hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ペプチド誘導体を用いたウニ卵の受精膜上昇機構の解明

申請者は,アシナガバチの毒液がウニ卵の受精膜を上昇させる活性を持つことを知り,その活性がハチ毒ペプチドのGタンパク質活性化能と関連があるのではないかと考えた.そこで,どのようなペプチドがウニ卵の受精膜を上昇させ,卵にどのような作用を及ぼすのか突き止めるため,いろいろなハチ毒ペプチド誘導体を調製し,そのバフンウニ卵に対する作用を検討した.1.まず,天然に存在するハチ毒ペプチドについて活性を検討したところ,一部のペプチドにはウニ卵に対する受精膜上昇活性が見られたものの,アシナガバチ由来のペプチド,ポリステス・マストパランにはその活性がないことが明らかとなった.しかし,マストパラン類のペプチドは,それ自身に受精膜上昇活性がなくとも,分子内に疎水的な修飾基を導入すると非常によくウニ卵の受精膜を上昇させることを見出した.2.そこで,マストパランを基本骨格とし,どのような修飾を加えたらバフンウニ卵の受精膜を効率よく上昇させるかを検討した.最も修飾しやすいマストパランのN末端にいろいろな疎水基を導入したところ,dansyl,Fmocなど,かさ高い官能基ほど高い受精膜上昇活性を示すことが明らかとなった.また,ペプチドの修飾位置についてはN末端からリジン残基の側鎖に移してもその活性は保持されるが,ペプチドの鎖長を短くすると極端に活性が失われることが判明した.3.最も活性が高かった[Lys(Dns)^<11>]マストパランについて,ウニ卵に対する作用機構を調べたところ,Gタンパク質を介した細胞内情報伝達経路を活性化しているというよりも,むしろ卵の表層における局所的な反応を促進しているものと思われた.しかし,表層反応の活性化により,染色体の凝集や表層アクチン束の形成など卵割過程の一部までを引き続き誘起することがわかり,マストパラン誘導体の作用は単なる細胞表層への非特異的な侵害ではないことが判明した.申請者は,アシナガバチの毒液がウニ卵の受精膜を上昇させる活性を持つことを知り,その活性がハチ毒ペプチドのGタンパク質活性化能と関連があるのではないかと考えた.そこで,どのようなペプチドがウニ卵の受精膜を上昇させ,卵にどのような作用を及ぼすのか突き止めるため,いろいろなハチ毒ペプチド誘導体を調製し,そのバフンウニ卵に対する作用を検討した.1.まず,天然に存在するハチ毒ペプチドについて活性を検討したところ,一部のペプチドにはウニ卵に対する受精膜上昇活性が見られたものの,アシナガバチ由来のペプチド,ポリステス・マストパランにはその活性がないことが明らかとなった.しかし,マストパラン類のペプチドは,それ自身に受精膜上昇活性がなくとも,分子内に疎水的な修飾基を導入すると非常によくウニ卵の受精膜を上昇させることを見出した.2.そこで,マストパランを基本骨格とし,どのような修飾を加えたらバフンウニ卵の受精膜を効率よく上昇させるかを検討した.最も修飾しやすいマストパランのN末端にいろいろな疎水基を導入したところ,dansyl,Fmocなど,かさ高い官能基ほど高い受精膜上昇活性を示すことが明らかとなった.また,ペプチドの修飾位置についてはN末端からリジン残基の側鎖に移してもその活性は保持されるが,ペプチドの鎖長を短くすると極端に活性が失われることが判明した.3.最も活性が高かった[Lys(Dns)^<11>]マストパランについて,ウニ卵に対する作用機構を調べたところ,Gタンパク質を介した細胞内情報伝達経路を活性化しているというよりも,むしろ卵の表層における局所的な反応を促進しているものと思われた.しかし,表層反応の活性化により,染色体の凝集や表層アクチン束の形成など卵割過程の一部までを引き続き誘起することがわかり,マストパラン誘導体の作用は単なる細胞表層への非特異的な侵害ではないことが判明した.申請者は、ハチ毒ペプチドの種々の誘導体を合成する過程でその誘導体の中の1つがバフンウニ未受精卵の受精膜を上昇することを見出し、その誘導体を用いてウニ卵受精膜上昇機構が明らかに出来るのではないかと考え、萌芽的研究として本研究費を申請した。1.まず、第一に、そのペプチド誘導体がどのような細胞内反応を引き起こしているかを突き止めるため、いろいろな薬物をウニ卵内に注入するマイクロインジェクションの実験を計画した。その結果、ウニ卵の精子による受精ではどうもGタンパク質→ホスホリパーゼC→イノシトール三リン酸→細胞内カルシウム濃度上昇といった経路を介して受精膜が上昇しているらしいことを突き止めたが、ペプチド誘導体が引き起こす反応についてはまだ不明な点が多く今後の課題として残された。2.ある種の疎水性ハチ毒ペプチドが哺乳類の脳Gタンパク質を活性化することから、今回のペプチド誘導体の標的の候補のひとつとしてGタンパク質が考えられる。そこで、受精膜上昇の関与しかつ今回のペプチド誘導体によって活性化されるGタンパク質の探索・精製を行った。ウニ卵膜画分には、コレラ毒素でADPリボシル化される約49kDaのGタンパク質と百日咳毒素でADPリボシル化される約41kDaのGタンパク質とが存在することが存在することが判明した。過去の研究から、受精膜上昇に関与するGタンパク質はコレラ毒素感受性の方であると考えられるので、コレラ毒素により修飾をプローブとしてバフンウニ膜画分からGタンパク質の精製を行った。イオン交換、ゲル瀘過、ハイドロキシアパタイトなどのカラムを用いた結果、コレラ毒素により修飾されるタンパク質としてはゲル電気泳動上で単一のバンドとなるまでに精製された。現在、このGタンパク質が本当に申請者が見つけたペプチド誘導体によって活性化されるかどうかを速度論的に検討している。

