hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神疾患において向精神薬反応性を決定する遺伝子の検討

薬物の治療効果の個人差に遺伝的背景が関与していることが明確化され、治療効果を遺伝子レベルから探索する薬理遺伝学的研究が精力的になされている。その目的は、治療反応性の指標を見いだし、個別化医療を実現し、薬理に繁げることである。この様な背景のもと、我々は以下のような向精神薬反応性に関わる研究を行った。1.抗精神病薬であるrisperidone反応性と遺伝子多型との関連:risperidoneによる治療効果はDRD2上の-141delCとthe Taq I Ahaplotypeとの有意な関連が認められた。2.SSRI反応性と遺伝子多型との関連:5-HTT遺伝子上の新たな多型Ile425Valは治療抵抗性強迫性障害を多発するCaucasianの二家系にのみ見られた。本多型を有する家系構成員でかつ治療抵抗性の強迫性障害を有するものは、同時に5-HTTLPR多型においてLL型を有しており、ともに5-HT再取り込みを増大させ、結果的に5-HTがシナプス間隙で枯渇させる方向に働くことが確認された。3.Amphetamineによる精神病症状惹起作用と遺伝子多型との関係:dopamine transporter遺伝子上のVNTRがAmphetamineによる精神病症状惹起作用の危険因子である。さらに、精神障害や薬物反応性と関与していることが判明した多型の機能的意味を検証した。1.5-HT5A遺伝子上のアミノ酸置換が統合失調症との関連を報告しているが、本多型が受容体密度に影響をもたらすことを明らかにした。2.5-HT2C遺伝子上のアミノ酸置換はClozapine反応性と関連するとされているが、本多型が脱感作と関係することを明らかにした。枯渇させる方向に働くことが確認された。今後も、薬理学的検討を継続し、精神医学領域における個別化医療と創薬に繋げたい。・我々が見出した5-HT2C上のCys23Ser多型は我々も含めた多くの研究者により多くの関連研究がなされ、Clozapine反応性、双極性障害との関連などが報告されているが、今回、本多型が受容体機能にどの様な影響を与えるかを、培養細胞を用いた機能解析を行った。その結果、本多型が受容体の活性型を増加させ、その結果脱感作が起こりやすくなっていることを明らかにした。・精神分裂病との関連を見出した5-HT5A受容体遺伝子上Pro15Ser多型に関して培養細胞を用いた機能解析を行った。その結果、のBmaxがSerはProの半分近くまで低下していた。さらに、未だ不明の点の多い5-HT5A受容体の性質としては、抗精神病薬に対する親和性はHaloperidol, Sulpirideには親和性が低く、非定型抗精神病薬と比較的高い親和性を示した。また、他の5-HT受容体に比して、本受容体は5-HTに対する親和性が低く、5-HT刺激に対する反応性も弱いことが明らかになった。・5HT2Bで見出されたアミノ酸置換のうちひとつは覚醒使用障害およびと関連を示す結果を得た。この結果に基づき特許申請中であり、現在、本多型が受容体機能に与える影響について検討中である。・新たな多型同定においては、5-HT3,4受容体遺伝子上に新規の多型を見出し、現在、精神分裂病、気分障害との関連を解析中である。・抗精神病薬であるリスペリドンとその反応性を精神分裂病患者で検討し、同時に遺伝子を採取し、5-HT2a, D2,COMT遺伝子多型との関連を検討した。その結果、D2受容体遺伝子多型との関連を見出した。

統合失調症、気分障害、覚醒剤使用障害、不安障害をはじめとする精神障害患者の遺伝子を収集し、候補遺伝子の解析にあたった。その際、平成13年に本学倫理審査委員会の承認に基づき、全対象からは口頭と文書による説明を行い、文書での同意を得て行った。統合失調症、気分障害、覚醒剤使用障害、不安障害等の精神障害患者の遺伝子を収集し、これら精神障害の病態生理と関係しているとの証左があり、かつまた治療薬剤である向精神薬の標的である5-HT系およびGABA系を候補遺伝子としてこれら遺伝子上の多型同定、多型が産物与える影響を検討し、各精神障害との関連解析を行った。また、抗精神病薬であるrisperidone反応性と遺伝子多型との関連に関する薬理遺伝学的検討を行った。その結果、5-HT5A遺伝子上のアミノ酸置換が統合失調症との関連を報告しているが、本多型がもたらす機能的変化を明らかにした。また、5-HT3A,4受容体5HTTおよびGABA、受容体遺伝子上にも新たに、多数の多型を同定し、関連解析を行った。このうち、5-HT4受容体遺伝子上の多型を用いてHaplotype解析を行ったところ、覚醒剤使用障害および統合失調症との関連が示唆された。5-HTT多型は家族性に発症し、薬物反応性の不良な強迫性障害患者に特異的に見られた。また、薬理遺伝学的検討では、risperidoneによる不安・抑うつ効果とDRD2上の-141delCとthe Taq I Ahaplotypeとの有意な関連が認められた。統合失調症、気分障害、不安障害をはじめとする精神障害患者のゲノムを収集し、これら精神障害の病態生理と関係しているとの証左があり、かつまた治療薬剤である向精神薬の標的である5-HT系およびGABA系を候補遺伝子としてこれら遺伝子上の多型同定、多型が産物与える影響を検討し、各精神障害との関連解析を行った。また、統合失調症においては抗精神病薬であるrisperidone反応性と遺伝子多型との関連、気分障害においては抗うつ薬であるSSRI反応性と遺伝子多型との関連に関する薬理遺伝学的検討を行った。以上の検討の結果、5-HT5A遺伝子上のアミノ酸置換が統合失調症との関連を報告しているが、本多型がもたらす機能的変化を明らかにした。また、5-HT3,4受容体5-HTTおよびGABA_A受容体遺伝子上にも新たに多数の多型を同定し、関連解析を行った。このうち、5-HT4受容体遺伝子上の多型を用いてHaplotype解析を行ったところ、統合失調症との関連が示唆された。さらに、5-HTT遺伝子上の新たな多型Ile425Valは治療抵抗性強迫性障害を多発するCaucasianの二家系にのみ見られた。本多型を有する家系構成員でかつ治療抵抗性の強迫性障害を有するものは、同時に5-HTTLPR多型においてLL型を有しており、ともに5-HT再取り込みを増大させ、結果的に5-HTがシナプス間隙で枯渇させる方向に働くことが確認された。
前増殖糖尿病網膜症の治療方針確立に関する研究

