hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分裂病性思考障害と脳構造・機能の総合的解析

関連電位N400(言語などの意味処理,記憶処理に関連する電位)との関連について検討したところ,N400潜時がTDI「特異的言語表現」得点と有意の正相関,N400反復効果がTDI総得点と負の相関傾向を示し,N400が思考障害の生理学的指標となりうることが明らかになった.記憶機能,実行機能に関しては,分裂病者を対象として,Wechsler Memory Scale-Revised(WMS-R),Wechsler Adult Intelligence Scale-Revised(WAIS-R),Wisconsin Card Sorting Test(WCST)を用いて検討したところ,WMS-Rの各項目はWAIS-Rの動作性知能との間に有意の相関を認め,言語性知能との間には有意の相関を認めず,また,WMS-RとWCSTとの間には有意な相関を認めなかった.この成果は第10回東北神経心理懇話会にて報告した.MRI画像を用いた脳構造体積測定に関しては現在症例数を重ねているところであり,脳構造体積と各種評価尺度,臨床変数との関連については,症例数がまとまり次第,データ解析に着手する予定である.前年度までに得られた分裂病性思考障害に関する成果に基づき,今年度は寛解状態にある分裂病患者を対象として,Thought Disorder Index(TDI)による思考障害の評価,Wisconsin Card Sorting Test(WCST)によるワーキングメモリーの評価,Wechsler Memory Scale-Revised(WMS-R)による記憶機能の評価,Wechsler Adult Intelligence Scale-Revised(WAIS-R)による知能の評価を行い,分裂病性思考障害と高次脳機能との関連について検討した.分裂病患者における思考障害の特徴およびワーキングメモリーの障害が確認されたが,TDI得点とWCSTの達成カテゴリー数,保数エラー数との間には有意な相関が認められなかった.したがって,分裂病性思考障害はワーキングメモリーの障害のみで一元的に説明できないものと考えられる.WMS-R成績より,分裂病者において視覚性,言語性記憶機能の障害が存在することが認められたが,WMS-RとWCSTの成績との間には有意な相関を認めなかったことより,分裂病の記憶機能とワーキングメモリーは別のメカニズムであると考えられる.また,TDI総得点とWAIS-R「類似」成績との間,およびWMS-R言語性記憶とWAIS-R「絵画完成」,「絵画配列」,「類似」との間に有意な相関を認め,分裂病における記憶機能の障害と意味性,概念性,物語性などの統合化や組織化,関係把握,概念形成などの機能の障害との関連,分裂病性思考障害とカテゴリーを用いて思考する能力の障害,意味システムの障害との関連が示唆された.WCST達成カテゴリー数による群分けを行うことによる群間比較の結果からは,カテゴリー達成には言語性記憶,WAIS-R「絵画完成」,「絵画配列」,「類似」が関連していることが認められた.これらの成績は,第53回東北精神神経学会総会,第22回日本生物学的精神医学界で報告し,その成果の一部が雑誌「臨床神経心理」に掲載された.
環境介入による薬剤耐性菌の発生制御を目指す研究

変異原物質に曝露後RifあるいはCPRX耐性を獲得した緑膿菌株からDNAを抽出し、Rif耐性菌についてはrpoB遺伝子を、CPFX耐性菌についてはgyrA/gyrB/parC/parE遺伝子の塩基配列を解析した。その結果、Rif耐性菌ではrpoBのコドン517, 518, 521, 531, 536にアミノ酸置換を伴う変異が発生していることが明らかになった。変異が発生しているこれらの部位はRif結合領域で、Rif耐性結核菌で高頻度に変異が認められる部位である。CPFX耐性菌では、分離した耐性株の90%以上でgyrAに変異が生じていた。gyrA変異はコドン83並びに87にのみ発生しており、いずれもアミノ酸置換を伴う変異であった。これらの変異は臨床症例から分離されるほとんどのCPFX耐性緑膿菌に発生している変異である。特にコドン83の変異は全例でACCからATCへの変異であり、臨床症例から分離されるCPFX耐性株で検出される変異と同じである。これらのことから、変異原物質は臨床的に分離されるRifあるいはCPFX耐性菌と同様の変異を誘発させ、薬剤耐性を獲得させることが明らかになった。薬剤耐性菌の発生を制御するために、細菌と変異原の接触機会をなくす/減らすことが必要であると考えられる。薬剤耐性菌の出現は医学的・社会的に大きな問題である。患者から分離される多くの薬剤耐性菌には、薬剤が結合する分子の変異が認められる。しかし、何かどのようにして変異を誘発するかを検討した研究はない。本年度は環境変異原物質が、常在菌でしかも薬剤耐性菌の出現が問題となっている緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)に薬剤耐性を獲得させるか、薬剤標的分子の遺伝子に変異を誘発するかを検討した。本結果は、環境や医療機関に存在する変異原物質が薬剤耐性菌を誘発することを示す。薬剤耐性菌の発生を制御する上で重要なデータと考えられる。
ESTデーターベースによるバキュロウイルスと宿主間の網羅的分子応答機構解析

