hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非専門家による初学者への剣道指導を優しく支援するシステムの開発

市販のゲーム機の入力装置として開発されたKinectやバランスWiiボードを身体運動の計測装置として用いる試みに挑戦した。Kinectの位置センサーとしての可能性に注目し、モーションキャプチャーとしての計測システムを開発し、小中高の体育授業への導入可能性を試みた。同時に、開発したKinect計測と筋電計測の同時計測を行うことにより、熟練者と非熟練者の剣道の面打ち動作の違いを定量的に明らかにした。さらに、本研究では、中学校における武道必修化にともなって生じた武道を教えることができる体育教員の不足を解消するために、武道の中で剣道に注目し、素人に優しい剣道教育支援システムの構築を目指した。市販のゲーム機の入力装置およびHi-Visionビデオカメラとコンピュータを組み合わせて、剣道における身体運動を多面的に計測できるシステムの構築をおこなった。特に、「面打ち」動作に注目する。理由は、「面打ち」は、剣道でもっとも基本であり重要と考えられているのみならず、「面打ち」を2次元運動として近似し解析できることを明らかにしてきたからである。Microsoft社のKinectセンサーの3D計測を組み合わせ、画像解析および位置決めアルゴリズムにより技の自動判別に成功した。また、筋電計測システムを併用することによって、「面打ち」動作の総合的な計測をおこなった。開発したシステムをもちいて、熟練度の異なる被験者の面打ち動作運動の計測をおこなう。そして、上級者(6・7・8段)、中級者(4・5段)、初級者(初段・2・3段)、初心者(級位者)、未経験者の身体運動の違いを明らかにする。さらに、身体運動のデータから「熟練度」を定量化するアルゴリズムの提案を試みた。さらに、剣道の面打ちのばあい、竹刀を剛体として取扱い、竹刀の並進運動の力、柄頭に加わる回転運動のトルク求めることができるようになった。Microsoft社のKinect ver.2を用いたシステムの開発および改良をおこなった。Kinect ver. 2は、3D位置計測センサーとしてみた場合、以前のKinect ver. 1より計測精度が一段と向上している。一方、新しく発表されたデバイスであるがゆえに、過去のソフトウェアの蓄積がなく、ソフトウェア開発を新しく行わなければならないという困難性がともなうデメリットも存在した。剣道における身体運動の計測を、筋電計および新しく開発したKinect ver. 2を使ったシステムをもちいておこなった。また、筋電計測の同時計測の数を増やすことができた。急な病気を患い、3か月あまり(平成27年6月9月)の間、入院を余儀なくされたため、当初の計画より遅れてしまった。筋電計と市販のゲーム入力装置であるKinectを用いて、剣道の面打ち動作時の運動の同時計測をおこなった。Kinect ver. 2は、3次元の位置センサーとしてみると、Kinect ver. 1より格段に計測精度が向上している。それゆえ、位置センサーとしての可能性に注目し、ゲームの入力装置としての使用のみならず、モーションキャプチャーとしての開発が試みられている。一般に運動解析に用いられている専用のモーションキャプチャー装置は、数千万円の費用が必要である。それと比較して、本試みは、市販のゲーム入力装置を使用しているので、身近な電気店やインターネットを介しての入手可能であり、また安価であるので、小中学校および高等学校の体育授業への導入が可能であるという利点がある。本研究では、中学校における武道必修化にともなって生じた武道を教えることができる体育教員の不足を解消するために、武道の中で剣道に注目し、教育支援システムの構築を目指している。そのための基礎研究として、定量的なデータ収集を行うため、剣道における身体運動計測に、Kinect ver. 2を用い、同時に多チャンネルの筋電計測おこなった。一般的に、初心者の場合は無駄な力が入ってしまう。それゆえ、伝統的な剣道の指導において、無駄な力を入れない「脱力」が強調される。面打ち動作中の多チャンネルの筋電計測により、脱力を定量化した。そして、Kinectをもちいたモーションキャプチャー及び多チャンネル筋電計測により、熟練者と非熟練者の違いを定量的に明らかにした。Microsoft社のKinectセンサーを使い技の自動判別までは成功したが、Hi Visionカメラを組み合わせた高精度なモーションキャプチャーの構築までには至らなかった。しかし、数千万円の専用システムと同程度のものを目指したのは、無理があったかもしれないが、簡易システムの構築には成功しつつある。また、データの蓄積を行っている過程であり、筋骨格モデルを構築しているところであり、完成にはまだ時間が必要であった。剣道の身体運動の計測システムの改良と完成を目指す。さらに、熟練度評価システムの確立を目指す。定量的な熟練度評価システムにより、剣道の非専門家による指導においても効率的な指導がおこなえるようになる。剣道の身体運動をKinect ver.2および筋電計(計測点を増やした多チャンネル)をもちいた同時計測をおこなう。非線形科学おおむね順調である。

現在の状況を維持しながら、データの収集をもっと進めたい。また、より身体に近いモデル構築をおこないたい。さらに、Microsoft社のKinectセンサーがv1からv2へとバーションアップされ高性能化された。ようやくオープンベータ版でなく製品版を購入することが可能となったので、新しいKinect v2センサーを使って、計測システムの改良をおこないたい。ほぼ予定通りの予算使用状況であった。平成27年度は最終年度ではなく、生じた次年度使用額は1000円以下のため、平成28年度に使用する予定である。昨年、運動計測に用いているMicrosoft社のKinect for Windowsの新しいモデルの発表がなされた。新しいKinect for Windows v2センサーは、旧Kinect for Windowsと比べると格段に性能が向上した。しかし、当初はオープンベータ版の発売のみであった。それゆえ、センサーの安定性および開発環境が充実した製品版が販売開始されてから、旧Kinect for WindowsからKinect for Windows v2を導入したほうが効率的であると判断したためである。次年度使用額は1000円以下であり、最終年度である平成28年度に使用する予定である。
き裂の先端有効応力場の評価を通した転がり疲労下モードⅡ型き裂停留のメカニズム

軸受はもはや統計的に発生する破壊を許さず、定期検査による寿命保証の時代に入りつつある。寿命保障には内部せん断き裂進展下限界(ΔKIIth)が重要な設計基準となるが、材料内部の停留き裂を観察できないことがボトルネックとなり、ΔKIIthの直接測定ができなかった。そこで申請者が開発した炉ー高周波併用加熱法により二重の材料硬化層を作成し、研究室が特許を持つ転がり疲労試験機を用いて、き裂の全数観察を行う。この組合せにより、転がり疲労下で発生した内部き裂を二重硬化層の間に誘導し、そのうち停留き裂を観察し、解析によりせん断応力を求め、ΔKIIthを測定することを目的とする。
オープンスクールにおける実習活動のスペース選択に関する研究