申請者は、ミツバチ科由来のマスト細胞脱顆粒性ペプチド・メリチンがウニ卵の受精膜を上昇させる活性をもつことを知り、その活性がハチ毒ペプチドのGタンパク質活性化能と関連があるのではないかと考えた。そこで、本年度は、どのようなペプチドがウニ卵の受精膜を上昇させるのかと突き止めるため、いろいろなハチ毒ペプチド誘導体を調製し、そのウニ卵受精膜上昇活性を検討した。1.まず、天然に存在するハチ毒ペプチドのウニ卵受精膜上昇活性を検討したところ、スズメバチ科由来のペプチドでは、マスト細胞脱顆粒性ペプチド(マストパラン)には活性が見られなかったものの白血球遊走活性ペプチド(VesCP)では受精膜上昇活性が見られた。よって、ハチ毒本来の毒性とウニ卵の受精膜上昇活性との間には直接には関係がなく、HPLCの溶出挙動などから考えても、むしろそのペプチドの疎水性など他の要因が受精膜上昇には効いているようである。2.マストパランはそのままではウニ卵の受精膜を上昇させないが、11位のリシン残基の側鎖にダンシル基をつけると顕著に受精膜を上昇させるようになることが判明した。そこで、この[Lys(Dns)^<11>]マストパランをもとにいろいろな誘導体を調製した。ペプチドの鎖長を短くすると受精膜上昇活性は急激に失われたが、ダンシル基の位置をN末端や他のリシン側鎖に移しても活性は保持された。このことを考えても、ペプチドの疎水性が重要な要因と考えられ、当初期待していたような、疎水性は低いが受精膜上昇活性は高いようなペプチド誘導体は得られなかった。したがって、ここでは、予定していたアフィニティー・カラムの作成やペプチドの立体構造解析などの研究までには至らなかった。
構造生物学的解析によるＲ型レクチンのシアル酸含有糖鎖結合能獲得メカニズムの解明

ガラクトースに特異的な糖結合活性を持つR型レクチン(EW29Ch)を分子進化工学的に改変させたシアル酸結合性レクチン(SRC)のシアル酸含有糖鎖結合能獲得メカニズムを核磁気共鳴法により解析した結果、SRCは6'ーシアリルラクトース結合状態において、遊離状態やラクトース結合状態と異なる2つのコンフォメーションを取ることが示唆された。さらに、SRCのサブドメインγのループ領域がEW29Chと比較してその分子内運動が著しく変化していることから、この変化がシアル酸との結合に重要であることも分かった。これまで申請者らは、ガラクトースに特異的な糖結合活性を持つR型レクチン(EW29Ch)の糖結合部位において遅い分子内運動による構造の揺らぎが糖結合活性に関係することを明らかにした。また、このレクチンを分子進化工学的に改変させてシアル酸結合性レクチン(SRC: Sia-Recognition EW29Ch)を創製し、X線結晶構造解析を行った。しかしながら、その特異的な糖鎖結合能獲得メカニズムについては十分な情報を得ることができていないことから、本研究では、NMRを用いて、そのメカニズムを解明することを目的とする。本年度は、昨年度に引き続き、NMR測定に安定な13C及び15Nラベル体タンパク質の調製法を確立するとともに、ラクトース結合状態でのSRCの主鎖構造の溶液状態と結晶状態間での比較、及び遊離状態とシアリルラクトース結合状態でのSRCのNMR測定及びシグナルの帰属、さらに15N緩和測定を行った。13C及び15Nラベル体タンパク質の調製法については、遊離状態でもNMR測定に安定なラベル体タンパク質調製法を確立し、15N-HSQCスペクトルにより安定性を評価した結果、15°C及び25°Cにおいて十分安定であることが確認できた。ラクトース添加ラベル体SRCを用い、残余双極子カップリング値を測定し、SRCーラクトース複合体結晶構造との主鎖構造を比較した結果、主にγサブドメインの分子内運動の高いループ領域に違いが観測された。この結果から、溶液状態と結晶状態では、主にγサブドメインのループ領域の主鎖構造が異なることが分かった。また、現在、15N緩和測定法により、遊離状態及びシアリルラクトース結合状態でのSRCの分子内運動の解析を進めている。本年度は、1)NMR測定に安定な13C及び15Nラベル体タンパク質の調製の確立、2)溶液中でのSRCとEW29Chの構造比較、3)NMR緩和測定法によるSRCとEW29Chの分子内運動の比較、を行った。1)では、遊離状態で、安定なラベル体タンパク質の作製が困難であったので、ラクトースを添加した状態で調製を行い、調製したラクトース添加SRCの15N-HSQCスペクトルを経時的に測定し、NMR測定に対する安定性を評価した。その結果、15°C及び25°Cにおいて十分安定であることが確認できた。2)では、ラクトース添加ラベル体SRCを用いて、多核多次元NMR法により、NMRシグナルの帰属を行い、ほとんどの帰属が完了した。SRCとEW29Chの主鎖のケミカルシフトを比較した結果、特に、γサブドメインで大きく異なることから、SRCとEW29Chは、主に、γサブドメインで主鎖の構造が異なることが分かった。3)では、γサブドメインのループ領域において、SRCの{1H}ー15N NOEの値がEW29Chに比べ著しく低いことから、このループ領域の分子内運動が高いことが分かった。以上の結果から、SRCの特異的な糖鎖結合能獲得メカニズムにおいて、γサブドメインが重要であることが判明した。これまで申請者らは、ガラクトースに特異的な糖結合活性を持つR型レクチン(EW29Ch)の糖鎖結合メカニズムをNMR法により解析した。さらに、このレクチンを分子進化工学的に改変させてシアル酸結合性レクチン(SRC: Sia-Recognition EW29Ch)を創製し、X線結晶構造解析を行ったが、その特異的な糖鎖結合能獲得メカニズムについては十分な情報を得ることができていないことから、本研究では、NMRを用いて、そのメカニズムを解明することを目的とする。昨年度までに、ラクトース結合状態でのSRCのNMRシグナルの完全帰属および15N緩和測定による分子内運動の解析を行った。