ウイルスが宿主に感染した際には、細胞内で様々な分子応答機構が起こる。本研究は、カイコ核多角体病ウイルス(BmNPV)と宿主細胞のBmNを材料としてBmNPVがBmN細胞に感染した際に起こる遺伝子発現プロファィルの変化の解析を行うことで、ウイルス感染時における分子応答を網羅的に解析することを目的とする。そのために、ウイルス宿主域決定メカニズムを解析するためのDNAチップ技術の導入と、ヒストンアセチル化によるヌクレオソーム構造の構造変化とバキュロウイルス遺伝子発現の関連について解析を行った約20個のウイルス遺伝子に対する合成オリゴをスポットしたDNAチップを用いて、AcNPVを宿主Sf9細胞、2種類の非感染細胞BmN、S2へ感染させた際のウイルス遺伝子発現カスケードの差異を検討した。Sf細胞では感染5時間で4種類の遺伝子が未感染に対して転写量が増大していた。5時間から8時間にかけては半数以上の遺伝子転写量が増大していた。しかしBmN、S2細胞では感染時間経過に対して転写量が増大している遺伝子は少なく、特にほとんど感染が成立しないとされているS2細胞では有意に転写量が増大している遺伝子はなかった。またヒストンアセチル化とウイルス遺伝子発現に関しては、アセチル化ヒストンH3抗体を使ったChromosome immunoprecipitationを各ステージの感染培養細胞に対して行った。ie-1プロモーター領域はPCRにより増幅された。さらに発現ステージが違うほかのプロモーター領域に関してもPCRによる増幅が確認されたので、アセチル化ヒストンはウイルスゲノムが核内に進入後、ゲノム全体に対してヌクレオソーム構造をとり、転写に関連することが推察された。例えば、ウイルスによる宿主遺伝子の発現制御、宿主蛋白質を使ってのウイルスゲノムの複製、宿主の生体防御機構としてのアポトーシス等である。このようなウイルス、宿主側の個別の現象について調べられた仕事は数多くあるが、細胞内で起こっている現象を両者の立場で一度に理解しようという研究は、少ない。そこで本研究では、カイコ核多角体病ウイルス(BmNPV)と宿主細胞のBmNを材料として、BmNPVがBmN細胞に感染した際に起こる遺伝子発現プロファイルの変化の解析を行い、ウイルス感染時における分子応答を網羅的に解析することを目的とする。方法としては、ウイルス感染2、6、12時間後のBmN細胞由来のmRNAよりcDNAライブラリーを作成し、それぞれのライブラリーから1000クローンの5'末端からのシークエンスを決定、ESTデーターベースを構築した。すでに構築されていたBmNのESTデーターベースと比較すると、感染後2時間で、0.4%、6時間で5%、12時間で55%が、ウイルス由来の遺伝子であり、ウイルス感染に従って、ウイルスの初期遺伝子、後期遺伝子の発現と発現量の増加が確認され、いままで確認されていないORFの転写産物も数多く認められた。また感染24時間後では90%以上のcDNAがウイルス由来のcDNAであった。一方、宿主側では、ミトコンドリア関連遺伝子群の発現量の増加が認められた。さらにカスパーゼ阻害剤であるIAPやヒトアポトーシス阻害因子DAP-1などのアポトーシス関連遺伝子の発現も認められた。逆に未感染のBmN細胞では数多く認められたBMC反復配列や様々なハウスキーピング遺伝子の発現量が低下していることが明らかになり、BmNPVが、自己の増殖に有利になるように、宿主の遺伝子発現をコントロールしている可能性が示唆された。
糖尿病性ニューロパチーの疼痛発現に関する組織化学的検討

モデル動物作成:ストレプトゾトシン投与糖尿病ラット(血糖値300400mg/dlの確認をもって糖尿病と確認)15匹作成(STZ-DMと略す)。遺伝性糖尿病ラットに関しては供給不安定につき実験対象から除外した。Calcitonin-gene related peptide (CGRP) :痛覚伝達に関係する脊髄後角・脊髄神経節を対象として痛覚伝達のmediatorとして位置ずけられているCGRPの局在を抗CGRP抗体を使い免疫組織化学的に検討した。STZ-DMにおける抗CGRP抗体の局在は脊髄後角第一・二・五層に認められた。神経節細胞においては大・小細胞いずれも認められた。抗体活性は正常コントロールに比して差がなかった。抗体活性に差がなかった事が、包理後法という組織化学的処理過程にある可能性を考慮し、凍結超薄切片法による検討を行った。この検討の過程でCGRPの細胞内小胞体での微細局在を明らかにした(Bioimage 1996年4巻)。Thimaine monophosphatase (TMPase) : TMPaseは脊髄後角第二層と脊髄神経節小型細胞にのみ局在し、痛覚伝達に密接な関係が指摘されている。STZ-DMにおいても正常コントロールと同様の局在(脊髄後角第二層と脊髄神経節小型細胞)を示した。超微細形態学的にはTMPaseは小型細胞内においてゴルジ装置トランス部とVesicle様小体にその局在を認めた(正常コントロールにおいてはゴルジ装置のみに局在)。Vesicle様小体数の定量的計測は実施し得なかったが、今後定量的な検討は糖尿病における痛覚発現機序解明につながるものと思われた。
携帯情報端末を用いた摂食障害治療システムの開発

有効な治療法が確立されていない摂食障害の治療システム開発のため、以下のことを行った。摂食障害で特徴的とされるが、診察場面では確認できない過活動は日常生活下における介入ポイントの候補となると考えられるので、加速時計を用いて客観的な評価を行ったところ、神経性食欲不振症群で活動エネルギーは健常者よりも低値であったが、制限型では活動パターンの位相が前進しているが明らかとなった。また、日常生活下において治療介入を行うためにcomputerizedEcologicalMomentaryAssessment(EMA)を応用した症状・行動・食事内容の評価・記録システムの開発を行った。今年度は、初年度であり、目的達成のための基礎的な研究を中心に実施した。まず、治療介入を行うためには、摂食障害の病態および病状の評価を行うことが必要であるが、コンセンサスが得られた方法が存在しないため、先行研究における評価方法・項目の調査、認知行動療法で使用されている技法の文献的調査を行った。また、神経性食欲不振症患者(制限型およびむちゃ食い/排出型)では過活動が病的行動のひとつとして挙げられているが、客観的に評価研究はほとんどないため、介入アルゴリズム作成のための基礎的研究として、加速度計を用いて、2週間にわたって、日常生活下における身体活動を測定した。その結果、体重あたりの消費エネルギーにおいて3群間において統計学的に有意な違いを認めた。さらに、多重比較を用いて比較を行ったところ、神経性不振症の制限型のグループでは、健常群と比較して統計学的に有意に大きく(p=0.01)、また、神経性食欲不振症のむちゃ食い/排出型のグループでは、健常群よりも大きい傾向がある(p=0.096)という結果が認められた。この結果は、従来臨床的な観察で記述されていた神経性食欲不振症患者における過活動という異常行動が、客観的に確認されたという点で意義があると考えられ、さらに、日常生活下における介入の対象となり得ることが示された。次年度は、今年度の結果を元に、日常生活下でのテーラーメイドな介入アルゴリズムを作成することを到達目標としたい。今年度は、昨年度に引き続き、先行研究における日常生活下での評価方法および項目の調査を行うとともに、認知行動療法で使用されている技法の文献的調査を行った。特に、近年、再発率の低下などの効果を含む高い有効性を持つと報告されているEnhanced Cognitive Behavior Therapy(CBT-E)に関する治療技法の調査を行った。また、神経性食欲不振症患者(制限型およびむちゃ食い/排出型)では過活動が病的行動のひとつとして挙げられているが、客観的な評価研究はほとんどないため、調査対象数を増やすために、昨年度に引き続き、日常生活下における身体活動度のデータ収集を行った。具体的には、連続する2週間以上、非利き腕にactigraphyを、腰に消費カロリーの測定装置を装着し、日常生活下における客観的な身体活動に関連するデータの収集を行った。さらに、精神症状や、むちゃ食い/排出行動を日常生活下で記録を行うために、スマートフォン上で動作するようソフトウェアの改変を行い、調整を行った。次年度は、今年度準備したプラットフォームに、CBT-Eを組み込むことによって、日常生活下において、症状の収集と治療的介入を行うシステムを開発するとともに、身体活動に関連するデータの解析を行うことによって、治療的介入のための基礎的データとすることを目標とする。さらに、これらの結果を元に、目常生活下でのテーラーメイドな介入アルゴリズムを作成することを本研究の到達目標としたい。また、神経性食欲不振症(AN)患者(制限型およびむちゃ食い/排出型)では過活動が病的行動のひとつとして挙げられており、重要な治療介入ポイントのひとつであると考えられてきたが、これまで客観的な評価を行った研究がほとんど存在しなかったため、昨年度に引き続き、調査対象数を増やし、さらに、日常生活下において収集した身体活動度の解析を行った。対象は、ANの制限型19名、むちゃ食い/排出型22名、健常対照群21名で、連続する2週間以上、非利き腕にアクチグラフを、腰に活動エネルギー測定装置を装着した。活動エネルギーは、仮説に反し、健常者に比べ、AN両群で有意に低いという結果が認められた。アクチグラフの解析結果に関しては、ゼロクロス法の平均カウント数は3群で有意な違いは認められなかったが、ダブルコサイナー法による活動パターンの解析の結果、ANの制限型において、健常群よりも有意に頂点位相が前進しており、日内における活動の開始からピークの時間帯が早いという結果が認められ、今後の介入ポイントの候補となると考えられた。また、computerized ecological momentary assessment法を応用した、統合的な症状・食行動評価のための携帯情報端末用のソフトウェアに関しては、素材による食事記録の機能を付加することにより、より柔軟な記録を可能とし、摂取カロリーの自動計算・フィードバックを行う機能を持たすことができた。本研究はecological momentary interventionへの応用可能性を持つ意義があるとが考えられる。