小中学校におけるオープンスペースは、児童生徒の主体的学習を促進する具体策として期待が大きいが、直接体験を重視する実習活動を円滑に行い得るか否かは重要課題である。本研究では実習活動を中心としてオープンスペースの存在が特別教室の使い方や利用率にどのような影響を与えるかの実態を知ろうとするものである。1978年以来個性化教育の実践を積み重ねているオープンスクール、東浦町立緒川小学校を調査対象とし、1年間学校運営のサイクルの中で16日間について、授業中の児童の活動場所と学習活動内容を記録した。これらの結果以下のようなことがわかった。1)一斉授業の割合は低学年ほど、反対に調べ学習の割合は高学年ほど高い。実習の比率は学年で差がない。2)各スペースの利用率は、普通教室については低学年ほど高く、特別教室・オープンスペースは中・高学年程高い。3)普通教室では一斉授業が大半を占めるが、全体で10%弱の授業は紙工作などの軽い実習作業が行われている。4)オープンスペースは主に実習と調べ学習が行われるが、床仕上げの違いにより実習内容が異なる。高学年ではラ-ニングセンターでの調べ学習の頻度が高い。5)中・高学年で主に使われている特別教室については、定期的に使われる音楽室・和室を除くと、オープンスペースではできない理科実験・調理実習・木工作などに使われている。以上よりオープンスペースやそれに隣接する普通教室が従来の特別教室の機能のある部分を担っていると考えられる。またこれに関連して、生涯学習等で需要の高い社会教育施設の活性化の方策を探るため、基礎的研究を行った。
Ｓｏｘ遺伝子によるβーカテニン転写ネットワーク制御と子宮内膜癌新規治療法への展開

β-カテニン/TCF4シグナル系による子宮内膜癌細胞の増殖制御におけるSox遺伝子の機能解析を行った。子宮内膜癌培養細胞の増殖能は、Sox4/β-カテニン/TCF4/p21waf1に起因するシグナル系により抑制された。一方、siRNAによるSox4ノックダウンは、増殖促進となった。Sox4は、Sox7により発現誘導された。子宮内膜癌の臨床検体でも、培養細胞の結果と同様に、Sox7/Sox4、β-カテニン/TCF4およびp21waf1発現の関連が確認できた。以上から、Sox4/Sox7は、β-カテニン/TCF4シグナル伝達系と協調してp21waf1発現を介した子宮内膜癌細胞の増殖を抑制する。平成24年度は、前年度に臨床検体で確認したSox遺伝子ファミリーとβ-カテニン/TCF4シグナル系の関連を検索しました。その結果、Sox4遺伝子がβ-カテニン/TCF4シグナル系の転写能を著しく亢進させました。この作用は、Sox4がTCF4発現を誘導し、その結果、β-カテニン/TCF4複合体が増加することによりが達成されました。Sox4遺伝子を過剰発現させた細胞では、TCF4と同様にp21waf1の発現の亢進により、細胞増殖能は抑制されました。また、SoxファミリーのうちSox7がSox4発現を転写レベルで亢進させました。以上の結果から、β-カテニン/TCF4シグナル系は、Sox4遺伝子発現を誘導し、その結果、p21waf1発現を介して、細胞増殖を抑制することが明らかになりました。さらに、このカスケードには、Sox7遺伝子も関与することが判明しました。次年度は、他のSox遺伝子の機能解析も加えた研究を展開する予定です。1)子宮内膜癌細胞において、Sox4遺伝子はTCF4発現制御を介して、β-カテニンシグナル伝達系を活性化し、子宮内膜癌細胞の転位分化を誘導する。Sox7遺伝子は、Sox4発現誘導を介して、このシグナル伝達系を促進する。Sox遺伝子ファミリーは、Wnt/β-カテニンシグナル伝達系を制御することによって、子宮内膜癌細胞の増殖系を制御する可能性が示唆された。2)子宮内膜癌細胞で、Sox9発現はNF-κB/p65系により発現誘導される。過剰発現したSox9は、p14ARF/p53/p21waf1系を介して、子宮内膜癌細胞の増殖抑制に関与する。Sox遺伝子ファミリーは、NF-κBシグナル伝達系を制御することによって、子宮内膜癌細胞の増殖系を制御する可能性が示唆された。3)子宮癌肉腫では、Sox9/NF-κB系がtype IIコラーゲン遺伝子の発現誘導を介して、腫瘍細胞の軟骨分化を誘導する。Sox遺伝子ファミリーは、NF-κBシグナル伝達系を制御することによって、子宮癌肉腫細胞の分化誘導系を制御する可能性が示唆された。以上のように、Sox遺伝子ファミリーは、β-カテニンやNF-κBシグナル伝達系と密に協調して子宮内膜癌や子宮癌肉腫の分化誘導や増殖制御に極めて重要な役割を果すことが明らかとなった。これらのシグナル伝達系をコントロールする分子標的薬の開発により、子宮内膜癌の新規治療法へ研究を展開することが期待できる。平成23年度は、子宮内膜癌の臨床検体で、Sox遺伝子ファミリーとβ-カテニン/TCF4シグナル系の関連性を検討した。癌組織のmorule巣ではβ-カテニンとTCF4が過剰発現するが、同部位では、検索した8種のSox分子の内、Sox4とSox7の過剰発現も認められた。これらのタンパク過剰発現は、in situ hybridization法によるmRNAレベルでも確認でき、転写レベルでそれらのSox分子の発現誘導が生じている可能性が示唆された。一方、Sox7プロモーターのメチレーションとβ-カテニン/TCF4シグナル系活性化は逆相関を示した。加えて、Sox4とSox7過剰発現は、β-カテニン/TCF4シグナル系と同様に、細胞増殖と負の相関を示した。以上から、子宮内膜癌組織において、Sox4とSox7はβ-カテニン/TCF4シグナル系と何らかの関与があることが推測できた。今後は、臨床検体でSox遺伝子群とβ-カテニン/TCF4シグナル系との直接的な関連性を検索して、Sox遺伝子とβ-カテニン/TCF4シグナル系との関連性に関する作業仮説を立案し、子宮内膜癌培養細胞による分子生物学的検索でその検証を進める。培養細胞でのアッセイは、予想通りの結果を得ることができたため、順調に進んだ。

平成23年度は、臨床検体でSox遺伝子群の発現と機能解析を行い、最終的には、平成24年度の培養細胞によるSox遺伝子の機能解析へ繋げる結果を導く予定であった。しかしながら、Sox遺伝子のin situ hybridization法による検索で、probe作製や検出法にやや手間取り、予定よりやや遅れた。他のSox遺伝子の機能解析も加えた研究を展開する予定です。やや遅れ気味ですが、申請時に予測した結果とほぼ類似の結果が得られている。今後の研究は申請時に立案した予定通りに進める。実験試薬などの消耗品を中心に使用していきます。平成23年度の残りの、臨床検体によるSox遺伝子群とβ-カテニン/TCF4シグナル系との関連性を検索する。その後は、当初の予定通り子宮内膜癌の培養細胞と分子生物学的手法を用いて、臨床検体の検索結果から得られた作業仮説を立証していく。
重度聴覚障害児の発話と歌唱に関する研究

