hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
過冷却による熱電変換材料の組織制御と高性能化：結晶化プロセスの速度論構築

本研究は,高性能な熱電変換材料を高速に製造するための新規製造技術の開発を目指し,その設計において基礎となる化合物半導体の結晶化プロセスの速度論構築を目的とするものである.研究の最終年度となる本年度では,サリチル酸アセトアミド溶液を供試した結晶成長過程のその場観察実験,ならびに熱電変換材料であるビスマステルル系合金を供試した新素材製造実験の結果を踏まえ,結晶化プロセスの速度論的考察を推し進めるとともに,本製造法によって得られた熱電変換合金の性能評価を実施した.主な成果内容を以下に示す.その場観察実験からは,過冷却場制御によって現れる化合物ファセット結晶の成長機構が,結晶周りに発達する温度・濃度共存場との関連のもとで明らかにされ,過冷却と外部冷却を熱的原資とするファセット状結晶の成長過程がモデル化された.このモデルは半導体などの凝固成形で現れる結晶成長の一般論を提示するものとして重要である.さらに本製造手法を用いて成形されたビスマステルル系の熱電変換合金は.ある一定の値以上の高熱流束下において熱電変換にとって有利な方位に結晶構造の配向性を整えたビスマステルライドの多結晶層が形成されることが明らかにされた.その熱電変換特性を調査した結果,電気的性質であるパワーファクターが通常の凝固法と比べて増加することが検証され,熱電変換材料の高性能化と製造プロセスの効率化に対する本提案手法の有効性が明らかとされた.本研究は,過冷却を原資とする化合物結晶の成長メカニズムの解明と,過冷却状態からの凝固を経て固相形成されるミクロ構造を記述するための速度論モデルの構築を目的とするものである.ここで提示される速度論は,高性能な熱電変換材料を製造するための基礎となるものである.研究の初年度である本年度は,サリチル酸アセトアミド系の透明有機溶液を供試した結晶成長過程の凝固シミュレーション実験を新規に立ち上げるとともに,実際のBi-Te系熱電合金を供試した過冷却凝固法による材料製造実験を行った.本年度で得られた主な成果内容を以下に示す.結晶成長を観察するため,試料容器となる凝固セル,試料を融解・凝固させるための加熱・冷却系,ハイスピードカメラを用いた観察系,温度制御と測定系からなる装置を組み上げた.結晶の形態は,平らな面で構成される柱状あるいは針状のファセットとなり,それらは核生成点から過冷全域を放射状に自由成長し,やがて壁面冷却による一次元的な凝固へと変化した.ファセット状結晶の軸方向の成長速度は,温度勾配が大きいほど小さくなり,また過冷度が大きくなるほど大きくなった.円形セルでの実験に注目すると,過冷度の影響は軸方向よりもむしろ幅方向の成長に顕著に表れており,このことはファセット界面におけるカイネティクスの違いに起因するものと考えられる.さらに実際の熱電変換合金を供試した材料製造実験においては,過冷度の大きさや分布ならびに初期組成などの凝固パラメータに対する熱電性能の向上につながる結晶構造の指向性発現の条件が明らかにされた.以上,化合物の結晶化プロセスの速度論構築の基礎となる実験的知見が得られた.当初の計画通り,透明有機溶液を供試して化合物凝固の動的挙動を観察するための実験装置を製作し,実験によって,一様あるいは非一様な過冷却場を進行する自由結晶成長の様相がハイスピードカメラによる撮影により捉えられた.記録された映像の画像解析からは,結晶面による成長速度の差異,結晶数密度の変化,方向特性などが定量的に明らかとされた.また温度計測からは,冷却速度,過冷却の大きさと分布,凝固潜熱の発散による再熱などの熱的状態が明らかとされた.これらの結果をまとめて,成長速度や成長モフォロジーなどの動的挙動に及ぼす熱的操作条件の影響が実験的に明らかにされつつある.以上,研究の初年度計画の優先事項であった凝固シミュレーション実験が可能となり,形成される過冷却場の状態や結晶の成長速度等の分析によって,成長メカニズムの議論も進展中である.加えて,従来より継続的に進めてきた実際の熱電変換合金を供試した組織制御においては,代表者らが提案する新規の過冷却凝固法によって,熱電変換にとって有利な結晶構造の配向性を具備した材料を比較的高速に製造するための操作条件が概ね明らかとされてきている.以上のような理由から本年度の達成度を概ね順調に進展しているとした.本研究は,高性能な熱電変換材料を高速に製造するための新規製造技術の開発を目指し,その設計において基礎となる化合物半導体の結晶化プロセスの速度論構築を目的とするものである.前年度に引き続き,本年度では,サリチル酸アセトアミド溶液を供試した結晶成長過程のその場観察実験を実施するとともに,実際のビスマステルル熱電合金を供試した材料製造実験を行い,両者の実験から得られるデータに基づいて考察を進めた.主な成果内容を以下に示す.まず,その場観察実験からは,過冷却状態からの化合物凝固の素過程が観察され,ハイスピードカメラによる記録データの分析により,成長速度の異方性や,化合物として特徴的なファセット形態からなる成長モフォロジーの動的挙動が,過冷却温度の大きさとその勾配等といった熱的条件との関係のもとで明らかにされた.次いで,ビスマステルル系の実用熱電変換合金を供試した実験からは,熱電特性の向上につながる結晶配向性,ならびに機械特性の向上をもたらす組織微細化が,本研究が提案する手法によって達成されたことが確認され,それらのミクロ性と熱的操作条件との関係が実験的に明らかにされた.以上の結果を総合して,過冷却状態からの化合物の結晶化プロセスが,(第1段階)