携帯情報端末の販売が中止となり、使用する端末をスマートフォンへと変更せざるを得なかったため、当初の予定よりもソフトウェアのセットアップ等に時間が費やされたことによる。24年度が最終年度であるため、記入しない。近年、摂食障害を対象とした新たな心理療法が開発され、その有効性が報告されているので、それを取り入れたシステムを開発する。身体活動を治療に組み込む点に関しては、使用端末が変更となったために、本研究では、オフラインでの解析を行うことによって、将来的にリアルタイムに治療に利用するための基礎的研究とする。
アフリカ型トリパノソーマ由来グリセロールキナーゼを標的にした阻害剤の論理的開発

アフリカの経済的に恵まれない人々を苦しめているアフリカ睡眠病は、アフリカ型トリパノソーマによって引き起こされる感染症である。本研究は、Structure Based Drug Design (SBDD)による抗トリパノソーマ薬の創成を目指し、宿主内におけるトリパノソーマの嫌気的エネルギー代謝に関わっている酵素のうち、グリセロールキナーゼ(GK)を標的にした阻害剤の発見を目指している。平成24年度までに、東京大学創薬オープンイノベーションセンターの化合物ライブラリーから、理化学研究所・本間博士の協力によりインシリコスクリーニングで見出したGK阻害剤候補化合物を選び、その中でマイクロモルオーダー以上の阻害活性(IC_50)を示す化合物について、GKとの複合体構造を解析してSBDDに必要な阻害剤とGK間の相互作用を明らかにすることができた。一方、化合物ライブラリーから見出した阻害剤からスタートして創薬リード化合物へと設計を進めるためには、アフリカトリパノソーマGKに対する阻害活性を上げるだけでなく、ヒトGKを阻害しない化合物に設計する必要がある。そのためには、ヒトGKとの複合体構造も知ること欠かせない。そこで、ヒトGKの大腸菌を使った大量発現系の構築を試みた。その結果、SUMOタグを付けたヒトGKを発現させることに成功した。精製は、大腸菌破砕液上清中のSUMOタグ付ヒトGKをNi-NTAカラムに結合させ、爽雑タンパク質を洗い流した後、プロテアーゼでSUMOタグを除去し、再びNi-NTAカラムを通すことで、純度90%程度のヒトGKをICの大腸菌培養液から約4.5mg得られた。次に、この精製ヒトGKに対して結晶化条件をスクリーニングし、沈澱剤としてMPDを使うことで結晶化に成功した。今後、ヒトGKについても複合体構造を解析して行く予定である。(抄録なし)アフリカの経済的に恵まれない人々を苦しめているアフリカ睡眠病は、アフリカ型トリパノソーマによって引き起こされる感染症である。本研究は、Structure Based Drug Design(SBDD)による抗トリパノソーマ薬の創成を目指し、宿主内におけるトリパノソーマの嫌気的エネルギー代謝に関わっている酵素のうち、グリセロールキナーゼ(GK)を標的にした阻害剤の発見を目指している。東京大学創薬オープンイノベーションセンターの化合物ライブラリーに収容されている約20万化合物の中から、理化学研究所・本間博士の協力によりインシリコスクリーニングで約6000個のGK阻害剤候補化合物を選び、その内マイクロモルオーダー以上の阻害活性(IC5_<50>)を示す阻害剤について、24年度はGKとの複合体構造を解析してSBDDに必要な阻害剤とGK間の相互作用を明らかにした。一方、これらの化合物群の中から、サブナノモルオーダーでGKを阻害(IC<50>=100nM)するだけでなく、シアン耐性酸化酵素(TAO)も同時に阻害(IC_<50>=900nM)する化合物を見出した。TAOは宿主内にいるトリパノソーマの嫌気的エネルギー代謝で中心的役割を果たしている。しかし、TAOを阻害しても、GKが本来の酵素反応と逆反応(グリセロール3リン酸+ADP→グリセロール+ATP)で僅かではあるがATPを生産するのでトリパノソーマは生き延びることができる。TAOとGKの両方を阻害できる化合物の発見は、宿主内にいるトリパノソーマの嫌気的エネルギー代謝を、一剤で完全に止めることができる抗寄生虫薬の創成につながる。この阻害剤をリード化合物にして両酵素を数数十ナノモルオーダーのIC_<50>で阻害できる化合物をSBDDで設計することによって、開発途上国でも使い易い、アフリカ睡眠病の治療薬を創成が期待できるようになった。

アフリカ睡眠病治療薬の開発を目指して、TAO阻害剤とは別に、本研究でGK阻害剤のSBDDを行っているが、その過程でTAOとGKの両方をサブナノモルオーダーのIC50で阻害できる化合物を見出すことができた。この化合物の発見は、一剤で両酵素を同時に阻害できるアフリカ睡眠病治療薬の創出につながることが期待できる。TAOとGKの両方を阻害できる化合物に焦点をあて、この化合物と両酵素との複合体構造に基づいて、IC_<50>が数数十ナノモルオーダーになるようにさらにSBDDを進める。(抄録なし)
多除草剤抵抗性雑草タイヌビエの適応度と抵抗性機構に関する研究