聾学校幼稚部の幼児を対象に、言語指導場面、発音・発語指導場面、および遊び場面における発話の音声を録音・録画した。録音された音声サンプルは、DVDに記録した。録音された音声から明瞭性の高い音声を抽出し音響分析をおこなった。分析パラメータは、基本周波数、持続時間であった。音声の分節的特徴である明瞭性については、聴覚的評価を用いた。韻律的特徴は客観的指標として、基本周波数と持続時間を用いた。幼児と教師の発語のタイミングについて検討した結果、幼児と教師間の発話のタイミングの取り方には個人差があった。必ずしも聴力のみで決められることではなく、他の指標について検討することが課題である。聾学校小学部の児童を対象に、歌唱場面の歌声を録音・録画し、歌声サンプルをDVDに記録した。録音された歌声について音響分析をおこなった。分析パラメータは、持続時間であった。時間的特徴については、歌詞のフレーズの持続時間は異なっていても、曲全体を通して、ある一定の拍で歌われた歌が多かった。録音された歌を採譜し、音高を指標にして分析した結果、限られた音高の範囲内で歌われているものの、平坦なパタン、フレーズ内での音高の飛躍、特定のパタンによる音高の変化などがみられた。歌によって音の高さの範囲は異なり、歌や歌詞によって音の高さを変化させていることが認められた。聾学校小学部の児童を対象にした自由発話場面での音声を用いて歌声と比較した。基本周波数を指標にして分析した結果、自由発話場面の音声に比べて、歌声の方が変動幅が大きく、重度聴覚障害児の発音・発語訓練に歌唱を用いることの可能性が示唆された。T大学附属聾学校幼稚部の幼児、小学部の児童を対象に、聴覚障害児の発話時と歌唱時の音声を録音した。なお現在も録音を継続中である。音声の録音には、ビデオカメラにより幼児・児童の発話、歌唱の様子を録画した。発話場面としては、自然な発話場面と設定した場面及び授業場面での発話の音声を録音した。また、歌唱時の音声データは、音楽の授業場面における歌唱行動の継続的な録音・録画、及び個別に歌唱場面を設定し歌唱を録音・録画した。また、幼児においては日常の生活場面にみられる歌唱を録音し分析対象データとした。記録された発話及び歌唱時の音声資料をもとに、音声分析を行った。音声データの分析は、物理的な指標としての音響分析、音楽的な分析としての採譜による検討をおこなった。録音された音声データは、DVDレコーダ(HDDレコーダ)へ記録した。物理的な指標として、音響分析は分析装置(KAY 5500,KAY 4300)を使用した。音響分析は、基本周波数、発話速度、ピッチ、インテンシティおよびその変化、イントネーションとした。音楽的観点からの分析は、録音された歌唱を採譜し、リズム、音程、使用される音域を指標に分析をおこなった。現在までの分析により、歌唱の類型化が可能となる点、音程の変化が特徴的であることが明らかとなった。現在も録音及び分析を継続中である。今後、音楽的観点によって得られた歌唱の特徴について、年齢、聴力レベル、聴覚活用、音楽環境・経験との関連を検討する予定である。T大学附属聾学校幼稚部の幼児を対象に、遊びの場面、指導場面(特に言語指導や発音・発語指導)における発話と歌唱の音声を録音した。現在も録音・録画を継続中である。音声録音の他に、ビデオカメラにより幼児の発話や歌唱にともなう身体運動の様子も録画した。発話としては、自然な発話、設定した場面及び授業場面での発話の音声を録音対象した。録音された音声データは、DVDレコーダ(HDDレコーダ)に記録した。音声サンプルは、遊びの場面、言語指導や発音・発語指導などの場面における発話から、分析可能な明瞭性のある音声を抽出した。また雑音の混在している音声については、必要に応じて雑音除去をおこなった。抽出された音声サンプルはMDに録音編集した。録音された発話及び歌唱時の音声資料をもとに、物理的な指標として音響分析をおこなった。物理的な指標としての音響分析は、分析装置(KAY 5500,KAY 4300)を使用した。音響分析は、基本周波数、発話速度、ピッチ、インテンシティ、持続時間、音声の揺らぎ等を指標とした。音声学的な視点として、音韻的特徴、韻律的特徴を指標した。音韻的特徴としては分節の明瞭性であり、韻律的特徴にはアクセント、イントネーション、ポーズ等が含まれる。音楽的観点からの分析は、録音された歌唱から、リズム、音程、使用される音域を指標に分析をおこなった。現在までのところ、発話や歌唱の発達的変化について分析中である。

必ずしも聴力のみで決められることではなく、他の指標について検討することが課題である。聾学校小学部の児童を対象に、歌唱場面の歌声を録音・録画し、歌声サンプルをDVDに記録した。録音された歌声について音響分析をおこなった。分析パラメータは、持続時間であった。時間的特徴については、歌詞のフレーズの持続時間は異なっていても、曲全体を通して、ある一定の拍で歌われた歌が多かった。録音された歌を採譜し、音高を指標にして分析した結果、限られた音高の範囲内で歌われているものの、平坦なパタン、フレーズ内での音高の飛躍、特定のパタンによる音高の変化などがみられた。歌によって音の高さの範囲は異なり、歌や歌詞によって音の高さを変化させていることが認められた。聾学校小学部の児童を対象にした自由発話場面での音声を用いて歌声と比較した。基本周波数を指標にして分析した結果、自由発話場面の音声に比べて、歌声の方が変動幅が大きく、重度聴覚障害児の発音・発語訓練に歌唱を用いることの可能性が示唆された。
陳旧性前距腓靭帯損傷の残存靭帯におけるコラーゲン解析-tenocyteの正常なI型コラーゲン産生機能の回復-

