hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病予防効果を及ぼすオメガ3系多価不飽和脂肪酸活性化ペプチドの探索と機能解析

食文化の欧米化や運動不足に伴い、糖尿病は、年々増加の一途をたどっている。現在、我が国の成人の5人に1人、40歳以上では3人に1人が糖尿病とその予備軍をいわれている。これによる死亡率の上昇や、医療費の増大は社会的な問題となっている。近年、魚油に豊富に含まれるオメガ3系多価不飽和脂肪酸が循環器疾患をはじめ糖尿病などに予防効果をもたらすという報告が数多くされ注目されている。しかしながら、その作用メカニズムは未だに不明な点が多い。そこで、本研究では、実験動物を用いてオメガ3系多価不飽和脂肪酸の糖尿病に対する予防効果を検証し、プロテオミクス・ペプチドミクスの手法を用いて、その作用メカニズム解明を目指し研究を進めている。昨年度までに、55%脂肪含有食で誘導した糖尿病に対するオメガ3系不飽和脂肪酸の効果を調べ、オメガ3系不飽和脂肪酸による明確な糖尿病抑制作用を確認することに成功した。本年度は、このマウスの肝臓を用いて、大規模なプロテオーム・ペプチドーム解析を行った。その結果、合計で3469種類のタンパク質が同定され、その内の287種類のタンパク質がオメガ3系不飽和脂肪酸によって変動した。さらに、変動したタンパク質のパスウェイ解析を行い、糖尿病抑制に関与する脂肪酸分解経路、PPARシグナル経路のタンパク質が増加し、糖尿病の進行に関与する糖新生経路、脂肪酸合成経路のタンパク質が減少していることを明らかにした。これにより、オメガ3系不飽和脂肪酸による糖尿病予防効果を分子レベルで明らかにすることに成功した。(抄録なし)本研究では、魚油に豊富に含まれるオメガ3系多価不飽和脂肪酸(オメガ3PUFA)の糖尿病予防効果を検証し、その効果をプロテオミクス・ペプチドミクスの手法を用いて解明することを目的としている。この研究を行うにあたり、オメガ3PUFAの効果のみを適切に評価するために、線虫のオメガ3PUFA合成酵素fat-1をトランスジェニックし、生体内に豊富にオメガ3PUFAが存在するマウス(fat-1マウス)を使用している。平成23年度においては、オメガ3PUFAによる糖尿病予防効果の検証するために、fat-1マウスと野生型(wt)マウスを高脂肪食下で飼育し、肥満を発症させ、ヒトの4050歳にあたる50週齢のfat-1マウスとwtマウスをそれぞれグルコース負荷試験を行った。その結果、fat-1マウス、wtマウス共に糖尿病を発症しており、グルコース負荷試験の検査値も有意差は得られなかった。ただし、糖尿病によってリスクが上昇する肝癌の発症においては、wtマウスでは24匹中4匹、fat-1マウスでは24匹中0匹と肝癌の発症は優位に抑えることが確認できた。現在、糖尿病予防効果の検証については、病態が進行しきった50週齢より若い30週齢のマウスを用いて、再度、グルコース負荷試験を行う準備をしている。また、オメガ3PUFAによって変動するタンパク質・ペプチドから、糖尿病予防関連因子を探索するために、正常なfat-1マウスとwtマウスのプロテオーム解析を行った。その結果、血清、肝臓、脂肪組織からオメガ-3PUFAによって変動する20以上のタンパク質を検出することに成功した。この中には、糖尿病と関連性のある脂肪肝を抑制するタンパク質も含まれており、オメガ3PUFAの糖尿病予防効果の重要な因子と考えている。昨年度のオメガ3系多価不飽和脂肪酸による糖尿病予防効果を検証する実験において、22%脂肪含有食を与えたマウスでは、オメガ3系多価不飽和脂肪酸によって糖尿病を抑制する傾向が見られたものの統計的な有意差は見られなかった。そこで、平成24年度は、糖尿病予防効果を再度検証するために、55%脂肪含有食をマウスに与え、重度な糖尿病を誘導させるモデル系を試した。その結果、オメガ3系多価不飽和脂肪酸による明確な糖尿病抑制作用を確認することに成功した。次にこれらのマウスを解剖して、血清、肝臓、脂肪組織を採取し、肝臓の一部をホルマリン固定して、残りの肝臓、脂肪組織、血清を凍結保存した。ホルマリン固定した肝臓をHE染色して、組織学的評価を行い、オメガ3系多価不飽和脂肪酸によって脂肪肝も抑えていることが明らかになった。さらに、プロテオーム・ペプチドーム解析するための前処理条件と質量分析の測定条件の検討を終え、大規模なプロテオーム・ペプチドーム解析が行える状態が整えられた。現在、この条件のもと凍結保存したサンプルの分析を開始している。

近年、魚油に豊富に含まれるオメガ3系多価不飽和脂肪酸が循環器疾患をはじめ糖尿病などに予防効果をもたらすという報告が数多くされ注目されている。しかしながら、その作用メカニズムは未だに不明な点が多い。そこで、本研究では、実験動物を用いてオメガ3系多価不飽和脂肪酸の糖尿病に対する予防効果を検証し、プロテオミクス・ペプチドミクスの手法を用いて、その作用メカニズム解明を目指し研究を進めている。昨年度までに、55%脂肪含有食で誘導した糖尿病に対するオメガ3系不飽和脂肪酸の効果を調べ、オメガ3系不飽和脂肪酸による明確な糖尿病抑制作用を確認することに成功した。本年度は、このマウスの肝臓を用いて、大規模なプロテオーム・ペプチドーム解析を行った。その結果、合計で3469種類のタンパク質が同定され、その内の287種類のタンパク質がオメガ3系不飽和脂肪酸によって変動した。さらに、変動したタンパク質のパスウェイ解析を行い、糖尿病抑制に関与する脂肪酸分解経路、PPARシグナル経路のタンパク質が増加し、糖尿病の進行に関与する糖新生経路、脂肪酸合成経路のタンパク質が減少していることを明らかにした。これにより、オメガ3系不飽和脂肪酸による糖尿病予防効果を分子レベルで明らかにすることに成功した。オメガ3PUFAによる糖尿病予防効果の検証において高脂肪食下の長期飼育では糖尿病予防が確認されなかったが、糖尿病によってリスクが上昇する肝癌は抑えることの確認はできた。また、糖尿病予防効果を再検証するための、糖尿病の病態が進行しきらない若いマウス(30週齢)の準備もほぼできている。糖尿病予防関連因子については、正常なfat-1マウスとwtマウスのプロテオーム解析を通して同定することに成功している。これらの点からおおむね順調に進展していると考えている。オメガ3系多価不飽和脂肪酸による糖尿病予防効果を確認するために、55%脂肪含有食を用いて再検証の実験を行った。そのため、計画より若干の遅れが生じた。しかし、明確なオメガ3系多価不飽和脂肪酸による糖尿病予防効果が確認され、今後のプロテオーム・ペズチドーム解析による糖尿病予防効果の作用機序解明に最適なサンプルを採取することができている。すでに発見しているオメガ3PUFAの糖尿病予防関連因子については、オメガ3PUFAの血中濃度ならびに糖尿病の病態との相関解析をして糖尿病予防効果を検証する。また、さらに網羅性の高いプロテオミクス・ペプチドミクス手法を用いて、様々な体液・組織からオメガ3PUFAの糖尿病予防関連因子の同定を行っていく予定である。平成24年度に作製した糖尿病を発症したマウスとオメガ3系多価不飽和脂肪酸で糖尿病を抑制されたマウスの肝臓、脂肪組織血清のプロテオーム・ペプチドーム解析を行い、オメガ3系多価不飽和脂肪酸によって発現変動するタンパク質を探索する。そのタンパク質に対してタンパク質データベースならびに文献情報をもとに機能、相互作用する分子、病態との関連性を調べ、オメガ3系多価不飽和脂肪酸による糖尿病抑制作用をタンパク質・ペプチドレベルで解明する。(抄録なし)
薬剤標識タンパク質の質量分析を支援するオンラインラマンディテクターの開発

