,5-cis-ピペリジン体を各々高立体選択的に得ることが出来た。本反応は,(1)極めて高い立体選択性を示すこと,(2)室温で反応が進行すること,(3)基質のアリルアルコール部を活性化する必要がないこと及び(4)塩基や再酸化剤等の他の試薬を添加する必要がない事等,極めて実用性に富んでいる。さらに著者は,得られた環化生成物から,(+)-prosopinine,(-)-SS20846A,(+)-deoxymannojirimycin等の生物活性天然物への変換も行った。これらの成果に関しては学会の講演会を通じて発表して来た。また現在これらの成果を論文にまとめ投稿中である。
明確な明暗サイクルの無い条件下での概日時計の同期

シアノバクテリア慨日リズムにおけるさまざまな種類の光(極めて小さな振幅の正弦波やノイズを含んだ波形など)の影響を調べるために、実験装置のセットアップを行い、生物発光による概日リズム計測を可能とした。シアノバクテリアには基質を外から投与しなくても生物発光を呈する組み替え体を作成し、これをポンプで循環させることによって、増殖が盛んな液体培地中での長時間の概日リズムの観察を可能とした。またノイズなどの様々なタイプの光が照射できるようなLEDとコンピュータ制御可能な電流源からなる照明装置を作成し、培養装置内部に配置した。この装置を用いて新たに明らかになった事実として、培養時の温度を低下させたときに生物発光によって概日リズムを観察すると、ある温度以下では振幅が小さくなることによって概日リズムが観察されなくなることがわかった。またこの限界低温温度は、照射する照度に依存して変化することがわかった。低温環境下での概日リズムというのは、古くから研究されているが、シアノバクテリアでは未だ報告がなく、低温による概日リズム消失現象はメカニズムは不明な点が多い。本研究では概日リズム消失現象と照度が関係していることを明らかにするものである。また分岐理論とよばれる力学系の理論を参照すると、リズムの消失の原因は"ホップ分岐"と呼ばれるタイプあることがわかった。このタイプは振幅が0になることがリズム消失の原因である。従って本研究で得た結果は、照度は概日リズムの振幅を変化させる可能性を示唆している。本研究課題の中心となる実験に必要な実験環境の整備を行った。実験室のセットアップを行い、生物発光測定装置の開発を目指した。1.kaiBC:luxCDE,psbAI:luxCDEの二つの遺伝子セットが挿入されたシアノバクテリア株を樹立した。このシアノバクテリアは、細胞内でルシフェラーゼとなるLuxABと、基質である脂肪酸アルデヒドを合成する酵素複合体LuxCDEを算出するため、外部から基質を加えることなく自発的に生物発光を行う。またこの時、発光量はLuxCDE量に依存し、LuxCDE量はkaiBCプロモータによって制御されている。kaiBCプロモータの活性はシアノバクテリアの持っている概日リズムに依存しているため、この細胞株では発光を観察するだけで細胞のリズムを観察することが出来る。2.バクテリアを一定濃度で培養できる培養装置を作成した。細胞密度をLEDを用いた光センサにより随時計測し、ある密度以上では培地の添加によって薄めるようなフィードバック制御を行い、細胞密度を常に一定にする系を作成した。これにより、細胞の光感受性を常に一定に保つことが出来る。3.液体培地から発せられる生物発光を直接観察するシステムを作成した。これにより、約1週間程度のバクテリア集団の概日リズムを観察することに成功した。この研究の目的を達するには1ヶ月程度のリズムの観察が必要と考えており、よりロバストなシステムを構築していく必要がある。シアノバクテリア細胞集団の概日リズムの観察を通して光によって細胞の位相を制御する試みを行った。ノイズ刺激や、極めて振幅の小さな光の変動によって概日リズムの位相がどのように応答するかを調べた。この研究を実行する上で最大の課題になるのが、細胞のリズムの長期間の計測であった。昨年までにフローモニターと呼ぶ流路内のバクテリアの生物発光から概日リズムを測定する装置を開発した。しかしこの装置では流路を細胞がふさいでしまい計測に支障がでることが多かった。そこで装置の見直しを行い3週間ほどの細胞のリズムの計測に成功した。また光量とリズムの関係も検討を行った。本研究ではLED照明を用いているが、他研究室では蛍光灯を使用していた。リズムの振る舞いの上で両者の結果に齟齬があるかを調べ、LEDの光量の適切量の検討を行った。その結果、20度という低温では蛍光灯使用時にはこれまで減衰振動が見られると報告されていたが、LEDを使った場合同じ照度(lux)でも減衰振動が見られないことがわかった。また本実験設備を用いて低温と概日リズムの関係が簡便に調査できる。低温下ではHopf分岐というプロセスを通じて概日リズムが消失することがわかった。Hopf分岐とは振幅が減少し、周期は変化のないプロセスを指す。周期の温度依存性は、温度補償性と概日リズムの分野では呼ばれ重要な問題である。この問題の解決に役立つ知見である可能性がある。またHopf分岐はシアノバクテリアのみならず、種間で保存されている性質であることが期待される。これらの結果を論文にまとめ近日中に報告する予定である。