前増殖糖尿病網膜症29例50眼(軽症19眼、中等症25眼、重症6眼)を対象にカラー眼底撮影、螢光眼底造影、前房フレア値を測定し細分類との関係を検討した。原則として、軽症は経過観察のみとし、中等症は局所光凝固、重症は汎網膜光凝固を行った。経過観察期間中は光凝固を行わなかった症例でも3ヶ月に1回は眼底撮影、前房フレア値測定と矯正視力測定を行った。光凝固を行った症例では光凝固前後に前房フレア値測定、眼底撮影と矯正視力測定を反復して行った。また、当院内科の糖尿病研究班の協力により、血糖コントロールと前増殖糖尿病網膜症の重症度分類および網膜症の進行との関係を検討して、以下の知見を得た。1.前増殖糖尿病網膜症の細分類が重症化するに伴い、前房フレア値は有意に高値となった。2.光凝固と前房フレア値との関連では、光凝固前に比較して凝固1週後、2週後ともに有意に前房フレア値は上昇していた。なお、凝固4週後では凝固前と比較して有意差を認めない値に回復していた。3.光凝固前後の前房フレア値と黄斑浮腫の増悪との関連では、黄斑浮腫が増悪した群では、光凝固前と凝固2週後の前房フレア値が、増悪しなかった群に比較して有意に高値であった。4.血糖コントロールと前増殖糖尿病網膜症の重症度分類および網膜症の進行との関連では、前増殖糖尿病網膜症の細分類が重症化するに伴いHbA_<1C>高値であった。また、2年間の経過中に網膜症が進行した群では、進行しなかった群に比較してHbA_<1C>平均値は高値であったが有意差は認められなかった。検眼鏡的に前増殖糖尿病網膜症と思われた症例に対し、カラー眼底撮影と蛍光眼底造影を行い、軽症、中等症、重症に細分類した。軽症とは軟性白斑を認めるが蛍光眼底造影で明らかな血管閉塞領域を認めないもの、中等症とは軟性白斑と血管閉塞領域を認めるもの、重症とは軟性白斑、血管閉塞領域と静脈の高度な異常を認めるものである。それぞれのカラー眼底撮影と蛍光眼底造影はCCDカラービデオカメラを介してカラービデオプリンターに記録した。また、眼底撮影時に前房フレア値も同時に測定し細分類との関係を検討した。原則として、軽症は経過観察のみとし、中等症は局所光凝固、重傷は汎網膜光凝固を行った。経過観察期間中は光凝固を行わなかった症例でも3ケ月に1回は眼底撮影と前房フレア値を測定した。光凝固を行った症例では光凝固前、光凝固後1ないし2、4、8、12週目に前房フレア値を測定した。その結果以下の点が明らかになった。1)前房フレア値は、軽症、中等症、重症の順に高く、各群の間に有意差が認められた。2)光凝固を行った症例では、光凝固後1ないし2週目で前房フレア値は最も高くなり、その後低下していった。3)光凝固前に前房フレア値が高く、光凝固後にさらに高くなる症例で、黄斑浮腫が増悪しやすい傾向が伺われたが、現時点では統計学的な有意差は認められず、さらに検討していく予定である。

それぞれのカラー眼底撮影と蛍光眼底造影はCCDカラービデオカメラを介してカラービデオプリンターに記録した。また、眼底撮影時に前房フレア値も同時に測定し細分類との関係を検討した。原則として、軽症は経過観察のみとし、中等症は局所光凝固重症は汎網膜光凝固を行った。経過観察期間中は光凝固を行わなかった症例でも3ケ月に1回は眼底撮影と前房フレア値を測定した。光凝固を行った症例では光凝固前、光凝固後1ないし2、4、8、12週目に前房フレア値を測定した。また、当院内科の糖尿病研究班の協力により、血糖コントロールと前増殖糖尿病網膜症の重症度分類および網膜症の進行との関係を検討した。平成6年度の研究では以下の点が明らかになった。1)前房フレア値は、軽症、中等症、重症の順に高く、各群の間に有意差が認められた。2)光凝固を行った症例では、光凝固後1ないし2週目で前房フレア値は最も高くなり、その後低下していった。平成7年度の研究では以下の点がさらに明らかになった。1)光凝固前に前房フレア値が高く、光凝固後にさらに高くなる症例で、黄斑浮腫が増悪しやすい傾向が認められた。2)血糖コントロールと前増殖糖尿病網膜症の重症度分類および網膜症の進行との関係では、血糖コントロール不良な症例で網膜症はより重症であり、かつ進行しやすい傾向が伺え、症例数を増やして統計学的な検討を行っていく予定である。検眼鏡的に前増殖糖尿病網膜症と思われた症例に対し、カラー眼底撮影と蛍光眼底造影を行い、軽症、中等症、重症に細分類した。原則として、軽症は経過観察のみとし、中等症は局所光凝固、重症は汎網膜光凝固を行った。経過観察期間中は光凝固を行わなかった症例でも3カ月に1回は眼底撮影と前房フレア値を測定した。平成6年度、7年度の研究では以下の点が明らかになった。3)光凝固前に前房フレア値が高く、光凝固後にさらに高くなる症例で、黄班浮腫が増悪しやすい傾向が認められた。平成8年度の研究では以下の点が明らかになった。血糖コント-ロールと前増殖糖尿病網膜症の重症度分類および網膜症の進行との関係では、軽症は中等症および重症に比較して血糖コント-ロール良好例が有意に多く、かつ増殖糖尿病網膜症に進行しにくい傾向が明かとなった。
ピルエットにおける角運動量の獲得とバランス保持に関係する体肢の運動の特徴について