細胞内部で働く蛋白質は、薬剤などの小分子と結合してその機能を様々に変化させている。細胞内部で小分子が標的とする蛋白質や、それらが作用するメカニズムを分子レベルで解明できれば、創薬や蛋白質の機能解明に重要な知見をもたらす。小分子の結合にともなう質量シフトをもとに解析を行えば、標識タンパク質に関する有用な知見をもたらすが、解析前段に液体クロマトグラフィーで分離、送液された複雑な試料の中から、目的の分子を選択的に解析することは困難であった。本研究では、ラマン分光法を用いて送液される試料を分析し、オンラインで目的分子を探索する検出システムの構築を目指して研究開発を行った。細胞内部で働く蛋白質は、薬剤などの小分子と相互作用する事でその機能を変化させる。生体内に存在する膨大な種類の蛋白質の中から、小分子が特異的に結合する標的蛋白質を探索し、その結合様式など、作用機序を解明することは、創薬や蛋白質の機能解明を行う研究において重要なステップとなる。液体クロマトグラフィーと質量分析法を組み合わせたLC-MSを用いれば、小分子の結合によって生じる質量シフトを元に、原理的には標的となる蛋白質を同定し、小分子の結合位置を、どのアミノ酸側鎖に結合しているかに至るまで詳細に解析を行うことができる。しかしながら、細胞試料に含まれる膨大な種類の生体分子の中から、微小な質量シフトを頼りに目的とする蛋白質やその断片の解析を行う事は非常に困難であった。上記の状況を鑑み、本研究ではLCで分離した画分を、分子識別能を有するラマン分光法によって前もって分析することで、標的分子を含む画分を特定し、後段の質量分析の効率を飛躍的に高める手法を提案した。前年度、装置開発を進めるにあたり、LCにおいてラマン検出が可能な注入量を見積もったところ、通常のLC-MSで用いる値よりも数桁高い1nmol以上が注入量として必要となることが分かった。さらに、LCに用いる溶媒が背景光として計測を妨害する事が分かった。そこで本年度、表面増強ラマン分光法を用いて検出感度を向上する手法を検討した。金属ナノ粒子を混合し、凝集体を形成させる事で、効率的に表面増強ラマン散乱を発生させ、検出感度を4桁程度向上できる事を確認した。さらに、溶媒が表面増強ラマン散乱効果の活性に乏しい場合、通常のラマン分光法と比較して、背景光による影響を大きく低減できることを確認できた。上記の検討結果を元に、LCに接続可能で、かつSERS計測に適したマイクロ流路を設計し、オンライン表面増強ラマン散乱検出システムを構築した。薬剤などの小分子は、生体内の様々なタンパク質と相互作用することで生体機能を調節している。小分子が標的とするタンパク質を特定し、その結合部位を同定することは、創薬やタンパク質の機能解明において極めて重要である。標的タンパク質の探索や結合サイトの同定には、液体クロマトグラフィー(LC)と質量分析装置(MS)を組み合わせたLC-MSが用いられる。しかしながら、複雑な混合試料の中から小分子由来の微小な質量シフトを見つけ出すことは極めて困難であった。本研究では、ラマン分光法を用いて標的分子を含む画分を特定し、LC-MS解析を効率的に行う手法を提案した。LC-MSとの組み合わせに特化したラマン検出装置の開発を行うことで、創薬やタンパク質の機能解明に資する分析装置を構築する。24年度、装置開発を進めるにあたり、ラマン検出に必要となるLCへの試料注入量を見積もった。ラマン顕微鏡を用い、励起波長やレーザーパワー、照明方法などの測定条件を最適化して検討を行った結果、ラマン散乱光の検出には、通常LC-MSで用いられるボリュームの1000倍を超える1nmol以上の注入量が必要となることが分かった。さらに、LCに用いる溶媒、中でもアセト二トリルから発生するラマン散乱が重なることで、標的とする分子のラマンシグナルの検出が妨害されることが分かった。上記の検討結果から、通常のラマン散乱分光法では、測定感度が主なボトルネックとなり、LCで分画したタンパク質試料をリアルタイムで計測することが困難であることを見出した。次年度、ラマン散乱の検出感度を向上させるため、表面増強ラマン分光法(SERS)の利用を検討する。今年度、ラマンディテクターの開発を進めるにあたり、必要とされる装置のスペックを決定するための種々の条件検討を行った。特に、ラマンシグナルを取得するのに必要なLCへの試料注入量を見積もり、タンパク質の解析で通常用いられる一般的な注入量と比較して、数桁感度が及ばないことを見出した。さらに、溶媒の背景光など、ラマン測定を妨害する因子が存在することも併せて確認した。検討結果を踏まえ、次年度、当初の計画書で盛り込んだプランのとおり、感度が追いつかない場合の代案として、表面増強ラマン分光法(SERS)の利用を検討することとした。