健常な靭帯と残存靭帯の質的な違いを明らかにするために,ヒトの足関節前距腓靭帯断裂の新鮮例と陣旧例の靭帯のtypeIコラーゲン,typeIIIコラーゲンの発現の比較を行った.手術的治療を行なった足関節外側側副靭帯損傷の新鮮例と陣旧例のうち,損傷した前距腓靭帯を十分なインフォームドコンセントのもとに採取した.4%パラホルムアルデヒドで固定後,パラフィン切片を作製した.免疫染色法でtypeI, typeIIIコラーゲンの発現と局在を形態学的に評価した.さらに採取した靭帯の全RNAを抽出し,RT-PCRで両遺伝子の発現を調べ両群の比較を行なった.その結果,新鮮例の断裂部と陣旧例の残存靭帯においてtypeIIIコラーゲンが多く発現していることが分かった.以上から,我々は,新鮮例においては,過剰な負荷や軽微な外傷により微小断裂を来した靭帯の線維芽細胞が正常なtypeIコラーゲンではなくtypeIIIコラーゲンを産生したため,靭帯線維の張力に対する強度が低下した結果,断裂に至ったと推測した.また,陳旧例においては,コラーゲンtypeの変化が,残存靱帯を縫合しても容易に再断裂に至る理由の一つであり,また,残存靱帯を利用する再建術式では靱帯の伸長や再断裂を来しやすいため術後療法を慎重に行う必要があると考えた.今後は残存靭帯中の線維芽細胞を培養し,その細胞が正常なtypeIコラーゲンを産生する至適条件(TGFやFGFなどのサイトカインの添加,長軸方向への張力負荷)を調査し,最終的には強度の増加した残存靭帯を臨床応用することを目標としている.健常な靭帯と残存靭帯の質的な違いを明らかにするために,ヒトの足関節前距腓靭帯断裂の新鮮例と陣旧例の靭帯のtype Iコラーゲン,type IIIコラーゲンの発現の比較を行った.手術的治療を行なった足関節外側側副靭帯損傷の新鮮例と陣旧例のうち,損傷した前距腓靭帯を十分なインフォームドコンセントのもとに採取した.4%パラホルムアルデヒドで固定後,パラフィン切片を作製した.免疫染色法でtype I, type IIIコラーゲンの発現と局在を形態学的に評価した.採取した靭帯の全RNAを抽出し,RT-PCRで両遺伝子の発現を調べ両群の比較を行なった.その結果,新鮮例の断裂部と陣旧例の残存靭帯においてtype IIIコラーゲンの発現が多かったことが分かった.以上から、我々は,新鮮例においては,靭帯の線維芽細胞が正常なType Iコラーゲンではなくtype IIIコラーゲンを産生したため,靭帯線維の張力に対する強度が低下した結果,断裂に至ったと推測した.また,陳旧例においては,コラーゲンtypeの変化が,残存靭帯を縫合しても容易に再断裂に至る理由の一つであると考えた.今後は残存靭帯中の線維芽細胞を培養し,その細胞が正常なtype Iコラーゲンを産生する至適条件(TGFやFGFなどのサイトカインの添加,長軸方向への張力負荷)を調査し、最終的には強度の増加した残存靭帯を臨床応用することを目標としている.健常な靭帯と残存靭帯の質的な違いを明らかにするために,ヒトの足関節前距腓靭帯断裂の新鮮例と陣旧例の靭帯のtypeIコラーゲン,typeIIIコラーゲンの発現の比較を行った.手術的治療を行なった足関節外側側副靭帯損傷の新鮮例と陣旧例のうち,損傷した前距腓靭帯を十分なインフォームドコンセントのもとに採取した.4%パラホルムアルデヒドで固定後,パラフィン切片を作製した.免疫染色法でtypeI, typeIIIコラーゲンの発現と局在を形態学的に評価した.さらに採取した靭帯の全RNAを抽出し,RT-PCRで両遺伝子の発現を調べ両群の比較を行なった.その結果,新鮮例の断裂部と陣旧例の残存靭帯においてtypeIIIコラーゲンが多く発現していることが分かった.以上から,我々は,新鮮例においては,過剰な負荷や軽微な外傷により微小断裂を来した靭帯の線維芽細胞が正常なtypeIコラーゲンではなくtypeIIIコラーゲンを産生したため,靭帯線維の張力に対する強度が低下した結果,断裂に至ったと推測した.また,陳旧例においては,コラーゲンtypeの変化が,残存靱帯を縫合しても容易に再断裂に至る理由の一つであり,また,残存靱帯を利用する再建術式では靱帯の伸長や再断裂を来しやすいため術後療法を慎重に行う必要があると考えた.今後は残存靭帯中の線維芽細胞を培養し,その細胞が正常なtypeIコラーゲンを産生する至適条件(TGFやFGFなどのサイトカインの添加,長軸方向への張力負荷)を調査し,最終的には強度の増加した残存靭帯を臨床応用することを目標としている.
固体酸化物燃料電池の限界電流密度に向けた原子ラべリング計測

本研究で考案されたヘリウムガス衝突噴流式冷却システム内蔵型発電装置を用いて、ボタン型燃料電池を800°Cで発電中に、酸素同位体を導入後、300°Cまで1秒以内に冷却し、2次電子イオン質量分析により、同位体酸素濃度分布マッピングを取得した。その結果、ScSZ粒子(酸素イオン伝導体)とLSM粒子(電子伝導体)の混合酸素極において、YSZ電解質との界面から数ミクロンの領域において、ScSZ粒子から電解質へ同位体酸素が拡散すること、さらにLSM粒子内部にも同位体酸素が多く拡散し、この狭い領域においてのみ電荷移動電流が高く、酸素極過電圧の要因となっていることが、初めて実電極により明らかとなった。本研究は、固体酸化物燃料電池の三相界面近傍における酸素イオンの輸送を酸素同位体を導入した原子ラべリング法により測定し、第一原理計算を用いて反応過電圧(反応による抵抗)の要因を明らかにしようとするものである。本年度は、ヘリウムガスの衝突噴流システムを組み込んだ発電装置を独自に考案し、ボタン型燃料電池を800°Cにおいて発電中に、酸素同位体を導入後、わずか1.5秒間に室温まで冷却できる装置を製作した。そして、酸素極を対象として、急冷されたサンプルの断面を鏡面研磨し、2次電子イオン質量分析により、空間分解能50nmにおいて酸素同位体の濃度分布マッピングを取得することに成功した。酸素イオン導電体であるYSZ粒子内部の濃度分布は拡散が速いため取得することができなかったが、これと隣接するLSM粒子内部において、同心状の同位体酸素濃度分布を確認することができた。これは、従来から指摘されているように、電流密度が高い場合、酸素イオン導電体であるYSZのみではなく、酸素分子から酸素イオンへの化学反応触媒となるLSM粒子内部も酸素イオンが拡散する様子を示している。この結果は、実機レベルのサーメット状酸素極において世界で初めて実験的に明らかにしたものである。しかも、酸素極の中で、電解質に近い位置ほど、この同位体酸素のLSM内部への拡散が著しく、この領域では電流密度が高いことが明確となり、さらに、その分布が確認できる領域は、電解質との界面から34ミクロンの範囲であることも明確となった。また、酸素極と集電体との接触の良し悪しにより、酸素極内部の同位体酸素の濃度分布が生ずることが明らかとなり、これらが限界電流密度に達しない要因の1つであることも明確となった。本研究の核となる急冷システムが本年度中に稼働するところまで達成され、また、それにより直径12ミクロンのLSM粒子内部の同位体酸素の濃度分布が、空間分解能50nmにて観察されたことは、大きな進歩であると思われる。また、集電体との接触が不均一である場合には、酸素極を導電するイオン流束も不均一となることを、このマッピングから読み取ることができ、限界電流密度発電への足がかりとなったことと思われる。本研究は、固体酸化物燃料電池の酸素イオンの輸送を、酸素同位体を導入した原子ラべリング法により測定し、その輸送過程を第一原理計算への有用な情報として提供し反応過電圧の要因を明らかにしようとするものである。本研究において独自に考案されたヘリウムガス衝突噴流式冷却システム内蔵型発電装置により、ボタン型燃料電池を800°Cで発電中に、酸素同位体を導入後、300°Cまで1秒以内に冷却し、2次電子イオン質量分析により、空間分解能50nm以下で酸素同位体の濃度分布マッピングを取得することに成功した。これにより、粒子径2ミクロン程度のScSZ粒子(酸素イオン伝導体)とLSM粒子(電子伝導体および酸素イオン生成触媒)により構成される酸素極において、YSZ電解質から離れた位置では、互いに隣接するLSM内電子とScSZ内空孔を介して、ScSZ内の酸素と気体中の同位体酸素との交換が速くまた拡散係数も大きいため、ScSZ内部はほぼ均一な同位体酸素分布となることが分かった。しかしLSM内部には同位体酸素が拡散しないことから、この領域では上記の交換が支配的であり正味の電荷移動電流は小さいことが明確となった。一方、電解質に近い、その界面から数ミクロンの領域では、むしろScSZ内の同位体酸素の濃度が薄く、電解質方向へ拡散していることが明らかとなった。さらにこの領域では電解質に近いLSM粒子ほどその内部にも同位体酸素が多く拡散することが、実電極としては世界で初めて明らかとなった。すなわち、発電時において、Ni/YSZ燃料極の酸素イオンが消費され空孔が生成されると、機構は明らかではないがその情報が酸素極に伝搬され、電解質に近い領域から酸素極三相界面近傍の空孔内に酸素イオンが生成される。このとき電荷移動電流が生じ、いわゆる酸素極過電圧の要因となることが示唆された。