本研究は、米国カリフォルニア州サクラメントの水田地帯で問題となっているタイヌビエの多除草剤抵抗性獲得に関して、(1)抵抗性(R)と感受性(S)生物型タイヌビエの適応度と(2)抵抗性の機作を明らかにする目的で実施した。研究期間2年の間に次のような成果が得られた。1.抵抗性生物型の適応度一般に、雑草集団における除草剤抵抗性の発現は、集団内で優占していた適応度の大きいS生物型の個体が除草剤の連用によって淘汰されるために非常に低い頻度で存在していた適応度の小さいR生物型の個体が顕在化する集団遺伝学的過程であると考えられ、タイヌビエのように一年生植物の場合、適応度は次世代に残す種子の数、すなわち個体あたりの生産種子数によって測られる。本研究では、京大京都農場の移植水田およびこの除草剤抵抗性が発現した現場であるカリフォルニア州サクラメントの湛水直播の水田地帯でR, S生物型の生産種子数を計測した。この結果、S生物型に対するR生物型の相対適応度は、京都農場の移植水田で0.700.73、サクラメントの湛水直播水田で0.500.58であり、R生物型が適応度において劣ることが明らかであった。2.抵抗性の機作まず、タイヌビエのR, S生物型の幼植物に除草剤thiobencarb, molinate, fenoxaprop-ethylあるいはbispyribac-Naを処理してミクロソーム画分のチトクロームP-450活性と除草剤分解速度を測定した。その結果、R、S生物型タイヌビエともにこれら除草剤によってP450を誘導するが、その誘導されたP450種は単一でなく複数であることを示唆された。また、ミクロソーム画分による除草剤分解速度は、S生物型よりもR生物型で有意に大きかった。つぎに、除草剤処理したタイヌビエの幼植物でmRNAをR, S生物型間で比較した。その結果、S生物型でみられない複数のP-450のmRNAがR生物型において検出された。1997年、米国カリフォルニア州サクラメントの水田地帯において、作用機構の異なる4種の除草剤に対して抵抗性を発現するタイヌビエ(Echinochola oryzicola Vasing.)が発見された(Fischer et al.,1999)。我々は、これらの水田由来の抵抗性生物型が形態およびAFLP fingerprintsにおいて極めて類似していることから1変異個体由来である可能性を指摘した(Tsuji et al.,2003)。一般に、雑草集団における除草剤抵抗性の発現は、集団内で優占していた感受性個体が除草剤連用によって淘汰され、極めて小さい頻度で存在していた適応度の劣る抵抗性変異個体が顕在化する集団遺伝学的過程であると考えられる(Harper,1956;Jasieniuk et al.,1996)。本年度の研究では、抵抗性(R)と感受性(S)生物型の適応度を比較するために、代表的各1系統を水田の系統内競争区、イネ混植区、無競争区で栽植して、これら系統の生育と種子(小穂)生産量を比較した。草丈の伸長は、生育初期にS系統の方が大きい傾向がみられたが、系統間、競争区間でほとんど差異がなかった。無競争区のS系統の地上部乾物重は、598g/株でR系統のほぼ2倍であった。

このR, S系統間差は、競争区間にも顕著に認められ、つねにR系統が小さかった。これら地上部乾物重と同様なR, S系統間差が穂長と稔実種子数にも認められた。すなわち、無競争区のS系統が生産した稔実種子数34,700粒/株でR系統のほぼ2倍であり、どの競争区においてもR系統はS系統より有意に少ない稔実種子を生産した。以上、この実験は多除草剤抵抗性タイヌビエが出現したサクラメントと環境条件の異なる水田で行われたことに留意しなければならないが、S系統と比較してR系統の生産する稔実種子数が有意に少ないことから適応度が劣ること示唆された。現在、これらの生産された種子を埋土して、越冬状態を調べている。本研究は、米国カリフォルニア州サクラメントの水田地帯で問題となっているタイヌビエの多除草剤抵抗性獲得に関して、(1)抵抗性(R)と感受性(S)生物型タイヌビエの適応度と(2)抵抗性の機作を明らかにする目的で実施した。本年は、研究2年目にあたり、次のような成果が得られた。1.抵抗性生物型の適応度一般に、雑草集団における除草剤抵抗性の発現は、集団内で優占していた適応度の大きいS生物型の個体が除草剤の連用によって淘汰されるために非常に低い頻度で存在していた適応度の小さいR生物型の個体が顕在化する集団遺伝学的過程であると考えられ、タイヌビエのように一年生植物の場合、適応度は次世代に残す種子の数、すなわち個体あたりの生産種子数によって測られる。本年は、この除草剤抵抗性が発現した現場であるカリフォルニア州サクラメントの湛水直播の水田地帯でR,S生物型の生産種子数を計測した。この結果、S生物型に対するR生物型の相対適応度は、0.500.58であり、R生物型が適応度において劣ることが明らかであった。2.抵抗性の機作まず、タイヌビエのR, S生物型の幼植物に除草剤thiobencarb, molinate, fenoxaprop-ethylあるいはbispyribac-Naを処理してミクロソーム画分のチトクロームP-450活性と除草剤分解速度を測定した。その結果、R、S生物型タイヌビエともにこれら除草剤によってP450を誘導するが、その誘導されたP450種は単一でなく複数であることを示唆された。また、ミクロソーム画分による除草剤分解速度は、S生物型よりもR生物型で有意に大きかった。つぎに、除草剤処理したタイヌビエの幼植物でmRNAをR,S生物型間で比較した。その結果、S生物型でみられない複数のP-450のP-mRNAがR生物型において検出された。
典型元素を用いた窒素分子の活性化