初年度に計画していた装置開発に至らなかったため、計画以上の進展は見られていないと判断した。しかしながら、目的に即した測定感度を得るために、通常のラマン散乱分光法では物理的な限界につきあたることを、詳細な条件検討からつきとめ、計画に盛り込んだバックアッププランに従って、早い段階で軌道修正してSERSの利用へと舵取りをした点が意義深いと考えられる。SERSは極めて強い増幅効果を得られるため、目的に即した感度へ到達できる可能性は高い。今年度に得た知見を元にして、当初の目的に沿った形で次年度の測定装置開発を進展させられることを考慮した上で、本研究はおおむね順調に進展していると評価した。LC-MSに特化したラマン検出装置、及び測定手法の開発を推進する。24年度の検討から、通常のラマン分光法を用い、LCで分画・送液中の試料からのラマンシグナルをダイレクトに検出することは困難であることが判明した。代案として、表面増強ラマン分光(SERS)法を用いることで、信号を大きく増幅させる方法を検討する。SERSでは、金属ナノ粒子周辺で発生する光増強場が主な要因となって、粒子周辺の分子から発生するラマン散乱が大きく増幅されるため、検出限界濃度を大きく向上して計測できると期待できる。さらに、上記の条件検討をもとに、SERS法を用いた測定に特化したラマン検出装置の開発に舵をきって研究を推進する。LCで送液される試料溶液用流路に金属ナノ構造を配置し、ラマン測定に利用する。流路の金属ナノ構造で発生したラマン散乱光を効率的に捕集・検出する光学系を設計し、ラマン検出装置を実際に作成する。装置開発の進展を見ながら、実際のタンパク質を試料に用い、SERSとMS測定の両輪で解析を行うことで、薬剤標的タンパク質の解析、及び結合サイト同定への応用を行う。24年度、装置開発への着手のための研究費を計上していたが、上記のとおり測定感度の問題を見出し、問題克服のための条件検討に注力したことから、装置開発用の予算を次年度に繰り越した。次年度の研究では、前年度の予算と併せて、SERS効果の検討、検出装置・及び検出用流路の開発に研究費を利用することを計画している。具体的には、ラマン散乱の励起用光源、対物レンズ、ミラー、分光用フィルター、レンズなどの光学関連装置・部品への使用を検討している。さらに、装置開発の進展を見ながら、実際のタンパク質試料を用いた測定を行うため、それに用いる試薬やLC-MS用消耗品などに対しても研究費を利用することを計画している。また、SERSの増強因子となる金属ナノ粒子や、金属ナノ構造を形成したSERS基板の購入、ナノ粒子を含む溶液を送液するための送液ポンプにも利用を検討している。最後に、上記装置の開発で得られた成果を広く研究発表するための予算として、国内外への研究成果発表旅費、外国語論文の校閲費、印刷複写費などへの利用も併せて検討している。
網膜における色情報抽出の神経機構:基礎と臨床の接点を求めて

視覚科学の研究に携わる多数、特に若手研究者を動員して、情報交換とデ-タの討論、将来への展望など、活発な論議が交わされた。第1回班会議:「視覚研究への多角的アプロ-チ」、岡崎国立生理学研究所及び浜松医大(昭和63年7月13日15日)。演題数19、特別講演2、参加者60名。第2回班会議:「網膜機能の細胞・分子機構」、東京女子医大(昭和63年9月24・25日)。演題数24、参加者50名。第3回班会議:主な人々による将来計画の討議、東京女子医大・生理学教室(昭和63年12月28日)。参加者9名。総合研究(B)、さらに重点領域研究の申請のため人選と概要を討議する。第4回班会議:「光情報系の学際的理解」、岡崎国立生理学研究所(平成元年8月4日6日)。演題数23、特別講演3、参加者76名。第5回班会議:公開シンポジウム「網膜機能の細胞及び分子生物学的解析」、ニュ-グランド・イン・金沢(平成元年11月10・11日)。班員による総括の発表5題、特別講演6題、参加者54名。ここでは各研究プロジェクト・チ-ムの指導的立場にある班員が、網膜研究の学際・国際的現状を分析して、何がこれまでに判明し、何が未知であるかを述べ、今後目指すべき目標を参加者全員で討論し、神経生物学を中心とした網膜研究を推進する必要性が強く打ち出された。本研究班の目的は広く医・理・工・心理学部などで活躍している、視覚科学の研究者を動員し、学際的に情報交流を計ることであり、従って、殆どの経費は上記会合へ出席するための旅費に充当された。さらに、他教室との共同研究、新技術の修得のための出張援助はのべ21件で,相互に活性化して業績を挙げ得た。旅費は班員のみならず、班員の共同研究者にも支給された。参加者9名。視覚科学の研究に携わる多数、特に若手研究者を動員して、情報交換とデータの討論、将来への展望など、活発な論議が交わされた。第1回班会議(生理研研究会視覚班と共催)「視覚研究への多角的アプローチ」、昭和63年7月13日15日(岡崎生理研と浜松医大)。演題数19。参加人員60名。特別講演として、自治医大・解剖の斎藤教授の「組織化学サイクリックヌクレオタイド代謝酵素を中心に」と、前静岡大電子光学研究所長・浜松ホトニクス顧問の西田先生の「光電変換デバイスの発達と応用」。ワークショップ「浜松ホトニクス見学」が組まれた。第2回班会議(総合A塚原班と共催)「網膜機能の細胞・分子機構」、昭和63年9月24・25日(東京女子医大)。演題数24、参加人員50名、参加者の所属は医学部生理・解剖、薬理、眼科学、理学部生物学、工学部情報工学、さらに文学部心理学講座など、広い分野にまたがっており、将来果たせなかった学際的な横のつながりを強化する意味で大きな収穫があった。第3回班会議(主な人々による将来計画の討議)、昭和63年12月28日(東京女子医大)。

次年度における班会議計画、さらに広く視覚科学研究に携わっている人々を結集して、総合(B)への申請計画が予定にのぼった。さらに、他の教室との共同研究、新技術の修得のための出張援助は19件で、相互に活性化して研究集積を挙げ得た。視覚科学の研究に携わる多数、特に若手研究者を動員して、下記の研究会及び班会議において、情報交換とデ-タの検討、将来への展望など、学際的な横のつながりを強化し、協力研究の気運の醸成に寄与した。第1回班会議(生理研視覚研究会と共催)「光情報系の学際的理解」、平成元年8月46日(岡崎生理研)。演題23、参加76名。特別講演として、東北大・抗酸菌研の安井明教授「光によるDNA損傷とその修復」、東工大・大学院総合理工学の池田光夫教授「心理物理学的手法による視覚構造の研究」、及び浜松医大・生理の森田之大教授「松果体と網膜」の3題が組まれ、それぞれの専門分野から広汎な研究成果が披露され、参加者一同に深い感銘を与えた。第2回班会議(総合研究B根岸班と合同)は、公開シンポジウム「網膜機能の細胞及び分子生物学的解析」、平成元年11月10・11日(ニュ-グランド・イン・金沢)を開催し、本班の主プロジェクト(申請書参照)の各分野で主導的立場にある班員、金子、三木、豊田、外崎、粟屋の5氏、さらに国際第一線級の研究者、廣澤一成(東大教授)、上代淑人(東大教授)、塚原保夫(東北大教授)、出口武夫(東京都研部長)、冨田恒男(慶応大名誉教授)及び吉岡亨(早大教授)の6氏に講演を願い、本研究班員及び共同研究者のみならず広く外部からの若手研究者の勉強会となった。参加54名。こゝでは、網膜研究の学際・国際的現状を分析して、何が判り、何が未知なのかを探り、今後私たちが目指すべき目標を、参加者全員で討論し、神経生物学を中心とした網膜研究を推進する必要性が強く打ち出された。上記2回の研究会とシンポジウムは医・理・工・心理学部など、学際的な視覚科学研究者の集まりで、本研究班の目的を達成している。今後この班で醸成した協力研究態勢がさらに進展することを確信している。
星間化学・地球上層大気化学反応中間体のサブミリ波分光による研究