酸素極から同位体酸素を供給し、燃料極の酸素イオン伝導体であるYSZ内部の同位体酸素の濃度分布を測定することは、かなり厳しいことが、本年度の酸素極における実験から見通すことができた。そこで、逆転の発想として、燃料極に、同位体酸素を含む水蒸気を供給し、かつ電流を流しつつ、燃料極三相界面において、水蒸気から水素を生成する電気分解反応を生じさせ、同位体酸素が三相界面の近傍をどのように拡散するかを可視化することとする。急冷装置を発電装置に組み込んだ独自の実験装置だからこそ取り組むことができる研究であると思われる。そして、燃料極三相界面の活性な領域を特定し、実際のサーメット燃料極において、実質的な三相界面の有効面積(三相界線の有効長さ)を特定する。そして、全ての三相界面が機能した場合の限界電流密度を推測し、酸素極や集電体とのコンタクト損失とも併せて、限界電流密度を達成できる理想的な固体酸化物燃料電池の発想へとつながるように研究を総括する。熱工学
14族典型元素と6族遷移金属間の結合形成反応に関する研究

[MoH_4(Ph_2PCH_2CH_2PPh_2)_2](1)とフェニルシランとをトルエン中還流下で反応させると、単なるSi-H結合の開裂を伴う酸化的付加反応にとどまらず、二つのC-H結合の同時活性化を伴ってPPSiPP骨核からなる新規5座配位子を有するトリヒドリド錯体2が得られることを昨年度見出した。錯体2はさらに1分子のフェニルシランとの反応でジシリル型の錯体3を生成する一方、穏和な条件で酸素と速やかに反応してペルオキソ型の二酸素モリブデン(IV)錯体を生成し、また、カルボン酸との反応では、カルボキシラト配位子が単座で配位したモリブデン(IV)錯体の生成が認められるなど、様々な興味ある反応性を示すことが認められた。錯体2は過剰量のマロン酸ジエステルとアルゴン雰囲気下、トルエン中110°Cで5時間反応させたところ黄色固体3が得られ、これはNMRなどのスペクトル解析から、エノール型のマロン酸ジエステルが一つの酸素で単座配位をした8配位のジヒドリドマロナト錯体であることが分かった。それに対して、同じ活性メチレン化合物であるアセチルアセトンと錯体2との同じ条件での反応では赤色結晶が収率54%で得られた。この結晶のX線結晶構造解析を行ったところ、錯体2における5座配位子のなかの一つのリン原子が解離して4座配位となり、アセチルアセトナト配位子が二つの酸素でキレート配位していることが確認された。この構造は、^1HNMR、^<31>PNMRの結果からも支持され、溶液中でも同じ構造を保持していることが分かった。また、錯体1とフェニルゲルマンとの反応についても検討を行い、フェニルシランの場合と類似の四重キレート構造を持ったゲルミル錯体が生成していることがスペクトル解析から確認された。
東京大学の学生の過去50年の体力測定データを活用したヒストリカルコホート研究