典型元素による窒素分子の活性化という究極の目標のためには、前例のない典型元素と窒素分子の錯体を合成することが必要と考えた。本研究では、窒素分子と安定な錯体を形成することができると予測したリチオスタンニレンおよびシラシクロペンタジエニリデンの合成を目指した。Cp*SnClのリチウムによる還元反応でCp*SnLiの合成を検討したが、望みのCp*SnLiは熱力学的に不安定であるとことがわかった。新たに用いる立体保護基として3,5-ジメシチルフェニル基を選択し、空気中で安定なジクロロシロールの合成・単離に成功した。得られたジクロロシロールを還元し、シラシクロペンタジエニリデンの発生を確認した。自然界の窒素固定を模した穏和な条件下で窒素固定をする人工系を構築することは、エネルギー節約の観点から革命的な成果となる。しかし、これまでr遷移金属錯体を用いた研究のみが報告されており、一般に安価でユビキタスである典型元素の場合、窒素固定の研究はおろか、窒素錯体でさえも報告されていない。本研究では窒素分子との錯体を形成しうる典型元素化合物としてリチオスタンニレンを設計し、まずその合成を検討した。まずリチオスタンニレンの前駆体となるクロロ(ペンタメチルシクロペンタジエニル)スタンニレンの合成を検討したところ、反応の中間に発生した標的化合物とスズ源として用いた塩化スズ(II)が反応し、研究例の少ないペンタメチルシクロペンタジエニルスズカチオンが生成した。反応条件を検討したところ、クロロ(ペンタメチルシクロペンタジエニル)スタンニレンの合成に成功したので、その還元反応を検討したが、単体スズが生成する結果となった。このことは、リチオスタンニレンを安定な化合物として合成ための置換基として、ペンタメチルシクロペンタジエニル基は不適切であることを示唆している。そこで次に、塩基による配位安定化も可能になる置換基として、ペンタメチルシクロペンタジエニル基から3,5-ジメシチルフェニル基に換え、そのリチオ体を単離し、塩化スズ(II)との反応を検討したところ、クロロ(3,5-ジメシチルフェニル)スタンニレンの生成を示唆する結果を得た。現在、その単離・構造決定を検討中であり、さらなる還元反応も検討するつもりである。スズ上の置換基としてペンタメチルシクロペンタジエニル基を用いた場合、クロロスタンニレンが発生するものの、さらに反応が進んで研究例の少ないペンタメチルシクロペンタジエニルスズカチオンが生成した。次に、配位安定化も見込める新たなかさ高い置換基として3,5-ジメシチルフェニル基を用いたところ、スズカチオンを思われる化学種の生成は確認されず、クロロ(3,5-ジメシチルフェニル)スタンニレンの生成を示唆する結果を得たので、今後のクロロ(3,5-ジメシチルフェニル)スタンニレンの単離、及びさらなる還元によるリチオスタンニレンの発生が可能になる、と考えられるから。ハーバー・ボッシュ法により窒素からアンモニアを合成する方法は工業的に極めて重要なプロセスであるが、これに必要なエネルギーは莫大な量である。一方、自然界では、生物による窒素固定がされている。この反応を模した穏和な条件下での窒素固定反応を発見することができれば、エネルギー消費の観点から、窒素の有効利用に関する革命的な知見となる。このような研究はこれまで遷移金属錯体を用いた例のみが報告されているが、一般により安価でユビキタスな典型元素の場合、窒素の固定の研究はおろか、安定な窒素錯体の例さえも知られていない。今回、窒素分子のエネルギー準位の低いローンペアの配位を可能にする低いLUMOをもち、窒素分子のエネルギー準位が高いLUMOに配位することが可能な高いHOMOをもつ化合物として、反芳香族性を有するシラシクロペンタジエニリデンを設計・合成した。1,7位に今回独自に開発したかさ高い置換基を有する1,6-ペンタジインを合成し、これを用いたジルコナサイクルを経て二環式のジヨードブタジエンを合成した。これをリチオ化したのちに四塩化ケイ素を作用させ、ジクロロシロールを合成した。これを低温においてカリウムグラファイトで還元し、そのまま反応溶液に2,3-ジメチル-1,3-ブタジエンを加えたところ、シラシクロペンタジエニリデンの生成を示唆する捕捉生成物を得た。従って、今回我々の開発したかさ高い置換基は、シラシクロペンタジエニリデンの安定化に有効であり、シラシクロペンタジエニリデンを安定な化合物として合成・単離するための道筋が拓けた、と結論付けられる。クロロ(3,5-ジメシチルフェニル)スタンニレンの単離及び還元反応を検討する。

この置換基でもリチオスタンニレンの安定化が図れない場合、N-ヘテロ環状カルベンによるスタンニレンの非占有軌道の配位安定化、さらにかさ高い3,5-ビス(2,4,6-トリイソプロピルフェニル)フェニル基の利用を検討する。典型元素化学、錯体化学
放射線抵抗性癌細胞におけるアポトーシス関連遺伝子解析と照射後遺伝子変異の検討

マウス由来の正常組織細胞(V79)、ヒト卵巣癌由来の細胞(RMG1)、ヒト乳癌細胞(MDA-MB231)およびヒト食道癌細胞(TE24)を用いて重粒子線照射後の細胞感受性と、照射後に発現したhprt locusの遺伝子突然変異に関する検討を行った。すなわち各種細胞の単層培養を行い、X線、炭素粒子線(20Kev/μm、80keV/μm)、ネオン粒子線(80keV/μm)による照射を施行し、colony法により放射線感受性を検討し、また6-thioguanin酸性株の定量から、hprt locusの遺伝子突然変異発現頻度を検討した。この結果少なくともV79,RMG1,MDA-MB231細胞において以下の実験結果が得られた。同一線量では重粒子線はX線に比較して殺細胞効果が強く、炭素粒子線ではLETが上昇すると殺細胞効果がさらに強まること、同一のLETではネオン粒子線の方がわずかに殺細胞効果が弱いことが示された。また、遺伝子突然変異は、重粒子線照射ではX線照射と比較すると非常に高頻度で、炭素粒子線ではLETが上昇すると突然変異誘発頻度がさらに上昇すること、同一のLETではネオン粒子線で特に高線量照射時に明らかに突然変異誘発頻度が低下することが示された。TE24においてもほぼ同様の傾向が認められたが今後さらに数回の追試実験が必要である。さらに、これらの細胞を用いて、様々な照射線量でアポトーシス発現頻度の定量を試みた。アポトーシスの定量は、APO2.7モノクローナル抗体を用いて、フローサイトメーターにより測定を行った。APO2.7モノクローナル抗体は、アポトーシスを起こした細胞のミトコンドリア膜の発現する38kDのタンパク(7A6抗原)を認識する抗体にPE標識を行った抗体であり、細胞に反応させた後にその蛍光量を測定することによりアポトーシスを起こした細胞を定量することができる。また、7A6抗原はアポトーシスの初期段階(DNAの断片化、クロマチンの凝集以前の段階)から発現するため、ジギトニンによる膜透過処理を行えばアポトーシス初期段階の細胞も検出可能である。しかしながら本測定法は、細胞を蛍光色素で染色後レーザー光を当て反射光を解析する方法であり、細胞の存在状態や条件(細胞数、凝集状態など)により測定が難しい場合も多かった。また本方法で定量できるアポトーシスが発現する照射線量も明らかでかなったため、今回は、X線照射時に本法で定量可能な条件(照射線量など)を求めるための実験を中心に行い、いくつかの細胞で至適条件が求められたにとどまった。今後は今回求められた実験条件を元に、重粒子線照射時のアポトーシスの発現頻度の定量を試み、重粒子線の殺細胞効果および遺伝子突然変異発現とアポトーシス発現の関連を検討する予定である。