バレエの身体長軸周りの回転動作では、バランスの保持と十分な角運動量の生成が必要となる。本研究の目的は、角運動量生成及びバランス保持機構を動力学的に明らかにすることである。バレエダンサーによる1から6回転までの片脚支持回転動作を撮影し、左右上肢の運動学的パラメータを求めるとともに逆動力学演算によって各関節トルクを算出した。対象とする系の運動方程式を利用して、上体の重心周りの角運動量に対する関節トルク、重力および運動依存項などの動力学的な貢献を算出した。上肢の角運動量は関節トルクの即時的な効果により増大した後、関節トルクの累積的な効果として現れる運動依存項の貢献により増大していた。27年度は、9か月間産休及び育休を取得したので研究は進まなかった。その他の期間で、研究に必要な先行研究の調査、手法の確認などの準備を行った。9か月間の産休及び育休があったため。当該年度においては、研究の土台となるデータを作るべく本実験の実施及び解析手法の習得に時間を割いたため、本研究における実験結果についての学会発表及び論文投稿などの実績はなかった。当該年度に行った研究活動として、前回の科研費での研究成果のまとめ、実験計画、予備実験及び本実験、解析手法の習得であった。本研究の母体であった前回の科研費の課題についての研究発表を7月に国際学会大会発表として行い、2月に国際誌に投稿した。これらの研究成果によって、シミュレーションを行う前段階として、体肢の運動力学が全身の重心の運動に与える影響を実データで確認することが優先されるべきであると判断した。また、体幹の筋群による体幹の運動力学のコントロールについてまとめていくことが重要であることを新たに認識した。そこで当初の研究計画を変更し、体肢の運動による体幹の運動への影響を実データから推測するInduced Acceleration Analysis(IAA)の手法を習得し、研究成果に加えることとした。当該年度では新しい実験環境での回転動作実験を行う必要があったため、カメラテスト・マーカーセット・形態計測法などの予備実験を4回ほど行った。本実験では、計15名のプロバレエダンサーによる回転動作の撮影を行った。予備実験で得たデータを用いて、研究のメインリザルトとなるInduced acceleration analysisの手法について、体肢を想定した3リンクの解析について習得した。研究内容を新たに加えたことは、当初の研究計画の進度を遅滞させることになるという見方もあるかもしれない。しかしシミュレーションにおいてモデルにバランス保持させるためには、様々な変数の入力範囲を限定することが結果に到達する早道であることを過去の研究結果から認識している。そのため、IAAを先に行うことを判断した。解析の内容を一つ増やしたので、当初の計画からするとやや遅れているといえる。しかし新たに付け加えた解析手法については、基本となるプログラムを完成し、全身に適応するように改良することが次年度の解析の主な作業となる。メインリザルトにたどり着くまでに後3か月ほどかかると見込んでいる。このような進捗状況から、当初の研究計画による成果を得るには内容が一つ増えて遅れているといえるが、研究の効率性から判断すると順当であると判断する。本研究期間において,片脚爪先立ち回転動作であるピルエット・アン・デオールの動力学的解析を行う研究について5割程度終了することができた.ワガノワメソッドにてクラシックバレエの訓練を受けたプロバレエダンサー15名を対象に,ピルエット・アン・デオールのパフォーマンスのモーションキャプチャーを行った.運動課題として,自身が審美性を重視してできる回転数まで行うこととした.15名のうち,片脚回転中の動作分析が可能な回転数である5回転以上を行うことができた8名のダンサーを対象に現在分析を進めている.本研究期間においては,上半身の角運動量を増加させるための動力学的解析についての成果をまとめ,第68回日本体育学会大会にて発表した.研究結果では,主に下記のことが分かった.1左右の上肢の水平内外転トルク発揮によって上半身の角運動量が増加する.2左右の上肢の鉛直軸周りの角運動量は,腕の水平面内の回転時の初期に上胴の右回旋トルクが発揮されることによって増加する.3腕の水平面内の回転時の後半は,運動依存力によって上体の角運動量が増加する.41ー3回転においては,上体の角運動量の増加に関してトルク発揮の貢献が大きいが,回転数が上がるにつれて運動依存力の貢献が大きくなる.特に4回転以降は運動依存力とトルク発揮による角運動量生成への貢献がほぼ同じ割合となる.これらの結果と,前回の科研費において調査したプロバレエダンサー(回転数が3回転までの者)の結果と比べて専門国際誌(英文)への投稿のため草稿を準備中である.現在全身の角運動量についての動力学的解析を行っている.片脚立ちバランス時の調整機構を調査するため,補助データも計測した.バレエの身体長軸周りの回転動作では、バランスの保持と十分な角運動量の生成が必要となる。

27年度に遂行予定であった内容を28年度に行う形で研究を進めていく。ピルエットの回転中の姿勢に関して、現存データの解析及びシミュレーションを行うためのデータ作成を行う。必要があれば、再度実験をやり直す。現在のプログラムに、体肢からの運動力学情報を組み込んだ体幹部分の解析プログラムを作成する(所要時間3か月)。その後全身の解析に入り、メインリザルトを得る。まずは角運動量獲得までの局面について上肢の運動による体幹への影響についてまとめ、次に下肢の運動による体幹への影響についてまとめる。次に回転局面(片脚支持中)において主に下肢の運動が全身の質量中心の運動に与える影響についてまとめる(10か月)。それぞれの段階において随時学会及び論文として成果をまとめていく。その翌年度の内容として、シミュレーションを行っていくため、その基礎データを随時整理していく。スポーツバイオメカニクス9か月間の産休及び育休のため使用を制限されたため。本課題がスタートした初年度に産休及び育休を取得していたため、当初の使用計画と相違が生じている。27年度に遂行予定であった研究を28年度に行う。残りの研究費は、28年度の研究遂行に必要なものに使用される。翌年度では解析のためのソフトのライセンス維持費、論文投稿時の英文校正代金、学会参加費、追加実験を行う際の消耗品や人件費に充てる。
腫瘍選択的なin vivo用人工遺伝子デリバリーシステムの開発

オクタアルギニン(R8)は、細胞膜透過性ペプチドとして優れた細胞送達性を示すことが明らかになっている。R8で表面修飾した多機能性エンベロープ型ナノ構造体(MEND)は強力な遺伝子導入力を示し、優れたエンドソーム脱出能があることを報告している。平成20年度は、R8のエンドソーム脱出機構をオクタリジン(K8)と比較することにより解析した。その結果、R8とK8は共にマクロピノサイトーシスを誘起して同程度の効率で細胞内へ侵入することが明らかになった。エンドソーム脱出機構を両者で比較したところ、R8の方がK8よりも効率的に脱出することが明らかとなった。両者の脱出機構を解明するため、エンドソームの酸性化を阻止するバフィロマイシン存在下で比較したところ、R8は感受性を示し、K8は非感受性であった。In vitroの実験系で、FRETの原理を用いて膜融合能を両者で比較したところ、K8-リポソームは中性条件下でのみ膜融合を示し、R8-リボソームは中性でも酸性でも膜融合を示した。この結果は、細胞系の実験結果と良く対応し、R8-リポソームはマクロピノサイトーシスで取込まれた後、エンドソーム内が酸性になっても効率的に脱出できるのに対して、K8-リポソームは酸性になると脱出できないことが明らかとなった。本研究成果は、細胞膜透過性ペプチドの細胞内動態特性における新たなメカニズムの発見であり、この領域で高く評価されている。さらに、韓国のChung教授と共同で、ソルビトールを基盤とした新しい細胞膜透過性素子(G8)に基づいたデリバリーシステムの開発を行ない、G8でMENDの表面を修飾することにより、高い遺伝子発現が可能となった。また、本新規デバイスは、pDNAやsiRNAをコア形成にも有用であることを初めて明らかにした。TT-MENDの構築:オクタアルギニン(R8)修飾した多機能性エンベロープ型ナノ構造体(MEND)の遺伝子導入について検討し、培養細胞系において、アデノウイルスと同等の遺伝子発現活性を誘起することに成功した(Khalil, et. al.Gene Ther.2007)。しかしながら、R8には腫瘍を選択的に認識する能力がないので、腫瘍を標的化するリガンドとしてトランスフェリン(Tf)に着目した。Tfにより、受容体介在性エンドサイトーシスにより細胞内へ導入し、pH-感受性膜融合ペプチドGALAによりエンドソームを脱出させ、遺伝子発現を誘起することに成功している(Sasaki, et. al. Analyticaland Bioanalytical Chemistry,in press)。しかしながら、Tfによる細胞導入力はオクタアルギニン(R8)と比較すると有為に低い。そこで、Tfの細胞選択性とR8の高い細胞膜透過性を組み合わせることにより、相乗効果を誘起できるか、検討した。その結果、両者を同時に用いることで、血清存在下において、Tf/R8-MENDは高い遺伝子発現を誘起することが判明し、dual ligand strategyが機能することが明らかとなった。これと平行して、SK Chungらが開発した新しい細胞膜透過性素子(G8)の特性について検討を行なった。その結果、G8でMENDの表面修飾を行なうことにより、高い遺伝子発現を誘起できることが明らかとなった。さらに、G8には遺伝子凝縮化能があり、遺伝子のコンデンサーとして用いることで、MENDのコアを形成し、高い遺伝子発現を誘起することが明らかとなった(Khalil, et. al.投稿中)。
アレルギー病態における掻痒機序の解明と治療薬の開発