本年度は、昨年度に引き続き、遊離状態および6'ーシアリルラクトース(6'-SL:6'-sialyllactose)結合状態でのSRCのNMRシグナルの完全帰属を行った結果、サブドメインαおよびサブドメインγ中の糖鎖との結合に関与する残基が6'-SL結合状態のみ2つのシグナルが同時に観測され、しかも、遊離状態やラクトース結合状態でのケミカルシフトと異なることから、結晶構造と異なり溶液中では、6'-SL結合状態においてSRCは遊離状態やラクトース結合状態と異なる2つのコンフォメーションをとることが示唆された。また、遊離状態および6'-SL結合状態での15N緩和測定による分子内運動の解析の結果、ラクトース結合状態と同様、EW29Chに比べサブドメインγのループ領域(K233ーA240)の分子内運動が著しく高いこと、さらに、6'-SL結合状態でのみA240の分子内運動がS239とシアル酸との水素結合形成により抑制されることから、このループ領域がシアル酸との結合に重要であることが分かった。次に、STD-HSQC法により、6'-SLのSRCとの相互作用部位解析を行った結果、ラクトースの部分ではガラクトース残基が主に結合に関与すること、また、シアル酸については、SRCとの水素結合を形成する部位以外でも相互作用することが分かった。構造生物学本研究では、NMRを用いて、特異的な糖結合能を持つ改変体レクチン(SRC)の糖結合状態及び遊離状態での溶液中の立体構造解析及び分子内運動の解析を行うとともに野生体レクチン(EW29Ch)との比較により、その糖鎖結合能獲得メカニズムを解明することを目的としている。そのために、113C及び15Nの安定同位体ラベルSRCの大量発現及び精製法の確立、2NMRによる遊離状態及び糖(シアリル酸糖鎖)結合状態でのSRCの立体構造解析、3NMRによるSRCの遊離状態及び糖結合状態での分子内運動の解析、4EW29Chとの立体構造及び分子内運動の比較、を行う。さらに、SRCー糖鎖複合体解析も行い、その分子間相互作用を原子間レベルで解析し、シアル酸糖鎖認識メカニズムを解明する。研究期間3年間の2年目である本年度において、1について、遊離状態でのラベル体SRCの調製法を確立出来た。2について、ラクトース結合状態でSRCの主鎖の構造が溶液状態と結晶状態では、主にγサブドメインで異なっていることを解明するとともに、遊離状態及びシアリルラクトース結合状態でのSRCのNMR測定を行い、主鎖のシグナルについてほぼ帰属が完了した。現在、立体構造のためのNMR測定及びその解析を進めている。3について、遊離状態及びシアリルラクトース結合状態におけるSRCの分子内運動解析のための15N緩和測定を行い、現在解析を進めている。4について、SRCとの比較のために、EW29Chについても15°Cでの15N緩和測定及び解析を行った。従って、本研究は概ね順調に進んでいる。本研究では、NMRを用いて、特異的な糖結合能を持つ改変体レクチン(SRC)の糖鎖結合能獲得メカニズムを解明することを目的としている。
「刑事責任拡散」の時代における、刑法のありかた～経済犯罪を中心に

2011年度は、内外の文献収集にあわせ、研究者へのインタビューを行い、また研究成果を公刊した。特に、この数年で、経済事犯の代表的犯罪である背任罪について重要な判例が立て続けに、数多く出されているドイツの状況について、単なる紙媒体の資料収集にとどまらず、ドイツに赴いて、著名な刑法研究者数名にインタビューをし、貴重な意見を聞くことができた。研究成果としては、背任罪の実行行為である任務違背行為の概念について、近時の重要な判例である最決平21・11・9刑集63巻9号1117頁(北海道拓銀事件)をふまえ、さらに、歴史的、比較法的見地からこの概念に分析・検討を加えた「背任罪における任務違背行為」『植村立郎判事退官記念論文集・現代刑事法の諸問題・第1巻』(2011・立花書房)があり、また、昨年度、本研究費をも用いて招聘した、ミュンヘン大学のベルント・シューネマン教授による講演の邦訳「いわゆる金融危機司法への挑戦か」が、刑事法ジャーナル30号92頁以下に掲載されている(翻訳は山中友理・摂南大学講師であり、同103-104頁に研究代表者によるコメントが付されている)。同時に、日本法の現状をドイツおよびドイツ法系の諸国に伝達することにも努め、未公刊であるが、Der subjektive Tatbestand der Untreue im japanischen Recht(日本法における背任罪の主観的構成要件)を、インメ・ロクシン博士65歳祝賀論文集に執筆した(2012年5月刊行予定であり、来年度の研究成果に掲載予定である)。一定程度の資料収集とインタビューを予定通り行い、研究成果も公刊することができた.従来の方針を基本的に継続しながらも、背任罪以外の経済犯罪についても研究成果の公表につとめたい.2010年度は、研究の基盤となる知見を得ることを目的とした。日本語文献については、重要な基本的文献をできるだけ漏れがないように、購入した。また、比較法的見地から、日本刑法典のモデルとなった法典を持つ、ドイツに出張し、そこにおいて、基本的な文献の収集に努めるとともに、ドイツにおける有力な刑法学者から、日本の現状について、コメントを求めた。さらに、そこでは、いわゆるリーマンショック後における銀行家に対する刑事責任の追及のあり方についても、貴重な示唆をえた。こうした経験を通じて、経済犯罪に対して、訴追が積極的になされるようになってきた現在、どのような行為を処罰すべきであり、どのような行為を、許された取引行為と評価すべきか、という経済刑法における根本的問題について、重要な示唆を得た。また、3月には、ドイツにおいて、経済刑法に関する議論をリードし、ドイツを代表する学者である、Bernd Schuenemann(ミュンヘン大学教授)を招聘し、東京、京都、大阪で講演をしていただいた(その邦訳は、早稲田大学比較法研究、刑事法ジャーナルといった専門誌に掲載予定である)。こうした成果をふまえ、植村立郎判事退官記念論文集に「背任罪における任務違背行為」を執筆した。すでに、原稿は提出しており、本年7月に刊行予定である。一定程度の資料収集とインタビューを予定通り行い、研究成果も公刊することができた.従来の方針を基本的に継続しながらも、背任罪以外の経済犯罪についても研究成果の公表につとめたい.
インターネットで共有する画像診断情報システムの構築