放射線治療成績の改善のためには、放射線治療に抵抗性の癌を鑑別すること、および放射線により後完治する患者と、再発を起こす患者を鑑別することが重要であるが、放射線治療に対して抵抗性腫瘍、あるいは縮小しても再増殖する腫瘍は、放射線照射時に内眼的に観察される腫瘍サイズの全体的縮小に比べて、腫瘍細胞数の減少が少なく、放射線抵抗性腫瘍細胞が残存し、増殖抑制が起こりにくいことが推測され、この点に関する実験的研究を開始した。今年度は単層培養細胞を用いてX線と重粒子線照射に対する効果の差異を検討した。実験に用いたのはヒト悪性腫瘍由来の培養細胞で、卵巣癌、子宮頸癌、乳癌、食道癌由来の細胞を用いた。各種細胞を単層培養でX線照射および、炭素粒子線(20keV/μm、80keV/μm)、ネオン粒子線(80keV/μm)の照射を行い、Colony法により放射線感受性を検討し、それぞれ得られた生存曲線から、各々linear energy transfer(LET)におけるrelative biological effect(RBE)を算出した。実験に用いた数種類のヒト悪性腫瘍由来の培養細胞ではすべて、X線に比べて重粒子線にたいする感受性が高かった。炭素粒子線ではLETが上昇すると明らかにRBEが上昇した。ネオン粒子線(80keV/μm)では炭素粒子線(80keV/μm)とほぼ同様の殺細胞効果が得られたが、ほとんどの細胞でネオン粒子線野法が僅かにRBEは低かった。上記の各種放射線を照射した後に、10^6個の生存細胞をさらに培養し1回の継代を行なった後に、6-チオグアニン(10μg/ml)を含む培養液中に細胞を播種し、形成コロニー数からhprt locusの突然変異を計算した。X線に比べて重粒子線照射での突然変異発生頻度は非常に高率で、同一の照射線量では数十倍の発生率となっていた。また、いくつかの細胞では炭素粒子線でLETが上昇すると突然変異発生頻度が上昇した。来年度は今年度に行ってきた研究をさらに継続するとともに、研究成果をもとにアポトーシスの発現との関連を検討する予定である。平成9年度は、前年度に施行したマウス由来の正常組織細胞(V79)とヒト卵巣癌由来の細胞(RMG1)を用いた実験で得られた重粒子線照射後の細胞感受性の検討結果と、照射後に発現したhprt locusの遺伝子突然変異に関する検討結果に関してさらに数回の追加実験を試行し結果の再現性を確認するとともに、ヒト乳癌細胞(MDA-MB231)、ヒト食道癌細胞(TE24)等を用いて同様の実験を繰り返し試行した。すなわち各種細胞の単層培養を行い、X線、炭素粒子線(20keV/μm、80keV/μm)、ネオン粒子線(80keV/μm)による照射を施行し、colony法により放射線感受性を検討し、また6-thioguanin耐性株の定量から、hprt locusの遺伝子突然変異発現頻度を検討した。この結果少なくともV79,RMG1,MDA-MB231細胞において以下の実験結果が得られた。同一線量では重粒子線はX線に比較して殺細胞効果が強く、炭素粒子線ではLETが上昇すると殺細胞効果がさらに強まること、同一のLETではネオン粒子線の方がわずかに殺細胞効果が弱いことが確認された。
世界各地域の寄生虫の重要課題に関する研究-第9回国際寄生虫学会の企画調査-

1.本研究の目的現在マラリアをはじめとする寄生虫病は工業先進国を除き世界各地に蔓延している。とくに途上国においては、寄生虫病による慢性的な健康障害が地域経済の遅れの原因として指摘されている。日本の橋本首相は1997年7月のデンヴァーにおける先進国首脳会議において寄生虫病対策の重要性を指摘しG8(先進8か国)は率先して世界の寄生虫病対策を推進すべき旨を提案した。本研究は世界各地域の寄生虫病の問題点を特定し、1998年8月に予定されている第9回国際寄生虫学会の企画を進めることを目的に企画された。2.研究の結果(1)ヒトの感染するマラリアをはじめとする寄生虫病について、さらに重要な獣医寄生虫学、魚類寄生虫学につき、世界各地域の現状と世界的視野でどのような研究がどこで進められているかについて班員全員による調査研究が行われた。その結果第9回国際寄生虫学会の企画が九州大学多田功プログラム委員長により完成した。(2)橋本首相提案を考慮して「世界規模でみた寄生虫病による経済損失」に関する国際研究集会が東京で開催され、スイス(世界保健機関)イギリス(オックスフォード大学、リバプール大学)アメリカ合衆国(世界銀行)フィリピン(フィリピン大学)タイ(チュラロンコーン大学)より招聘された研究者が各課題につき研究結果を報告した。橋本提案推進上有効であったものと判断される。(3)寄生虫病の理解を深めるためには展示技術が極めて重要であるため、ロンドン大学に2名が派遣され研修を受けた。この結果は第9回国際寄生虫学会にご来臨が予定されている天皇、皇后両陛下に世界の寄生虫病の実状の展示をご覧いただくために活用される。
文化人類学における家族・親族領域を中心としたフィールドデータの処理と分析

3年間計画の初年度実績:本研究の目的は、文化人類学的なフィールドワークによって得られる多様なデータをパーソナルコンピュータを用いて現地で一次処理するための支援ツールを開発することにある。文化人類学が対象とするような社会の多くは親族関係が重要な社会統合原理として働いている。支援ツールはどのようなタイプの社会においても利用可能であることをめざすが、とくに結婚による連帯が統合原理として重要な社会での利用を主たる目的としたい。そのような社会では系譜関係がきわめて錯綜し、二次元の紙の上での表現にはどうしても限界がある。具体的には代表者と分担者が研究に従事してきたスリランカ、南インド、そしてオーストラリア・アボリジニ社会を取り上げる。初年度は基本的なモデルを想定した上で、まず社会成員の個人関係と社会関係についての関係表を提案した。当該社会の家族・親族構造は人間相互の個別的な関係を集積することによって、全体として表すことができる。個人関係表には出生日時、死亡日時、名前、婚姻相手、婚姻成立時、解消時、両親の名前、世帯を記し、社会関係表には所属する親族集団名、言語集団名などを記入する。そして、この関係表と連動する形で当該社会の系譜関係が表示するための基礎的なプログラムを開発した。次年度はグラフィカルな表示を可能とするツールの開発する予定である。
NOの産生抑制による間質性肺炎発症の制御-放射線肺臓炎をモデルとして-