SMILESプロジェクトの一環として実施したBrOラジカルの衝突幅及びそれらの温度依存性はJet Propulsion Labortoryグループ(Drouin)と共著論文として公表した。地球上層大気中オゾンはOdin、SMILESおよびEOS-MLSにおいてモニターされる予定になっている。われわれは、O_3のサブミリ波遷移の圧力幅及びその温度係数を精密に決定した。現在論文を準備中である。最近、protostellar coreあるいはpre-stellar core等の極低温分子雲中でD_2CO, D_2S, CD_3OH, CD_2HOHなどの多重重水素化分子が次々と発見されている。星間雲中での重水素化にはH_3+の重水素化分子である、H_2D+あるいはD_2H+が重要な役割を果たしていると考えられる。D_2H+はそれ自体多重重水素化分子であると同時に他の分子の多重重水素化に重要な分子である。最近のRoberts, Herbst, Millarによる星間化学モデルによるとD_2H+はH_2D+が発見された、冷たいPre-Stellar coreではH_2D+と同程度の濃度で存在することが予想される。本研究において実験室においてD_2H+の最低回転状態の遷移周波数を精密に決定するのに成功し、直ちにAstro physical Journalに公表した。われわれの測定結果に基づき天体観測が行なわれ(Vastel, Phillips)H_2D+とおなじ天体で発見された。長年懸案であった、NCSラジカルの変角振動励起状態におけるRenner-Teller効果の解析を進めその問題点が明確になった。分子定数の精度はほぼ実験制度の程度まで向上した。カナダWaterloo大学との共同研究は前年度に引き続き実施され、Waterloo大学のフーリエ変換可視・赤外分光器を用い、C_2のSwanバンドシステムの大規模解析を行ない、従来あまり明確でなかった、摂動を同定し、電子状態間の相互作用に関する知見を得た。さらに、C_3の0-0バンドのスペクトルを測定し、摂動によって誘起された遷移の帰属を明らかにした。これらの結果は論文として公表すべく準備中である。当初の計画のうち、SMILES関連プロジェクト、BrO、HO2ラジカルの圧力幅の測定は常温における精密測定が修了し、協力研究しているJPLグループ(Drouin、Cohen)と共同で論文として公表する予定である。超音速ジェットサブミリ波分光装置はほぼ完成し、サブミリ波帯で幾つかのvan derWaals錯体およびフリーラジカルのスペクトルを観測した。まだ、感度が十分でなく、感度向上を図っている。半導体CVD反応装置のクリーニングプロセスに関連して、C_2F_6、NF_3、F_2CO等の放電プラズマ中での反応中間体の検出・同定を試みた。F_2COおよびArのグロー放電中で、FCOラジカルのサブミリ波スペクトルを観測するのに成功した。従来は、最低回転状態のフーリエ変換マイクロ波分光のデータしかなく、今回の観測によりK=6のa-type遷移まで測定しより詳細な分子定数特に磁気超微細構造定数が求まった。Waterloo大学との共同研究の一環として、昨年2月に打ち上げられた天文・地球上層大気分子観測衛星Odinに関連したH_2O^+の実験室でのサブミリ波スペクトルの検出を試みた。

本年1月にWaterloo大学から博士研究員が派遣され共同で実験を実施したが、まだ成功していない。Waterloo大学とのもうひとつのプロジェクトであるC_2のSwan systemの解析は昨年5-6月に茨城大学大学院生を派遣しほぼ解決し現在論文としてまとめているところである。もう一台のミクサー設置およびそれに伴う新サブミリ波分光器の設置計画は、予定よりも進行が遅れている。ケルン大学でのミクサーの製作が遅れているためである。来年度は、必要ならば、茨城大学より人員を派遣しミクサーの製作に関与するように計画している。当初の計画のうち、SMILES関連プロジェクト、BrO、HO2ラジカルの圧力幅の測定はBrOについては測定が終了し、協力研究しているJPLグループ(Drouin、Cohen)と共同で論文として投稿し受理された(Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiation Transfer)。HO2については温度依存性がまだ十分に決定されていない。来年度の継続課題である。超音速ジェットサブミリ波分光装置はほぼ完成し、サブミリ波帯で幾つかのvan der Waals錯体およびフリーラジカルのスペクトルを観測したが、感度が十分でない。その原因を検討した結果、ガウシアンビーム伝送系の損失が大きいことが判明し、新たなビーム伝送系を設計し製作に取り掛かった。半導体CVD反応装置のクリーニングプロセスに関連して、C_2F_6、NF_3、F_2CO等の放電プラズマ中での反応中間体の検出・同定を試み、F_2COがあらたなクリーニングガスとして有望であることを分子レベルで解明した。関連して進めた、FCOラジカルのサブミリ波分光の結果は、Journal of Molecular Spectroscopyに投稿した。Waterloo大学との共同研究の一環として実施している、C_2のSwan systemの研究の内、レーザー分光の結果はJournal of Molecularspectroscopyに発表した。懸案のもう一台のミクサーの製作は、NASDA博士研究員(羽原秀太)をケルン大学に派遣し、製作が完了した。SMILESプロジェクトの一環として実施したBrOラジカルの衝突幅及びそれらの温度依存性はJet Propulsion Labortoryグループ(Drouin)と共著論文として公表した。地球上層大気中オゾンはOdin、SMILESおよびEOS-MLSにおいてモニターされる予定になっている。(Odinは既に稼動中であり、データが蓄積されつつある。)われわれは、O_3のサブミリ波遷移の圧力幅及びその温度係数を精密に決定した。現在論文を準備中である。長年懸案であった、NCSラジカルの変角振動励起状態におけるRenner-Teller効果の解析を進めその問題点が明確になった。分子定数の精度はほぼ実験制度の程度まで向上した。
全脊柱動態計算機シミュレーションによる側弯症発生・進行メカニズムの解明

特発性側弯症は、もっとも重篤な小児脊椎疾患である。この疾患では、脊柱が側方へ異常な弯曲変形をするとともに、矢状面の生理的弯曲が減少し、椎体の回旋変形が伴う。すなわち、側弯症は脊柱の病的な三次元変形である。その決定的な発症メカニズムはいまだに不明である。しかし成長と深い関係があり、発育急進期に発症・憎悪し、骨成長停止と共に進行を停止する。本研究では、特発性側弯症の発症・進行のバイオメカニカルな因子を計算機シミュレーションで探る手法を検討した。すなわち、格椎体が正常な成長を重ねるとき、ある一椎体に局部的な不均衡成長力が生じた場合、その不均衡成長力が脊柱全体の三次元形態にどのような影響を与え、そして側弯症脊柱の形態をどのように決定するかを三次元有限要素法で検討した。ここでは、特発性側弯症で最も多い胸椎カーブを対象とした。臨床的に胸椎カーブ側弯症の頂椎が第8胸椎となる場合が多いことから、不均衡成長力を第8胸椎に負荷した。解析は増分型ステップ計算によった。1ステップ計算では一椎体だけ成長力を負荷した。これを全脊柱を構成している16個の椎体について行った。脊柱の一巡を1cycle(16step)とし、5cycleまで80stepの繰り返し計算を行った。格椎体に負荷する順番は乱数を用いてランダムに設定した。格椎体の成長力は、1cycleで脊柱全体が約1%成長させる大きさとした。その結果、頂椎に左側方から後方にかけた領域に最大成長力を負荷させた場合、右凸の側弯が生じた。この場合、生理的弯曲が減少し、椎体の回旋変形も認められた。これらは、特発性側弯症の臨床例をよく再現した。すなわち、本手法により、脊柱の成長変形を想定した解析が可能となった。
フランス・アンシャンレジーム期のジャーナリズムと世論に関する社会文化史的研究