2018年度は、1961年から2015年に大学1年時の体育授業で体力テスト(垂直跳び、反復横跳び、腕立て伏せ、踏み台昇降の4項目)を受けた東京大学出身者を対象に、現在の健康や疾病、社会活動に関する追跡調査をおこなった。その追跡調査に回答した者のうち、希望者に三軸加速度センサを内蔵する活動量計(HJA-750C、オムロンヘルスケア社)を送付した。結果として、追跡調査には約5500人が回答し、活動量調査には約2200人の希望があった。予備的な解析では、在学時の体力が高い人ほど、その後にメンタル不調の診断を受けるリスクが低いこと、性・年代別の年収が高い傾向にあることが分かった。今後は、データクリーニングや欠測処理を進め、より詳細な疫学解析をおこない、論文および学会発表での成果発信を進める予定である。また、他のアウトカム(健康行動、生活習慣病、サルコペニア、ロコモティブシンドローム等)との関連も検証する予定である。本研究は、過去の体力とその後の健康、疾病、社会活動にかかる様々なアウトカムを長期間の追跡を伴って、大規模に検証することができる点が強みである。このようなデータは世界的にも稀であり、学術的な価値が極めて高い。ここから、青年期に体力を維持向上することが、中高齢期における活動的なライフスタイルにつながるか否かを検証でき、もしこの仮説が支持されれば、青年期に体力を良好に維持することの重要性や大学をはじめ体育授業の重要性をを社会に発信することにつながる。当初計画よりも多い5000人以上のデータが収集できており、性、年代別など詳細な層別解析が実施できることから、「(1)当初の計画以上に進展している。」と判断した。2019年前半にはデータの整理が完了する予定であり、後半にかけて論文および学会発表により成果発表を積極的に進める予定である。なお、2019年9月に茨城県つくば市で開催される第74回日本体力医学会大会にて、本研究や国内の類似研究の成果を紹介するシンポジウムを企画し、採択されている。青年期の体力が中高齢期の健康に関連するという結果が相次いで報告されている。生活習慣や環境に加え、この関連性を説明し得る因子として後天的な遺伝子修飾機構(エピジェネティクス)の存在も明らかにされ、青年期の体力の重要性について関心が高まっている。しかし現状では、どの体力要素がその後のどの疾患に影響し得るかといった、基礎的事項さえも不明な点が多い。その様な背景から、本研究は青年期のどの体力要素が中高齢期のどの疾患もしくは死亡に影響しているかという点を明らかにする事を目的として実施中である。実施に際し、東京大学において50年以上に渡り実施されている体力測定結果を活用する計画であり、研究初年度となるH28年度は50年分・16万人の体力測定結果の電子化に取り組み、完了した。当初予定ではH28年度中に入力データの検査を実施する予定であったが、H29年度に跨ぐ結果となった。業者選定作業に遅れが出たことからデータ電子化作業の着手が遅れたことに起因するものである。なお、研究内容に関わる本質的な問題ではなく手続き的な問題であったことから、全体計画への影響は軽微であり、計画の変更はしない。その他、倫理審査会への手続きを行い承認を得るなど環境整備に努めた。電子化を行った情報は以下の13情報である。1氏名(漢字)、2氏名(ふりがな)、3性別、4生年月日、5入学年度、6所属(例:理科I類17組)、7学生証番号、8身長、9体重、101学期の出席回数(教員氏名の押印の数のカウントが必要)、112学期の出席回数、12体力テスト(入学時)の4項目(垂直跳び,反復横とび、腕立て、踏み台昇降)、13体力テスト(冬季)の4項目の数値おおよそ研究計画に沿って進んでいるが、一部については実績概要で記述した通り、若干の遅れが生じている。ただし、着実に進んでおり、停留するような大きな問題はないため、上記進捗の遅れに大きな問題はない。2017年4月26日に東京大学駒場キャンパスで第1回研究班会議を開催し、進捗報告と今後の進め方について研究チームで議論した。本課題で用いる氏名や生年月日、身長、体重、体力測定結果、出席状況等の情報は学生1人1枚ずつの出席カードにまとめている。2016年6月にその出席カード(約16万件)の入力作業を専門業者に依頼し、2017年3月に入力完了、2017年7月に最終のデータチェックが終了し、納品となった。2017年8月に入力データの確認、クリーニング、ハンドリングをおこない、粗集計を実施した。2017年9月4日に医薬基盤・健康栄養研究所にて第2回研究班会議を開催し、その粗集計結果をもとに議論するとともに、今後の方向性について話し合った。粗集計をする中で、疑義データおよび未入力データの存在が明らかとなったため、それらの原本確認および追加入力を2017年10月2018年3月にかけて実施した。年度明け4月には概ねデータを固定できる見通しである。2018年度は詳細な疫学解析を施すとともに、成果の社会還元を進める予定である。

なお、対象者に対する倫理的配慮の一環で、所属組織のウェブサイト(http://idaten.c.u-tokyo.ac.jp/research/ft_optout.html)にて、オプトアウト文書を2017年6月に公開し、関係者からの問い合わせに随時対応できる体制を整えた。また、2017年9月に東京大学本郷キャンパスにて、卒業生の連絡先を把握している本学卒業生室の担当者と打ち合わせの機会を持ち、2018年度に実施予定の追跡調査に関して協議した。入力作業、原本確認、再入力作業に時間を要したものの、概ねデータ固定をできる見通しであるため。また、2018年度に実施予定の追跡調査についても関係各所との交渉、相談が順調に進んでいるため。2018年度は、1961年から2015年に大学1年時の体育授業で体力テスト(垂直跳び、反復横跳び、腕立て伏せ、踏み台昇降の4項目)を受けた東京大学出身者を対象に、現在の健康や疾病、社会活動に関する追跡調査をおこなった。その追跡調査に回答した者のうち、希望者に三軸加速度センサを内蔵する活動量計(HJA-750C、オムロンヘルスケア社)を送付した。結果として、追跡調査には約5500人が回答し、活動量調査には約2200人の希望があった。予備的な解析では、在学時の体力が高い人ほど、その後にメンタル不調の診断を受けるリスクが低いこと、性・年代別の年収が高い傾向にあることが分かった。今後は、データクリーニングや欠測処理を進め、より詳細な疫学解析をおこない、論文および学会発表での成果発信を進める予定である。また、他のアウトカム(健康行動、生活習慣病、サルコペニア、ロコモティブシンドローム等)との関連も検証する予定である。本研究は、過去の体力とその後の健康、疾病、社会活動にかかる様々なアウトカムを長期間の追跡を伴って、大規模に検証することができる点が強みである。このようなデータは世界的にも稀であり、学術的な価値が極めて高い。ここから、青年期に体力を維持向上することが、中高齢期における活動的なライフスタイルにつながるか否かを検証でき、もしこの仮説が支持されれば、青年期に体力を良好に維持することの重要性や大学をはじめ体育授業の重要性をを社会に発信することにつながる。当初計画よりも多い5000人以上のデータが収集できており、性、年代別など詳細な層別解析が実施できることから、「(1)当初の計画以上に進展している。」と判断した。平成29年度は電子化された体力測定結果の分析を主に実施する。電子化された結果データについて、多面的な観点から横断的分析を実施し、結果に含まれる情報を出来る限り抽出する。東京大学身体運動科学教室では毎年、全出席カードから等間隔抽出法を用いて抽出した数百人分について、体力値の集計を行い、教科書に掲載している。この様な連続横断研究を中心に多面的な解析(例:ベースラインの体力水準と体力向上量の相関、体力値の度数分布形状など)を実施する予定である。なお、得られた情報をもとに研究者間で複数回ディスカッションを行い、情報を整理する。なお、ここでの知見は大学体育授業の内容を検討する上で貴重な資料となる。申請代表者らが編著する教科書は当然のこと、体育関係者にとって有効な資料となるよう公表(論文化)し、社会に還元する。2018年度は、2017年度に入力、クリーニング等が完了した体力データを詳細に分析するとともに、論文化することで積極的に成果を社会に還元する。また、2018年秋に一部の卒業生に対する追跡調査を実施する予定である。2019年前半にはデータの整理が完了する予定であり、後半にかけて論文および学会発表により成果発表を積極的に進める予定である。
鎮痛を生み出す心理的ストレスのメカニズムに関する比較(ヒトと動物)研究