熱的過冷却の散逸過程:自由成長過程,(第2段階)組成的過冷却の緩和過程:外部冷却による凝固,(第3段階)通常の相変化熱伝導過程:外部冷却による凝固の3つの素過程からなることが示され,界面カイネティクスや輸送現象の観点から現象の詳細を議論することにより,結晶化プロセスの速度論構築の基礎となる基礎的知見が得られた.本年度実施計画では,(1)結晶周りに発達する温度・濃度共存場と関係づけた化合物の成長機構,ならびに(2)過冷却と外部冷却を熱的原資とする化合物生成における結晶成長過程のモデル化を当初の課題として挙げていた.継続実施しているその場観察実験からは,結晶面による成長速度の差異,成長に伴う凝固潜熱発散による熱的状態変化などが明らかとされてきており,また,熱電変換合金を供試した新素材製造実験においては,熱電変換に好ましい結晶配向性とともに,現象の裏付けとなる温度・組織データが得られてきている.総合的には,研究実績の概要で述べたように,本年度の実施計画で掲げた事項が概ね達成されてきていると言える.したがって本年度の達成度を概ね順調に進展しているとした.本研究は,高性能な熱電変換材料を高速に製造するための新規製造技術の開発を目指し,その設計において基礎となる化合物半導体の結晶化プロセスの速度論構築を目的とするものである.研究の最終年度となる本年度では,サリチル酸アセトアミド溶液を供試した結晶成長過程のその場観察実験,ならびに熱電変換材料であるビスマステルル系合金を供試した新素材製造実験の結果を踏まえ,結晶化プロセスの速度論的考察を推し進めるとともに,本製造法によって得られた熱電変換合金の性能評価を実施した.主な成果内容を以下に示す.その場観察実験からは,過冷却場制御によって現れる化合物ファセット結晶の成長機構が,結晶周りに発達する温度・濃度共存場との関連のもとで明らかにされ,過冷却と外部冷却を熱的原資とするファセット状結晶の成長過程がモデル化された.このモデルは半導体などの凝固成形で現れる結晶成長の一般論を提示するものとして重要である.さらに本製造手法を用いて成形されたビスマステルル系の熱電変換合金は.ある一定の値以上の高熱流束下において熱電変換にとって有利な方位に結晶構造の配向性を整えたビスマステルライドの多結晶層が形成されることが明らかにされた.その熱電変換特性を調査した結果,電気的性質であるパワーファクターが通常の凝固法と比べて増加することが検証され,熱電変換材料の高性能化と製造プロセスの効率化に対する本提案手法の有効性が明らかとされた.実用熱電変換合金を供試した実験からは,熱電変換にとって有利な結晶指向性の発現は過冷却の温度勾配が大きくなるほど向上するものの,初期組成を熱電化合物の組成比に近づけた場合には,より大きな温度勾配が必要となることが明らかとされた.そこで,より効率的に材料方向特性を向上させるための方策として,凝固核生成の下地となる冷却壁面性状の影響について調査していく予定である.また,引き続き透明有機溶液を用いた凝固シミュレーション実験を行う.得られた結果から結晶成長メカニズムを明らかにするとともに,それを代表者らがこれまで進めてきた過冷却凝固の速度論モデルに組入れることにより化合物の結晶化プロセスの理論モデルを推し進める.最終的には,実用合金による材料製造実験に速度論モデルによる数値シミュレーションを援用した相乗的な科学的手法によって,熱電変換効率の高性能化につながる凝固組織制御を進展させる方策である.
近代ギリシアにおける「ネオ・ビザンティン」建築の形成

第1章ではハンセン兄の「王立造幣所」及びヴァイレルの「マクリヤーニ陸軍病院」をネオ・ピザンティン様式を用いた最初の建築と見倣し、それ以前の時期をその揺籃期と、そしてそれ以後の時期をその展開期と把握し、この章では揺籃期の二人の建築家の内資料のないヴァイレルを除外し、ハンセン兄がその様式を創造するに至った契機と経過を明らかにした(目的1)と2))。その結果、1.ハンセン兄が赤色の小穹窿を頂く長窓をピザンティン建築の「建築の言語」と見なす契機となった聖堂は、アテネ市域内とその近郊の中期ピザンティン時代の1-1),-4)であったであろう;2.それと周囲の淡黄の壁面との色彩対照の規範となった聖堂は、1-2),-4),-6)であったであろうということが明らかになった。第2章ではネオ・ピザンティン様式を一元的な様式とするハンセン兄の「眼科病院」及び同弟の「陸軍医薬庫」を取り上げ、上記二意匠以外に、新たにどのような細部意匠をどのピザンティン建築から採用したのかを明らかにした(目的3))。その結果、「ハンセン兄は建築意匠1)-3)を「救世主変容聖堂」と「ダフニ修道院主聖堂」から取り入れた。同様にカフタンゾーグルも後者から三重半円形小穹窿を頂く長窓を取り入れた。一方、ハンセン弟は、5)玄関廊を自ら創造し、そして6)円形窓を不特定の中期ピザンティン時代の聖堂から取り入れ、新様式に新たな水平を切り開いた。第3章ではネオ・ピザンティン様式の拡大と変容をハンセン兄弟のギリシア外での活動を通して明らかにした(4))。その結果、19世紀後半に隆盛した多元的な折衷主義つまり「ロマン主義的な歴史主義」の渦中にあって彼らは、過去の様式を多元的に選択し、それらを折衷させ建築を構築した。第二に、その中で彼らがネオ・ビザンティン様式を用いた場合に主要な建築意匠素として見倣していたピザンティン建築の意匠は、半円形小穹窿を頂く長窓、山形装飾帯、半円形小穹窿と周囲の壁面との色彩対照の効果、壁面の多彩レンガによる文理効果、鐘楼類型1の5点であることが明らかになった。交付申請書に記した「研究の目的」の五点の目的の中から平成10年度にはその三点を達成することを目指した。つまり、1)クリスチャン・ハンセンがネオ・ビザンティン様式を創造するに至った契機とその経過を明らかにする。2)ハンセン設計の「アテネ王立造幣所」を分析し、ネオ・ビザンティン様式の最初の建造物がどのような特徴を備えていたのかを明らかにする。3)ハンセンの弟のテオフィルスの「眼科病院」を取り上げ、窓だけではない建築全体としてのネオ・ビザンティン様式がどのような特徴を備えるのかを明らかにする。1)の目的に関して、ハンセン兄は、独立後のアテネ市内外に存在したビザンティン及びポスト・ビザンティン時代の多数の大小聖堂(総数134)の存在に気付き、当時の西欧においては未知のキリスト教聖堂に関心を次第に持つに至る。その内の20を水彩画に残している。特にビザンティン建築の窓に注目し、古代建築では「建築の言語」として重要となる柱と柱頭に代わって窓こそがビザンティン建築の「建築の言語」であることを発見する。2)に関して、新たな銅板画の公刊から「アテネ王立造幣所」の建築が新古典主義様式を特徴としながらも一階の窓に小穹嶐を冠する長窓を配置し、ビザンティン建築様式との折衷様式を形成していることを明らかにした。3)に関して、ハンセン弟テオフィルスあるいはL.カフタンゾーグルの作と考えられてきた「眼科病院」が兄クリスチャンの作であり、それを基にカフタンゾグルが変更を加えた上で完成させたことが判明した。さらに、新発見のハンセン兄の設計図からこの建築が小穹嶐をそれぞれ冠する二重の長窓とその中央に立つ角柱より構成される窓、窓間を結ぶ赤レンガの装飾帯そして建築の躯体から突出し、しかも左右の二本の円柱から支えられる玄関というビザンティン建築の様式を基に築かれていることを明らかにした。さらに、これらのビザンティン建築の要素は、彼が描いた水彩画の幾つかに窺うことができ、彼がネオ・ビザンティン様式を創造した源泉を知ることが出来る。