近世フランスの出版文化のなかで、特に新聞出版の文化を中心に、これに関連したジャーナリズム形成の問題を3年にわたって、検討した。まず国内の大学での史料調査、さらにフランスをはじめとする外国から近年の研究動向に関する文献の収集に努めた。特に本研究成果報告論文では、1631年にテオフラスト・ルノドーにより創刊されたフランス最初の新聞『ガゼット』Gazette紙の出版文化を分析の対象とし、創刊時からフランス革命前夜にいたるまでの時期を通史的に捉えた。まず創刊については経緯・内容、購読の実態、王権との関わりなどを論じ、その後、厳しい出版統制の中における『サヴァン誌』、『メルキュール誌』などの雑誌の出現、ナント勅令の廃止、地方版の隆盛が、『ガゼット』に与えた影響について検討した。『ガゼット』は18世紀の半ばにルノドー一族の手を離れた後、1761年に国家の直接的な管理化(第一レジー期)に入り国家新聞となったが、軌道に乗らず、また1770年代のモープー時代における第二レジー期の改革も失敗に終わった。一方、この頃から、「ジュルナル・ポリティーク」と称する政治雑誌が登場し、批評や論評を旨とする新しいタイプの政治情報誌が台頭した。ルイ16世即位後においても、オベール管理下の『ガゼット』の停滞に比べ、C.-J.パンクックが推進する「ジュルナル・ポリティーク」が部数を伸ばし、『ガゼット』を凌駕したのである。この「ガゼット」から「ジュルナル・ポリティーク」への転換がいかなる意味や意義を有するのかを論じた。このような新聞出版の文化と王権や政治機構との関係、また、読者公衆や公共圏・世論など近年注目されている諸問題についても検討し、別稿として「近世フランスにおける文化統合と文芸共和国」、「フランス・アンシャン・レジーム下の新聞とジャーナリズム」をこの研究期間に執筆した。上記のテーマについて、とくに近世・近代フランスの新聞・雑誌などの定期刊行物に関する史料調査を行った。フランスの国立図書館、古文書館などの諸図書館、文書館所蔵の定期刊行物関連の史料を、マイクロ・フィルム、マイクロ・フィシュ、コピーなどの購入を通じて収集に努めた。さらに国立図書館の定期刊行物部門やマザラン図書館、またフランス外務省の図書資料室の『ガゼット』や外国紙関連の手稿史料について、必要箇所などの包括的な文献収集に努めた。このために設備備品費を充当した。また、わが国の諸大学・諸研究機関に散在する史料の調査と収集を行った。このため、近畿圏の諸大学、東京圏の諸大学、名古屋大学、等で史料調査をし、全国的な所蔵状況を把握し、必要箇所の文献収集に努めた。たとえば、同志社大学所蔵の定期刊行物、京大経済学部の上野文庫、都立大、専修大の革命史コレクション、名古屋大法学部の定期刊行物コレクションなどでの調査を実施した。旅費の多くをこれに充当した。さらに.上記の研究課題に関わる研究書、著作を同時に収集し、近世・近代フランスのジャーナリズムとそれをめぐる諸問題について研究動向または研究ノートの執筆を試みている。また、「世論」や「政治的公共性」に関する研究動向について、西洋史学のみならず社会学、政治学、文学、美学などの分野における近年の研究状況の把握に努めた。2000年度西洋史読書会大会(11月3日、於:京大会館)において、「アンシャン・レジーム下の新聞とジャーナリズムールイ16世即位以後の動向について-」というテーマで研究発表を行い、1770年代、1780年代のフランス社会の分析を試みた。1.平成12年度に引き続き、京都大学、同志杜大学、金沢大学などにおいて史料調査を継続して行なった。

またフランスをはじめとする諸外国への史料及び研究文献の発注なども併せて行い、設備備品費、旅費の多くをこれに充当した。2.ルイ16世即位以後におけるフランスのジャーナリズムの問題について、2000年10月に「フランス革命研究会」(於:一橋大学)で、「フランス絶対王政期の新聞とジャーナリズム」と題する研究報告をおこなった。この時期は、広い意味でフランス革命前夜の初期の時代にあたり、,外務大臣ヴェルジェンヌを中心に新聞・雑誌などのジャーナリズムに対する積極的な働きかけが行われていった状況を分析した。とりわけ、ジャーナリストのパンクックによる「ジュルナル・ポリティーク」をキー概念とするあらたなジャーナリズム改革の意味や意義を従来の『ガゼット』が代表する政治報道と比較考察した。ヴェルジェンヌの政治戦略については、近年の伝記的研究を考察し、今後政策全般についての分析を行いたいと考えている。3.「世論」、「公共空間」、の理論的考察を中心に行う。すでにわが国にはこの理論面での研究はなされてきているが、近年の代表的な論者であるK・M・ベイカーやJ・ポプキンの議論が充分に理解されていない。J・ハーバーマスのコミュニケーション的理性、M・マクルーハンのメディア理論、N・エリアスの「文明化論」、R・シャルチエの読書理論、P・ブルデューの文化社会学理論などこれに関わる議論を検討し、近年のジャーナリズム論との比較検討を試みた。これに関しては、平成14年度科学研究費基盤研究(B)研究報告書(代表者:前田徹)『西洋史における分化と統合の契機」(平成14年3月刊行予定)において、「近世フランスにおける文化統合と文芸共和国」と題する研究報告書を執筆し、「文芸共和国」理念と「公共空問」の問題を関連づけた。1.平成13年度に引き続き、京都大学、金沢大学などにおいて資料調査を継続して行った。さらに、フランスをはじめとする諸外国から近年の研究動向に関連する研究文献の発注と入手に努めた。2.ルイ16世即位以後のフランスにおけるジャーナリズムの状況について、特に1780年代の外務大臣ヴェルジェンヌの時代における、当時の新聞やジャーナリズムの状況について分析をすすめた。「ジュルナル・ポリティーク」をキー概念とする『メルキュール』誌と、同時期の『ガゼット』紙の記事の比較的な検討を、ほぼ2年間にわたって詳細に行い、「ジュルナル・ポリティーク」と「ガゼット」概念に基づくそれぞれの政治報道の内容や性格を吟味した。この時期のジャーナリズムがジャーナリズムの理念にどの程度合致するものであるかどうか、革命期のそれとの連続性、断絶性について論議を展開した。3.「世論」、「公共空間」の問題を理論的、理念的に進めると共に、実証的な見地から17、18世紀のフランス史の政治的な流れの中でこの検証が可能かどうかの分析を進めた。J・ハーバーマスや近年のK・ベイカーの議論をふまえて、こうした研究視覚の可能性や有効性について検討を加えた。昨年執筆した論稿「近世フランスにおける文化統合と文芸共和国」における近世フランスの「文芸共和国」概念と、この「公共空間」、「公共圏」理念の類似性や親近性について理論的に考察すると共にその差異にも充分注意を払いながら、この観点からいわゆるもう一つのフランス近世・近代史の歩みを通史的に展望した。研究動向あるいは研究論文の執筆の準備を予定している。
湿潤時の織物の紫外線遮蔽挙動に関する研究