放射線療法は悪性疾患に対する局所療法として重要な治療手段であるが、照射部の臓器障害をしばしばきたす。胸部放射線療法後の間質性肺炎、肺線維症はその代表的疾患である。近年、一酸化窒素(NO)ラジカルが、種々の生体反応を引き起こしていることが明らかとなってきた。我々は、肺組織障害の重要な因子として、肺胞マクロファージ、肺胞上皮、気道上皮から放出されるNOに着目し、放射線照射ラットをモデルとして実験を行った。研究結果は以下の通りである。1放射線照射ラットの肺胞マクロファージ(AM)はNOを産生する。2放射線照射ラットではNO合成酵素(NOS)の発現がAMと肺胞上皮で亢進している。4 L-NAMEは肺におけるプロコラーゲンα1タイプIIIのmRNAの発現を抑制する。こうした結果は、放射線照射によりAMや肺胞上皮から産生されるNOが放射線肺臓炎の進展に重要な役割を果たしていることを示唆している。ヒトにおける放射線肺臓炎の制御につながる研究として,健常者の呼気中の一酸化窒素濃度を測定した.個人により多少の変動はあるものの,再現性は良好であり臨床応用可能と考えられた.予備的なデータであるが,線維化肺では呼気中の一酸化窒素濃度は低値であり,線維化に至る過程での呼気中の一酸化窒素濃度測定が重要であることが示唆された.放射線療法は悪性疾患に対する局所療法として重要な治療手段であるが、照射部の臓器障害をしばしばきたす。本症の発症機構が解明されその制御による予防ができればヒトにおいても福音となる。ヒトにおける放射線肺臓炎の制御につながるものと期待される。ヒトにおける放射線肺臓炎の制御につながる研究として,健常者の呼気中の一酸化窒素濃度を測定した.個人により多少の変動はあるものの,再現性は良好であり臨床応用可能と考えられた.予備的なデータであるが,線維化肺では呼気中の一酸化窒素濃度は低値であり,線維化に至る過程での呼気中の一酸化窒素濃度測定が重要であることが示唆された.
非可換代数幾何学や表現論に現れる三角圏の研究

本研究課題は非可換代数幾何学や表現論に現れる三角圏を研究することを目的としている.昨年度までに得られていた研究成果によって,非可換次数付き孤立特異点という研究対象が非可換代数幾何学的にも表現論的にも重要な研究対象であることが分かっていた.そこで本年度は非可換次数付き孤立特異点の研究をより推進させることを目標に,その周辺に現れる様々な代数や圏の考察を行った.一つ目の研究では,直既約次数付き極大Cohen-Macaulay加群が同型と次数のシフトを除いて有限個である(有限CM表現型)AS-Cohen-Macaulayalgebraが非可換次数付き孤立特異点になることを証明した.これはよく知られたAuslanderの定理の非可換次数付き類似であり,またJorgensenによって得られていた結果のFBNという仮定を外した一般化である. Auslanderの定理は可換環論や表現論で非常に重要な役割を担っているため,今回の研究結果やその証明手法は非可換次数付き孤立特異点の研究においても重要な役割を果たすと考えられる.また, domainでない有限M表現型AS-Gorensteinalgebraの例を与え,その直既約次数付き極大Cohen-Macaulay加群の同型類も具体的に与えた.二つ目の研究は静岡大学の毛利出氏との共同研究である. AS-regularalgebraに有限群を作用させて得られる不変式環の非可換射影スキームの導来圏を考察するため,群作用がampleであるという概念を導入した.そしてまずAS-regularalgebraに作用する有限群がampleであることと,その不変式環が非可換次数付き孤立特異点になることが密接に関係していることを示した.さらにAS-regularalgebraにampleな有限群が作用しているならば,その不変式環の非可換射影スキームの導来圏がある有限次元代数の加群圏の導来圏で実現されることを示した.(抄録なし)今に至るまでGorenstein次元の理論は,可換ネーター局所環の研究において深く研究されており,Gorenstein局所環の特徴付けをはじめとするきれいな結果が得られているが,この研究の結果はその非可換類似を与える.例えば,balanced dualizing complexを持つネーター連結次数付き代数がAS-Gorensteinであることとbalanced dualizing complexのGorenstein次元が有限であることが同値であることを示した.この結果はbalanced dualizing complexの射影次元有限がAS-Gorenstein algebraを特徴付けるというDong-Wuの先行結果の一般化にもあたる.さらに,この結果を示す過程でbalanced dualizing complexを持つネーター連結次数付き代数に対してAuslander-Bridger公式が成立することを示した.可換環の場合,ネーター局所環の仮定のみでAuslander-Bridger公式は成立するが,非可換の場合,Auslander-Bridger公式を満たさない(それどころかAuslander-Buchsbaum公式さえ満たさない)ネーター連結次数付き代数の例がRogalski-Sierraによって最近構成されている.これらの結果は論文にまとめ,現在投稿中である.本研究課題は非可換代数幾何学や表現論に現れる三角圏を研究することを目的としている.本年度はAS-Gorenstein孤立特異点というある種の"非可換次数付きGorenstein孤立特異点"の研究を行った.可換環論や整環の表現論において,Gorenstein孤立特異点上の極大Cohen-Macaulay加群やその安定圏は非常に重要な役割を担っている.しかしそれらの孤立特異点の定義には素イデアルによる局所化が使われており,より一般の環に対してはうまく定義できない.そこで本研究では非可換次数付き孤立特異点を局所化を使わず,代わりに非可換射影スキームの言葉で定義し,その定義の下で「(可換)Gorenstein孤立特異点上の極大Cohen-Macaulay加群の安定圏はSerre関手を持つ」という重要な結果の非可換次数付き類似を与えた.さらに,この定理を利用してcluster tilting加群の存在性についての結果も得ている.Clustertiltingの概念は高次元Auslander-Reiten理論の観点から伊山氏によって導入されたもので,整環の表現論で最近注目されている.本研究では伊山氏と高橋氏によって示されていた「d次元(可換)次数付きGorenstein孤立商特異点は(d-1)-cluster tilting加群を持つ」という結果の部分的な非可換拡張を証明し,これによってcluster tilting加群を持つ非整環の例をたくさん得ることに成功した.本研究課題は非可換代数幾何学や表現論に現れる三角圏を研究することを目的としている.昨年度までに得られていた研究成果によって,非可換次数付き孤立特異点という研究対象が非可換代数幾何学的にも表現論的にも重要な研究対象であることが分かっていた.そこで本年度は非可換次数付き孤立特異点の研究をより推進させることを目標に,その周辺に現れる様々な代数や圏の考察を行った.一つ目の研究では,直既約次数付き極大Cohen-Macaulay加群が同型と次数のシフトを除いて有限個である(有限CM表現型)AS-Cohen-Macaulayalgebraが非可換次数付き孤立特異点になることを証明した.