第2章ではネオ・ピザンティン様式を一元的な様式とするハンセン兄の「眼科病院」及び同弟の「陸軍医薬庫」を取り上げ、上記二意匠以外に、新たにどのような細部意匠をどのピザンティン建築から採用したのかを明らかにした(目的3))。その結果、「ハンセン兄は建築意匠1)-3)を「救世主変容聖堂」と「ダフニ修道院主聖堂」から取り入れた。同様にカフタンゾーグルも後者から三重半円形小穹窿を頂く長窓を取り入れた。一方、ハンセン弟は、5)玄関廊を自ら創造し、そして6)円形窓を不特定の中期ピザンティン時代の聖堂から取り入れ、新様式に新たな水平を切り開いた。第3章ではネオ・ピザンティン様式の拡大と変容をハンセン兄弟のギリシア外での活動を通して明らかにした(4))。その結果、19世紀後半に隆盛した多元的な折衷主義つまり「ロマン主義的な歴史主義」の渦中にあって彼らは、過去の様式を多元的に選択し、それらを折衷させ建築を構築した。第二に、その中で彼らがネオ・ビザンティン様式を用いた場合に主要な建築意匠素として見倣していたピザンティン建築の意匠は、半円形小穹窿を頂く長窓、山形装飾帯、半円形小穹窿と周囲の壁面との色彩対照の効果、壁面の多彩レンガによる文理効果、鐘楼類型1の5点であることが明らかになった。平成11年度には本研究の五点の目的のうち残りの二点を達成する。まず、(研究目的4)を達成するために、文献でネオ・ビザンティン様式の実用建築であることを確認したトリエステに一部現存する「造船所」を除いて、ハンセン兄のコペンハーゲンでのネオ・ビザンティン様式の7点の建築の実地調査を行なった。その中で「市立病院」(1859-63年)、「コペンハーゲン大学附属天文台」(1859-61年)そして「聖ヨセフ養護老人施設」(1873-75年)の3点の建築にネオ・ビザンティン様式の建築意匠が使用されていることが判明した。しかもいずれの場合にもゴシック建築の意匠との折衷であることが明らかになった。これは、1840年頃にひとつの建築に複数の建築様式を用いる二元論的な折衷様式が顕著になったことと一致している。一方、弟テオフィルスがネオ・ビザンティン様式の建築意匠を用いた建築は、「アルセナール」(1849-56年)、「軍事史博物館」(1849-56年)、「福音書記者墓地附属聖堂」(1857-58年)、「同上関連施設」(同上)、「ギリシア正教会聖三位一体聖堂」(1858-61年)そしてレンベルクの「傷病兵病院」(1854-59年)の6点を数える。レンベルクの傷病兵病院を除く、他の5点の建築を対象に調査を行なった。その結果、いずれの建築も主にゴシック建築の意匠そしてその他の建築の意匠を基幹あるいは副次の違いはあれ併用し、上述の折衷様式を備えることが判明した。従って、ギリシア外の西欧ではビザンティン様式が決して一般的とはならなず、採用された場合でも必ずゴシック建築を主とする他の様式の意匠と共に併用され、折衷様式を形成することが明らかになった。第二に、(研究目的5)に関しては、文献調査の結果、ロシア正教の諸聖堂を除けば、我が国へはネオ・ビザンティン様式は導入されなかったことが明らかになった。
浮遊性有孔虫の飼育実験と殻体安定同位体の個体発生解析に基づく光共生進化史の究明

平成27年度は,光共生系の光合成が,宿主である浮遊性有孔虫の殻体の炭素安定同位体比(δ13C)に与える影響を評価すべく,前年度までに得られたδ13Cデータ,クロロフィル蛍光データのとりまとめと統計学的解析を実施した.これまでに取得した浮遊性有孔虫の飼育個体の各々の成長段階における炭素固定速度(光合成量),宿主個体の体サイズから見積もった呼吸量,および殻体のδ13Cとの関係を重回帰分析によって評価した結果,光合成はδ13Cをより重くする効果,一方で呼吸はよりδ13Cを軽くする効果を持つことが示され,理論的に考えられている現象と整合的であった.このことは同時に,殻体のδ13Cの一個体内での成長履歴は,呼吸と光合成のバランスによって決定されることを示唆している.また,光合成と呼吸のバランスの重要性は,浮遊性有孔虫周囲の微小領域の炭酸系を,Zeebe et al. (1999)に基づく反応拡散モデルを用いて,様々な成長段階,呼吸量,光合成量において取りうる値をシミュレートすることによっても確認された.また本研究によって,個体の成長の最末期に形成されたチャンバーは,特徴的に低いδ13Cを示す場合があることが明らかとなり,これが飼育環境下で観察・検出された共生藻の消化現象と同期して形成されていたことが確かめられた.すなわち,浮遊性有孔虫における藻類との共生関係の終焉(破綻)が,殻に記録されうる現象であることを,現生共生種の飼育データから初めて確かめることができた.これは,共生藻の消化現象という,非共生種には起こり得ない現象が殻に記録されることを実証したことになり,化石に残る新たな光共生指標を提示できたと言える.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,浮遊性有孔虫と藻類の共生関係(光共生)の量的な評価,および化石にも適用可能な生態識別指標の確立を目指し,現生浮遊性有孔虫の飼育実験と殻体同位体比組成分析を行っている.平成25年度は,まず飼育に適した有孔虫種を選定するため,プランクトンネットにより採取した浮遊性有孔虫12種について継続飼育を試み,飼育環境下でよく成長する種を選定した.また,有孔虫の共生藻密度(クロロフィル濃度)を生きたまま定量すべく,高速フラッシュ励起蛍光法(FRRF)を用いてクロロフィル蛍光を測定するプロトコルの検証も行った.この蛍光測定法を浮遊性有孔虫に対して適用するのは本研究が初めてであるが,検証の結果,測定されるクロロフィル蛍光から有孔虫1個体あたりのクロロフィル濃度を見積もることができた.