(1)離乳期直後からisolation状態に置かれたラットに対し,さらに電撃ショックを与え,対面ストレスを負荷することにより痛み反応,コルチコステロンの血中濃度,体重,体温,免疫系等の生理状態にどのような影響がみられるかを検討した。その結果,isolation群にホットプレ-トテストでのjumpingに潜時の延長がみられ,鎮痛効果が出現した。さらにコルチコステロンが朝,夜の測定時に上昇し,ストレスの増加,体重の有意な減少,体温の有意な上昇もみられ,傾向として副腎の増大と胸腺の萎縮もみられた。(2)ラットを被験体に絶食をストレスとして痛み閾値と免疫系の変化を検討した。摂食量の多い暗期に絶食を開始する群と摂食量の少ない明期に絶食を開始する群をもうけ,72時間の絶食を課し,12時間毎にtailーflickテストによって痛みを測定した。その結果、明期絶食開始の場合にのみ鎮痛がみられ,暗期絶食開始ではみられなかった。絶食ストレスによって胸腺の重量は減少したが,胸腺リンパ球の減少はみられなかった。また2DG投与により,ほぼ30分後に痛み閾値が上昇し,一時的に鎮痛が誘発された。(3)生後3週令のマウスを対象に5週間の隔離飼育を行い,その後他個体と対面させ,その対面ストレスが痛み反応にどのように影響するかをホットプレ-トテストで測定した。これまでの研究では対面ストレスによる鎮痛は“defeated posture"を示した非攻撃者側にみられたが,本研究では逆に攻撃者側にみられた。(4)痛みを伴うスポ-ツを恒常的に行っている者とそうでない者を対象にドロリメ-タ-(輻射熱刺激)による痛みテストを行ったが,両群の間に有意な差はみられなかった。
硫化処理によるTiAl合金の耐高温酸化性向上に関する研究

本研究では、Ti-Al系金属間化合物の硫化腐食挙動を調査し、特に、TiAl合金の硫化動力学と腐食機構を解明するとともに、Tiの選択硫化反応によりTiAl_3層を形成させてTiAl合金の耐酸化性を改善する、新しい表面処理法を提案・実証した。得られた結果は、以下のように要約される。1 TiAl合金の硫化腐食は、反応初期における外層スケール(Al_2S_3とTi硫化物の混合相)の形成から内外複層スケール(Ti硫化物からなる内層と外層)の成長に移行し、この内層スケールの形成に対応して、合金表面にはTiAl_3(薄いTiAl_2を含む)層が形成される。腐食反応は、外層硫化物スケール中のカチオンの拡散が支配的である遷移期間を経て、後期には合金表面に形成されたAl濃度層中の相互拡散に支配される放物線速度則に従う。2 TiAl_3(TiAl_2を含む)層はTiの選択硫化によってAlが合金表面に取り残される結果として形成されることを示し、従来のAl拡散浸透処理法で見られるバースト現象は完全に抑制できることを明らかにした。このAl濃化現象を応用して、TiAl合金の耐酸化性を向上させる「硫化処理」法を新しく提案し、実験的に検証した。3雰囲気の窒素ガスはTiAl_2層の耐高温酸化能を低下させることを指摘し、熱力学的考察から、酸素ポテンシャルの低下する合金表面ではTiNが形成し、このTiNは時間の経過とともに防食能に劣るTiO_2に酸化されるためであり、合金/スケール界面での窒素の触媒作用を含む酸化-窒素反応機構を提案した。4 Tiの選択窒化反応を利用して予め合金表面にTiNを形成させると、合金表面にAl濃化層(TiAl_2)が形成される。この窒化処理TiAl合金は、硫化処理と同様に、優れた耐高温酸化性を有する。
ダイヤモンド焼結体(PCD)工具の工具成型手法と工具寿命の相関に関する研究

ダイヤモンド焼結体(PCD)を用いた切削工具は、鉄を除く金属や樹脂加工で非常に利用されている。PCD切削工具の成型加工方法として、ワイヤ放電加工や砥石研削加工、レーザー加工などが利用されている。しかしながら、それぞれの加工において、加工時の熱影響などによるダイヤモンド変質層の厚さなど生成状況は異なっており、その変質層が工具寿命に与える影響は明らかになっていない。そこで、PCD切削用工具における、ダイヤモンド層とグラファイトなど変質層の割合などの表面性状、および刃先丸みなどの外観形状と、工具寿命の相関を明らかにする。
アルコキシアレンオキシドを反応性中間体とする新炭素-炭素結合形成反応の開発

ハロゲン化チタンはシリルエノールエーテルとアルデヒドとのアルドール反応をはじめとする炭素-炭素結合形成反応に広く用いられている。また、低原子価のチタン化合物はカルボニル化合物の還元的カップリング反応等の促進剤として優れた性質を示すことが知られている。これらの反応に用いられているチタンの配位子は塩素、臭素が殆どであり、ヨウ素が使われている例は極めて少ない。本研究では四ヨウ化チタンの還元能力に着目し、それを活用する選択性の高い還元的炭素-炭素結合形成反応を探索した。これらの反応ではヨウ化物イオンの還元力が重要なファクターであり、還元的条件下における各種選択的有機分子変換反応へと応用した。すなわちアルコキシアレンオキシド-四ヨウ化チタンの組み合わせによる、アルコキシアセトンエノラート等価体の生成とアルドール反応を見出し、さらに、このチタンエノラートをα、β-不飽和カルボニル化合物へのマイケル付加反応に利用すると良好な収率で付加体が得られることを明らかにした。特にエトキシアレンを用いた場合、良好な収率およびanti-選択性でエトキシアセトンエノラート等価体が付加した生成物が得られることが分かった。さらに、関連する反応として、メチレンアジリジンを四ヨウ化チタンで処理し、アルデヒドと反応させることによりアルドール生成物が得られることもわかった。この反応では中間に生ずるエナミンとアルデヒドがアルドール型の付加反応をした後、生成したα-ヨードイミンが還元的エノラート生成-プロトン化を経て付加体が得られるものと考えられるため、イミノ基のα、α'位でのビスアルドール付加反応への応用が可能であることが分かった。アルコキシアレンは酸性条件下における不安定さから、アレニル化以外の反応による有機合成への応用はほとんど開発されていない。すでに我々は過酸などの酸性度の弱い試薬との反応に着眼し、位置選択的にエポキシ化し、アルコキシアレンオキシドに導き、四ヨウ化チタンの還元能力を利用することにより選択的にアルコキシアセトンのエノラートを生成し、有用なアルドール型炭素-炭素結合形成反応を見いだしている。今回新規チタンエノラート発生法をα、β-不飽和カルボニル化合物へのマイケル付加反応に利用したところ良好な収率で付加体が得られることを見出した。mCPBAのCH_2Cl_2溶液に0°CでメトキシアレンのCH_2Cl_2溶液を滴下し30分撹拌した溶液を、四ヨウ化チタン、チタンテトライソプロポキシド、α、β-不飽和カルボニル化合物のEtCN混合溶液に-90°Cで滴下した後、0°Cまで昇温した。その結果、良好な収率で対応するマイケル付加体が得られることを見出した。特にエトキシアレンを用いた場合、良好な収率およびanti-選択性でメトキシアセトンエノラート等価体が付加した生成物が得られることがわかった。さらに関連する反応として、メチレンアジリジンを四ヨウ化チタンで処理し、アルデヒドと反応させることによりアセトンエノラート等価体のアルドール付加体が得られることも見いだした。これらの反応ではヨウ化物イオンの還元力が重要なファクターであると考えられるため、今までに無いタイプの還元的条件下における選択的有機分子変換反応へと利用できるものと考え、現在さらに詳細に検討している。
英語俳句に基づくクリエイティブ・ライティングの効果検証　―書き手の育成に向けて―