またこの限界低温温度は、照射する照度に依存して変化することがわかった。低温環境下での概日リズムというのは、古くから研究されているが、シアノバクテリアでは未だ報告がなく、低温による概日リズム消失現象はメカニズムは不明な点が多い。本研究では概日リズム消失現象と照度が関係していることを明らかにするものである。また分岐理論とよばれる力学系の理論を参照すると、リズムの消失の原因は"ホップ分岐"と呼ばれるタイプあることがわかった。このタイプは振幅が0になることがリズム消失の原因である。従って本研究で得た結果は、照度は概日リズムの振幅を変化させる可能性を示唆している。
医学進学課程における物理教育の研究

本研究では、平成2年度から4年度の3年間にわたり、「医学・ライフサイエンスに関わる物理学」分野の題材について、教育用データベース(db)を構築した。1.データ収集:データは放射線医学、核医学、生理学、超音波医学、粒子線医学、医用工学などの各分野にわたって収集した。データソースは、1970年代から1992年に刊行された学術雑誌、一般向けの科学雑誌、関連するモノグラフや解説書など。2.基本dbの構造:本dbのデータ形式はテーマ、キーワード(KW)、著者、出典(雑誌名、発行年)、抄録、関連文献リスト等である。教育用dbであることから学生が課題選択や文献検索を容易にできるよう配慮した。登録データは、分野項目60件、雑誌文献150件、図書文献100件である。KWを開発・整備するにあたり、主要カテゴリー分野を選び、これらの分野間の関連図とシソーラスを作成した。3.教育実践:基本dbを試験的に、医療系短大の1年生(約40名)の課題研究に使用した。学生はパソコンのキーボードから、分野や項目のKWや著者名などを入力し、分野の概要や参考文献を検索・出力し、テーマを決めるのに利用した。本dbでは、4個までのKWを入力することで、必要なデータが容易に検索可能である。教育分野におけるdbの果たす役割やdbの長所を活かした教材の研究についても検討した。なお、研究における役割分担については、題材テーマ開拓・文献収集については林が、コンピュータのソフトウエアー関連処理については勝浦が、また教育実践については赤羽がそれぞれ中心となり行った。1.「医学・ライフサイエンスに関わる物理学」分野の体系化を目指して、平成2年度には、主に放射線医学・核医学分野の文献・キ-ワ-ドなどのデ-タを収集すると共に、キ-ワ-ドを整備して、シソ-ラスの一部を作成した。まず、物理学、医学、放射線・核医学、物理教育、科学教育などの分野から用語を収集した。既存の学術雑誌および最近の学術雑誌などの解説や論文、関連した既存のデ-タベ-ス(以下、dbと略記)JICSTなども参考にした。次に、これらの用語集から該当するキ-ワ-ドを選別し、モデルとなるシソ-ラスを予備的に作成した。シソ-ラスに含めるキ-ワ-ドは、物理と医学の両分野に散在するので、我々のdbにおいては使用頻度の高いものに限定すべきであるが、その選択・整備に当初計画した以上に時間をとられている。使用頻度は比較的低いが重要な(医学あるいは物理にプロパ-な)キ-ワ-ドの扱いについては、今後の検討課題である。2.本分野について基本的なdbの構成を研究した。dbソフトにより入力したデ-タのdb化を行う。デ-タの形式はテ-マ、キ-ワ-ド、著者、出典(雑誌名、発行年)、抄録、関連文献リスト等である。dbソフトを使用し、学生が必要な情報を入手できるようにした。3.本教育用dbの有効性と(教育の活性化のための)教育方法の検討を目的として、次のような実践的研究を行った。1)この分野の医進課程1年生約100名による課題研究。2)(研究分野に関連した題材である)高温超伝導を取り上げ、この分野の文献を調査すると共に、教育実験への可能性を検討した。4.研究における役割分担は、題材テ-マの開拓・文献収集については林と赤羽が中心的に行い、またシソ-ラス作成・db構築の際のソフトウエア-関連処理については勝浦が中心となって行った。我々は医学系一般教育の物理教育に携わってきた経験から、「医学・ライフサイエンスに関わる物理学」分野に着目したきた。この分野の教材を利用して、医系学生の物理への興味・関心を引き出すことができる。その理由は生物をも含むこの広義の「医学物理」とも呼ばれる学際領域は、豊富な物理教育の教材を含むからである。しかし、分野そのものがまだ十分に体系化されておらず、物理教育の観点から今後一層の研究が待たれる。