またFRRF測定を多くの有孔虫種に対して実施し,その関係性を確認するため,海洋地球研究船「みらい」によるMR13-04航海に参加し,有孔虫のサンプリングおよび船上でのFRRF測定を行った,その結果,上述のクロロフィル蛍光とクロロフィル濃度の関係性が浮遊性有孔虫一般に適用可能であることが明らかとなり,またこれまで共生関係が不明であった種の光共生生態が新たに確認されるなど,一定の成果が得られた.12月には,有孔虫個体の成長に伴う,細胞内の共生藻の増殖・減少過程を明らかにするため, G. sacculiferとG. siphoniferaを用いた継続飼育実験を実施し, FRRF測定を飼育期間中,全個体に対し継続的に行った.FRRF測定の結果,個体の成長に伴う明瞭なクロロフィル蛍光の増加と,リプロダクション(遊走子・放出)直前の急激な減少が確認され,共生藻の増殖と,その後の有孔虫による消化というプロセスが明らかとなった.また種間では光合成の特性(光合成活性,光の利用効率など)に違いが見られ,各種が有する共生藻の種類によって異なる特性を示すことが明らかとなった.平成26年度は,まず前年度行った飼育実験のデータ解析を行い,浮遊性有孔虫の成長,共生藻類の増殖(クロロフィル濃度の増加),光合成生理状態の変遷(FRR測定により得られる生理パラメータの変化)について,Globigerinoides sacculiferとGlobigerinella siphoniferaの2種間の違いをまとめた.その成果は,現在国際誌に投稿中である.また,同時期に実施した,Gs. sacculiferについての栄養塩実験(海水中の栄養塩濃度と,宿主に与える餌をコントロールした実験)の結果を解析したところ,共生藻類(Pelagodinium beii)の光合成能は,宿主が飢餓状態であっても高く維持されていることが明らかとなった.本結果は予想外のものであったが,浮遊性有孔虫の共生関係の本質に迫る非常に興味深い現象であると思われた.本研究課題では,最終的に殻体に記録される炭素同位体比の変化を,光合成の変化と合わせて定量的に評価するという最終目的があるため,FRR測定で得る電子伝達に関する情報と,炭素固定に関する情報を関連付けておく必要がある.そこで,当初の計画にはなかったが,放射性炭素(14C)をトレーサーとした炭素固定の実験を開始した.ここでは,FRR測定した個体を即座に14C実験に供し,同一個体について光合成の上流(電子伝達)と下流(炭素固定)の関係性を見ることができた.また本年度は,前年度未実施であった,チャンバー形成個体の安定同位体比分析を実施した.以前飼育したGs. sacculiferとGn. siphoniferaについて,成長段階ごとに1個体を6分割した試料を測定し,同位体組成のデータを得ることができた.データは現在解析中である.

今後,FRR測定による光合成のデータ,14C実験による炭素固定のデータと突き合わせ,順次まとめていく予定である.平成27年度は,光共生系の光合成が,宿主である浮遊性有孔虫の殻体の炭素安定同位体比(δ13C)に与える影響を評価すべく,前年度までに得られたδ13Cデータ,クロロフィル蛍光データのとりまとめと統計学的解析を実施した.これまでに取得した浮遊性有孔虫の飼育個体の各々の成長段階における炭素固定速度(光合成量),宿主個体の体サイズから見積もった呼吸量,および殻体のδ13Cとの関係を重回帰分析によって評価した結果,光合成はδ13Cをより重くする効果,一方で呼吸はよりδ13Cを軽くする効果を持つことが示され,理論的に考えられている現象と整合的であった.このことは同時に,殻体のδ13Cの一個体内での成長履歴は,呼吸と光合成のバランスによって決定されることを示唆している.また,光合成と呼吸のバランスの重要性は,浮遊性有孔虫周囲の微小領域の炭酸系を,Zeebe et al. (1999)に基づく反応拡散モデルを用いて,様々な成長段階,呼吸量,光合成量において取りうる値をシミュレートすることによっても確認された.また本研究によって,個体の成長の最末期に形成されたチャンバーは,特徴的に低いδ13Cを示す場合があることが明らかとなり,これが飼育環境下で観察・検出された共生藻の消化現象と同期して形成されていたことが確かめられた.すなわち,浮遊性有孔虫における藻類との共生関係の終焉(破綻)が,殻に記録されうる現象であることを,現生共生種の飼育データから初めて確かめることができた.これは,共生藻の消化現象という,非共生種には起こり得ない現象が殻に記録されることを実証したことになり,化石に残る新たな光共生指標を提示できたと言える.昨年度に引き続き研究航海への参加,また定期的なサンプリング航海の実施など,計画通り,フィールドワークと室内実験を並行して研究を遂行している.また,新たな試みとして,放射性炭素をトレーサーとして用いた炭酸固定実験を実施し,一定の成果を得ている.一部の成果は国際学会でも受賞するなど,対外的な評価も得ている.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後はまず,放射性炭素同位体をトレーサーに用いた炭酸固定実験の追加実験として,単離した共生藻培養株について実施することを計画している.平成26年度に実施した,共生状態での炭酸固定との比較が可能であるため,これを行うことによって,共生体として存在する藻類が利用する炭素の経路をおおよそ推定することが可能になると期待される.なお,単離株は既に保有し,維持中であるため,本件は予定通り遂行可能であると考えている.また,これまでの飼育実験を通して得られた,浮遊性有孔虫の成長に伴う光合成パラメータの変化と,その期間中に形成された殻体の安定同位体比の関係性を明らかにしていく.飼育実験,およびクロロフィル蛍光測定による光合成の定量についてはおおむね順調に進んでいるうえ,これらにより,浮遊性有孔虫の光共生について新たな知見も得られている.当初,初年度のうちに着手する予定の殻体の同位体分析は,分析機器を所有する研究室の移転などがあり未実施であるが, 26年度中に開始できる予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。飼育実験に関しては, 26年度6月に航海を実施し,黒潮流路でサンプルを入手する予定である.