1.独自に確立した2種の痒みモデル,すなわち健常皮膚での脱顆粒惹起剤で誘導する一過性の痒みモデルとアトビー性皮膚炎モデルマフスの患部への引掻き動作回数を指標としたアレルギー病態での慢性痒みモデルを駆使し,痒みの機序を検討し,一般に知られているヒスタミン以外に,PAF,セロトニン(5HT),一酸化窒素(NO),アセチルコリン(Ach),オピオイド及びプロテアーゼも起痒反応に関与する事を明らかにした.さらに,アトピー性皮膚炎モデルでの難治性の激しい痒みが末梢だけでなく,中枢でも制御されている事を示し,抗ヒスタミン薬不応答性の痒みの治療薬開発への手掛かりを示唆した.2.起痒関連物質として明らかにしたPAF,5HT,Ach(血管内皮からのNO誘導剤)及びプロテアーゼの投与により惹起する痒みに対するマウスの引掻き動作回数を検討した.その結果,いずれも有意な掻動作回数の増加を誘導し,特にPAF,5HT,プロテアーゼはヒスタミンよりも顕著な起痒作用を示した.そこで,各種条件を検討し,PAF,5HT,Ach,プロテアーゼで各々惹起する痒みを指標とするin vivoアッセイ法4種を順次,確立した.また,各法により既存の医薬品の評価を行い,本アッセイ法が抗ヒスタミンや脱顆粒抑制作用以外の新しい作用機序を有する止痒薬開発の為に有用であることを示した.3.各種アッセイ法を用いて,天然資源由来の止痒活性物質の探索を行い,活性成分の単離及び構造解析を行った.すでに探索した活性物質については,細胞レベルを含む作用機序の詳細な検討と共に,各種アレルギー反応への抑制作用や中枢抑制作用の検討等も行い,本活性物質が難治性の痒みを伴うアレルギー疾患の新しい治療薬及びリード化合物として利用できる可能性を示した.痒みの機序とその治療薬の開発を目的としたアッセイ法の開発を行い、先に、脱顆粒惹起剤(compound48/80,dextran)投与により誘導するマウスの掻動作を指標としたin vivoアッセイ法を確立した。今回は本法を用いて、侵害受容器の選択的阻害剤及び脳内での選択的NO合成阻害剤が本痒みを有意に抑制する事を確認し、痒みの伝達経路に関する知見を得た。さらに炎症部位で増加する神経ペプチドやプロテアーゼ等の痒みへの関与を検討し、痒みの惹起物質に関する知見も得た。これにより、これまでの抗ヒスタミン及び脱顆粒抑制作用を指標とした止痒薬とは異なる新しい作用メカニズムの止痒薬開発の可能性を示した。また、本法により、天然資源より止痒活性物質の探索を行い、ホウセンカの花弁及び果皮、カリンから新たに数種の新規活性物質を得た。さらに活性物質の一部が脱顆粒抑制作用を有することをRBL2H3細胞を用いた実験により確認した。一方で、脱顆粒惹起剤による痒みが一過性であり、アレルギー病態で観られる慢性的かつ難治的な痒みと異なることも明らかとなった為、アトピー性皮膚炎様皮膚炎を自然発症するといわれているNCマウスに着目し、その平常時の掻動作を検討した。その結果、NCマウスはddY、BALB/c、C3H系等の皮膚炎を発症しないマウスの十数倍もの過剰な掻動作を示し、4週齢から7カ月以上の長期に渡り、慢性的かつ難治性の掻痒感を有することが示唆された。そこで、各条件の検討により、このNCマウスの掻動作を直接指標とする止痒物質探索のアッセイ法を確立した。現在、これを用いて、健常な皮膚とは異なる病態での特異な痒みのメカニズムの解明及び止痒活性物質の探索を続行中である。1.独自に確立した2種の痒みモデル,すなわち健常皮膚での脱顆粒惹起剤で誘導する一過性の痒みモデルとアトビー性皮膚炎モデルマフスの患部への引掻き動作回数を指標としたアレルギー病態での慢性痒みモデルを駆使し,痒みの機序を検討し,一般に知られているヒスタミン以外に,PAF,セロトニン(5HT),一酸化窒素(NO),アセチルコリン(Ach),オピオイド及びプロテアーゼも起痒反応に関与する事を明らかにした.さらに,アトピー性皮膚炎モデルでの難治性の激しい痒みが末梢だけでなく,中枢でも制御されている事を示し,抗ヒスタミン薬不応答性の痒みの治療薬開発への手掛かりを示唆した.2.起痒関連物質として明らかにしたPAF,5HT,Ach(血管内皮からのNO誘導剤)及びプロテアーゼの投与により惹起する痒みに対するマウスの引掻き動作回数を検討した.その結果,いずれも有意な掻動作回数の増加を誘導し,特にPAF,5HT,プロテアーゼはヒスタミンよりも顕著な起痒作用を示した.そこで,各種条件を検討し,PAF,5HT,Ach,プロテアーゼで各々惹起する痒みを指標とするin vivoアッセイ法4種を順次,確立した.また,各法により既存の医薬品の評価を行い,本アッセイ法が抗ヒスタミンや脱顆粒抑制作用以外の新しい作用機序を有する止痒薬開発の為に有用であることを示した.3.各種アッセイ法を用いて,天然資源由来の止痒活性物質の探索を行い,活性成分の単離及び構造解析を行った.すでに探索した活性物質については,細胞レベルを含む作用機序の詳細な検討と共に,各種アレルギー反応への抑制作用や中枢抑制作用の検討等も行い,本活性物質が難治性の痒みを伴うアレルギー疾患の新しい治療薬及びリード化合物として利用できる可能性を示した.
負債調達源の相違が企業行動（資本構成、投資意思決定）に及ぼす影響に関する研究