我々は小規模のモデル的なデ-タベ-ス(db)の構築を試みた。我々のdbのデ-タ形式はテ-マ、キ-ワ-ド、著者、出典(書誌名、発行年)、抄録、関連文献リスト等である。デ-タは、学術雑誌および啓蒙・入門的な解説などから最近のものも含めて収集した。今年度は主に物理学、放射線医学、核医学、医用物理学などの分野について、主題カテゴリ-を編成し、主題カテゴリ-別に索引を作成した。次年度において、このdbを学生教育に使用し、実践結果を検討し、教育dbの充実を図りたい。今後、dbの教育界へ急速な浸透・普及が予期される。現在でも、dbの広範な活用例が既にいくつか考えられている。大学教育においては課題研究で、学生がdbを利用して、自ら知りたい文献をキ-ワ-ドを手がかりに検索していく作業過程を取り入れることができる。当該分野のdbが整備されれば必要な分野の情報を最新の成果も含めて入手でき、有力な学習メディアとなりうる。本dbはこの分野の教材用dbで、学術雑誌の文献dbのような研究者専用のものではない。教育用dbとして、医系の学生はもとより、高校生、さらには(CDーROMを利用すれば)この分野に関心をもつ一般市民の利用も可能になろう。1.データの追加収集平成2年度から開始した「医学・ライフサイエンスに関わる物理学」分野のデータベース(db)構築を継続し、本年度は分野全般にわたってデータの追加を行い、dbを完成させた。データソースは、最近発刊された一般向け科学雑誌、モノグラフや解説書など。2.基本dbの充実本dbのデータ形式はテーマ、キーワード(KW)、著者、出典(雑誌名、発行年)、抄録、関連文献リスト等であるが、教育用dbであることからユーザー(学生)が課題選択や文献検索を容易にできるよう配慮した。本dbに登録された主なデータは、分野項目60件、雑誌文献150件、図書文献100件となった。3.教育実践教育的意義を検討する目的で、基本dbを試験的に、医療系短大(臨床検査学科)1年生(約40名)の課題研究に使用した。学生はパソコンのキーボードから、分野や項目のKW、あるいは著者名を入力し、分野の概要や参考文献を検索・出力し、テーマと文献を決めるのに本dbを利用した。本dbでは、4個までのKWを入力することで、必要なデータが容易に検索可能である。教育分野におけるdbの果たす役割やdbの長所を活かした教材の研究についても検討した。なお、研究における役割分担については、題材テーマ開拓・文献収集については林が、コンピューターのソフトウエアー関連処理については勝浦が、また教育実践については赤羽がそれぞれ中心となり行った。
鰹だしの減塩効果におけるにおいの有効性の解明

昨年度、自作の装置を用いて、鰹だしの後鼻腔経由のにおいによる低塩食品のおいしさ向上効果を確認した。今年度この装置の妥当性を検討することを研究目標の1つに挙げていたが、この装置では被験者への負担が大きいことが発覚し改良が望まれた。そこで、昨年度は2本のストローを用いて、におい試料と味試料を別々に被験者の口腔内に導入していたところを、T字管を用いて、T字管の左端をにおい試料の入ったインビンジャーに、下端を味試料の入ったカップにそれぞれ連結した。その結果、右端から吸い込むと、におい試料の香気成分と味試料を同時に口腔内に導入することが可能になった。そこで、20歳代の女性を被験者として、この装置を用いて、におい刺激として鰹だしの香気成分を含む水蒸気を口腔内に導入しつつ蒸留水を飲んでもらい、7項目について7点評価法で評価してもらった。その結果を、鰹だしを飲んでもらった場合と比較したところ、鰹だしの後鼻腔経由のにおいは、鰹だしの"渋味・苦味"の発現に大きく寄与し、"塩味""うま味"の誘起に関与していることが示唆された。また、鰹だしのにおいを後鼻腔経由で付与した場合、鰹だしそのものを直接飲んだ場合に比べて、だしらしさは劣るものの、好き嫌いに有意差は無かった。この装置で十分に鰹だしの香気成分を口腔内に導入できることがわかったため、各鰹だしの後鼻腔経由のにおいの減塩効果についての官能評価を再試した。その結果、昨年同様、鰹だしの後鼻腔経由のにおいには、低塩味食品のおいしさを向上することが確認できた。今年度は、研究計画に基づいて、まず、GC-O分析による各鰹だしの前鼻腔経由のにおいプロファイルの作成を行った。