クォーク・レプトンの統一的質量行列模型の構築

1.研究目的:質量の基本構成要素といわれているクォークとレプトンの統一的理解への手がかりを目指して,クォークとレプトンの質量スペクトルと家族混合の現象論的研究を行い,クォークとレプトンの統一的質量行列模型を模索することを目的とする.2研究計画とその成果(1)平成6年度までの成果:小出の荷電レプトン質量公式(1982年)とHarari(1978年)に始まり小出により発展させられたデモクラティック型クォーク質量行列は,Phys. Rev.誌に発表した論文(1994年)を経て,「デモクラティック・シ-ソ-質量行列模型」として統一される見通しがついた.(2)このモデルによるクォーク質量と家族混合の現象論的な研究は,平成6年度に引き続き平成7年度にも更に精力的に行われ,その成果はZeitschrft Physik Cに出版された.更に詳細な分析を行ったものは,現在投稿中である.(3)平成7年度のこのモデルに基づく現象論的研究の主力は,ニュートリノ質量スペクトルとその家族混合の研究に注がれた.このモデルをニュートリノに適用すると,神岡の宇宙線観測所で観測された大気ニュートリノについての奇妙な現象「ν_μ不足」を無理なく理解できるということが分かった.(4)このような質量行列形を与える質量生成メカニズムについては,U(3)ファミリー・ノネット・ヒグスボゾン模型の概念に到達し,この模型に基づいて期待される新しい物理現象が分析された(Z. Phys. C).1.研究目的:質量の基本構成要素といわれているクォークとレプトンの統一的理解への手がかりを目指して,クォークとレプトンの質量スペクトルと家族混合の現象論的研究を行い,クォークとレプトンの統一的質量行列模型を模索することを目的とする.2研究計画とその成果(1)平成6年度までの成果:小出の荷電レプトン質量公式(1982年)とHarari(1978年)に始まり小出により発展させられたデモクラティック型クォーク質量行列は,Phys. Rev.誌に発表した論文(1994年)を経て,「デモクラティック・シ-ソ-質量行列模型」として統一される見通しがついた.(2)このモデルによるクォーク質量と家族混合の現象論的な研究は,平成6年度に引き続き平成7年度にも更に精力的に行われ,その成果はZeitschrft Physik Cに出版された.更に詳細な分析を行ったものは,現在投稿中である.(3)平成7年度のこのモデルに基づく現象論的研究の主力は,ニュートリノ質量スペクトルとその家族混合の研究に注がれた.このモデルをニュートリノに適用すると,神岡の宇宙線観測所で観測された大気ニュートリノについての奇妙な現象「ν_μ不足」を無理なく理解できるということが分かった.(4)このような質量行列形を与える質量生成メカニズムについては,U(3)ファミリー・ノネット・ヒグスボゾン模型の概念に到達し,この模型に基づいて期待される新しい物理現象が分析された(Z. Phys. C).新しく提案された質量行列模型M_f=m_0GO_fGは,クォーク・レプトンの統一質量行列模型として,現象との驚くべき一致を示した。M_u,M_dに各々1つづつ導入された計2つのパラメターを適当な値に選ぶだけで,すべての観測されているクォーク質量比とKM行列の値を驚くべき見事に与えてくれることを見いだした。(Phys.Rev.D49,1994)。この質量行列型は,質量の起源としてのスタンダードな「ヒグス機構」に基づきU(3)ファミリーノネットヒグス粒子を導入して,シ-ソ型質量行列M_f【similar or equal】m_LM^<-1>_Fm_R(M_L∝m_R∝G,M_F∝O^<-1>_f)として理論的基礎を与えることを試みた(日本物理学会秋の年会およびINS Workshop講演)。この新しいヒグス機構では,フレーバを変える中性電流(FCNC)が現れるので,新しい物理的効果の観測が期待される。これについて現在研究分担者である谷本と共著の論文をまとめつつある。一方,シ-ソ型質量行列を,M_f【similar or equal】m_LM^<-1>_Fm_Rなる近似形を用いずに,直接6×6質量行列を対角化することにより,モデルになんらM_UとM_Dとで極端に大きさの異なるパラメターを導入することなく,実験事実であるm_t≫m_um_dを見事に(しかもKM行列の実験値までも)与えることができることを見いだした。(その予備的な成果は房岡との共著の論文としてMod.Phys.Lett.に掲載される。更に新たな発見を加えた完全なものは現在房岡との共著の論文としてまとめつつある。)なお,質量行列に重要な関連をもつCPの破れの起源に関連して,谷本他とCPの破れと電気双極子についてのいくつかの論文をまとめた(Prog.Theor.Phys.'94;Phys.Lett.'95)。1.研究目的:質量の基本構成要素といわれているクォークとレプトンの統一的理解への手がかりを目指して、クォークとレプトンの質量スペクトルと家族混合の現象論的研究を行い、クォークとレプトンの統一的質量行列模型を模索することを目的とする。2.研究計画とその成果

(1)平成6年度までの成果:小出の荷電レプトン質量公式(1982年)とHarari(1978年)に始まり小出により発展させられたデモクラティック型クォーク質量行列は,Phys.Rev.誌に発表した論文(1994年)を経て,「デモクラティック・シ-ソ-質量行列模型」として統一される見通しがついた.(2)このモデルによるクォーク質量と家族混合の現象論的な研究は,平成6年度に引き続き平成7年度にも更に精力的に行われ,その成果はZeitschrft fur Physik Cに出版された.更に詳細な分析を行ったものは,現在投稿中である.(3)平成7年度のこのモデルに基づく現象論的研究の主力は,ニュートリノ質量スペクトルとその家族混合の研究に注がれた.このモデルをニュートリノに適用すると,神岡の宇宙線観測所で観測された大気ニュートリノについての奇妙な現象「ν_μ不足」を無理なく理解できるということが分かった.(4)このような質量行列形を与える質量生成メカニズムについては,U(3)ファミリー・ノネット・ヒグスボゾン模型の概念に到達し,この模型に基づいて期待される新しい物理現象が分析された(Z.Phys.C).