本年度(平成28年度)は本研究課題に対する補完的研究を強化した。具体的には、2点ある。第1に、負債調達源の相違が企業の投資行動に及ぼす影響について考察を深めるため、企業にとって投資と共に財務的支出項目で重要な構成要素を占める株主への利益還元策に着目し研究を進めた。検証の結果、企業はロールオーバー・リスクに直面すると配当を減額し、自社株買いも含めた総利益還元額も減らす傾向にあること、財務柔軟性の確保のために利益還元の手段として配当よりも自社株買いを選好するようになることがわかった。しかし、このような傾向については公募負債市場へのアクセスを有する企業においては確認できず、資金調達制約に直面していない企業においてはロールオーバー・リスクと株主還元策の結びつきは弱まることがわかった。このような研究成果は前年度までの企業投資行動への直接的影響分析を行った研究結果と相似する。これら研究成果については本年度において秋季日本金融学会、大東文化大学、早稲田大学で報告を行った。第2に、銀行との関係で企業が直面するホールド・アップ問題に対する一つの対抗策として株主の交渉力の程度の差異が機能し得るかどうかという点についても実証的に分析を行った。暫定的ながら得られた分析結果によれば、企業は短期銀行負債比率上昇(換言すれば、ホールド・アップ問題が惹起される可能性が上昇)による投資率減少に直面するものの、株主交渉力を強化することにより、当該ホールド・アップ問題による投資率減少を緩和することが可能となる。しかし、本研究においては予測(仮説)に関する理論モデルフレームワークによる考察をする必要がある点や、実証において用いられる株主交渉力の代理変数の設計、妥当性等、より検討を要する課題項目がある。なお、本研究については生活経済学会九州部会において報告を行った。28年度が最終年度であるため、記入しない。第1に、研究プロジェクトを構成する銀行の融資姿勢に関する不確実性を考慮に入れた研究課題に関しては、日本長期信用銀行(以下、「LTCB」という)の破綻事例を元に企業の資金調達行動について検証を進めた。検証の結果より、公的管理期間においては、企業側がLTCBの融資方針の見通しに関する不確実性に直面し、それ以前のリレーションシップ型貸出の影響を受けていたものの、外資系投資会社への変更後はトランザクション型貸出に移行したことを企業側も認識して行動した可能性が示唆された。なお、これらの研究成果は国内査読付ジャーナル(『金融経済研究』)に「銀行の融資姿勢が企業の資金調達行動に及ぼす影響」というタイトルで掲載され、対外的な公表も行った。第2に、銀行の融資供給に関する不確実性については取引銀行と企業との関係性の相違の観点からも分析を試みた。具体的には、企業が借入を行う取引銀行の集中度の相違が企業とのリレーションシップの強さにも影響を及ぼし、結果として企業の投資行動も変化するのではないかという問題意識の下、特に銀行に資金調達を依存している公開企業を対象とした検証を行った。検証の結果、銀行と太いリレーションシップを築いていることが企業にとっての資金調達を容易ならしめる一方、銀行との間でのホールド・アップ問題を惹起することが確認された。銀行とのリレーションシップを強化することに対するこれら両面について実証的に分析を進めた成果を「銀行の情報独占と企業投資行動」というタイトルにて対外報告並びに公表(『一橋商学論叢』)した。企業の負債構成において重要な資金供給源である銀行の融資に関しては次の二つの面から研究を進め、成果公表を行った。一つ目はホールド・アップ問題である。Rajan (1992)による理論分析に依拠すれば、企業が負債調達を銀行に依存している場合は銀行との交渉力の面で企業が劣位に置かれる結果としてレント搾取される懸念が生じる。本研究ではさらに、銀行に負債を依存している状態の企業において一律にホールド・アップ問題が生じるのかどうかという観点から実証的な検証を進めた。研究成果の一部は大学の紀要を通じて公表することができている。二つ目は銀行の融資姿勢の変化が企業の資金調達行動に及ぼす影響に関してである。実際の検証においては、自然実験の手法を活用するため日本長期信用銀行(以下、「LTCB」という)の破たん事例に焦点を当てた。検証の結果、銀行の融資姿勢の変化が不確実な状況の下では公開企業といえども銀行の融資姿勢の変化の影響を被ることが明らかとなった。逆に、銀行の融資姿勢の変化についての見通しが立つ場合においては銀行の融資姿勢の変化は公開企業にとって重みをもたない点も明らかとなった。研究成果は金融学会の学術専門誌にて査読付き論文として公刊している。引き続き取り組むべき課題も残っている。その一つに、研究計画に含まれている銀行融資の不確実性に関するインデックス導出が挙げられる。インデックスの導出のため、さらなる文献レビューと銀行の融資姿勢変化に影響を及ぼす要因についての研究を進める必要がある。

しかし、このような傾向については公募負債市場へのアクセスを有する企業においては確認できず、資金調達制約に直面していない企業においてはロールオーバー・リスクと株主還元策の結びつきは弱まることがわかった。このような研究成果は前年度までの企業投資行動への直接的影響分析を行った研究結果と相似する。これら研究成果については本年度において秋季日本金融学会、大東文化大学、早稲田大学で報告を行った。第2に、銀行との関係で企業が直面するホールド・アップ問題に対する一つの対抗策として株主の交渉力の程度の差異が機能し得るかどうかという点についても実証的に分析を行った。暫定的ながら得られた分析結果によれば、企業は短期銀行負債比率上昇(換言すれば、ホールド・アップ問題が惹起される可能性が上昇)による投資率減少に直面するものの、株主交渉力を強化することにより、当該ホールド・アップ問題による投資率減少を緩和することが可能となる。しかし、本研究においては予測(仮説)に関する理論モデルフレームワークによる考察をする必要がある点や、実証において用いられる株主交渉力の代理変数の設計、妥当性等、より検討を要する課題項目がある。なお、本研究については生活経済学会九州部会において報告を行った。現時点では銀行の融資姿勢に関する不確実性のインデックスの具現化するという課題が未達である。平成27年度の研究では銀行の不確実性が惹起される具体的な状況に着目した。平成28年度は当該不確実性を一般化させることが課題となる。そのため、引き続き銀行の融資姿勢に関する不確実性を構成する要素について実証的に解明することが必要となってくる。その一方で、企業にとって銀行融資に関する不確実性はリファイナンスの際により一層重要性を帯びてくることを考慮すれば、広義の概念でリファイナンスリスクという枠組みの中で研究を進めることも視野に入れている。このような観点から研究項目として浮上している内容は、銀行融資含む負債にのリファイナンスの困難度合の違いが企業のペイアウト政策にどのような影響を生じさせるかという問題意識に立った実証研究である。リファイナンスリスクが高い場合、企業は現金をより多く保有しようとするインセンティブが発生するため、結果として配当や自社株買いといった手段を使っての株主への利益還元政策にも影響を生じさせることが予想される。リファイナンスリスクをどのように定義するかという点に関してはRajan (1992)の考察を参考としつつ、負債満期構成に着目していく。以上のようなアイディアの下、平成28年度は銀行融資の不確実性を構成する要素について実証的解明を進めるとともに、派生的研究としてリファイナスリスクと企業のペイアウト政策との関係性を解明する取り組みを中心に、研究課題の遂行をしていく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
高度に機能的な新奇器官「吸盤」の進化メカニズム解明へ向けた進化発生学的研究