標準時および湿潤時の布の通気性測定を行い、H18年度研究成果である紫外線遮蔽性能と遮光性、透け性との関連について検討し、快適で安全な夏の衣服について考察した。その結果、湿潤状態では、低い水分率において紫外線遮蔽率が低下し、透け性も増加して通気抵抗が高くなる。すなわち、使用、着用時に不快な状態となることが確認された。しかし、さらに高い水分率では直通気孔が液相の水で充填された状態の方が標準状態よりも紫外線遮蔽率が高く、透け性も低下する試料かあることが明らかとなった。ただし、通気性において非常に高い抵抗を示し、快適性の面からは問題がある。高い水分率においては気孔に充填された水の膜が抵抗値を高めており、糸中の繊維の膨潤および繊維間の微少な空間を占める水分よりも、直通气孔を充填する水分膜の方が、通気抵抗に及ぼす影響が大きいことが明らかになった。種々の繊維の種類、織構造の異なる一般布の湿潤時の紫外線遮蔽性能については、綿布及びポリエステル布で明らかとなった挙動と同様の傾向もみられたが、異なる挙動を示す試料布もみられ、繊維種類によるものか構造によるものかの解明に課題が残つた。以上、本研究成果より提案する快適で安全な夏の衣服としては、標準状態では、繊維が膨潤するしないに関わらず、同じ気孔率でも単層布に比べて紫外線遮蔽率が高く、通気抵抗が低い薄手布の重ね着が有効であると考えられる。しかし、湿潤状態では、優れた吸汗、速乾性能が付加されたものであれば、ポリエステル素材などの非膨潤繊維が有効である。構造面では、高い水分率では水の膜が張つた際にすぐに破れる程度の気孔の大きさにする、重ね着よりも気孔をずらした二重織構造布にするなど、繊維の膨潤の有無と、直通気孔の大きさを考えて状況に応じた布構造を設計、選択、着用することが重要であると考えられる。水分が織物の紫外線遮蔽性能および遮光性、透け性に与える影響を検討する為、糸本数を規則的に変化させた綿平織物、ポリエステル平織物、有孔無膨潤試料としてステンレスメッシュ、無孔膨潤試料として濾紙を試料として用い、水分率とそれぞれの性能との関係を検討した。その結果、湿潤状態では綿布の紫外線遮蔽率は水分率の増加に伴って減少する。水分率80%までは水分率と紫外線遮蔽率は直線関係を示し、湿潤時の紫外線遮蔽率は水分率と標準状態における直通気孔率で予測できることがわかった。ポリエステル布でも同様の関係式が成り立つが、成り立つ水分率の範囲は綿布に比べて狭い。さらに、綿布の表面が液相の水で覆われるほどの高い水分率においては、紫外線遮蔽率がやや増加する現象が捉えられた。この現象を解明するためステンレスメッシュ、濾紙による測定を行った。その結果、ステンレスメッシュでは気孔に水が充填された状態は標準状態より紫外線遮蔽率が高い。濾紙においては湿潤状態では標準状態よりも遮蔽率は低いことがわかった。このことから、綿布で観察された湿潤状態の紫外線遮蔽率の低下は、繊維及び糸の膨潤による糸中を通る紫外線の増加に起因するものであること、液相の水で覆われるほどの高い水分率で紫外線遮蔽率がわずかに増加する傾向は、気孔中に充填された水の影響によるものと推定され、水の膜を保つ限界の水分率の時に遮蔽率が極値を示すことが明らかになった。また、湿潤状態の遮光率は、紫外線遮蔽率より低い値を示すが水分率の変化に対する遮光率の変化挙動は紫外線遮蔽率と同様の挙動を示し、紫外線遮蔽率において極値を持つ試料は遮光率においても極値を持つことがわかった。湿潤状態の透け性測定の結果、膨潤試料では湿潤時には標準状態に比べて透け性が増加する。これは繊維の膨潤によるものであり、気孔に充填された水分はむしろ透け性を低くする事が明らかとなった。

しかし、湿潤状態では、優れた吸汗、速乾性能が付加されたものであれば、ポリエステル素材などの非膨潤繊維が有効である。構造面では、高い水分率では水の膜が張つた際にすぐに破れる程度の気孔の大きさにする、重ね着よりも気孔をずらした二重織構造布にするなど、繊維の膨潤の有無と、直通気孔の大きさを考えて状況に応じた布構造を設計、選択、着用することが重要であると考えられる。
新しいドナー肺保存法CVLPの開発