これはよく知られたAuslanderの定理の非可換次数付き類似であり,またJorgensenによって得られていた結果のFBNという仮定を外した一般化である. Auslanderの定理は可換環論や表現論で非常に重要な役割を担っているため,今回の研究結果やその証明手法は非可換次数付き孤立特異点の研究においても重要な役割を果たすと考えられる.また, domainでない有限M表現型AS-Gorensteinalgebraの例を与え,その直既約次数付き極大Cohen-Macaulay加群の同型類も具体的に与えた.二つ目の研究は静岡大学の毛利出氏との共同研究である. AS-regularalgebraに有限群を作用させて得られる不変式環の非可換射影スキームの導来圏を考察するため,群作用がampleであるという概念を導入した.そしてまずAS-regularalgebraに作用する有限群がampleであることと,その不変式環が非可換次数付き孤立特異点になることが密接に関係していることを示した.さらにAS-regularalgebraにampleな有限群が作用しているならば,その不変式環の非可換射影スキームの導来圏がある有限次元代数の加群圏の導来圏で実現されることを示した.昨年度までに,AS-Gorenstein algebraを次数付き加群の導来圏とGorenstein次元も用いて特徴付けることに成功していた.本年度はAS-Gorenstein孤立特異点上の次数付き極大Cohen-Macaulay加群やその安定圏を表現論的手法で研究し,成果を上げた.これらの圏は有限次元代数の有界導来圏など他の三角圏と密接に関わっていることも分かっており,研究は順調に進展している.今後は非可換代数幾何学や表現論に現れる三角圏,特に量子射影空間の導来圏やAS-Gorenstein algebra上のCohen-Macaulay加群の安定圏の研究に取り組む.前者の研究については,源氏・毛利氏の共同研究によってAS-regular algebraから大域次元有限の有限次元代数が構成でき,その導来圏が量子射影空間の導来圏と三角圏として同値であることが示されているので,この対応を通して量子射影空間の導来圏を考察する.後者の研究ではAS-Gorenstein algebraがCohen-Macaulay有限表現型であったり,孤立特異点であったりするときに焦点を当ててCohen-Macaulay加群の安定圏を考察する.(抄録なし)
能動制御による音質調整及び消音機能を有するアクティブマフラー

本研究では,音質調整を目的としたアクティブマフラーを,マフラー出口の放射音に含まれる不快な周波数成分を環境の変化に適応しながら除去する能動消音機構と,制御部において音質を判定する信号処理フィルタとで構成する方法を考案し,実験による検討を行った.実験にあたり,試作設計したマフラーモデルは一段膨張形とし,従来の形状よりも小型に,かつ複雑な内部構造を廃することを目的とした.能動消音機構は,アクティブマフラーの基幹機構であり,マフラー膨張部の壁面に取り付ける付加音源と,適応フィルタによる信号処理を行う制御部により構成される.まず,能動消音理論と制御の演算アルゴリズムを検証するため付加音源にスピーカを使用し,広帯域制限雑音を試験信号として実験を行った結果,良好な減音効果が得られ,制御系と装置の関係,及び信号処理プログラムの妥当性が明らかとなった.次に,実際のマフラーでは高温・多湿など,取り付け環境が悪いことを考慮して圧電素子と振動板を組み合わせた振動音源ユニットを試作設計し,モデルに取り付けて実験を行った.この結果,ユニットの特性に応じた良好な効果が得られた.また,出力信号の周波数帯域を制限するフィルタ制御系に組み込んで実験を行った結果,減音効果を設定した周波数帯域に限定でき,放射音の音質調整が可能であることが明らかとなった.以上の結果を総合して,本研究の能動消音機構と音質判定フィルタを組み合わせた方法により,音質調整を目的とするアクティブマフラーの設計製作は実現が可能であり,マフラーの小型化と排気抵抗の低減による馬力・燃費の改善においても有効である.なお,実験に使用した圧電素子と高出力ピエゾドライブ増幅器,制御系を構成する高速パイプラインアレイプロセッサボード,及び放射音のデータ収録に使用したA/D変換ボードと付属ソフトウェアは補助金によるものである.本研究では,音質調整を目的としたアクティブマフラーを,マフラー出口の放射音に含まれる不快な周波数成分を環境の変化に適応しながら除去する能動消音機構と,制御部において音質を判定する信号処理フィルタとで構成する方法を考案し,実験による検討を行った.実験にあたり,試作設計したマフラーモデルは一段膨張形とし,従来の形状よりも小型に,かつ複雑な内部構造を廃することを目的とした.能動消音機構は,アクティブマフラーの基幹機構であり,マフラー膨張部の壁面に取り付ける付加音源と,適応フィルタによる信号処理を行う制御部により構成される.まず,能動消音理論と制御の演算アルゴリズムを検証するため付加音源にスピーカを使用し,広帯域制限雑音を試験信号として実験を行った結果,良好な減音効果が得られ,制御系と装置の関係,及び信号処理プログラムの妥当性が明らかとなった.次に,実際のマフラーでは高温・多湿など,取り付け環境が悪いことを考慮して圧電素子と振動板を組み合わせた振動音源ユニットを試作設計し,モデルに取り付けて実験を行った.この結果,ユニットの特性に応じた良好な効果が得られた.また,出力信号の周波数帯域を制限するフィルタ制御系に組み込んで実験を行った結果,減音効果を設定した周波数帯域に限定でき,放射音の音質調整が可能であることが明らかとなった.以上の結果を総合して,本研究の能動消音機構と音質判定フィルタを組み合わせた方法により,音質調整を目的とするアクティブマフラーの設計製作は実現が可能であり,マフラーの小型化と排気抵抗の低減による馬力・燃費の改善においても有効である.なお,実験に使用した圧電素子と高出力ピエゾドライブ増幅器,制御系を構成する高速パイプラインアレイプロセッサボード,及び放射音のデータ収録に使用したA/D変換ボードと付属ソフトウェアは補助金によるものである.