本研究では24時間稼動するマルチメディアサーバ内に、医学・歯学の分野における臨床・教育・研究に役立つ医用画像等のデータを複数の施設の協力の下に蓄積・管理し、インターネット経由でこれらを共有し、臨床・教育・研究に自由に利用が出来るようにしたマルチメディアデータベースシステムの構築を目指した。平成10年度、平成11年度には九州大学医療技術短期大学部にWWW(World-Wide Web)サーバを設置し、各医療施設よりインターネットを経由して利用できる医用画像診断データベースを構築するとともに情報セキュリティなどの運用における問題点の検討を行った。また、九州大学歯学部歯科放射線学教室の有する画像診断に関する教育資料を電子化してこのデータベースへの登録を行った。平成12年度には動画像データベースとしてのシステムの拡張を図り、医歯学教育への利用のために教育用のビデオ画像をデジタル化してネットワーク上に配信するビデオストリーミング技術を用いた動画像の配信システム(ビデオオンデマンド(VOD)システム)を構築した。さらに、このVODシステムとWWWによるレポーティングシステムを組み合わせた教育システムを開発した。この教育システムでは、データベース化された教材を利用して学習者が自主的に学習を行うことができ、各学習者のレポートはWWWサーバ上に回収されて教官による学習の評価も行える。九州大学医療技術短期大学部学生のべ117名に対してこの教育システムを利用した授業を実施し、アンケート調査を行った結果、88%の学生がこのようなコンピュータによる学習形式を望んでおり、コンピュータ支援教育の有効性とマルティメディアデータベースを利用した教材データベースの必要性が確認できた。本研究は九州大学医療技術短期大学部において24時間稼動するWWWサーバ用コンピュータを設置し、そのサーバ内に医学・歯学の分野における臨床・教育・研究に役立つ医用画像を大量に蓄積、管理してインターネットに接続された多くの施設のコンピュータから自由に参照が出来るようにすることを目的としている。本年度は九州大学医療技術短期大学部においてWWW(World-Wide Web)サーバを設置し、大容量で高信頼性のRAIDディスクシステム、高速ネットワーク、コンピュータへの不法な侵入を防ぐファイヤーウォールを付加してセキュリティと信頼性の高い画像情報サーバを構築した。また医用画像診断データベースとするために市販のデータベースソフトウェアであるMediaBankを導入し、このWWWサーバから画像や音声などのマルチメディア情報が検索できるようにした。このデータベースシステムには複数のデータベースが構築できるようにしており、現在は臨床・教育・研究それぞれの分野に適したデータベース構造の設計を行っている。さらに遠隔の医療施設よりインターネットを経由してこのデータベースに医用画像の登録・検索が行えるようにした。この機能を用いて、すでに九州大学歯学部歯科放射線学教室の有する画像診断に関する教育資料および医療短大における教育用画像を一部蓄積し始めている。本年度はシステムの基礎的な構築にとどまったが、次年度からは、さらに独自に開発するデータベースソフトウェアを組み合わせて各医療施設の協力の下で大規模データベースへと拡張できるシステムとするとともに、このデータベースを利用した電子教育システムも開発して学会発表などを通じて一般に公開する予定である。本研究では九州大学において24時間稼動するWWWサーバ用コンピュータを設置し、そのサーバ内に医学・歯学の分野における臨床・教育・研究に役立つ医用画像を大量に蓄積、管理してインターネットに接続された多くの施設のコンピュータから自由に参照が出来るようにする。また遠隔の医療施設や研究機関からも症例情報が簡単に登録が出来るようにして複数の施設の協力の下で大規模データベースへと自動的に拡張されていくシステムを設計する。このような多数の医療施設での医療情報の共有は未だ無く、インターネットを利用することで実現可能である。またこのデータベースを利用した電子教育システムも開発し、大学など教育機関での医学・歯学教育に役立てる。前年度には九州大学医療技術短期大学部にWWW(World-Wide Web)サーバを設置し、各医療施設よりインターネットを経由して利用できる医用画像診断データベースを構築した。本年度は九州大学歯学部歯科放射線学教室の有する画像診断に関する教育資料を電子化してこのデータベースへの登録を行った。さらに教育用のビデオ画像をデジタル化してネットワーク上に配信するためにストリーミング技術を用いた動画像の配信システムを構築した。また集積した症例情報の自動データベース化の手法の開発とネットワークにおけるセキュリティの問題についての検討も行った。

現在は集積されたデータベースの運用を行い、その有用性の評価についての検討を行っている。本研究では24時間稼動するマルチメディアサーバ内に、医学・歯学の分野における臨床・教育・研究に役立つ医用画像等のデータを複数の施設の協力の下に蓄積・管理し、インターネット経由でこれらを共有し、臨床・教育・研究に自由に利用が出来るようにしたマルチメディアデータベースシステムの構築を目指した。平成10年度、平成11年度には九州大学医療技術短期大学部にWWW(World-Wide Web)サーバを設置し、各医療施設よりインターネットを経由して利用できる医用画像診断データベースを構築するとともに情報セキュリティなどの運用における問題点の検討を行った。また、九州大学歯学部歯科放射線学教室の有する画像診断に関する教育資料を電子化してこのデータベースへの登録を行った。平成12年度には動画像データベースとしてのシステムの拡張を図り、医歯学教育への利用のために教育用のビデオ画像をデジタル化してネットワーク上に配信するビデオストリーミング技術を用いた動画像の配信システム(ビデオオンデマンド(VOD)システム)を構築した。さらに、このVODシステムとWWWによるレポーティングシステムを組み合わせた教育システムを開発した。この教育システムでは、データベース化された教材を利用して学習者が自主的に学習を行うことができ、各学習者のレポートはWWWサーバ上に回収されて教官による学習の評価も行える。九州大学医療技術短期大学部学生のべ117名に対してこの教育システムを利用した授業を実施し、アンケート調査を行った結果、88%の学生がこのようなコンピュータによる学習形式を望んでおり、コンピュータ支援教育の有効性とマルティメディアデータベースを利用した教材データベースの必要性が確認できた。
棘皮動物の再生に関与する化学物質の解明

再生は個体の一部分が何らかの理由で失われた際にそれに該当する部分が復元される極めて重要な生物現象である。特に顕著な例はヒトデ類をはじめとする棘皮動物に見られることから、それらには再生現象に関与する何らかの共通する化学物質の存在が示唆される。棘皮動物の特徴的な化学成分としてはスフィンゴ糖脂質に属するガングリオシドの存在が知られており、またそれらには神経細胞に対する分化誘導作用(神経突起伸展作用)が知られていることから、棘皮動物の再生にはガングリオシドが関与している可能性がある。本研究はこのような想定の基に、棘皮動物から神経突起伸展性ガングリオシドを単離・構造決定し、更にそれらの抗体を作成してガングリオシドの生体内分布を調べ、その機能を明らかにするものである。本年度は主に、棘皮動物ガングリオシドの単離・構造決定とそれらの神経突起伸展作用の評価を行った。材料動物のクロロホルムーメタノール抽出エキスを溶媒処理、各種クロマトグラフィーにより精製し、ガングリオシドを単離した。単離したガングリオシドの化学構造はメチル化分析、部分加水分解等の化学的手法と質量分析(MS)、核磁気共鳴スペクトル(NMR)等の機器分析的手法を併用してセラミド部の詳細に至まで決定した。その結果、ヤツデスナヒトデ及びオニヒトデからは既知及び新規ガングリオシドLMG-2,AG-1、トラフナマコからは新規ガングリオシドHPG-7、ニセクロナマコからは既知ガングリオシドHLG-1と2種の新規ガングリオシドHLG-2,HLG-3を得た。次に上記棘皮動物ガングリオシドについて、ラット褐色腫由来細胞PC-12を用いて神経突起伸展作用を評価した。その結果、未検討のAG-1以外はすべてPC-12細胞に対して神経突起伸展活性を示した。
酸素分圧の骨組織への影響とそのメカニズムの解明