我々は保存中に低温で人工呼吸器により換気を継続し酸素供給を行う低温持続換気肺保存法(CVLP:continuously ventilated lung preservation)を開発し、長時間肺保存における有効性を検討した。ブタ摘出肺を、1肺を虚脱させた状態で保存(deflation群)、2従来の肺保存法である肺を膨張した状態で保存(inflation群)、3低温持続換気肺保存法(ventilation群)の3群に分けて、低温で24時間肺保存を行い、ブタ左片肺移植を行って再灌流したあと4時間経過観察し、各因子を検討した。24時間肺保存後では、deflation群とinflation群で気道内酸素が減少し二酸化炭素が上昇していた。また、他の群に比べventilation群で肺組織内のATP濃度が保たれていた。左片肺移植後の移植肺の肺血管抵抗は、移植後1時間ではventilation群で他の群に比較し最も低く、移植後4時間でも低い傾向にあった。肺移植後のPaO2/FiO2 ratioもventilation群で他の群に比較して良好であった。肺移植後のwet/dry ratioは、ventilation群で有意に低く、移植後の肺水腫が軽度であった。HE染色による肺組織の評価でもventilation群で最もよかった。移植後4時間の生存率もventilation群で有意に良好であった。これらの結果から低温持続換気肺保存法により、移植後の肺機能が従来の冷却膨張肺保存法に比べより保たれる可能性が示唆された。これは臓器保存中の換気により肺の代謝が維持されるためと推測された。本保存法により長時間の安定した臓器保存が可能となれば、肺移植後の急性期及び慢性期の肺障害を抑制し肺移植の予後改善に寄与するものと考えられる。【背景】肺移植において現行の標準的な肺保存法は、低温の肺保存液で肺血管床を満たし、摘出肺を膨張させた状態で搬送する方法が一般的に用いられている。長時間の肺保存においては酸素消費に伴う肺胞内の酸素不足が生じ効率的な代謝がなされず、組織傷害をきたす可能性がある。この問題を解決すべく肺保存中にも持続的に換気を行える肺保存装置を作成し、ブタを対象とし実験を行なった。【方法】ドナーブタの肺を肺保存液で灌流後摘出しdeflation群、inflation群、ventilation群の3群に分け、ドナー肺を24時間保存し、レシピエントブタへ左片肺移植を施行した。気道内酸素、二酸化炭素濃度評価のため肺保存前後の気道内ガスを、肺保存中の肺胞上皮細胞のviabilityの評価として肺保存前後のATPを測定した。左片肺移植後の肺水腫の評価として移植後左肺のwet/dry ratioを測定した。【結果・考察】気道内のガスは、inflation群、deflation群にて酸素濃度の低下、二酸化炭素濃度の上昇を認めた。ventilation群において保存前後でATPの上昇を認め、他2群では低下を示した。左片肺移植後の左肺のwet/dry ratioは、ventilation群に低い傾向を認めた( ventilation群: 4.68 , inflation群: 5.35 , deflation群: 5.71 )。肺保存中、ventilation群にて肺viabilityが維持され、肺移植による肺移植後の再灌流傷害がventilation群で最も軽微である可能性が示唆された。現時点では実験は概ね順調に進んでいると考えている。今後、肺動脈圧等の生理学的指標を加え、ドナー肺保存中の持続換気の有効性の検討を進めたいと考えている。一方、このブタ移植実験は摘出、移植手術という実験者の手技も影響してしている可能性もあり実験手技の安定も含め同時に行っていく必要がある。【目的】ドナー肺における持続換気下の肺保存が、従来の摘出肺膨張単純浸漬保存並びに虚脱肺単純浸漬保存に比較し、移植後急性肺障害を軽減できるか否かの検討を行うこと。【結果】急性肺障害の指標として、ブタ肺移植後1時間および4時間のwet/dry比を測定した。wet/dry比はdeflation群において移植後1時間および4時間ではinflation群とventilation群に比較し、有意に上昇していた。一方、inflation群とventilation群においては肺保存後・移植後における平均値に統計学的差は認めなかった。Inflation群において保存後から移植後4時間後の群で有意差を認めた。(studentのt検定α=0.05)また移植後における、inflation群とventilation群においてp=0.04で有意差を認めた。続いて、肺移植後の生理学的評価を行うため、左片肺移植後に右肺動脈の遮断を行い、その際の肺動脈平均圧及び心拍出量の測定を行い、それを元に移植肺の肺血管抵抗を算出した。その結果、左片肺移植後1時間・4時間時の肺血管抵抗の平均値はinflation群およびdeflation群に比し、ventilation群において有意に低値であった。次に移植後の肺組織好気性代謝を評価するために、移植前後の肺組織ATPを測定した。肺組織ATP変化はinflation群に比しventilation群において有意に維持された。移植肺の肉眼所見についてはdeflation群の24時間保存後に移植した肺の再灌流直後も含気はなく、4時間経過後も肺浮腫を認めた。Inflation群の24時間保存後に移植した肺は再灌流後には含気を有する一方で、移植後4時間経過したあとには再灌流障害をみられる肺浮腫を認めた。

ventilation群で24時間保存した後に移植した肺では、4時間後も他に比較して含気があり再灌流障害が軽度と思われた。おおむね順調に経過していると思われる。現時点では生理学的データも明らかになり、実験は順調に進んでいるものと考えている。我々は保存中に低温で人工呼吸器により換気を継続し酸素供給を行う低温持続換気肺保存法(CVLP:continuously ventilated lung preservation)を開発し、長時間肺保存における有効性を検討した。ブタ摘出肺を、1肺を虚脱させた状態で保存(deflation群)、2従来の肺保存法である肺を膨張した状態で保存(inflation群)、3低温持続換気肺保存法(ventilation群)の3群に分けて、低温で24時間肺保存を行い、ブタ左片肺移植を行って再灌流したあと4時間経過観察し、各因子を検討した。24時間肺保存後では、deflation群とinflation群で気道内酸素が減少し二酸化炭素が上昇していた。また、他の群に比べventilation群で肺組織内のATP濃度が保たれていた。左片肺移植後の移植肺の肺血管抵抗は、移植後1時間ではventilation群で他の群に比較し最も低く、移植後4時間でも低い傾向にあった。肺移植後のPaO2/FiO2 ratioもventilation群で他の群に比較して良好であった。肺移植後のwet/dry ratioは、ventilation群で有意に低く、移植後の肺水腫が軽度であった。HE染色による肺組織の評価でもventilation群で最もよかった。移植後4時間の生存率もventilation群で有意に良好であった。これらの結果から低温持続換気肺保存法により、移植後の肺機能が従来の冷却膨張肺保存法に比べより保たれる可能性が示唆された。これは臓器保存中の換気により肺の代謝が維持されるためと推測された。本保存法により長時間の安定した臓器保存が可能となれば、肺移植後の急性期及び慢性期の肺障害を抑制し肺移植の予後改善に寄与するものと考えられる。今後ドナー肺の効果測定を行う。ドナー肺コントロール群として、肺を灌流摘出した後、肺を虚脱させ24時間冷保存する群(deflation群)、肺を灌流して摘出した後、気道内圧を15-20mmHgに肺を膨張させた状態で24時間冷保存する群(inflation群)を設定する。これに上記1のCVLP群を加えた3群で、保存前、保存中、保存後の摘出肺の機能評価を行う。評価指標としては、wet/dry ratio、肺内(気道内)の酸素濃度および二酸化炭素濃度、病理組織標本による形態学的評価、肺内のIL-8、IL-1β、TNF-α、IL-6、MCP-1等の発現、肺内の乳酸濃度を測定する。今後は好気性代謝の評価に加え、肺組織の嫌気性代謝が進行しているかどうかを評価するため、ventilation群、inflation群、deflation群の肺移植前後おける乳酸値の測定を行う。
自律型マイクロロボットによる小径複雑曲がり穴加工に関する基礎研究