本研究は,3年間を研究期間とする.初年度は,研究代表者が担当する「教養英語1年」の2クラスでデータ収集を行う一方で,インタビュー参加者を選定し,インタビューを実施する.その後,ライティング・データの整理・音声データの書き起こし作業を行う.2年目は,ライティング・データの質的・量的分析を行い,その分析結果を国際学会にて報告する.最終年度は,学会発表で得られた有識者からのフィードバックを踏まえ,インタビューデータの分析結果をライティング・データの分析結果と有機的に融合することで,voiceを引き出すための体系的なライティング指導法を構築する.そして,最終成果を国際学会及び国際学術誌にて報告する本研究は,3年間を研究期間とする.初年度は,研究代表者が担当する「教養英語1年」の2クラスでデータ収集を行う一方で,インタビュー参加者を選定し,インタビューを実施する.その後,ライティング・データの整理・音声データの書き起こし作業を行う.2年目は,ライティング・データの質的・量的分析を行い,その分析結果を国際学会にて報告する.最終年度は,学会発表で得られた有識者からのフィードバックを踏まえ,インタビューデータの分析結果をライティング・データの分析結果と有機的に融合することで,voiceを引き出すための体系的なライティング指導法を構築する.そして,最終成果を国際学会及び国際学術誌にて報告する
温度感受性受容体に働く食品成分の探索とエネルギー代謝の作用の解析

(1)コショウ中のTRPV1活性化成分:コショウの辛味成分piperineはTRPV1のアゴニストであることは知られている。昨年度までに、コショウのpiperineを含まない抽出画分に比較的強いTRPV1活性を確認した。そこで、これら活性成分の単離・同定を試みた。そして、既知化合物のpiperoleinA、piperoleinB、retrofractamideA,dehydropipernonalineをTRPV1活性成分として初めて同定した。これらの化合物のEC_<50>はpiperineよりも約10倍高濃度であった。(2)TRPA1発現細胞の構築とTRPA1に作用する食品成分の探索:Human TRPA1 cDNAをサブクローニングし、これをT-REx CHO細胞(invitrogene)に安定発現させた。このhTRPA1発現CHO細胞は、既知のTRPA1活性成分であるallylisothiocyanate(AITC)に対して細胞内のCa^<2+>を上昇させることを確認した。この細胞を用いて、ニンニクやミョウガ成分のTRPA1活性を測定した。興味深いことに、ミョウガ成分Xとその類縁体3種は強くTRPA1を活性化させ、これまで最も強い食品由来のTRPA1アゴニストとして知られるAITCの約10分の1の濃度のEC_<50>であった。以上の結果は現在投稿中である。(3)TRPA1アゴニストのcinnamaldehydeの体脂肪蓄積抑制効果:TRPA1アゴニスト(AITC orcinnamaldehyde(CNA))を麻酔下ラットの血中に投与すると、副腎からのアドレナリン分泌が促進されることを昨年度見出した。そこで、in vivoにおけるTRPA1アゴニストのエネルギー代謝亢進効果を確認するために、CNA摂取におけるマウス体脂肪蓄積抑制効果を検討した。CNAを0、0.1、0.5、1%添加した高脂肪高ショ糖食をC57BL/6マウスにペアーフィディングし、1ケ月間飼育した。0.1%以上のCNA添加群において、無添加群よりも有意な腸間膜脂肪組織の蓄積が抑制された。また、腎周囲、精巣上体白色脂肪組織重量もCNAの添加濃度依存的に蓄積が抑制された。以上より、長期間のCNA摂取はエネルギー代謝を亢進させ、体脂肪の蓄積を抑制することが示唆された。以上、今年度の研究により、新たなTRPV1及びA1活性食品成分を同定した。また、TRPA1アゴニストにおける体脂肪蓄積抑制効果をマウスで確認した。1.食品中のTRPV1賦活成分の探索及び構造解析野菜類を中心とした身近な食品19種のTRPV1賦活成分の探索を行った。凍結乾燥した食品をヘキサンと酢酸エチルで順に抽出し、rat-TRPV1を発現させたHEK293細胞にこれらの抽出物を投与したときの細胞内Ca^<2+>濃度変化を測定して食品抽出物のTRPV1活性を評価した。その結果、8種の食品抽出物に比較的強いTRPV1活性があった。そこで、これらのTRPV1賦活成分の単離同定を試み、数種のTRPV1賦活成分を同定した。2.食品中TRPV1賦活成分の感覚神経に対する作用TRPV1は感覚神経に発現するイオンチャネルで、活性化されると痛み・辛味を惹起させる。そこで、TRPV1を発現している神経に直接作用させるために、ラットの足底皮下に食品中TRPV1賦活成分を投与したところ、ラットは痛み関連行動を示した。この応答はTRPV1アンタゴニストのカプサゼピンを同時投与することでほぼ完全に抑制された。一方、食品中TRPV1賦活成分をラットの目に滴下しても痛み行動を誘発しなかった。以上のことから、食品中TRPV1賦活成分は低・無辛味なTRPV1賦活成分であることが判明した。3.サンショウ、ミョウガ辛味成分のTRPV1への作用サンショウとミョウガの辛味成分、サンショウオール、ミョウガジアールの辛味受容体TRPV1への作用を調べた。rat-TRPV1を発現させたHEK293細胞にサンプルを投与したときの細胞内Ca^<2+>濃度変化を測定し、TRPV1活性を評価した。サンショウオール、ミョウガジアール共にTRPV1を介して細胞内Ca^<2+>濃度を上昇させた。カプサイシンより1001000倍の高濃度でTRPV1を賦活し、最大応答はカプサイシンの2550%程度であった。(1)スパイス中のTRPV1賦活成分の探索41種のスパイスをヘキサン、酢酸エチル、メタノールで抽出したものを試料とし、これらのTRPV1活性をTRPV1発現HEK293細胞を用いて検討した。その結果、いくつかの試料にTRPV1活性が確認された。それら活性成分を単離するまでは至らないものの、TRPV1活性の報告されていない化合物の可能性が高い。(2)食品中から同定した新規TRPV1賦活成分'X'類縁体のTRPV1への作用小麦粉やタマネギ、ミョウガよりTRPV1賦活成分として単離、同定したXはアシル基を有し、そのアシル基の炭素鎖長の違いによるTRPV1活性の変化を調べた。