高い酸素分圧が破骨細胞の長期生存・維持をもたらすことを明らかとした。炎症・腫瘍に伴う血管新生により血流増加、高酸素分圧の環境で破骨細胞が多く出現し骨破壊が増加している臨床像を説明する一病態の解明と考える。その機序として、M-CSF,c-fmsという破骨細胞前駆細胞の維持に関わる物質の発現を介していることを示した。一方、酸素分圧の培養細胞への影響を見る際には、培養液量、液の深さも含む繊細な条件設定が必要であることを明らかとした。骨組織における酸素濃度の与える影響を研究しているが、平成20年度は高酸素濃度化での破骨細胞形成、生存について実験した。組織学的には、関節リウマチ患者の関節破壊部位の骨界面の滑膜組織では、血管増生が見られ、その部位に一致して破骨細胞の集積が見られる。ヒトCD14陽性細胞を用いた破骨細胞形成実験において、通常酸素濃度(20%)と高酸素濃度(40%)の影響下で比較検討した。RANKL、M-CSFを添加するCD14細胞単培養系では2群問に差は認めなかったが、CD14細胞と骨芽細胞様細胞であるSaOS4/3細胞との共培養系において、高酸素濃度下では破骨細胞形成は20%酸素濃度下に対し少し遅れるものの、6週間経過しても生存し続けた。破骨細胞分化関連の遺伝子をRT-PCR法で検討したところ、CD14細胞側はRANK,DC-STAMP,BCL2,Bimには差を認めなかったが、M-CSFレセプターであるc-fmsが上昇していた。SaOS4/3細胞側はRANKL.OPGに差は認めなかったが、M-CSF発現が高酸素濃度下で著明に上昇していた。これは、培養上清のウエスタンブロッティングでも確認された。この現象は、M-CSF中和抗体を培養早期に添加することにより、ほぼ完全にブロックされた。また、組織学的にM-CSF陽性を示す細胞の存在する部位と、TRAP陽性破骨細胞の存在する部位が一致し、その部位に酸化ストレス代謝産物(reactive oxygen species:ROS)の発現が高いことも確認した。よって、局所の高酸素濃度環境は破骨細胞生存を助長する因子であることが分かった。酸素分圧を変化させた際に見られる軟骨細胞の分化促進へのシグナル、および転写の制御の解明を行う目的でNkx3.2をターゲットにした。間葉系細胞でのNkx3.2発現は、ShhやPTH-rPによって発現調節され、またNkx3.2はRunx2を抑制し軟骨形成に関わる転写因子であることが知られている。HypoxiaによってShh, PTH-rP, Nkx3.2の発現は上昇し、Runx2, Ihhは減少する変化がみられた。Nkx3.2の発現抑制によりhypoxiaでも軟骨分化促進は見られなかったことから、hypoxiaにおける軟骨細胞分化誘導において、Nkx3.2が重要な役割を果たしていると考えられた。酸素濃度が骨形成や骨吸収に与える影響を研究している。平成21年度までに、破骨細胞前駆細胞であるCD14陽性細胞と、骨芽細胞様細胞であるSaOS4/3細胞との共培養において、形成された破骨細胞が高酸素濃度下では長期にわたって生存することを確認した。また、高酸素濃度下ではCD14陽性細胞におけるc-fmsの発現が上昇する一方、SaOS4/3細胞においてそのリガンドであるM-CSFの発現が上昇していた。さらに、組織中でM-CSF発現細胞とTRAP陽性破骨細胞の局在が一致し、同部位でROSの発現が高いことも確認され、局所の高酸素濃度が破骨細胞の形成および生存を促進することが強く示唆された。次に平成22年度は、酸素濃度の骨形成への影響を検討した。まず、実際の生体における組織中の酸素濃度を、家兎の筋肉組織ならびに関節内で測定した。次に骨芽細胞前駆細胞であるMC3T3-E1細胞を、通常の20%あるいは5%の二通りの酸素濃度で、またメディウム量を5mlあるいは2mlの二通りで培養し、培養上清中の酸素濃度をシャーレ底面すなわち培養している細胞からの距離ごとに酸素濃度測定記録計を用いて測定した。その結果、酸素濃度は表面から下に行くほど、すなわち培養細胞に近づくほど低くなったが、その変化はメディウム量が5mlのときに顕著であった。また、培養細胞近傍の酸素濃度は5%の低酸素濃度で培養したときのほうが先の生体組織内で測定した酸素濃度に近く、実際の生体内の環境を再現していると考えられた。さらに他の間葉系細胞の培養においても同様の結果が認められ、骨形成の実験において細胞培養は比較的少量のメディウム量で、かつ低酸素濃度下で行ったほうがよいことが示唆された。
かご型シラセスキオキサン骨格に捕捉された水素原子の磁気センシングへの応用