機械加工では,穴は一般にドリルで加工されるため,加工形状は直穴になる.逆に言えば,このことは直穴しか加工できないことを示している.したがって,直穴が最適ではない場合でも,直穴を駆使せざるを得ないのが現状である.これに対し,長く複雑で径の小さい曲がり穴を加工する新技術が確立できれば,従来では,加工不可能であった形状を創成できるようになり,高い付加価値をもった製品を生み出すことが可能になる.そこで,このような形状の加工を実現するために,本研究では,放電加工機能をもつ管内自走マイクロロボットを製作し,そのロボットに,自らが走行する管路自体を形成させつつ被加主物の内部を自在に運動させることにより,長距離かつ複雑で小径の曲がり穴の創成を可能にするシステムの構築を目指し,その基礎的な研究を行うことを目的としている.本年度の研究により,以下に示す成果を得た.1.研究開発状況と関連技術の動向調査放電加工,管内自走ロボット,マイクロロボットなどの研究開発状況,また,アクチュエータ,微小な機構や部品の設計・製作に加え,制御,測定などの関連技術に関する最新動向を調査した.2.曲がり穴加工マイクロロボットを構成する3要素の基礎技術開発開発目標とするロボットは,自律的放電加工機構,管内自走機構,方向制御機構から構成されるが,この3機構について,基本的な設計を確立し,基礎的な開発を行った.その結果,ロボットの実現に向けた基盤的知見を得た.3.ロボット位置・姿勢計測システムの開発のための基礎研究加工中のロボットは曲がり穴の底部に存在するため,その位置や姿勢を把握することが困難である.そこで,被加工物内における放電位置を特定することによって,ロボットの位置や姿勢を計測する装置について,基礎的な研究開発を行い,計測可能性が十分にあることを示した.機械加工では,穴は一般にドリルで加工されるため,加工形状は直穴になる.逆に言えば,このことは直穴しか加工できないことを示している.したがって,直穴が最適ではない場合でも,直穴を駆使せざるを得ないのが現状である.これに対し,長く複雑で径の小さい曲がり穴を加工する新技術が確立できれば,従来では,加工不可能であった形状を創成できるようになり,高い付加価値をもった製品を生み出すことが可能になる.そこで,このような形状の加工を実現するために,本研究では,放電加工機能をもつ管内自走マイクロロボットを製作し,そのロボットに,自らが走行する管路自体を形成させつつ被加主物の内部を自在に運動させることにより,長距離かつ複雑で小径の曲がり穴の創成を可能にするシステムの構築を目指し,その基礎的な研究を行うことを目的としている.本年度の研究により,以下に示す成果を得た.1.研究開発状況と関連技術の動向調査放電加工,管内自走ロボット,マイクロロボットなどの研究開発状況,また,アクチュエータ,微小な機構や部品の設計・製作に加え,制御,測定などの関連技術に関する最新動向を調査した.2.曲がり穴加工マイクロロボットを構成する3要素の基礎技術開発開発目標とするロボットは,自律的放電加工機構,管内自走機構,方向制御機構から構成されるが,この3機構について,基本的な設計を確立し,基礎的な開発を行った.その結果,ロボットの実現に向けた基盤的知見を得た.3.ロボット位置・姿勢計測システムの開発のための基礎研究加工中のロボットは曲がり穴の底部に存在するため,その位置や姿勢を把握することが困難である.そこで,被加工物内における放電位置を特定することによって,ロボットの位置や姿勢を計測する装置について,基礎的な研究開発を行い,計測可能性が十分にあることを示した.
LCAを用いた肉用種繁殖牛の放牧新技術に関する環境影響評価

放牧を導入した肉用牛繁殖システムに関する環境影響評価を、LCAの手法を用いて行った。耕作放棄地放牧は舎飼と比較して環境影響が小さかった。舎飼管理下にある中国地域の肉用種繁殖牛全頭を周年放牧(春秋:耕作放棄地、冬:野草地)へ移行させると、年あたりの温室効果ガス発生量、酸性化ポテンシャル、富栄養化ポテンシャル、エネルギー消費をそれぞれ、12,355(t CO_2 eq)、210(t SO_2 eq)、26.7(t PO_4 eq)および93.1(TJ)低減できる。肉用牛繁殖システムに関する環境影響評価モデルのアウトフレーム構築を行うとともに耕作放棄地への放牧導入における環境影響低減効果を試算した。加えて、中国地方におけるひこばえ(再生イネ)生産量の調査を行った。維持期の繁殖牛を1ヶ月間、舎飼い下と放牧下それぞれで飼養したときの環境影響評価を行ったところ、放牧を導入することで、舎飼い下では粗飼料の生産や輸送で排出されていたCO2、NOxおよびSOxのほとんどが削減されることが示された。一方、糞尿処理時に多く放出されていたNH3は大幅に削減されたが、それに代わりN20が増加していた。CH4はその多くが牛の消化管に由来しており、また放牧下で採食量が増加することを想定したため、わずかに増加していた。この時の地球温暖化、酸性化および富栄養化の低減割合はそれぞれ11.8%、45.1%および40.6%であった。エネルギー消費は、舎飼い下では粗飼料の生産や輸送、糞尿処理で発生していたが、放牧導入によりそのほとんどが不要となり、その結果98.2%が低減された。さらに、舎飼いによる繁殖システムと放牧を導入したシステム(それぞれの繁殖周期14ヶ月および12ヶ月)の子牛1頭あたりの環境影響評価を行った。繁殖周期を14ヶ月とした場合、放牧導入の環境影響低減効果は地球温暖化、酸性化、富栄養化およびエネルギー消費それぞれで1.7%、7.0%、6.1%および10.6%であった。また、繁殖周期を12ヶ月に短縮した場合、放牧導入の環境影響低減効果は同様に2.9%、11.6%、10.2%および17.5%であった。このように、放牧導入の環境影響低減効果はエネルギー消費で最も高く、次いで富栄養化、酸性化、地球温暖化の順であった。さらに、繁殖周期の短縮と季節繁殖による放牧期間の延長が、環境影響低減に効果的であることが示された。ひこばえ生産量は地域、圃場あるいはイネの品種により値のばらつきが大きく、調査の継続および調査地の追加が必要と考えられた。農林業センサスデータを用いて、中国地域における周年放牧飼養体系導入の可能性を解析した。すべての繁殖和牛を耕作放棄地(春初秋の6ヶ月間;野草地含む)および再生イネ(その後2ヶ月)で放牧飼養する場合、各市区町村内から移動が必要な牛の割合は、8.9%であった。同様に、耕作放棄地および水田裏作で冬季放牧を行う場合、45.3%の牛を移動させる必要があるが、各県内で飼養可能と推定された。本推定は農林業センサス2005に基づいており、最新のデータである農林業センサス2010で再度推定を行う必要がある。6戸の和牛繁殖農家へのアンケートをもとに、出荷される子牛1頭あたりの環境影響評価を行った。舎飼いのみのA牧場と比較して、B牧場を除いた放牧導入農家で環境負荷が低く算出された(地球温暖化17%22%、酸性化10%27%、富栄養化9%25%、エネルギー消費17%38%)。B牧場は周年放牧を行っているが、冬季の粗飼料の多くを輸入乾草に依存することなどから環境負荷が大きくなっていた。舎飼いのみのC牧場は、繁殖牛の粗飼料が自家生産の稲ワラであることや給餌量が少ないことにより、環境負荷が放牧導入農家と同等あるいは低かった。本解析の後さらに6戸に聞き取りを行い、前述の6戸に加え計12戸の和牛繁殖農家(放牧あり5戸、放牧なし7戸、1戸の一貫経営を含む)について、繁殖牛の分娩間隔および産子数のデータを放牧導入・非導入の農家間で比較した。その結果、分娩間隔では放牧導入(平均385日)と非導入(平均392日)で有意な差はなかったが、産子数は放牧導入(平均11.9頭)で非導入(平均10.0頭)より有意に多く(P<0.05)、放牧導入による繁殖性改善効果が示唆された。耕作放棄地を活用した周年放牧、季節放牧および舎飼の肉用牛繁殖システムについてLCAを行った。山口県内の黒毛和種牛繁殖農家を対象に取得したデータをもとに、周年放牧および季節放牧システムのモデルを構築した。