フルオラスケミストリーの新展開に基づく実用的分子合成手法の開拓

ミディアムフルオラスケミストリーを基点とし,手際よく迅速に分子を合成する技術の開拓を目指して研究を遂行した。その結果,以下の成果を得た。1)固相(テフロン)/液相(反応溶媒)間移動型メタセシス触媒の調製に成功した。2)フルオラスサレンMn錯体を用いた不斉エポキシ化反応において,エナンチオ面選択性向上に有効な共溶媒効果を見出した。3)アミノ酸のN末端をフルオラスFmoc基で保護すれば,反応系内への水の添加のみでペプチドの単離精製が可能になる事を明らかにした。4)フルオラスミクスチャー合成によりdendroamide Aとその全ての立体異性体の一挙全合成を達成した。これまでに申請者がフルオラスケミストリーの新知見として蓄積した合成技術(ミディアムフルオラスケミストリー)を基点とし、今年度は、フルオラス触媒の疎水性制御を基盤とした合成プロセスの効率化に向けて活性化固体触媒の調製とプロセス改良を中心に研究を展開した。具体的にはメタセシスGrubbs-Hoveyda 2nd generation触媒と第一世代Jacobsen型サレンMn錯体の活性化、及び固相化をミディアムフルオラスタグやテフロンを利用して試みた。その結果、以下の研究成果を得た。1固相と液相間をブーメランの様に自由に移動するテフロン担持型メタセシス触媒を見出し、本固相触媒による効率的な炭素-炭素結合形成反応系を達成することができた。本触媒反応系では、当該触媒が反応中は反応媒体にテフロン固相から流出溶解し、均一反応系であるが、反応後には水の添加によりテフロン担持型固相触媒として回収できる効率の良い反応系である。2ミディアムフルオラスサレンMn錯体を用いる不斉エポキシ化反応において、benzotrifluoride (BTF)の反応系内への添加がエナンチオ面選択制を上昇させる現象を見出すと共に、酸化活性も顕著に向上させることを見出した。BTFの本共溶媒効果の起源を詳細に調べた結果、キラルサレン骨格の決まった位置にフルオラスタグを有するサレン型錯体のみに観測される効果であることを明らかにした。昨年度までにミディアムフルオラスケミストリーを基点とする合成戦略により「固相-液相間を移動するメタセシス触媒反応系」を達成すると共に、「フルオラスMnサレン錯体を用いた不斉エポキシ化反応でのフルオラス共溶媒効果」を見出すことができた。今年度は、当初の研究計画に基づき、「カラムクロマトグラフィーを必要としないタグ化標的化合物の新規精製法の開発」、並びに「フルオラスエンコード法によるemericellamide A立体異性体(8種類)の一挙合成」を中心に研究を遂行し、以下の研究成果を得た。1フルオラス分子の疎水性と反応媒体の疎フルオラス性制御を利用することで、カラムクロマトグラフィーを用いず、水の添加のみで分離精製を可能にするジペプチド合成法のルーティン化に成功した。アセトニトリル中、ミディアムフルオラスFmoc基をアミノ酸の保護基かつ疎水性タグとして用いれば、HOBT-HBTU縮合、並びに保護・脱保護の各反応後の溶媒組成を30%含水系にするだけで、各段階の生成物は濾過操作により高純度で単離できることを明らかにした。例えば、フェニルアラニンとアラニンの縮合では、N末端のフルオラス保護・脱保護含めて78%(3段階収率)、95%の純度(HPLC)で対応するジペプチド体を一切カラム精製することなく単離することに成功した。2フルオラスエンコード法によるemericellamide Aの立体異性体の一挙合成では、全合成の鍵フラグメントとなるトリペプチド鎖部分の全ての立体異性体を合成することができた。今年度の研究目標として、フルオラスエンコード法によるemericellamide Aの立体異性体の一挙合成を掲げていた。今回、不斉全合成の鍵フラグメントとなるトリペプチド鎖部分の全ての立体異性体の合成を達成した。現在、マクロ環形成の最終段階で必要となる残りのフラグメント部位の不斉合成を進めている。今年度はフルオラスFmocエンコード法によるemericellamide A (抗MRSA活性)の8種類の立体異性体の全合成、並びに高活性型フルオラスGrubbs-Hoveyda型触媒の開発に主眼を置き、研究を遂行した。その結果、以下の成果を得た。アミノ酸のフルオラスFmoc保護体混合物を出発原料としたペプチド伸長反応を行い、ペンタペプチド体まではフルオラスミクスチャー合成にて問題なくペプチド鎖伸長が可能である事を確認した。本ミクスチャー合成では、リシン等の親水性官能基を有するアミノ酸使用時でもフルオラスHPLC分取が可能であることも明らかにした。また、今回のミクスチャー合成で新たに得られたペプチド類のACE阻害活性について調べ、これまでに知られていない高阻害活性を有するトリペプチド体を見出した。マルチグラムスケールでのemericellamide A(及び異性体)のフラグメント合成にも取り組んだ。昨年度までにフラグメント合成は成功していたが、不斉中心が一部エピメリ化していたため、ラセミ化しない条件検討を行い、再度、各フラグメント合成を行った。現時点で、フルオラスFmoc基により不斉中心をエンコード化した4種類のペンタペプチド混合物(8個の立体異性体)のフラグメント、並びに環化するための対応ユニットとなるアラニン由来フラグメントの合成に成功している。今後、高希釈条件下における分子内閉環反応のための縮合活性化法を検討した後、2つの最終段階フラグメントの環化反応を試みる。

また、高活性型フルオラスメタセシス触媒の候補触媒として、8種類の新規フルオラスGrubbs-Hoveyda型触媒を合成し、その閉環メタセシスに対する反応性を精査した。その結果、2座配位子部位に1-ナフチル基を有するフルオラス触媒が最も高い反応性を示すことがわかった。Emericellamide A及びその立体異性体(8個)の全合成に向けて、2つの最終フラグメント部位のマルチグラムスケールでの合成に成功した。今後、最終段階の閉環反応を試みる。閉環実施前に、各不斉中心のエピメリ化抑制条件検討、及びフルオラスFmoc保護ペプチド中間体の汎用有機溶媒に対する溶解度制御に関して精査する必要がある。高活性型フルオラスメタセシス触媒の開発に関しては、多環式芳香環を有する2座配位子上へのフルオラスタグ導入が高活性化に有効であることを明らかにすることができた。研究実施期間を通してフルオラスケミストリーの新展開に基づく実用的合成手法の開拓を目指し研究を遂行した。具体的には,固相/液相間移動フルオラスGrubbs-Hoveyda型触媒の開発と,カラムクロマトグラフィーを必要としないタグ化標的化合物の新規精製法の確立に取り組むと共に,フルオラスエンコード法による生物活性天然物合成(emericellamide A:抗MRSA活性),及びその立体異性体のミクスチャー合成に取り組んだ。その結果,実施期間内に以下の成果を得た。