オクタシラセスキオキサンQ_8M_8に捕捉された水素原子は、かご型のシラセスキオキサン骨格の外部に存在する常磁性酸素分子と反応することなく磁気的相互作用を示すことがESRにより確認されている。この捕捉された水素原子の磁気センサーへの応用の観点から、希土類(III)アセチルアセトナト錯体やマンガン(II)、銅(II)、亜鉛(II)などのd遷移金属アセチルアセトナト錯体を用いて磁気的相互作用について検討を行なった。これまでにマンガン(II)、銅(II)などの常磁性d遷移金属錯体及びガドリニウム(III)錯体については、包接水素原子との間に磁気的相互作用がみられることを確認した。なお、気体である酸素分子の磁気的影響が非常に大きいため、金属錯体による磁気的影響を見積もるには酸素分子の存在しない系で実験を行う必要があった。以上のこととは別に、希土類(III)錯体を用いた場合には包接水素原子の脱離がみられた。そこで、希土類(III)アセチルアセトナト錯体の存在する場合と存在しない場合について、水素原子を捕捉しているQ_8M_8の構成原子であるH及びC原子の緩和時間をNMRにより測定したが、包接水素原子に関する検討をESRで行うことが可能な系では、NMRによる緩和時間の測定には濃度が高すぎるため正確な検討を行うことができず、包接水素原子の脱離の原因を明らかにするには至らなかった。一方、包接水素原子の脱離に際して、Q_8M_8のかご型骨格や側鎖置換基にはいかなる変化もみられないことをNMRスペクトルにより確認した。このことから、酸素原子との親和性が高い希土類(III)アセチルアセトナト錯体は配位数の増加が可能であるため、溶存状態でQ_8M_8の酸素原子と希土類(III)イオンが比較的強い静電的な相互作用を行い、その結果、Q_8M_8のかご型骨格が振動し、包接水素原子が脱離しやすくなるのではないかと考えている。本年度の目的は、かご型シラセスキオキサン骨格内に捕捉された水素原子が、骨格の外部に存在する常磁性種と反応することなく磁気的相互作用を示すのか確認することであった。水素原子を捕捉させるかご型シラセスキオキサン誘導体としては、最大の水素スピン濃度を示したトリメチルシロキシ基を側鎖に有する二重4員環のシラセスキオキサンQ_8M_8を用いた。また常磁性化学種としては、大きな磁気モーメントを有する希土類イオン(錯体)を選択した。合成したQ_8M_8にγ線を照射してかご構造内に水素原子を捕捉させた。この水素原子を捕捉しているQ_8M_8を粉末のまま、またはジクロロメタン溶液とし、希土類錯体を加えて、常磁性酸素分子の存在する空気下と脱気後窒素のみを導入した窒素下とでESRスペクトルを測定した。実験の結果、固体粉末の場合には、酸素存在下でも酸素のない状態でも希土類イオンによる磁気的影響は現われなかった。これは酸素分子が粉末のすき間に入り込める気体であるのに対して、希土類イオンは大きな配位子を有する錯体の粉末であるため、水素原子の捕捉されているかご骨格には十分に接近できないものと考えられる。溶存状態においても酸素分子の影響は非常に大きく、多くの酸素分子が存在すると設定可能なマイクロ波強度の範囲内では飽和が見られなかった。そのため希土類イオンによる磁気的影響を見積もるためには酸素分子の存在しない系で測定を行う必要があった。溶液調製直後にはESRスペクトルの線形や飽和挙動に影響は見られず、希土類イオンによる影響はないと考えられた。しかしながら時間がたつと水素原子のESRシグナル強度が低下し、最終的には全くシグナルが観測されなくなった。これは希土類イオンの影響により水素原子の脱離もしくはかご型骨格自体の崩壊が起こっていると考えられ、その反応性について検討する必要がある。オクタシラセスキオキサンQ_8M_8に捕捉された水素原子が、かご型のシラセスキオキサン骨格の外部に存在する常磁性酸素分子と反応することなく磁気的相互作用を示すことが確認されている。この酸素分子の代わりに大きな磁気モーメントを有する希土類イオン(錯体)を用いて、捕捉された水素原子の磁気センサーとしての応用の可能性について検討を行なっている。これまでに希土類(III)アセチルアセトナト錯体を用いて実験を行なったが、酸素分子の影響が非常に大きく、希土類(III)錯体による磁気的影響を見積もるためには酸素分子の存在しない系で測定を行う必要があった。最も多くの不対電子を有するガドリニウム(III)アセチルアセトナト錯体では水素原子のESRシグナルの線幅が広くなると共に飽和挙動にも変化が見られたが、それ以外の希土類(III)アセチルアセトナト錯体の場合には磁気的相互作用は観測されていない。その一方でガドリニウム(III)錯体を含めたすべての希土類(III)アセチルアセトナト錯体について、シラセスキオキサンのかご型骨格に安定に捕捉されているはずの水素原子の脱離が見られた。このような水素原子の脱離は酸素分子の場合でももちろん、銅(II)、マンガン(II)、亜鉛(II)などのd遷移金属のアセチルアセトナト錯体では観測されておらず、希土類(III)錯体に特有の現象である。

この水素原子の脱離の原因を解明するために、水素原子を捕捉しているオクタシラセスキオキサンの構成原子であるC及びH原子の緩和時間を、希土類(III)錯体や酸素分子の存在する場合と存在しない場合についてNMRにより測定し、希土類(III)錯体の及ぼす影響について調べている。またSi原子の緩和時間については現在測定できる装置を探しているところである。測定可能になり次第、検討を行なうつもりである。オクタシラセスキオキサンQ_8M_8に捕捉された水素原子は、かご型のシラセスキオキサン骨格の外部に存在する常磁性酸素分子と反応することなく磁気的相互作用を示すことがESRにより確認されている。この捕捉された水素原子の磁気センサーへの応用の観点から、希土類(III)アセチルアセトナト錯体やマンガン(II)、銅(II)、亜鉛(II)などのd遷移金属アセチルアセトナト錯体を用いて磁気的相互作用について検討を行なった。これまでにマンガン(II)、銅(II)などの常磁性d遷移金属錯体及びガドリニウム(III)錯体については、包接水素原子との間に磁気的相互作用がみられることを確認した。なお、気体である酸素分子の磁気的影響が非常に大きいため、金属錯体による磁気的影響を見積もるには酸素分子の存在しない系で実験を行う必要があった。以上のこととは別に、希土類(III)錯体を用いた場合には包接水素原子の脱離がみられた。そこで、希土類(III)アセチルアセトナト錯体の存在する場合と存在しない場合について、水素原子を捕捉しているQ_8M_8の構成原子であるH及びC原子の緩和時間をNMRにより測定したが、包接水素原子に関する検討をESRで行うことが可能な系では、NMRによる緩和時間の測定には濃度が高すぎるため正確な検討を行うことができず、包接水素原子の脱離の原因を明らかにするには至らなかった。一方、包接水素原子の脱離に際して、Q_8M_8のかご型骨格や側鎖置換基にはいかなる変化もみられないことをNMRスペクトルにより確認した。このことから、酸素原子との親和性が高い希土類(III)アセチルアセトナト錯体は配位数の増加が可能であるため、溶存状態でQ_8M_8の酸素原子と希土類(III)イオンが比較的強い静電的な相互作用を行い、その結果、Q_8M_8のかご型骨格が振動し、包接水素原子が脱離しやすくなるのではないかと考えている。
エビデンスベース環境政策形成手法の構築と実装化