本研究の目的は、節足動物における顕著な新奇形質を生み出した進化過程に生じたであろう発生メカニズムの変更を具体的に可視化し、近年の進化発生学における中心的問題の一つである「新奇性の起源」に対して明快な範例を提示することであった。新奇形質の個体発生中に祖先型を通過するという特徴を用いることにより、これまでアナロジーとしてしか説明できなかった新奇性の起源問題の困難を克服し、今後参照され続けるだけのインパクトをもつ範例を提示することを最終的な目標とし、今年度においては、シロアリ類の頭部における骨格と筋肉、そして外分泌腺の形質状態について、粘液性の防衛物質を噴射する器官である「ネイサス」の獲得へと至る外骨格の変形を、マイクロCT及び共焦点レーザー顕微鏡、透過型電子顕微鏡を用いて解析した。その結果、あたかも必然と思えるような防衛的機能形態の変遷を伴う進化の様相が明らかになり、新規性研究における機能形態学的解析の重要性を再起させる結果となった。また、カイエビ類の第一胸肢に存在する把握器の形態について、共焦点レーザー顕微鏡を用いた追加観察を行い、分類群を超えたその形態の類似性が収斂進化の帰結であることを確認した。また、フジツボ類における胸肢の地域/環境の異なる個体群における形態変異について、共焦点レーザー顕微鏡を用いた予察的観察を行い、それらの形態変異の幅、そして発生を明らかにした。これらの成果は甲殻類学会にて発表され、また、現在国際学術誌にて査読中である。様々な分類群を用い教科書的事例となり得る新奇形態を比較検討することで、当初の目的であった新奇形態の進化メカニズムの推定に対して一定の進展が見られ、学会発表及び論文(出版予定)が得られたため。微小生物の形態解析であるため方法上の困難さはあるが、概ねこれまで同様のプロセスを繰り返すことにより着実に成果が得られるものと期待される。本研究の目的は、節足動物における顕著な新奇形質である「吸盤」を生み出した進化過程において生じたと考えられる発生メカニスムの変更を具体的に可視化し、近年の進化発生学(Evolutionally developmental biology)における中心的問題の一つである「新奇性の起源」に対して明快な範例を提示し、今後の新規性研究の新たな方向性を示すことであった。吸盤の、個体発生中の一段階において祖先型を一時的に通過するという稀有な特徴を用いることにより、これまでアナロシーとしてしか説明できなかった新奇性の起源問題の困難を克服し、今後参照され続けるたけのインパクトをもつ範例を提示することを最終的な目標とし、研究を進めた。今年度においては、チョウ類の頭部付属肢のひとつである第一小顎における形質状態について、脚から吸盤へと至る外骨格クチクラ構造の個体発生における変形を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて解析を行った。また、チョウ類の第一小顎における形質状態について、脚から吸盤へと至る組織学的構造の変形について、透過型電子顕微鏡像および共焦点レーザー顕微鏡(CLSM)による解析、そしてそれらのデーターからの三次元解析を行い、詳細を明らかにした。これらの成果は国際無脊椎動物形態学会にて発表され、また、現在国際学術誌への投稿のため原稿を準備中である。また、カリグス類における吸盤、Lunuleの個体発生における、あるいは進化における起源についても同様の近代的な解析装置を用いた観察を行い、国際学術誌であるEvolution and Developmentへ原稿を投稿した。本研究の目的は、節足動物における顕著な新奇形質を生み出した進化過程に生したであろう発生メカニスムの変更を具体的に可視化し、近年の進化発生学における中心的問題の一つである「新奇性の起源」に対して明快な範例を提示することであった。コペポーダ類カリグス科頭部に存在する新奇形質である「吸盤」の成立起源を明らかにするため、祖先的形質を留めるとされるリピオフセイルス種との比較形態学的観察を、共焦点レーザー顕微鏡、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、マイクロCTなど先端的な顕微鏡技術を用いて行った。その結果を、Evolutionary developmental Biology、つまり進化発生学の主要国際雑誌である「Evolution and Development」に投稿し、受理された。また、カイアシ亜綱ヘテロラブドゥス類において上唇と大顎を相関的に変形して作られた新奇形質である毒針状器官の発生を明らかにするため、広島大学の実習船に乗船し、黒潮流域、種子島近郊の深海において採集を実施し、複数個体を得、現在その筋肉一外骨格構造を解析中である。また、魚類の寄生虫であるチョウ類における吸盤の形成過程を詳細に調べ、高度な顕微鏡を用いた比較組織学的研究、そしてNasutitermes属の兵隊カーストのもつ毒液噴射器官「額腺」の動作を可能としている外骨格と筋肉の相関的機能形態発生学的研究をとりまとめ、出版準備中である。

新奇形質の個体発生中に祖先型を通過するという特徴を用いることにより、これまでアナロジーとしてしか説明できなかった新奇性の起源問題の困難を克服し、今後参照され続けるだけのインパクトをもつ範例を提示することを最終的な目標とし、今年度においては、シロアリ類の頭部における骨格と筋肉、そして外分泌腺の形質状態について、粘液性の防衛物質を噴射する器官である「ネイサス」の獲得へと至る外骨格の変形を、マイクロCT及び共焦点レーザー顕微鏡、透過型電子顕微鏡を用いて解析した。その結果、あたかも必然と思えるような防衛的機能形態の変遷を伴う進化の様相が明らかになり、新規性研究における機能形態学的解析の重要性を再起させる結果となった。また、カイエビ類の第一胸肢に存在する把握器の形態について、共焦点レーザー顕微鏡を用いた追加観察を行い、分類群を超えたその形態の類似性が収斂進化の帰結であることを確認した。また、フジツボ類における胸肢の地域/環境の異なる個体群における形態変異について、共焦点レーザー顕微鏡を用いた予察的観察を行い、それらの形態変異の幅、そして発生を明らかにした。これらの成果は甲殻類学会にて発表され、また、現在国際学術誌にて査読中である。当初の計画では今年度においてはチョウのみの解析を行なう予定であったが、適切な試料や共同研究者との協力体制を適切に築くことができたためカリグス類においても解析を行い、国際的な成果をだすことができた。当初の計画では今年度においてはチョウおよびカリグス類のみの解析を行なう予定であったが、適切な試料や共同研究者との協力体制を適切に築くことができたためシロアリ類においても解析を行い、国際的な成果となり得る萌芽的データを得ることができた。様々な分類群を用い教科書的事例となり得る新奇形態を比較検討することで、当初の目的であった新奇形態の進化メカニズムの推定に対して一定の進展が見られ、学会発表及び論文(出版予定)が得られたため。チョウおよびカリグス類における吸盤進化の事例を総合し、また、他の節足動物における吸盤進化の事例と照らし合わせることによって、あたらしい形質がどのように生じるのかを議論し、適切な国際学会、学術誌上にてアウトプットしていく。シロアリ類におけるnasus進化の事例を総合し、また、他の節足動物における毒腺進化の事例と照らし合わせることによって、あたらしい形質がどのように生じるのかを議論し、適切な国際学会、学術誌上にてアウトプットしていく。微小生物の形態解析であるため方法上の困難さはあるが、概ねこれまで同様のプロセスを繰り返すことにより着実に成果が得られるものと期待される。
鳥類の内耳有毛細胞再生過程における,鳴き声およびその認識の変化について