Grubbs-Hoveyda第2世代触媒の配位子上にフルオラスタグを導入することで,均一反応系を達成しながら,反応後には不均一系としてテフロンに触媒を固定化し回収できるメタセシス反応系を構築することに成功した。また, 9-アントラセニル基を配位子に導入すると極めて高い触媒活性を示すことを見出し,僅か25 mol ppmの使用量でも首尾よく閉環メタセシス反応が進行することを明らかにした。アミノ酸のN末端保護基としてフルオラスFmoc基を使用することで,保護,縮合,脱保護の各反応において,カラムクロマトグラフィーを用いなくても反応系内への水の添加により高純度で生成物を単離できることを明らかにした。Emericellamide A,及びその立体異性体のミクスチャー合成では,最終環化前駆体の合成を試みたが,フルオラスミクスチャー合成にて調整した4種類のペンタペプチド混合物と環化前駆体フラグメントとの縮合反応は,フルオラスペプチドの溶解度が問題となり,目的生成物を得るには至らず,年度内での全合成は間に合わなかった。今後,フラグメント同士の縮合と環化反応の二段階でemericellamide Aは合成可能であり,反応条件検討の後,全合成を達成したい。ミディアムフルオラスケミストリーを基点とし,手際よく迅速に分子を合成する技術の開拓を目指して研究を遂行した。その結果,以下の成果を得た。1)固相(テフロン)/液相(反応溶媒)間移動型メタセシス触媒の調製に成功した。2)フルオラスサレンMn錯体を用いた不斉エポキシ化反応において,エナンチオ面選択性向上に有効な共溶媒効果を見出した。3)アミノ酸のN末端をフルオラスFmoc基で保護すれば,反応系内への水の添加のみでペプチドの単離精製が可能になる事を明らかにした。
動脈管閉鎖の分子機構解明

胎生期特有の血管である動脈管は生直後に閉鎖するが、その閉鎖の分子機序は不明な点が多い。本研究において、我々はPGE2-EP4シグナル経路が動脈管弾性線維の低形成をきたす主要なシグナルであること、PGE2-EP4シグナル経路においてcAMP経路を介さない下流シグナルとして、NFkB経路が活性化していること、動脈管内皮細胞の遺伝子発現プロファイルを世界で初めて明らかにした。これらの新たな知見を活かすことによって、動脈管に関する新規治療法の開発の可能性が拓かれた。動脈管の開存、閉鎖の詳細な機序を理解することは、小児医療上、非常に重要である。時間的に異なる2つの過程が動脈管の閉鎖を制御している。非常に速い閉鎖過程として血管収縮があり、時間をかけておこる閉鎖過程として、遺伝子蛋白質レベルでの変化に由来する血管構造の変化がある。本研究では、動脈管の閉鎖の分子機構、特に血管構造の変化をきたす制御因子を同定し、内膜肥厚に及ぼす機序を解明することを目的とした。1) PGE2-EP4シグナル経路においてcAMP経路を介さない動脈管リモデリング機序の解明DNAマイクロアレイ法を用いて、cAMP以外にEP4刺激で発現に変化が見られる遺伝子を同定した。その中でNFkB経路が動脈管リモデリングに関与する可能性が示唆された。2) PGE2-EP4シグナル経路を介さない動脈管リモデリング経路の同定酸素刺激によって、内膜肥厚が促進することを明らかにした。これにはbFGFが関与している可能性が示唆された。3)動脈管が弾性線維低形成をきたす分子機序の解明EP4刺激は血管平滑筋でのlysyl oxidase活性を低下させ、弾性線維低形成を来すことを明らかにした。また、動脈管開存モデルであるBNラットでは弾性線維の形成異常があることが示された。4)動脈管内皮細胞の特性の解明FACS法により動脈管内皮細胞と隣接する他の血管(大動脈など)の内皮細胞を純粋分離することに成功した。動脈管は胎生期にのみ開存し、生直後の肺呼吸の開始とともに直ちに閉塞にむかう肺動脈と大動脈とを連結しているバイパス血管である。生直後に強い血管収縮が生じるとともに、血管内腔面が閉塞し、血流が遮断され、最終的には索状の線維性組織へと変化する。動脈管閉鎖の分子機序を解明し、新たな治療法を開発することは、小児医療上、極めて重要である。動脈管は将来閉塞すべき運命にある血管として、血管内膜肥厚や弾性線維の形成不良が認められる。我々はその原因を調べるため、本研究では正常ラット動脈管の平滑筋細胞に対して、酸素刺激因子を与え、質量分析法を使って、網羅的に分泌される分子を解析した。その結果、低酸素状態から正常酸素状態に変化するとエラスチンの分泌が低下することが判明した。さらに正常ラット動脈管内皮細胞の単離に成功し、網羅的遺伝子発現解析を行って、動脈管内皮細胞特異的遺伝子を同定することができた。本結果から正常ラット動脈管内皮細胞に特異的に発現する遺伝子は、動脈管特有の機能・構造に関与していることが示唆され、後の詳細な検討が必要と考えられた。これらの成果は今後、本研究の最終である動脈管の閉鎖・開存を制御する新たな治療法を確立してゆくための基盤研究となると考えられる。動脈管は胎生期にのみ開存し、生直後の肺呼吸の開始とともに直ちに閉塞にむかう。生直後の血管収縮に伴う機能的閉鎖から、血管内腔面が閉塞し、血流が遮断され、最終的には索状の線維性組織(解剖学的閉鎖)へと変化する。この劇的な変化を生じるための構造上の特徴として、動脈管には血管内膜肥厚や弾性線維の形成不良が認められる。動脈管閉鎖の分子機序を解明し、新たな治療法を開発することは、小児医療上、極めて重要な研究課題である。本研究では、その特徴ある血管構造を形成する分子機序を詳細に解明することを目的とし、動脈管の分化・リモデリングの分子機序を検討することで、動脈管リモデリングを選択的に制御する治療法の確立を目指した。1) PGE2-EP4シグナル経路においてcAMP経路を介さない下流シグナルとして、DNAマイクロアレイを用いて、NFkB経路が活性化している可能性が示唆された。さらにPGE2-EP4刺激によって分泌される細胞外基質を網羅的に質量分析計を使って調べ、Novの分泌増加が認められた。2)酸素が、bFGFの分泌増加を介して動脈管リモデリングにも関与していることを明らかにした。3)動脈管が弾性線維低形成をきたす分子機序の解明:動脈管では弾性線維の形成不良が認められるが、EP4遺伝子欠損マウスの動脈管は弾性線維形成不良が認められないことから、EP4刺激が弾性線維低形成の原因であるとの仮説をたて、EP4が弾性線維形成を制御する分子機序の解明を試みた。