本研究では、国内外におけるエビデンスベース環境政策形成事例の横断的分析を行い、プロセスと結果との関係について一定の傾向を明らかにした上で、地方自治体の環境政策過程におけるエビデンスの活用状況や、その促進・阻害要因を明らかにした。その結果を踏まえて、ステークホルダーアセスメントにより明らかにされた利害関心に基づいて、専門家デルファイ調査結果により深刻で確実性の高いイベントを中心に組み立てられた叙述的なシナリオとして提供したうえで、地域社会全体の将来像について熟議を行う、現場知と専門知を統合(ボトムアップとトップダウンを統合)するような参加型手法の有用性が確認された。エビデンスベース環境政策形成事例のメタ分析(横断的事例分析)については、文献調査を実施し、水・食料・エネルギー関連を題材として、討論型世論調査、共同事実確認、コンセンサス会議、プランニングセルが適用された事例10数件を収集、参加者の選定、専門家の選定、専門知の提供方法、意思決定の結果などについて、事例データベースを整備した。現段階でのおおよその傾向として、参加市民からの提案などを行政当局が意思決定に反映することを早い段階で表明した事例で結果が受容されることがみられている。環境政策に係る行政計画策定過程におけるエビデンスの活用状況の分析については、別府市(大分県)、小浜市(福井県)などにおける環境問題(地熱資源の温泉と発電利用、地下水資源の各種利用など)を題材として、政策プロセスにおいてどのように科学的知見が活用され得るかついて、行政を含むステークホルダーへ聞き取り調査を実施した。その結果、いずれにおいても、地下水、地熱資源の量や質、温度などといった基本的な科学的知見が不明であり、その事実の確認がないままにフレーミングギャップが発生していることが明らかとなった。多くのアクターが認知していない論点については、聞き取り調査の段階から、専門家が科学的エビデンスをもって警鐘を鳴らす(新しいフレーミングへの気づきを与える)ことも必要になる可能性があることが示唆された。エビデンスベース環境政策形成事例のメタ分析(横断的事例分析)については,文献調査を追加的に実施し,Future Earthで議論されている様々な参加型手法(討論型世論調査,共同事実確認,コンセンサス会議,プランニングセルなど)が適用された事例10件程度を収集,参加者の選定,専門家の選定,専門知の提供方法,意思決定の結果などについて,事例データベースを整備した.現段階では,政策へ反映されることを目指したものとそうでないもの,専門家が専門知を提供するものと共同で課題認識を得るものの2軸で事例を整理しつつある.また,地熱発電資源が豊富に賦存している日本,フィリピン,インドネシアにおいて,地熱発電と温泉資源のコンフリクトに係わるエビデンスに対する一般市民の態度を,インターネットでの質問紙調査データの分析により比較したところ,エビデンスに基づく共同事実確認のような参加型手法を日本人が最も重視しない傾向が観察された.さらに,地熱発電と温泉資源のコンフリクトに係わるエビデンスをめぐって,ステークホルダー約30人を対象としたワークショップを実施し,専門知の提供効果を確認した.なお,環境政策に係わる行政計画策定過程におけるエビデンスの活用状況の分析については,気候変動影響題材として,全国の自治体を対象とした質問紙調査を実施し,そのデータ分析結果より,ほとんどの気候変動影響に係わる現象について,過去の実績ではなく,将来の予測情報というエビデンスがないところで施策化が困難であることが示唆された.エビデンスベース環境政策形成事例のメタ分析(横断的事例分析)については,事例の収集がある程度までは進められたが,当初想定していた統計分析に耐えられるほど十分な情報量がいまだに獲得できていない.引き続いて事例を収集する努力は続けるが,収集する事例の対象を修正する必要も検討したい.ただし,それ以外の研究課題については,当初の予定より十分に進捗しており,また発展的にワークショップも実施するなど,全体としては概ね順調といえる.エビデンスベース環境政策形成事例のメタ分析(横断的事例分析)については,Future Earthで議論されている様々な参加型手法(討論型世論調査,共同事実確認,コンセンサス会議,プランニングセルなど)が適用された25事例のデータを最終的に収集し,参加者の選定,専門家の選定,専知の提供方法,意思決定の結果等について,事例データベースを構築し,その分析により,論点が科学的知見の理解のある場合は,コンセンサス会議が討論型世論調査よりも有効であり,合意形成が求められる場合はその逆となることなどが得られた.環境政策に係わる行政計画策定過程におけるエビデンス活用状況の分析については,別府市,小浜市などにおける環境問題(地熱資源の温泉利用と発電利用,地下水資源の各種活用など)を題材として,政策過程においてどのように科学的知見が活用され得るかについて,行政を含むステークホルダーへ聞き取り調査を実施した.その結果,地下水,地熱資源の量や質,温度などの基本的な科学的知見が不明であり,その事実の確認がないままにフレーミングギャップが発生していることが明らかとなった.多くのアクターが認知していない論点については,聞き取り調査の段階から,専門家が科学的エビデンスを持って新しいフレーミングへの気づきを与える必要の可能性が示唆された.また,地熱発電資源が豊富に賦存している日本,フィリピン,インドネシアにおいて,地熱発電と温泉資源のコンフリクトに係わるエビデンスに対する一般市民の態度を,インターネットでの質問紙調査データの分析により比較したところ,エビデンスに基づく共同事実確認のような参加が手法を日本人が最も重視しない傾向が観察された.

さらに,地熱発電と温泉資源のコンフリクトに係わるエビデンスを巡って,ステークホルダー約30人を対象としたワークショップを実施し,専門知の提供効果を確認した.本研究では、国内外におけるエビデンスベース環境政策形成事例の横断的分析を行い、プロセスと結果との関係について一定の傾向を明らかにした上で、地方自治体の環境政策過程におけるエビデンスの活用状況や、その促進・阻害要因を明らかにした。その結果を踏まえて、ステークホルダーアセスメントにより明らかにされた利害関心に基づいて、専門家デルファイ調査結果により深刻で確実性の高いイベントを中心に組み立てられた叙述的なシナリオとして提供したうえで、地域社会全体の将来像について熟議を行う、現場知と専門知を統合(ボトムアップとトップダウンを統合)するような参加型手法の有用性が確認された。エビデンスベース環境政策形成事例のメタ分析(横断的事例分析)については、事例の収集がある程度までは勧められたが、当初想定していた統計分析に耐えられるほどに十分な情報量が獲得できていない。引き続き事例を収集する必要がある。環境政策に係る行政計画策定過程におけるエビデンスの活用状況の分析については、聞き取り調査を実施したうえで、重要な知見が得られた。なお、その知見を応用して、専門知の提供を受けながらステークホルダーが比較的長い期間に討論を重ねるインターネット熟議実験を実施し、科学的エビデンスが政策プロセスでどのように受容され得るかについても検証を行っており、その結果、利益誘導的な事態や集団極化が回避され、有効であるとの知見が得られた。これは当初の計画の想定を超えた成果であるといえる。エビデンスベース環境政策形成事例のメタ分析(横断的事例分析)については,参加型手法の事例を重点的に収集してきたものを,仮に修正する場合は,環境政策過程上のエビデンス活用事例に拡大して行うことが考えられる.この点は今後フィジビリティを検討する.最終年度では,フィールドでの反映と手法適用のガイドラインづくりを行う予定であり,このうち前者(フィールドでの反映)については,前倒しで実施しており,今後はその結果を分析しつつ,他の知見と統合化して手法適用のガイドラインづくりを進める予定である.環境政策論,合意形成論エビデンスベース環境政策形成事例のメタ分析(横断的事例分析)については、事例データベースの基礎的な部分が概ね完成に近づいているものの、当初の予定であった統計分析を行うには、もう少し事例の数が必要であり、引き続き収集を進めた後に分析を行う予定である。環境政策に係る行政計画策定過程におけるエビデンスの活用状況の分析については、引き続き聞き取り調査を中心に実施する。今年度は大槌町(岩手県)や西条市(愛媛県)などが想定されている。なお、当初実施予定であった自治体行政担当者を主たる対象とする質問紙調査は、聞き取り調査による基礎的な知見を収集してから実施することとしたい。フィールドでの反映と手法適用のガイドラインづくりについては、平成28年度に実施予定であり、以上により得られた知見を、上記の現在進行中や今後発生するであろうフィールド研究における手法の適用に反映させ、プロセス設計を改善する。
次世代内視鏡の要素技術と方式に関する研究