セキセイインコの鳴き声の一種類であるcontact callは、50から200msという短い持続ながら、3kHz付近を中心とする極めて速く複雑なFM成分をもつ鳴き声で、これを聞き分けることにより個体認識を行うとされる。また、contact callは、環境により変化する特徴があり、新しい仲間の中に入ると、数週間のオーダーで変わり、ソノグラム上区別できないほど似通うことが実証されている。本研究は、セキセイインコの内耳有毛細胞再生過程における、鳴き声およびその認識の変化を調べることを目的とした。セキセイインコの鳴き声の認識様式の評価、および、鳴き声自体の音響的変化の評価には、それぞれすでに開発した、operant conditioningを用いる聴覚心理実験装置および、DP-matching法を応用したcontact callを音響学的に解析する手法を使用した。セキセイインコを用い、聴張力障害を惹起し、聴力の推移(有毛細胞再生)と鳴き声変化・鳴き声認識との関係を調べた。聴力障害作成には、カナマイシンおよび強大音長時間暴露を用いた。鳴き声認識の変化を調査する目的で、同じカゴの仲間(cagemate)のうちの一部に聴力障害を作成し、この仲間全体の鳴き声(contact call)が如何に変化するかを調べた。聴力障害の無い個体の鳴き声は、明らかな変化を示さなかった。聴力障害を惹起した個体の鳴き声は、多少変化するもの、ほとんど変化しないものがあり、様々であった。また、鳴き声の認識では、聴力障害を作成したものは、作成以前に比して悪い成績を示したが、聴力改善とともに、認識の成績も徐々に改善した。
深部地下圏を模擬した高圧条件下における生物的メタン生成過程の解明

本研究では生物的メタン生成が高圧下(地下深部環境)で起こりうるか否かを明らかにすることを目的とした。その結果、(1)純粋なメタン生成菌のみならず、メタン生成共生系においても15 MPa程度の高圧条件下でメタン生成が確認され、高圧条件下でメタン生成が進行可能であることを実証した。(2)ケロジェン等根源物質の部分分解物と考えられるメトキシ芳香族化合物からメタンを生成する微生物群集を得ることに成功した。(3)異なるCO2濃度でメタン生成微生物群集を酢酸を基質として高圧培養したところ、CO2濃度によって酢酸からの主要なメタン生成経路が大きく変化することを初めて明らかにした。本提案は生物的メタン生成が高圧下で起こりうるか否か、とりわけ(1)メタン生成に必要な水素を供給する微生物と水素からメタンを生成する微生物間で種間水素伝達が高圧下で起こりうるか、(2)根源有機物由来と考えられる中間物質からメタン生成に必要な酢酸を生成する微生物とメタンを生成する微生物との間で酢酸授受が高圧下で起こりうるか、さらには(3)砂岩層や原油等を充填した温度勾配高圧容器を用いて生物的メタン生成を同一容器内で起こす事が可能か、等を検証することによって、海洋ならびに陸地地下圏において今なお起きつつあると推定される生物的メタン生成を実験室的に再現することを試み、天然ガスやメタンハイドレートの成因解明をめざすものである。平成23年度はとりわけ中度高温帯域でメタン生成古細菌の基質となる物質(主に水素)を供給する発酵性微生物とメタン生成古細菌との間で種間物質伝達が高圧下で起こりうるか否かを明らかにした。また原油ならびにあらかじめメタン生成古細菌その他の微生物の存在が確認されている地層水の混合物の培養を試み、メタン生成の有無を測定した。培養はステンレス製高圧培養器を用い、上記培養を常圧、50気圧、100気圧、150気圧で行った。その結果、150気圧においても微生物の生育が認められ、メタン生成を確認することができた。なお150気圧は水深1500メートルに相当する圧力である。これらの結果から、メタン生成古細菌ならびにメタン生成古細菌に水素を供給する微生物が高い圧力耐性を有することを明らかにした。現在圧力変化に伴うメタンの安定同位体比を測定することにより、メタンハイドレートの成因過程との関係を明らかにしようとしているところである。本研究では生物的メタン生成が高圧下で起こりうるか否か、とりわけ(1)メタン生成に必要な水素を供給する微生物と水素からメタンを生成する微生物間で種間水素伝達が高圧下で起こりうるか、(2)ケロジェン等根源有機物由来と考えられる中間物質からメタン生成に必要な酢酸を生成する微生物とメタンを生成する微生物との間で酢酸授受が高圧下で起こりうるか、を検証することによって、海洋並びに陸地地下圏において今なお起きつつあると推定される生物的メタン生成ならびにメタンハイドレート形成を実験室的に再現し、メタンハイドレート成因過程を明らかにすることを目的とした。(1)に関しては、最大200気圧相当の静水圧下、55°Cの高温で酢酸からのメタン生成を確認した。メタン生成群集解析ならびに炭素安定同位体を用いた実験から、二酸化炭素濃度が低い時には種間水素伝達に依存したメタン生成が優占し、二酸化炭素を高濃度に注入した時(最大で2気圧)には酢酸資化性のメタン生成古細菌が優占することを初めて明らかにした。また、こうした二酸化炭素依存的な微生物群集構造は二酸化炭素の濃度によって可逆的に変化することを明らかにした。(2)についてはケロジェン等根源有機物において普遍的に見出される物質、特にメトキシ芳香族化合物をモデル基質として分解集積系を得た。得られたメタン生成集積培養について16S rRNA遺伝子配列に基づく微生物群集構造解析を行った結果、Sporomusa属細菌によるメトキシ基からの酢酸生成、Methanosarcina属アーキアによる酢酸からのメタン生成、Syntrophus属細菌とMethanoculleus属アーキアによる水素を介した共生による芳香環の完全分解が起こっていることが示唆された。(1)に関しては、最大20MPa(200気圧相当)の静水圧下、55°Cの高温で微生物を嫌気的に培養可能なシステムを構築し、地下圏由来の微生物群集、あるいはメタン生成に関与する各種モデル微生物の高圧培養実験をおこない、高圧下においても種間電子伝達に依存したメタン生成が進行可能であることを明らかにした。