また、BNラットを用いて、弾性線維低形成、動脈管開存症をきたす原因遺伝子の同定を、DNAマイクロアレイ法を用いて試みた。4)動脈管内皮細胞と隣接する他の血管(大動脈など)の内皮細胞を純粋分離し、動脈管内皮細胞に特異的に発現する遺伝子をDNAマイクロアレイで明らかにした。研究計画通りに進行し、計画に支障を来す問題点は生じていない25年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画通りに進行し、計画に支障を来す問題点は生じていない1) PGE2-EP4シグナル経路において、cAMP経路を介さない動脈管リモデリング機序の解明NFkB経路が内膜肥厚形成に及ぼす影響について検討する。2) PGE2-EP4シグナル経路を介さない動脈管リモデリング経路の同定bFGFが内膜肥厚形成を起こす分子機序について詳細に調べる。さらに酸素化によって分泌されるタンパク質をLC/MS法を用いて同定する。3)動脈管が弾性線維低形成をきたす分子機序の解明EP4刺激がlysyl oxidase活性を低下させる分子機序を明らかにし、BNラットが弾性線維の形成異常を来す分子機序を明らかにする。4)動脈管内皮細胞の特性の解明動脈管と大動脈の内皮細胞遺伝子発現の相違をDNAマイクロアレイ法を用いて調べ、重要遺伝子の機能を解析する。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究は計画通りに遂行されているため、当初の計画通りに研究を推進する。特にDNAマイクロアレイの結果、明らかになったBNラット動脈管特異的遺伝子やラット動脈管内皮細胞特異的発現遺伝子についての機能を重点的に調べてゆく。
歯牙硬組織形成に対する重金属の影響と歯髄ポリアミン変動

本研究においては,硬組織形成に対する重金属の影響を検討する一環として,ラット切歯々髄内におけるポリアミン代謝に対するカドミウムを中心とする重金属の影響を追求した.(1)ラット切歯々髄内の各種ポリアミン代謝の量的関係は,肝臓等と異なっており歯髄の組織学的な特異性によるものと考えられる.また,プトレシン量は日内リズムと考えられる周期的変動を示し,摂食行為がそれを規定することが判明した.また,歯髄内各種ポリアミン・ジアミンの量的関係が年令的成長により変化するが,歯髄細胞のライフ・サイクルの延長による変化と推測した.(2)硬組織形成に影響を与える重金属の代表として,カドミウムを選び,ポリアミン代謝に及ぼす影響を検討したところ,その作用に雌と雄の反応の違い,すなわち,性差を認め,その機序を検討した.実験動物および培養歯髄細胞を使用し, in vivo, in vitro両面からその影響を検討したところ,性差はカドミウムの全身的作用に由来するものであり,歯髄細胞の感受性そのものには性差が認められない結果を得た.(3)歯髄内における,ヒスタミン・ポリアミンの生成酵素であるヒスチジン脱炭酸酵素およびオルニチン脱炭酸酵素についてカドミウムの他, LPSやチオアセトアミド投与時の影響を検討,興味ある結果を得た.今後,これら薬物と重金属の併用時の歯髄内ジアミン・ポリアミン代謝の変動を検討する予定である.また,ヒスタミン・ポリアミン代謝についての研究の一環として,口腔内組織の一つである舌組織への化学的発癌剤塗布時の変化を検討,併せ報告した.(4)本研究の過程において,ヒト唾液中に存在する塩基性蛋白が肥満細胞からのヒスタミン遊離作用を有することを杉山が発見,その蛋白が分子量3015であり,アミノ残基24個のヒスチジン豊富な蛋白であることを併せ発見した.現在,本蛋白については,一般研究(C)において研究中である.本研究においては,硬組織形成に対する重金属の影響を検討する一環として,ラット切歯々髄内におけるポリアミン代謝に対するカドミウムを中心とする重金属の影響を追求した.(1)ラット切歯々髄内の各種ポリアミン代謝の量的関係は,肝臓等と異なっており歯髄の組織学的な特異性によるものと考えられる.また,プトレシン量は日内リズムと考えられる周期的変動を示し,摂食行為がそれを規定することが判明した.また,歯髄内各種ポリアミン・ジアミンの量的関係が年令的成長により変化するが,歯髄細胞のライフ・サイクルの延長による変化と推測した.(2)硬組織形成に影響を与える重金属の代表として,カドミウムを選び,ポリアミン代謝に及ぼす影響を検討したところ,その作用に雌と雄の反応の違い,すなわち,性差を認め,その機序を検討した.実験動物および培養歯髄細胞を使用し, in vivo, in vitro両面からその影響を検討したところ,性差はカドミウムの全身的作用に由来するものであり,歯髄細胞の感受性そのものには性差が認められない結果を得た.(3)歯髄内における,ヒスタミン・ポリアミンの生成酵素であるヒスチジン脱炭酸酵素およびオルニチン脱炭酸酵素についてカドミウムの他, LPSやチオアセトアミド投与時の影響を検討,興味ある結果を得た.今後,これら薬物と重金属の併用時の歯髄内ジアミン・ポリアミン代謝の変動を検討する予定である.また,ヒスタミン・ポリアミン代謝についての研究の一環として,口腔内組織の一つである舌組織への化学的発癌剤塗布時の変化を検討,併せ報告した.(4)本研究の過程において,ヒト唾液中に存在する塩基性蛋白が肥満細胞からのヒスタミン遊離作用を有することを杉山が発見,その蛋白が分子量3015であり,アミノ残基24個のヒスチジン豊富な蛋白であることを併せ発見した.現在,本蛋白については,一般研究(C)において研究中である.1.古田・田村はプトレシン生成酵素であるオルニチン脱炭酸酵素(ODC)及びヒスタミン生成酵素であるヒスチジン脱炭酸酵素(HDC)のラット切歯歯髄中における活性を測定する方法を検討中、肝におけるODC活性の誘導作用で知られるチオアセトアミドが歯髄中のHDC活性をも誘導することを認めた(論文(1))。2.ハムスター舌に発癌物質DMBA塗布時のHDC及びODC活性の変動を(1)の方法にて検討、DMBAによる舌HDC活性誘導を蛋白質合成阻害剤であるアクチノマイシンDが増強することを認めた(論文(2),(3))。3.以上の結果、歯髄中のHDC・ODC活性測定法が確立したので、カドミウムを中心とする重金属塩投与時における歯髄内ODC及びHDC活性変動を検討中である。4.杉山らは肥満細胞からのヒスタミン遊離に対する重金属イオンの影響を検討、銅イオン,水銀イオン,ニッケルイオンがヒスタミン遊離に対し抑制的に働くことを認めた。なお、無機水銀に比較し有機水銀の抑制効果が強く、その機序を検討中である。5.肥満細胞からのヒスタミン遊離機構を検討中、ヒト耳下腺唾液より抽出分画した塩基性蛋白(分子量3014)が肥満細胞からのヒスタミン遊離作用を示すことを見出し、その遊離機構におけるCaイオンの役割について検討した。さらに、その蛋白の1次構造及び2次構造を検討した。6.鈴木らはラット切歯歯髄細胞の培養を行い、カドミウムの歯髄細胞に対する障害作用と重金属拮抗薬及び亜鉛の影響について検討し、カドミウムの障害作用に対しCa EDTA及び亜鉛が拮抗することを認めた。

なお、亜鉛の拮抗作用は蛋白質合成阻害剤であるサイクロヘキサマイドの前処理により消去することを認めた。また、好中球において、歯科用薬剤であるユージノール、チモールがスーパーオキサイド放出を誘導することを認め、Ca及びNiは促進するのに対し、Mg及びZnは無効であることを認めた。