本研究においては次世代の内視鏡に関するキー・テクノロジーを開発した。以下にその概要を述べる。1.複合計測の出来る超小型センサの開発。すなわち、圧力、pHおよび温度のセンサを大きさ4.15mmx0.8mm、厚さ0.2mmの半導体上に作成した。圧力の測定範囲は0-600mmHg,pHについては1-10.3、また温度の測定範囲は25-60°Cである。2.次世代の内視鏡。画像を得る方式にはCCDまたは超音波である。しかし、これらの方式はその電子回路が比較的大きな消費電力を必要とする。したがって、画像以外の消化管内パラメータを計測し、信号を生体自信によって伝送する方式を開発した。このようなカプセルは成人病検査に有用である。3.生体組織を通じてのエネルギー伝送。生体そのものを伝送路として用いる方式の実用性を生体組織の電気的等価回路を用いて計算しさらに実測した。その結果50KHzのキャリアを用いるのが最も効率良く伝送し得ることを確認した。この方式は消化管内の計測のみにかかわらず心電図の伝送にも利用可能である。さらにカプセル状の超小型モニタにおいては高周波の出力回路を省略出来、小型化と消費電力の低減にも役立つ。その他、超音波を用いて回路の電力を供給する方式についても基礎実験を行いその可能性を確認した。この方式は超音波により対象の装置を検出し得るので消化管内を移動するカプセル内の電子回路に対してエネルギを伝送する方式にも有効である。以上のように次世代内視鏡の要素技術の開発を行ったが、これらを超小型のカプセルに収めるための実装技術についてはメーカの協力を待つことになる。なお、センサの校正方法の簡便化おび外部雑音の影響については将来実用化システムを開発する際に検討を行う。2.次世代の内視鏡。次世代内視鏡の要素技術と方式について研究を行い以下のような成果を得た。(1)要素技術消化管を対象としたものとして、複数のパラメータを同時計測し得る"マルチ・マイクロセンサ"を開発した。これは、圧力、pHおよび温度センサをシリコン基板上に集積化した。すなわち、ピエゾ抵抗型ダイヤフラム圧力センサ、イオン選択性電界効果トランジスタによるpHセンサおよびp-n接合を用いた温度センサから成っている。なお、チップの寸法は縦4mm、横3mm、厚さ0.2mmである。さらに、システムの小型化を行うために回路のBiCMOS・ICを用いて周辺回路を設計し、消費電力の低減可能な方式を設計した。その結果、電池を含み外径5mm、長さ10mmのカプセルが可能となった。(2)方式本年度は特に低消費電力化を行った。電波として伝送する場合、高周波送信部が最も電力を消費する。これを避ける手法として、生体組織を伝送路として利用する方式を考案し実測した。人体は、高周波特に約50KHz付近で良好な伝送特性を示すので、この周波数を搬送波としてFM変調を行った。試作したシステムでは、送信のための消費電力は8μWであり、電磁波あるいは赤外線を用いる通信方式に比べ極めて小さい。なお、多チャンネル化の可能性を実験した結果、30KHzと70KHzの搬送波を用いることにより、混信の恐れは全く無く受信側で分離し得ることも確認された。したがって、今後体内から情報を送り出す場合に体組織を伝送路として利用出来、腕部で信号を受信する方式が実用になろう。人体から離れた場所への伝送は腕部において中継を行えば良く、体内の発信器を小型で長寿命化するのに極めて有効である。内視鏡は現在診断および治療に広く用いられており、その効用は極めて大きい。

しかし、管の直径が大きく、患者にとって必ずしも無侵襲とは言えない。本研究においては、大きさのみならず複合機能を持った次世代の内視鏡の要素および方式を開発する。1997年度においては人体を信号伝送路として利用する方式について開発を行った。人体は海水と同程度の電気伝導度を持っているので、搬送周波数を選ぶことにより直接信号を伝送し得る。約50KHzがこれに適している。平均送信電力を少なくすることと雑音の影響を除くためにパルス変調(pwm)を採用した。その結果、100Hz以上の信号も実用上問題なく伝送し得ることを確認した。このことは体内からも無線で情報を送り出すことが出来、また逆に体内の電子機器に無線で電力を供給することも可能である。したがって、カプセル方式の機器においては内部の電池を必要としないので直径を小さく出来呑み易くなる。なお、今年度はアナログ方式の変調を用いたが、デジタル方式に変更する予定である。その他、伝送の多重化についても検討を行った。内視鏡においてはセンサからの信号のみならず機構部分を制御するための信号などが必要である。また、治療時に用いる場合には他の機器(特に電気メス)からの電気雑音も多いことが予想される。したがって、スペクトル拡散方式の採用が有効でありこれに関する伝送誤りについても検討した。現時点では回路素子数が多く内視鏡に適用するには無理があるが、専用のICを開発することにより可能となろう。来年度はこれまでの結果をもとに、従来のものとは異なる方式の内視鏡を設計する。平成10年度においては最終年度として、(1)複合計測の出来る内視鏡に用いる超小型センサの開発および(2)生体を信号の伝送路として利用することの2点について研究を行った。以下にこれらの成果の概要を述べる。(1)超小型センサとしては、外形約8mmのカプセル内に収納可能な複合センサを開発した。すなわち、圧力、pHおよび温度のセンサを大きさ4.15mmx2.8mm、厚さ0.2mmの半導体上に作成した。圧力の測定範囲は0-600mmHg,pHについては1-10.3、また温度の測定範囲は25-60°Cである。(2)生体そのものを伝送路として用いる方式の実用性を生体組織の電気的等価回路を用いて計算しさらに実測した。その結果50KHzのキャリアを用いるのが最も効率良く伝送し得ることを確認した。この方式は心電図のみならず消化管内の計測にも利用可能である。さらにカプセル状の超小型モニタにおいては高周波の出力回路を省略出来、小型化と消費電力の低減にも役立つ。その他、超音波を用いて回路の電力を供給する方式についても基礎実験を行いその可能性を確認した。この方式は超音波により対象の装置を検出し得るので消化管内を移動するカプセル内の電子回路に対してエネルギを伝送する方式にも有効である。以上のように次世代内視鏡の要素技術の開発を行ったが、これらを超小型のカプセルに収めるための実装技術についてはメーカの協力を待つことになる。なお、センサの校正方法の簡便化および外部雑音の影響については将来実用化システムを開発する際に検討を行う。