また高圧下において系内のCO2濃度の影響に応じ酢酸の直接分解と共生的分解の寄与率が大きく変動すること、変性タンパク質の構造回復や細胞膜・細胞壁構造の変化が高圧力条件でのメタン生成に必須であることを見出した。(2)についてはケロジェン等根源有機物において普遍的に見出される物質、特にメトキシ芳香族化合物をモデル基質とし集積培養をおこない、目的とするメタン生成微生物群集を得ることに成功した。微生物群集構造解析ならびに代謝産物の詳細な解析によって、メトキシ基の脱離に伴うメタン生成に加え、芳香環をカテコールを中間代謝物として完全分解する未知の反応経路によってメタン生成が起こっていることが示唆された。まず、高圧条件下でのメタン生成古細菌ならびにメタン生成古細菌に水素を供給する微生物の二者培養系が生育できるかどうかがもっとも大きな関門であった。我々はメタンハイドレート研究を行っている研究者とともに本実験を行っており、同研究者がオペレーション可能な高圧培養装置を用いることによってこの問題をクリアすることができたと同時にメタン生成の確認に成功した。これらの観点において研究初年度の滑り出しは概ね順調と評価できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。高圧条件下によるメタン生成が確認できたのみならず、二酸化炭素の濃度依存的にメタン生成経路が変化することを明らかにすることができた。これまでに全く知られていなかった知見が得られた点で高い到達度であると自己評価した。研究の基本路線は研究計画に沿って行う予定である。しかし、メタンハイドレートを実験室的に作り出すことを優先するのではなく、微生物の高圧培養によって生成するメタンが実際の海洋下のメタンハイドレートとその安定同位体比が酷似しているかなどの分析化学的な研究に重点をおきつつ、メタンハイドレートの生物的な成因過程を明らかにするところに焦点をより深く当ててゆきたいと考えている。同時に、メタンの嫌気的な消費反応が高圧条件下で起こりうるのかについても解析を行う。メタン生成とメタン消費の合算値が真のメタン生成量であることから、メタン生成とそのバックフラックスを定量することは重要である。この点についても研究を並行して進めてゆきたい。高圧培養条件下で二酸化炭素の濃度依存的にどのような微生物群集構造変化が認められたかを高精度に解析することによってメタン生成に関わる微生物の挙動を正確に捉えることができると考えており、本実験計画を実行予定である。
結晶性高分子のAEスペクトル分析による塑性変形機構の基礎的研究

結晶性高分子の塑性変形は、折りたたみ分子鎖やラメラ晶の微細結晶への破壊による変形、非結晶分子鎖の延伸方向への配向、あるいは、それらの相互作用による非常に複雑なものである。また、これらの変形機構は、材料の種類、変形方法、変形過程、内部構造の違いによって一様ではない。したがって、本研究では、ポリエチレンの単結晶と近似可能な結晶c軸が延伸方向を結晶a、b軸がそれぞれフィルム厚さ方向、軸方向に高度に配向しているロール延伸高密度ポリエチレンフィルムを試料として選択し、このフィルムを再延伸する場合、初期延伸方向との角度によって塑性変形挙動が大きく異なることに注目し、それぞれの変形機構に起因して発生する超音波領域でのAE信号を測定し、AE信号と変形機構及び変形過程との関連性を探ることを目的としている。実験は、高密度ポリエチレンを用い、加熱加圧プレスによって未延伸シートを作成し、ロール延伸したものを試料として、ロール延伸方向と異なる方向に再延伸を行った。そして、発生位置の確認のため試料上下にAEセンサーを取付け、AE測定を行った。スペクトル分析では、フーリエ変換による手法に加え、ウェーブレット変換を行った結果、フーリエ変換による手法では、サンプリング数が少ない場合、スペクトルの分解能が非常に悪くなり、全体の周波数は判明しても、具体的成分についての情報に乏しい。これに対し、ウェーブレット変換では、特に低周波領域において高分解能のスペクトル分析や、対数周波数軸に関して、帯域の等しい分析が可能であった。すなわち、サンプリング速度やメモリに制限のある場合などにおいて、結晶性高分子材料のAEの波形のように、周波数の変化がある場合の周波数成分の解析には、短時間フーリエ変換や、ウィグナー分布などに比べ、短時間最大エントロピー法とともに有効な手段の1つであると考えられる。
小型衛星用広視野X線偏光装置の開発と系統的GRB偏光測定

ガンマ線バーストは宇宙最大の爆発現象であるがその爆発機構はまだ不明である。その解明に不可欠なのがX線ガンマ線偏光度であり磁場構造や幾何学情報を与えてくれる。しかしその測定は困難であり、現在、数例の精度の不十分な観測結果のみが報告されている。我々が開発した電子飛跡検出コンプトンカメラは軟ガンマ線領域で広視野を有しさらにイメージングによる雑音除去が可能であり、理想的な偏光観測性能が予想される。実際に放射光で偏光実験を実施、M値が0.6と世界最高性能を達成、されに弱線源によるイメージングによる偏光測定にも成功、世界で初めて広視野かつイメージングが可能なガンマ線偏光測定装置の開発に成功した。ガンマ線バースト(GRB)は宇宙最大の爆発現象であり、その爆発機構はまだ不明である。その解明に不可欠なのがX線γ線偏光度である。偏光は磁場構造、加速現場の幾何学情報を唯一与えてくれる。X、γ線偏光は宇宙物理全般で粒子加速解明に重要な磁場情報を与える観測量で有るが、その測定は大変困難であり、現在までに数例の精度の低い観測結果のみである。この申請では当初測定効率の良い5-30keVの光電効果電子の散乱方向測定を考えた。しかし光電効果電子を用いた場合偏光度測定の精度を決めるModulation値が0.2-3と小さくなる。一方コンプトン散乱面を測定すればM値が0.5以上が期待できる。この研究の基礎となった電子飛跡検出コンプトンカメラ(ETCC)は100keV以上で高い雑音除去と広視野(6str)とGRB検出には最適な装置である。特にETCCは内部が立方体ガス層であり高いM値が期待。またすでにETCCは30cm角大型気球観測装置ができている。特に25年度に気球用観測装置が完成、その検出感度が予想を10倍以上の感度を得られることが判明し、GRB偏光観測に充分使用できることが判明した。そのためこの装置で数年後に予定している極域長期観測では20個程度のGRB検出が予想され、このETCCで偏光測定も実現できればより早く目的が実現できるため、その可能性をまずは調査した。ガンマ線バースト(GRB)は宇宙最大の爆発現象であり、赤外線からγ線まで多波長で研究されているが、その爆発機構はまだ不明である。この申請では当初測定効率のより5-30keVの光電効果電子の散乱方向測定を考えた。しかし光電効果電子を用いた場合偏光度測定の精度を決めるModulation値が0.2-0.3と小さく、統計をあげる必要があるが系統誤差を抑えることが難しくなる。一方コンプトン散乱の計測ではこのM値は0.5以上が期待でき、100keV以上では宇宙背景放射が急激に減少し、高いS/Nが得られる可能性がある。この研究の基礎となっった電子飛跡検出コンプトンカメラ(ETCC)は100keV以上で高い雑音除去と6strという広視野をもつGRB検出では最適な装置である。特にETCCは内が立方体という単純な構造であり大きなM値が予想される。すでに30cm角大型ETCCが気球実験用にできている。さらに25,26年度でその感度の飛躍的改善が可能となり極域周回気球実験で20個以上のGRB観測が可能なことが判明した。そのためより早い段階で高精度GRB偏光観測が確実に行える手段であることがわかり、このETCCでのGRB偏光測定の可能性を放射光、さらには線源を用いた実験により検証することを目指した。