同一の鰹より加工された荒節、裸節、本枯節から調製した鰹だしのヘッドスペース中の香気成分を固相マイクロ抽出(SPME)法によって抽出し、におい嗅ぎ装置付GCにてGC-O分析を行い、各鰹だしのアロマグラムとスニッフィングによるプロファイルを作成した。荒節だしには、特有のにおいは見出せなかったが、他のだしと同じ保持時間に、同様のにおいながら、少し異質なにおいを含むものがみられた。また、本枯節だしには、他の2つのだしに認められなかったRT30分の「土(金属系)」のにおいが認められた。また、RT12分の「綿菓子」、RT21分の「魚の生臭さ」、RT2627分の「ポップコーン」のにおいは、荒節、裸節、本枯節と加工工程が進むほどに強度が高くなった。次に、官能評価によって各鰹だしの前鼻腔経由のにおいの減塩効果についても検討した。被験者には、3種のだしのにおいを嗅ぎながら0.680.93%の5段階濃度の食塩水とにおいの付加のない0.80%食塩水の塩味強度を比較してもらった。その結果をプロビット法により解析したところ、荒節だし、本枯節だしのにおいには塩味増強傾向が見られたが、いずれも顕著な効果は無かった。しかし、嗜好調査においては、全てのだしのにおいの付加によって、濃度の低い食塩水への嗜好性が上昇した。以上のことから、鰹だしの前鼻腔経由のにおいは、顕著な塩味増強効果は認められないものの、嗜好性を向上させることによって、減塩効果を示すと考えられた。今年度は、研究計画に基づいて、まず、鰹だしの後鼻腔経由のにおい特性を分析するために、現有のにおい嗅ぎ装置付GCのにおい嗅ぎ装置部分に着脱式の部品を取り付けて後鼻腔経由のにおいのGC-O分析(GC-RO分析)を行い、鰹だし(荒節だし・本枯節だし)の後鼻腔経由のにおいプロファイルの作成を行った。前鼻腔経由のにおいと比較したところ、前鼻腔、後鼻腔経由それぞれ一方でのみで認識されるにおいがあった。さらに、同じRTであっても、前鼻腔、後鼻腔経由によって異なるにおいとして感じられるものもあった。また、前鼻腔経由では、本枯節だしの方が荒節だしよりもにおいの種類は多かったものの、総じてにおい強度は、本枯節だしよりも荒節だしの方が強かったが、この関係は、後鼻腔経由のにおいの場合には逆転した。次に、官能評価によって各鰹だしの後鼻腔経由のにおいの減塩効果についても検討した。インピンジャー内にだしを入れ保温し、ヘッドスペースに溜まった香気成分を捕集管の外口からストローで口腔内へ送りこんだ。被験者はこのストローに加えてもう1本のストローを加えてもらい、そのストローの先には食塩水をセットした。すなわち、被験者が息を吸うと、だしのにおいと食塩水がともに口腔内に流入することになる。この装置を使って、被験者には、2種のだしのにおいを嗅ぎながら0.680.93%の5段階濃度の食塩水とにおいの付加のない0.80%食塩水の塩味強度を比較してもらった。その結果をプロビット法により解析したところ、前鼻腔経由のにおいに比べてより強い塩味増強傾向は認められたが有意差はなかった。しかし、嗜好調査においては、においの付加によって、濃度の低い食塩水への嗜好性が上昇した。だしのにおいは、前鼻腔、後鼻腔経由ともにおいしさ向上に寄与していることが明らかとなった。

今年度この装置の妥当性を検討することを研究目標の1つに挙げていたが、この装置では被験者への負担が大きいことが発覚し改良が望まれた。そこで、昨年度は2本のストローを用いて、におい試料と味試料を別々に被験者の口腔内に導入していたところを、T字管を用いて、T字管の左端をにおい試料の入ったインビンジャーに、下端を味試料の入ったカップにそれぞれ連結した。その結果、右端から吸い込むと、におい試料の香気成分と味試料を同時に口腔内に導入することが可能になった。そこで、20歳代の女性を被験者として、この装置を用いて、におい刺激として鰹だしの香気成分を含む水蒸気を口腔内に導入しつつ蒸留水を飲んでもらい、7項目について7点評価法で評価してもらった。その結果を、鰹だしを飲んでもらった場合と比較したところ、鰹だしの後鼻腔経由のにおいは、鰹だしの"渋味・苦味"の発現に大きく寄与し、"塩味""うま味"の誘起に関与していることが示唆された。また、鰹だしのにおいを後鼻腔経由で付与した場合、鰹だしそのものを直接飲んだ場合に比べて、だしらしさは劣るものの、好き嫌いに有意差は無かった。この装置で十分に鰹だしの香気成分を口腔内に導入できることがわかったため、各鰹だしの後鼻腔経由のにおいの減塩効果についての官能評価を再試した。その結果、昨年同様、鰹だしの後鼻腔経由のにおいには、低塩味食品のおいしさを向上することが確認できた。